Osebni detektor strele: 5 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:04

V tem projektu bomo ustvarili majhno napravo, ki vas opozori na bližnje udare strele. Skupni stroški vseh materialov v tem projektu bodo cenejši od nakupa komercialnega detektorja strele, pri tem pa boste izpopolnili svoje veščine izdelave vezij!

Senzor, uporabljen v tem projektu, lahko zazna udare strele do 40 km stran, prav tako pa lahko določi razdaljo udarca s toleranco 4 km. Čeprav je to zanesljiv senzor, se nanj nikoli ne zanašajte, da vas opozori na udar strele, če ste na prostem. Vaše ročno delo ne bo tako zanesljivo kot komercialni detektor strele.

Ta projekt temelji na IC -senzorju strele AS3935 z nosilnim vezjem podjetja DFRobot. Zazna elektromagnetno sevanje, značilno za strele, in uporabi poseben algoritem za pretvorbo teh informacij v merjenje razdalje.

Zaloge

Ta projekt zahteva le nekaj delov. Podatki se uporabniku pošiljajo prek piezo brenčalnika, vezje pa se napaja preko litij -ionske polimerne baterije. Spodaj je celoten seznam vseh delov:

• Senzor strele DFRobot
• DFRobot hrošč
• Polnilnik DFRobot LiPoly
• Piezo Buzzer (potrebujete samo enega - deluje več različnih vrst)
• 500 mAh LiPoly (kateri koli 3.7V LiPoly bo deloval)
• Drsno stikalo (vsako majhno stikalo bo delovalo)

Poleg teh predmetov boste potrebovali tudi naslednja orodja/postavke:

• Spajkalnik
• Spajkanje
• Priključna žica
• Odstranjevalci žice
• Pištola za vroče lepilo

Podrobno opisujem tudi postopek ustvarjanja 3D-tiskanega ohišja za ta projekt. Če nimate 3D tiskalnika, je upravljanje naprave brez ohišja še vedno v redu.

1. korak: vezje

Ker je v tej zgradbi razmeroma majhno število delov, vezje ni posebej zapleteno. Edini podatkovni vodi sta liniji SCL in SDA za senzor strele in ena povezava za zvočni signal. Napravo napaja litij -ionska polimerna baterija, zato sem se odločil, da v vezje vključim tudi polnilec za lipol.

Zgornja slika prikazuje celotno vezje. Upoštevajte, da je povezava med lipolno baterijo in polnilnikom lipolne baterije prek moških/ženskih konektorjev JST in ne zahteva spajkanja. Za več podrobnosti o vezju si oglejte video na začetku tega projekta.

Korak: Montaža vezja

Ta naprava je odličen kandidat za tehniko sestavljanja vezja, znano kot prostooblikovanje. Namesto da del tega projekta pritrdimo na podlago, kot je perf plošča, bomo vse namesto tega samo povezali z žicami. Zaradi tega je projekt veliko manjši in je nekoliko hitreje sestavljen, vendar na splošno daje manj estetsko prijetne rezultate. Svoja prosta vezja rada na koncu zakrijem s 3D-natisnjenim ohišjem. Video na začetku tega projekta podrobno opisuje postopek oblikovanja, vendar bom prešel vse korake, ki sem jih naredil tudi v tekstu.

Prvi koraki

Prva stvar, ki sem jo naredil, je, da sem odpajkal zelene sponke iz polnilnika za lipol. To ni potrebno in zavzame prostor. Nato sem priključil priključke "+" in "-" polnilnika lipoly na priključke "+" in "-" na sprednji strani hrošča. Ta napaja surovo napetost lipolne baterije naravnost v mikrokrmilnik. Hrošč tehnično potrebuje 5V, vendar bo še vedno deloval na približno 4V od lipola.

Ožičenje senzorja strele

Nato sem priloženi 4-polni kabel odrezal tako, da je ostalo približno dva centimetra žice. Odstranil sem konce, priključil kabel v senzor strele in naredil naslednje povezave:

• "+" na senzorju strele na "+" na hrošču
• "-" na senzorju strele na "-" na hrošču
• "C" na senzorju strele do podloge "SCL" na hrošču
• "D" na senzorju strele do podloge "SDA" na hrošču

Priključil sem tudi pin IRQ na senzorju strele na ploščico RX na hrošču. Ta povezava je morala priti do strojne prekinitve hrošča, RX blazinica (pin 0) pa je bil edini preostali pin, ki je sposoben prekinitve.

Ožičenje zvočnika

Kratek vod brenčalnika sem priključil na priključek "-" na hrošču (ozemljitev), dolgi kabel pa na pin 11. Signalni zatič brenčalnika je treba za največjo vsestranskost priključiti na pin PWM, kar je pin 11.

Preklop baterije

Zadnja stvar, ki je potrebna, je, da v baterijo dodate stikalo v vrstici, da vklopite in izklopite projekt. Če želite to narediti, sem najprej spajkal dve žici na sosednje sponke na stikalu. Te sem pritrdil z vročim lepilom, saj so povezave stikala krhke. Rdečo žico na bateriji sem nato prerezal približno do polovice in žice, ki so prihajale s stikala, spajkal na vsak konec. Ne pozabite pokriti izpostavljene dele žice s toplotno skrčljivo cevjo ali vročim lepilom, saj lahko ti zlahka pridejo v stik z eno od ozemljenih žic in povzročijo kratek stik. Ko dodate stikalo, lahko baterijo priključite v polnilnik.

Zlaganje vsega notri

Zadnji korak je, da vzamete grozljiv nered žic in komponent, da bo videti nekoliko predstavljivo. To je občutljiva naloga, saj želite biti prepričani, da ne prekinete žic. Najprej sem začel z vročim lepljenjem polnilnika lipoly na vrh lipolne baterije. Nato sem nanj prilepil hrošča, na koncu pa sam vrh lepila senzorja strele. Zvočnik sem pustil, da se usede na stran, kot je prikazano na zgornji sliki. Končni rezultat je kup plošč z žicami. Pustila sem tudi kable stikala, da bi jih lahko prosto integrirala v 3D-tiskano ohišje.

3. korak: Programiranje

Programska oprema za to vezje je trenutno preprosta, vendar je močno prilagodljiva vašim potrebam. Ko naprava zazna strelo, bo najprej večkrat zapiskala in vas opozorila, da je strela v bližini, nato pa določeno število krat, ki ustrezajo razdalji strele. Če je strela oddaljena manj kot 10 kilometrov, bo naprava oddala en dolg pisk. Če je od vas oddaljena več kot 10 km, bo naprava razdaljo razdelila za deset, jo zaokrožila in tolikokrat zapiskala. Na primer, če strela udari 26 km stran, bo naprava trikrat zapiskala.

Celotna programska oprema se vrti okoli prekinitev iz senzorja strele. Ko zazna dogodek, bo senzor strele poslal pin IRQ visoko, kar sproži prekinitev v mikrokrmilniku. Senzor lahko pošlje tudi prekinitve za dogodke brez strele, na primer, če je raven hrupa previsoka. Če so motnje/hrup previsoki, morate napravo odmakniti od elektronike. Elektromagnetno sevanje, ki prihaja iz teh naprav, lahko zlahka zasenči razmeroma šibko elektromagnetno sevanje zaradi udara strele na daljavo.

Za programiranje mikrokrmilnika lahko uporabite Arduino IDE - poskrbite, da bo izbira plošče nastavljena na "Leonardo." Prav tako boste morali prenesti in namestiti knjižnico za senzor strele. To lahko najdete tukaj.

4. korak: 3D-natisnjena torbica

Za svojo napravo sem oblikoval etui. Vaše vezje v prosti obliki bo verjetno imelo različne dimenzije, vendar sem poskušal narediti ohišje dovolj veliko, da se vanj še vedno lahko prilega veliko različnih modelov. Datoteke lahko prenesete tukaj in jih nato natisnete. Zgornji del ohišja se zaskoči na dno, zato za ohišje niso potrebni posebni deli.

Poskusite lahko tudi izdelati model lastne naprave in zanjo ustvariti etui. Ta postopek podrobno opisujem v videoposnetku na začetku tega projekta, vendar so osnovni koraki naslednji:

1. Zajemite dimenzije svoje naprave
2. Modelirajte svojo napravo v programu CAD (všeč mi je Fusion 360 - študentje jo lahko dobijo brezplačno)
3. Ustvarite ohišje z odmikom profila od modela naprave. Toleranca 2 mm na splošno dobro deluje.

5. korak: Uporaba vaše naprave in še več

Čestitamo, zdaj bi morali imeti popolnoma delujoč detektor strele! Preden resnično uporabite napravo, priporočam, da počakate, dokler okoli vas nevihta, da se prepričate, ali naprava dejansko lahko zazna strele. Moj je delal prvi poskus, vendar ne vem zanesljivosti tega senzorja.

Polnjenje naprave je preprosto - kabel mikro -USB lahko preprosto priključite v polnilec za lipol, dokler lučka za polnjenje ne zasveti zeleno. Med polnjenjem se prepričajte, da je naprava vklopljena, sicer baterija ne bo porabila energije! Priporočam tudi spreminjanje piskov na nekaj, kar vam je bolj všeč; knjižnico Tone.h lahko uporabite za ustvarjanje prijetnejših zvokov.

Sporočite mi v komentarjih, če imate kakršne koli težave ali vprašanja. Če si želite ogledati več mojih projektov, obiščite mojo spletno stran www. AlexWulff.com.