ساعت با سرعت بالا برای فیلم های آهسته: 4 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:56

تقریباً همه افرادی که دارای یک تلفن هوشمند مدرن هستند دارای یک دوربین با سرعت بالا هستند که می تواند برای تهیه فیلم های دیدنی حرکت آهسته استفاده شود. اما اگر می خواهید اندازه گیری کنید که چقدر طول می کشد تا حباب صابون بترکد یا آن هندوانه منفجر شود ، ممکن است نمایش زمان در فیلم های خود برای شما سخت باشد: کرونومتر دارای صفحه نمایش بسیار کوچک است و دقت آن فقط 1/100 ثانیه اگر می خواهید اندازه گیری های کمی انجام دهید ، متوجه شدم که نرخ فریم منتشر شده دوربین چیزی نیست که بتوانید بر آن تکیه کنید!

خوشبختانه ساخت ساعت با دقت ms و ارقام بزرگ بزرگ با استفاده از آردوینو و صفحه 4 رقمی 7 سگمنت واقعاً آسان است. علاوه بر این ، 12 پین صفحه نمایش استاندارد 0.56 اینچی دقیقاً با طرح پین Arduino Nano مطابقت دارد و می تواند مستقیماً روی آن لحیم شود.

هیچ راه اندازی/توقف/تنظیم مجدد در این تایمر وجود ندارد. هنگامی که آن را روشن می کنید شروع به کار می کند و پس از 10 ثانیه سرریز می شود. ایده این است که برای اندازه گیری مدت زمان یک فرایند خاص ، ما به هر حال تفاوت زمانی بین پایان و شروع را اندازه گیری می کنیم.

مرحله 1: مواد

• آردوینو نانو ، بدون سرصفحه روی آن لحیم شده است.
• صفحه نمایش 0.56 اینچی 4 رقمی 7 بخش. هر دو آند معمولی یا کاتد معمولی مشکلی ندارند

اگر می خواهید آن را در یک جعبه محکم قرار دهید و با باتری 2 باتری قلمی کار کنید ، موارد زیر را اضافه کنید:

• یک جعبه پروژه الکترونیکی 60x100x25
• نگهدارنده باتری 2xAA
• یک ماژول گام به گام
• سوئیچ راک روشن/خاموش 10x15 میلی متر

ابزار مورد نیاز

آهن لحیم کاری

برای نصب آن در جعبه:

• یک ابزار دوار برای برش خام سوراخ های صفحه نمایش و سوئیچ
• فایل های دستی برای برش دقیق سوراخ ها
• تفنگ چسب حرارتی برای ثابت نگه داشتن اجزا در محل.

مرحله 2: اتصال آردوینو به صفحه نمایش

به طرز شگفت انگیزی ، پین های صفحه نمایش استاندارد 4 رقمی 7 بخش با طرح Arduino Nano مطابقت دارند به گونه ای که همه 12 پین صفحه نمایش به پین های IO آردوینو متصل می شوند. با این کار می توانید صفحه نمایش را مستقیماً بر روی آردوینو بدون نیاز به PCB ، اتصالات یا کابل لحیم کنید.

پین های پایینی صفحه نمایش (قابل تشخیص از نقاط اعشاری و چاپ) را به پین های آنالوگ A0-A5 بچسبانید. پایه های بالای صفحه را به پایه های دیجیتال D4-D9 بچسبانید.

LED های قرمز دارای افت ولتاژ فقط 2 ولت هستند ، بنابراین اتصال آنها به 5 ولت معمولاً ایده خوبی نیست و معمولاً یک مقاومت سری برای محدود کردن جریان اعمال می شود. با این حال ، شاید به دلیل interleaving ، متوجه شدم که بدون مقاومت سری خوب کار می کند. اگر نه ، در اینجا یک دستورالعمل دقیق در مورد نحوه افزودن مقاومتهای سری به طور مستقیم در Arduino Nano وجود دارد

مرحله 3: کد

طرح پیوست شده را در Arduino Nano بارگذاری کنید. کد فعلی برای یک صفحه آند معمولی است ، اما خطوط مربوط به کاتد معمولی نمی توانند کامنت شوند.

پس از بارگذاری کد ، زمان سنج باید هر بار که Arduino راه اندازی می شود شروع به کار کند. می توانید اینجا را متوقف کنید یا در قسمت بعدی نمونه ای از نحوه نصب آن را در یک جعبه محکم و کار با باتری ببینید.

چند نظر در مورد کد:

زمان از توابع micro () به جای تابع millis () گرفته می شود ، به دو دلیل خوب: پیاده سازی آردوینو از millis () وحشتناک است: آنها هر 1.024 میلی ثانیه افزایش می یابند و سپس هر چند وقت یک بار یک میلی ثانیه حذف می شود برای جبران! همه آردوینوها دارای بلورهای با دقت بالا نیستند. اگر متوجه شدید که بیش از حد مجاز هستید ، می توانید تقسیم کننده را در خط "unsigned long t = micros ()/1000؛" تا ساعت سریعتر یا کندتر حرکت کند.

ارقام در هم آمیخته شده اند ، به این معنی که فقط یک رقم در یک زمان مشخص روشن می شود. هنگام تغییر بخش های یک رقم ، همه رقم ها خاموش هستند ، به طوری که هیچ رقم زباله در هر لحظه نشان داده نمی شود. فرکانس بروزرسانی ارقام را 750 میکرو ثانیه اندازه گیری کردم ، بنابراین هر رقم حداقل یک بار در هر میلی ثانیه به روز می شود!

من به طور جدی ساعت را از نظر سرعت بهینه نکرده ام ، زیرا سرعت فعلی برای نمایش میلی ثانیه به اندازه کافی مناسب است. من فکر می کنم آردوینو را می توان با دو رقم بیشتر نشان داد (مربوط به 100 و 10 میکروثانیه) ، اما نیاز به

• غیرفعال کردن وقفه ها و استفاده مستقیم از تایمرها
• دستکاری مستقیم پورت
• اتصال همه بخش ها به یک پورت واحد و ارقام به پورت دیگر
• از محاسبه صریح مقادیر رقمی اجتناب کنید ، اما به جای آن از افزایش استفاده کنید (عملیات تقسیم و مدول کند است)

اگر بتوانم با یک دوربین اسلوموشن با سرعت بیش از 1000 فریم بر ثانیه دست به دست شوم ، می توانم آن را امتحان کنم ، در حال حاضر از دقت ms راضی هستم.

مرحله 4: آن را در جعبه نصب کنید

یک جعبه پروژه الکترونیکی 100x60x25mm ارزان ، ضد آب ، به راحتی با این تایمر ، به همراه باتری ، یک ماژول تقویت کننده و یک کلید روشن/خاموش ، متناسب است. برای عملکرد باتری ، ترکیبی از 2 باتری AA با یک ماژول تقویت کننده ولتاژ 5V ایمن و پایدار به آردوینو می دهد. با قرار دادن سوئیچ روشن/خاموش مستقیم روی باتری (به جای خروجی استپ آپ) ، باتری ها تحت تأثیر نشتی از ماژول راه اندازی قرار نمی گیرند و در صورت استفاده پراکنده می توانند سالها دوام بیاورند.

ماژول تقویتی که استفاده کردم دارای یک کانکتور USB مونث بود که آن را با انبردست جدا کردم تا بتوانم سیم ها را به خروجی لحیم کنم. متناوباً ، می توانید از یک گام به گام قابل تنظیم استفاده کنید و آن را روی خروجی 5 ولت تنظیم کنید.

با برش دو سوراخ مربوط به صفحه نمایش و کلید روشن/خاموش شروع کنید. من با یک مداد سوراخ های تقریبی را کشیدم ، سپس سوراخ ها را با ابزار چرخشی کمی خیلی کوچک برش دادم ، و سپس آنها را با فایل های دستی به اندازه دقیقاً مطابقت دادم.

قسمتی از کابل انعطاف پذیر قرمز و مشکی چند رشته ای را از جعبه باتری جدا کرده و آنها را به ماژول تقویت کننده وصل کنید ، در حالی که مثبت یا منفی توسط یک کلید روشن/خاموش قطع می شود. سپس از ماژول مرحله به مرحله مستقیم به GND و +5V یا آردوینو بروید.

من از چسب حرارتی برای نگه داشتن همه عناصر در محل خود استفاده کردم: جعبه باتری ، ماژول تقویت کننده و اطراف کناره های صفحه نمایش.

نتیجه نهایی یک تایمر در یک جعبه محکم با یک عملیات ساده است!