טכומטר מבוסס IR כף יד: 9 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:16

מדריך זה מבוסס על המעגל המתואר על ידי electro18 במד טכומטר דיגיטלי נייד. חשבתי שיהיה שימושי להחזיק מכשיר כף יד ושהוא יהיה פרויקט מהנה לבנות.

אני אוהב איך יצא המכשיר - העיצוב יכול לשמש לכל מיני מכשירי מדידה אחרים על ידי שינוי תרמיל החיישנים, החיווט וקוד ה- Arduino. העובדה שזה נראה כמו פוצץ או אקדח קרן מסרט SF וינטאג 'היא רק בונוס נוסף!

למד המהירות יש טריגר ומודד בזמן לחיצה על ההדק. נורית חיווי דולקת בזמן המדידה. ניתן להפעיל את המכשיר באמצעות USB או סוללה של 9V. המכשיר יופעל אם ה- USB מחובר. אם משתמשים בסוללה, מד המהירות מופעל באמצעות מתג הפעלה.

במהלך המדידה, ה- LCD מציג את הסל"ד הנוכחי בשורה הראשונה ואת ממוצע הסל"ד המקסימלי בשורה השנייה. אם ההדק אינו נלחץ ואין מדידה בעיצומו, הוא מציג את הממוצע והסל"ד המרבי מפגישת המדידה הקודמת.

אם פוטודיודה ה- IR מופעלת על ידי חום הסביבה, "HIGH" יוצג על גבי ה- LCD כדי לציין שהרגישות צריכה להיות מופחתת. הרגישות נשלטת על ידי גלגל מאחורי ה- LCD.

כדי להשתמש במד המהירות, אתה צריך לשים משהו מהורהר על אובייקט המפנה שאתה רוצה למדוד. קלטת צייר קלה פשוטה עובדת מצוין. השתמשתי גם בכף צבע לבן אקרילי וראיתי אנשים משתמשים בצלחת מתכת מבריקה או חתיכת רדיד אלומיניום המודבק על פני השטח. מודבק היטב על פני השטח, מכיוון שכל מה שאתה מודד יסתובב די מהר והמשקף יהיה נתון להרבה כוח צנטריפוגלי. הקלטת הצייר שלי עפה במהירות של 10, 000 סל ד.

המוסיקה בסרטון היא מ- Jukedeck - צור משלך בכתובת

שלב 1: המעגל

ב"אף "של מד המהירות נמצא תרמיל חיישן המכיל נורית IR וגלאי IR. כאשר הגלאי אינו מופעל, הוא אמור לפעול כדיודה רגילה ולהעביר את הזרם מחיוב חיובי (ארוך) לקרקע (עופרת קצרה). כאשר הגלאי מופעל, הוא מתחיל לתת לזרם לעבור בכיוון ההפוך - משלילי לחיובי. עם זאת, גיליתי כי נראה שהגלאי שלי מעולם לא עובר את הזרם בכיוון "הרגיל" (חיובי לקרקע) - הקילומטראז 'שלך עשוי להשתנות, בהתאם לגלאי שאתה מקבל.

בעת הגדרת המעגל, יש לנו אפשרות לתת ליציאת הכניסה ב- Arduino להיות נמוכה כאשר אין אות, או להיות ב- HIGH כאשר אין אות.

אם מצב הבסיס גבוה, ארדואינו משתמש בנגד פנימי פנימי, בעוד שאם מצב הבסיס צריך להיות נמוך, יש להוסיף נגד הנעה חיצונית. מצב הבסיס המקורי בשימוש LOW מצב הבסיס, בעוד שבמהירות אופטית עבור tmbarbour CNC השתמש ב- HIGH כמצב הבסיס. למרות שזה חוסך נגד, שימוש בנגד הנעה מפורש מאפשר לנו להתאים את הרגישות של המכשיר. מכיוון שחלק מהזרמים דולפים דרך הנגד, ההתנגדות הגבוהה יותר, כך המכשיר רגיש יותר. כדי שהתקן ישמש במגוון סביבות, היכולת להתאים את הרגישות היא קריטית. בעקבות עיצוב electro18s, השתמשתי בנגד של 18K בסדרה עם שני סירים 0-10K, כך שניתן לשנות את ההתנגדות בין 18K ל 38K.

נורת ה- IR והזרם דיודה IR מונעים מיציאה D2. יציאת D3 מופעלת באמצעות הפרעה של RISING כאשר גלאי ה- IR פועל. יציאת D4 מוגדרת ל- HIGH וקרקעית כאשר לוחצים על ההדק. זה מתחיל את המדידה וגם מדליק את נורית החיווי המחוברת ליציאה D5.

בהתחשב בזרם המוגבל מאוד שניתן להחיל על כל יציאות קלט, העבר את כל המתח לקריאה רק מיציאות ננו אחרות, לעולם לא היישר מהסוללה. שים לב גם כי נוריות ה- IR והמחוון מגובות בנגדים של 220 אוהם.

ה- LCD שבו השתמשתי כולל לוח מתאם טורי וזקוק לארבעה חיבורים בלבד - vcc, ground, SDA ו- SCL. SDA עובר ליציאה A4, בעוד SCL עובר ליציאה A5.

שלב 2: רשימת חלקים

תזדקק לחלקים הבאים:

• ארדואינו ננו
• צג LCD בגודל 16x2 עם מתאם סידורי, כגון LGDehome IIC/I2C/TWI
• 2 נגדים של 220 אוהם
• נגד 18K
• שני פוטנציומטרים קטנים של 0-10K
• 5 מ"מ IR LED ודיודה מקלט IR
• 3 מ"מ LED למחוון המדידה
• 5 ברגי M3 30 מ"מ עם 5 אגוזים
• קפיץ בקוטר 7 מ"מ בערך להדק ולחיבור סוללה 9V. קיבלתי את שלי מ- ACE, אבל אני לא זוכר מה מספר המלאי.
• חתיכה קטנה אם מתכת דקה למגעים שונים (שלי היה בעובי של כ 1 מ"מ) וקר גדול
• חוט 28AWG
• חתיכה קטנה של חוט תקוע 16AWG להדק

לפני בניית מד המהירות עצמו, יהיה עליך לבנות את גלגל הפוטנטיומטר להתאמת הרגישות, מכלול ההדק ומתג ההפעלה.

שלב 3: קבצי STL

גוף_שמאל וגוף_ימין הופכים את הגוף המרכזי של הטומכ'ר. lcd_housing הופך את בסיס הדיור המוחדר לגוף הטומומטר ולדיור שיחזיק את ה- LCD עצמו. תרמיל חיישן מספק נקודות הרכבה עבור נורית ה- IR והגלאי, ואילו battery_vcover הופך את המכסה הזזה של תא הסוללה. ההדק והמתג יוצרים את החלקים המודפסים עבור שני מכלולים אלה.

הדפסתי את כל החלקים האלה ב- PLA, אבל כמעט כל חומר כנראה יעבוד. איכות ההדפסה אינה כה קריטית. למעשה, היו לי בעיות מדפסת (כלומר טעויות משתמש טיפשיות) בעת הדפסת שני חצאי הגוף והכל עדיין מתאים היטב.

כמו תמיד, כשהדפסתי את החלקים העיקריים, דברים שונים היו מעט שגויים. תיקנתי את הבעיות האלה בקבצים במדריך זה, אך לא הדפסתי אותם מחדש, מכיוון שיכולתי לגרום לכל לעבוד עם קצת קשקושים ושיוף.

אצרף את קבצי המקור של OpenSCAD לשלב מאוחר יותר.

שלב 4: מכלול התאמת רגישות

פרסמתי את האסיפה הזו על Thingiverse. זכור, ההתנגדות הגבוהה יותר פירושה רגישות גבוהה יותר. במבנה שלי, הזזת הגלגל קדימה מגבירה את הרגישות. מצאתי את זה שימושי לסמן את הקצה הרגיש ביותר על הגלגל, כך שאוכל לבדוק חזותית כיצד הרגישות מוגדרת.

שלב 5: הרכבת ההדק

העיצוב המקורי שלי השתמש במעט חוט למגע בתחתית החלק הנע, אך גיליתי שפיסת מתכת דקה עובדת טוב יותר. החלק הנע מחבר שני מגעים בחלק האחורי של הבית. השתמשתי במעט חוט תקוע 16AWG המודבק במקום לשני המגעים.

שלב 6: מתג הפעלה

זה החלק שהסב לי את רוב הצרות, כיוון שהמגעים יצאו מופרכים - צריך להיות בדיוק כמו שצריך. המתג אמנם מאפשר שני מסופים, אך עליך לחבר אחד בלבד. העיצוב מאפשר קפיץ לאלץ את המעבר בין שתי עמדות, אבל לא הצלחתי להפעיל את החלק הזה.

הדבק את המוליכים לתוך הדיור. אין הרבה מקום בגוף הטווומטר, לכן הקצר את המוליכים.

שלב 7: הרכבה

יבש התאימו את כל חלקיכם לגוף. חותכים שני חלקים קצרים של המעיין והברגים אותם דרך החורים שבסוללה. הספרינט ב- body_left הוא VCC, המעיין ב- body_right הוא הקרקע. השתמשתי ב- body_left כדי להחזיק את כל החלקים במהלך ההרכבה.

כתוב את נורית ה- IR והגלאי במישור שבו הם פונים זה לזה - יש להלחים את ההובלה הארוכה (החיובית) של הנורית אל המוליכה הקצרה של הגלאי ולחוט המוביל ליציאת D2.

מצאתי צורך להדביק את נורית המחוון למקומה בעזרת טיפת דבק.

ה- LCD יתאים מאוד לדירה. למעשה, הייתי צריך לשייף מעט את ה- PCB שלי. הגדלתי מעט את גודל הדיור אז אני מקווה שהוא יתאים לך יותר. כיפפתי קצת את מוליכי הכותרת על הלד כדי שיהיה לי יותר מקום והלחמתי להם את החוטים - אין מקום לחבר לשם כלום. LCD יכנס בצורה נכונה רק דרך אחת לתוך הבית והבסיס יצמיד גם דרך אחת.

הלחם הכל יחד ולהתאים את החלקים בחזרה. היה לי ננו עם כותרות - היה עדיף גרסה שניתן להלחם ישירות. הקפד למשוך את חוטי ה- LCD דרך בסיס ה- LCD לפני הלחמה.

הכל נראה די מסודר, מכיוון שהשארתי חוטים קצת יותר מדי זמן. סגור את הגוף והנח את הברגים.

שלב 8: סקיצת הארדואינו

תזדקק לספריית Liquid Crystal I2C כדי להניע את ה- LCD.

אם תחבר את מד המהירות לצג סדרתי, הנתונים יישלחו על הצג הטורי במהלך המדידה.

רק למקרה שיש רעש, שילבתי מסנן פשוט במעבר נמוך באלגוריתם. שלושה משתנים בסקיצה קובעים את התדירות שבה המסך מתעדכן (כרגע כל חצי שנייה), באיזו תדירות מחושב הסל"ד (כיום כל 100 שניות) ומספר המדידות בתמיכת המסנן (כיום 29). עבור סל"ד נמוך (נניח, מתחת ל -300 בערך), ערך הסל"ד בפועל ישתנה, אך הממוצע יהיה מדויק. תוכל להגדיל את תמיכת המסנן כדי לקבל סל"ד פועל מדויק יותר.

לאחר שהעלית את הסקיצה, אתה מוכן לצאת לדרך!

שלב 9: קוד מקור OpenSCAd

אני מצרף את כל מקורות ה- openSCAD. אני לא מגביל את הקוד הזה - אתה מוזמן לשנות, להשתמש, לשתף וכו 'כרצונך. זה חל גם על המערכון של Arduino.

לכל קובץ מקור יש הערות שאני מקווה שתמצא שימושיות. החלקים העיקריים של טכומטר נמצאים בספרייה הראשית, מתג ההפעלה נמצא בספריית הקונסטרוקציות, ואילו גלגל הגירסא וההדק נמצאים בספריית הרכיבים. כל שאר המקורות מופעלים מתוך קבצי החלק העיקרי.