سرعت سنج مبتنی بر IR: 9 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:57

این دستورالعمل بر اساس مدار توصیف شده توسط electro18 در سرعت سنج دیجیتال قابل حمل است. من فکر کردم داشتن یک دستگاه دستی مفید است و ساختن آن یک پروژه سرگرم کننده خواهد بود.

من نحوه ظاهر دستگاه را دوست دارم - این طرح می تواند با تغییر غلاف سنسور ، سیم کشی و کد آردوینو برای انواع دیگر دستگاه های اندازه گیری استفاده شود. این واقعیت که به نظر می رسد شبیه یک بلستر یا اسلحه پرتو از یک فیلم SF قدیمی است ، یک امتیاز اضافی است!

سرعت سنج دارای یک ماشه است و در حالی که ماشه فشار داده می شود اندازه گیری می کند. یک LED نشانگر روشن می شود در حالی که اندازه گیری در حال انجام است. این دستگاه می تواند از طریق USB یا باتری 9 ولت تغذیه شود. در صورت اتصال USB ، دستگاه روشن می شود. در صورت استفاده از باتری ، سرعت سنج از طریق یک سوئیچ قدرت روشن می شود.

در طول اندازه گیری ، LCD RPM فعلی را در خط اول و متوسط و حداکثر RPM را در خط دوم نشان می دهد. اگر ماشه فشار داده نشود و اندازه گیری در حال انجام نباشد ، میانگین و حداکثر RPM را از جلسه اندازه گیری قبلی نشان می دهد.

اگر فوتوديود IR توسط حرارت محيط فعال شود ، "HIGH" بر روي LCD نمايش داده مي شود تا نشان دهد حساسيت بايد كم شود. حساسیت توسط چرخ پشت LCD کنترل می شود.

برای استفاده از سرعت سنج ، باید چیزی را که بر روی شیء چرخشی که می خواهید اندازه گیری کنید قرار دهید. یک نوار ساده نقاش نور خوب کار می کند. من همچنین از یک تکه رنگ سفید اکریلیک استفاده کرده ام و دیده ام که مردم از یک صفحه فلزی براق یا یک تکه فویل آلومینیومی چسبیده به سطح استفاده می کنند. به خوبی به سطح چسبانده شده است ، زیرا هر آنچه را که اندازه گیری می کنید بسیار سریع می چرخد و بازتابنده تحت تأثیر نیروی گریز از مرکز زیادی قرار می گیرد. من نوار نقاش خود را در 10،000 دور در دقیقه به پرواز درآوردم.

موسیقی موجود در ویدیو از Jukedeck است - آهنگ مورد نظر خود را در https://jukedeck.com ایجاد کنید.

مرحله 1: مدار

در قسمت "دماسنج" یک غلاف حسگر قرار دارد که شامل یک LED IR و یک آشکارساز IR است. هنگامی که آشکارساز فعال نمی شود ، باید به عنوان یک دیود معمولی عمل کند و جریان را از مثبت (سرب بلند) به زمین (سرب کوتاه) منتقل کند. هنگامی که آشکارساز فعال می شود ، جریان را در جهت مخالف شروع می کند - از منفی به مثبت. با این حال ، متوجه شدم که به نظر می رسد آشکارساز من هرگز جریان را در جهت "معمولی" (مثبت به زمین) عبور نمی دهد - بسته به آشکارساز دریافتی ، مسافت پیموده شده شما ممکن است متفاوت باشد.

هنگام راه اندازی مدار ، این گزینه را داریم که اجازه دهیم پورت ورودی در آردوینو وقتی سیگنالی وجود ندارد در LOW باشد یا در زمانی که سیگنالی وجود ندارد در HIGH باشد.

اگر حالت پایه بالا باشد ، آردوینو از یک مقاومت کششی داخلی استفاده می کند ، در صورتی که حالت پایه باید پایین باشد ، یک مقاومت کشش خارجی باید اضافه شود. دستورالعمل اصلی از حالت پایه LOW استفاده می کند ، در حالی که در تپومتر نوری برای CNC tmbarbour از HIGH به عنوان حالت پایه استفاده شده است. در حالی که این یک مقاومت را ذخیره می کند ، با استفاده از یک مقاومت کشش آشکار ما را قادر می سازد تا حساسیت دستگاه را تنظیم کنیم. از آنجا که مقداری جریان از طریق مقاومت نشت می کند ، هرچه مقاومت بیشتر باشد ، دستگاه حساس تر است. برای استفاده از دستگاه در محیط های مختلف ، قابلیت تنظیم حساسیت بسیار مهم است. پس از طراحی electro18s ، من از یک مقاومت 18K به صورت سری با دو گلدان 0-10K استفاده کردم ، بنابراین مقاومت می تواند از 18K تا 38K متغیر باشد.

جریان LED IR و IR دیود از پورت D2 رانده می شود. پورت D3 از طریق وقفه RISING هنگام آشکارساز IR فعال می شود. پورت D4 روی HIGH تنظیم شده و هنگامی که ماشه فشار داده می شود ، زمین می شود. با این کار اندازه گیری شروع می شود و همچنین LED نشانگر متصل به پورت D5 روشن می شود.

با توجه به جریان بسیار محدودی که می توان بر روی هر پورت ورودی اعمال کرد ، هرگونه ولتاژ را برای خواندن فقط از سایر درگاه های نانو ، هرگز مستقیم از باتری ، هدایت نکنید. همچنین توجه داشته باشید که LED های IR و نشانگر با مقاومتهای 220 اهم پشتیبانی می شوند.

LCD مورد استفاده من دارای برد آداپتور سریال است و فقط به چهار اتصال نیاز دارد - vcc ، ground ، SDA و SCL. SDA به پورت A4 و SCL به پورت A5 می رود.

مرحله 2: لیست قطعات

شما به قطعات زیر نیاز خواهید داشت:

• آردوینو نانو
• صفحه نمایش LCD 16x2 با آداپتور سریال ، مانند LGDehome IIC/I2C/TWI
• 2 مقاومت 220 اهم
• یک مقاومت 18K
• دو پتانسیومتر کوچک 0-10K
• LED 5 میلی متری IR و دیود گیرنده IR
• LED 3 میلی متری برای نشانگر اندازه گیری
• 5 پیچ 30 میلیمتری M3 با 5 مهره
• دارای قطر 7 میلی متر یا بیشتر برای ماشه و اتصال باتری 9 ولت. من خودم را از ACE گرفتم ، اما نمی توانم به یاد داشته باشم که شماره سهام چقدر بود.
• یک قطعه کوچک ورق نازک برای تماس های مختلف (ضخامت من حدود 1 میلی متر بود) و یک گیره کاغذی بزرگ
• سیم 28AWG
• یک قطعه کوچک سیم رشته 16AWG برای ماشه

قبل از ساختن خود فشارسنج ، برای تنظیم حساسیت ، مجموعه ماشه و کلید قدرت ، باید چرخ پتانسیومتر را بسازید.

مرحله 3: فایل های STL

body_pep و body_right قسمت اصلی تاکومتر را تشکیل می دهند. lcd_housing پایه محفظه ای را که در بدنه تاکومتر قرار می گیرد و محفظه ای که خود LCD را نگه می دارد ایجاد می کند. غلاف سنسور نقاط نصب برای LED IR و آشکارساز را فراهم می کند ، در حالی که battery_vcover پوشش کشویی قسمت باتری را می سازد. ماشه و کلید قطعات چاپ شده برای این دو مجموعه را بسازید.

من تمام این قسمتها را در PLA چاپ کرده ام ، اما تقریباً هر ماده ای احتمالاً کار خواهد کرد. کیفیت چاپ چندان مهم نیست. در حقیقت ، هنگام چاپ هر دو نیمه بدنه ، مشکلات چاپگر (یعنی خطاهای احمقانه کاربر) با هم روبرو شدم و هنوز همگی به خوبی مطابقت دارند.

مثل همیشه ، وقتی قطعات اصلی را چاپ می کردم ، موارد مختلف کمی اشتباه بود. من این مشکلات را در فایلهای این دستورالعمل برطرف کرده ام ، اما مجدداً چاپ نشده است ، زیرا می توانم همه این کارها را با کمی زخم و سنباده کار کنم.

فایلهای منبع OpenSCAD را به مرحله بعدی پیوست می کنم.

مرحله 4: مجموعه تنظیم حساسیت

من این مجمع را در Thingiverse منتشر کرده ام. به یاد داشته باشید که مقاومت بیشتر به معنی حساسیت بیشتر است. در ساخت من ، حرکت جلو به جلو حساسیت را افزایش می دهد. من علامت گذاری حساس ترین قسمت روی چرخ را مفید دانستم ، بنابراین می توانم بصری نحوه تنظیم حساسیت را بررسی کنم.

مرحله 5: مجموعه راه اندازی

در طرح اصلی من از سیم کمی برای تماس در قسمت قسمت متحرک استفاده شده بود ، اما متوجه شدم که یک تکه نازک ورق فلزی بهتر کار می کند. قسمت متحرک دو مخاطب را در پشت محفظه متصل می کند. من از کمی سیم رشته 16AWG چسبیده در محل برای دو مخاطب استفاده کردم.

مرحله 6: پاور سوئیچ

این قسمتی است که بیشترین مشکل را برای من ایجاد کرده است ، زیرا مخاطبین مشکل ساز شده اند - باید درست باشند. در حالی که سوئیچ اجازه می دهد تا دو پایانه را بسازید ، فقط کافی است یکی از آنها را وصل کنید. طراحی اجازه می دهد تا یک فنر بتواند سوئیچ بین دو موقعیت را مجبور کند ، اما من آن قسمت را کار نکرده ام.

سیم ها را به محفظه بچسبانید. فضای زیادی در بدنه تاکومتر وجود ندارد ، بنابراین سیمها را کوتاه کنید.

مرحله 7: مونتاژ

به طور خشک تمام قسمت های بدن خود را در بدن قرار دهید. دو قطعه کوتاه از فنر را ببرید و آنها را از سوراخ های روی باتری متصل کنید. اسپرینت در بدنه_چپ VCC است ، فنر در بدنه_راست زمین است. من از body_left برای نگه داشتن تمام قطعات در هنگام مونتاژ استفاده کردم.

چراغ IR و آشکارساز را در جایی که روبرو هستند قرار دهید - سرب مثبت (مثبت) LED باید به سیم کوتاه آشکارساز و سیم منتهی به پورت D2 لحیم شود.

لازم دیدم که LED نشانگر را با یک تکه چسب در جای خود بچسبانم.

LCD بسیار محکم در محفظه قرار می گیرد. در واقع ، من مجبور شدم PCB خود را کمی سنباده بزنم. من اندازه مسکن را کمی افزایش داده ام ، امیدوارم برای شما مناسب تر باشد. سربرگ ها را کمی روی LED خم کردم تا فضای بیشتری داشته باشد و سیم ها را به آنها لحیم کردم - جایی برای اتصال هر چیزی به آن وجود ندارد. ال سی دی فقط به یک جهت به داخل محفظه می رود و پایه نیز فقط به یک طرف متصل می شود.

همه چیز را با هم لحیم کنید و قطعات را دوباره داخل کنید. من نانو را با سربرگ داشتم - بهتر بود نسخه ای داشت که بتوان مستقیماً لحیم کرد. قبل از لحیم کاری اطمینان حاصل کنید که سیم های LCD را از طریق پایه LCD بکشید.

همه چیز کاملاً نامرتب به نظر می رسد ، زیرا سیم ها را بیش از حد طولانی گذاشته بودم. بدنه را ببندید و پیچ ها را تنظیم کنید.

مرحله 8: طرح آردوینو

برای رانندگی LCD به کتابخانه Liquid Crystal I2C نیاز دارید.

اگر سرعت سنج را به مانیتور سریال وصل کنید ، در حین اندازه گیری آماری از طریق مانیتور سریال ارسال می شود.

در صورت وجود نویز ، من یک فیلتر ساده lowpass را در الگوریتم گنجانده ام. سه متغیر در طرح ، میزان بروزرسانی صفحه (در حال حاضر هر نیم ثانیه) ، تعداد دفعات محاسبه RPM (در حال حاضر هر 100 ثانیه) و تعداد اندازه گیری ها در پشتیبانی فیلتر (در حال حاضر 29) را تعیین می کند. برای RPM کم (مثلاً زیر 300 یا بیشتر) ، مقدار RPM واقعی نوسان می کند ، اما میانگین دقیق خواهد بود. برای دستیابی به RPM دقیق تر ، می توانید پشتیبانی فیلتر را افزایش دهید.

هنگامی که طرح را بارگذاری کردید ، خوب است بروید!

مرحله 9: کد منبع OpenSCAd

من تمام منابع openSCAD را ضمیمه می کنم. من هیچ محدودیتی برای این کد قائل نمی شوم - شما می توانید به دلخواه تغییر ، استفاده ، اشتراک گذاری و غیره را انجام دهید. این امر در مورد طرح آردوینو نیز صدق می کند.

هر فایل منبع دارای نظراتی است که امیدوارم برای شما مفید واقع شود. قطعات سنج سنج اصلی در فهرست اصلی ، سوئیچ قدرت در فهرست سازه ها قرار دارد ، در حالی که pot_wheel و ماشه در فهرست قطعات هستند. همه منابع دیگر از فایلهای قسمت اصلی فراخوانی می شوند.