Ročni merilnik vrtljajev na osnovi IR: 9 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:07

Ta navodila temeljijo na vezju, ki ga je opisal electro18 v prenosnem digitalnem merilniku vrtljajev. Mislil sem, da bi bilo koristno imeti ročno napravo in da bi bil to zabaven projekt.

Všeč mi je, kako se je naprava izkazala - zasnova se lahko uporablja za vse vrste drugih merilnih naprav s spreminjanjem senzorja, ožičenja in kode Arduino. Dejstvo, da je videti kot blaster ali pištola iz starega SF filma, je le dodaten bonus!

Merilnik vrtljajev ima sprožilec in meri med pritiskom na sprožilec. Med merjenjem sveti indikatorska LED. Napravo lahko napajate prek USB -ja ali 9V baterije. Naprava se bo vklopila, če je priključen USB. Če uporabljate baterijo, se tahometer vklopi prek stikala za vklop.

Med merjenjem LCD prikazuje trenutne vrtljaje v prvi vrstici, povprečne in največje vrtljaje v drugi vrstici. Če sprožilec ni pritisnjen in meritev ni v teku, prikaže povprečno in največjo število vrtljajev iz prejšnje merilne seje.

Če IR fotodiodo sproži toplota okolice, se na LCD -prikazovalniku prikaže "HIGH", kar pomeni, da je treba občutljivost zmanjšati. Občutljivost nadzira kolo za LCD -zaslonom.

Za uporabo merilnika vrtljajev morate na predmet obračanja, ki ga želite izmeriti, postaviti nekaj odsevnega. Preprost slikarski trak dobro deluje. Uporabil sem tudi nekaj akrilne bele barve in videl sem, kako ljudje uporabljajo sijočo kovinsko ploščo ali kos aluminijaste folije, prilepljene na površino. Dobro prilepljen na površino, saj se bo vse, kar merite, vrtelo precej hitro, reflektor pa bo izpostavljen veliki centrifugalni sili. Slikarski trak mi je odletel pri 10 000 vrt / min.

Glasba v videu je iz Jukedecka - ustvarite si svojo na

1. korak: vezje

Na "nosu" tahometra je senzorska podloga, ki vsebuje IR LED in IR detektor. Kadar detektor ni sprožen, bi moral delovati kot normalna dioda in prenašati tok od pozitivnega (dolgi vod) do tal (kratek vod). Ko se detektor sproži, začne prepuščati tok v nasprotni smeri - od negativne do pozitivne. Ugotovil pa sem, da moj detektor nikoli ne prenaša toka v "normalni" smeri (pozitivno proti zemlji) - vaša kilometrina se lahko razlikuje, odvisno od detektorja, ki ga dobite.

Pri nastavljanju vezja imamo možnost, da pustimo vhodna vrata na Arduinu NIZKA, ko ni signala, ali pa VELIKO, ko ni signala.

Če je osnovno stanje VISOKO, Arduino uporablja notranji upogibni upor, če pa mora biti osnovno stanje NIZKO, je treba dodati zunanji upogibni upor. Prvotni Instructable je uporabljal NIZKO osnovno stanje, medtem ko je v Optičnem merilniku vrtljajev za CNC tmbarbour uporabil HIGH kot osnovno stanje. Čeprav to prihrani upor, nam uporaba izrecnega spustnega upora uravnava občutljivost naprave. Ker nekaj uhaja skozi upor, večji je upor, bolj občutljiva je naprava. Za napravo, ki se uporablja v različnih okoljih, je sposobnost prilagajanja občutljivosti ključna. Po zasnovi elektro18s sem uporabil 18K upor zaporedoma z dvema lončkoma 0-10K, zato se lahko upor spreminja od 18K do 38K.

IR LED in tok IR diode se napajata iz vrat D2. Vrata D3 se sprožijo prek RISING prekinitve, ko se izklopi IR detektor. Vrata D4 so nastavljena na HIGH in ozemljena, ko pritisnete sprožilec. S tem se začne merjenje in vklopi tudi indikatorska LED, ki je priključena na vrata D5.

Glede na zelo omejen tok, ki ga je mogoče priključiti na vsa vhodna vrata, pogonite vse napetosti za branje samo z drugih vrat Nano, nikoli naravnost iz baterije. Upoštevajte tudi, da sta IR in indikatorska LED podprta z uporom 220 ohmov.

LCD, ki sem ga uporabil, ima serijsko adapterno ploščo in potrebuje le štiri povezave - vcc, maso, SDA in SCL. SDA gre na vrata A4, SCL pa na vrata A5.

2. korak: Seznam delov

Potrebovali boste naslednje dele:

• Arduino Nano
• 16x2 LCD zaslon s serijskim adapterjem, kot je LGDehome IIC/I2C/TWI
• 2 220 ohmska upora
• 18K upor
• dva majhna potenciometra 0-10K
• 5 mm IR LED in IR sprejemna dioda
• 3 mm LED za merilni indikator
• 5 30 mm vijakov M3 s 5 maticami
• vzmet premera 7 mm za sprožilec in pritrditev 9V baterije. Jaz sem svojega dobil od ACE, vendar se ne spomnim, kakšna je bila zaloga.
• majhen kos tanke pločevine za različne stike (moj je bil debel približno 1 mm) in velika sponka za papir
• Žica 28AWG
• majhen kos 16AWG navezane žice za sprožilec

Preden sestavite sam števec vrtljajev, morate zgraditi kolo potenciometra za nastavitev občutljivosti, sklop sprožilca in stikalo za vklop.

3. korak: Datoteke STL

body_left in body_right sta glavni del merilnika vrtljajev. lcd_housing naredi ohišje, ki se vstavi v ohišje merilnika vrtljajev, in ohišje, ki bo držalo sam LCD. senzorski pod zagotavlja montažna mesta za IR LED in detektor, medtem ko battery_vcover naredi drsni pokrov predala za baterije. sprožilec in stikalo naredita natisnjene dele za ta dva sklopa.

Vse te dele sem natisnil v PLA, vendar bo skoraj vsak material deloval. Kakovost tiskanja ni tako pomembna. Pravzaprav sem imel težave s tiskalnikom (t.j. neumne napake uporabnikov) med tiskanjem obeh polovic telesa in vse se je še vedno dobro prilegalo.

Kot vedno, ko sem tiskal glavne dele, so bile različne stvari nekoliko narobe. Te težave sem odpravil v datotekah v tem navodilu, vendar jih nisem ponovno natisnil, saj bi lahko vse skupaj delal z malo striženja in brušenja.

Izvorne datoteke OpenSCAD bom priložil poznejšemu koraku.

4. korak: Sklop za prilagoditev občutljivosti

Ta zbornik sem objavil na Thingiverse. Ne pozabite, da večji upor pomeni večjo občutljivost. Pri moji gradnji premikanje kolesa naprej poveča občutljivost. Zdelo se mi je koristno označiti najbolj občutljiv konec na kolesu, tako da lahko vizualno preverim, kako je nastavljena občutljivost.

5. korak: Sklop sprožilca

Moj prvotni dizajn je uporabil malo žice za stik na dnu gibljivega dela, vendar sem ugotovil, da tanek kos pločevine deluje bolje. Premični del povezuje dva kontakta na zadnji strani ohišja. Za oba kontakta sem uporabil malo 16AWG navezane žice.

6. korak: Stikalo za vklop

To je tisti del, ki mi je povzročil največ težav, saj so bili stiki izbirčni - biti morajo ravno pravšnji. Medtem ko stikalo omogoča dva priključka, morate priključiti samo enega. Zasnova omogoča, da vzmet prisili preklop med dvema položajema, vendar tega dela nisem dobil.

Kable prilepite v ohišje. V ohišju merilnika vrtljajev ni veliko prostora, zato naj bodo kabli kratki.

7. korak: Montaža

Suho namestite vse svoje dele v telo. Odrežite dva kratka kosa vzmeti in jih napeljite skozi luknje v nosilcu za baterijo. Sprint v body_left je VCC, vzmet v body_right je brušena. Za montažo vseh kosov sem uporabil body_left.

IR LED in detektor namestite tako, da sta obrnjena drug proti drugemu - dolg (pozitiven) vodnik LED je treba spajkati na kratek vod detektorja in na žico, ki vodi do vrat D2.

Ugotovil sem, da je treba indikatorsko LED pritrditi na mesto z lepilom.

LCD se bo zelo tesno prilegal v ohišje. Pravzaprav sem moral malo pobrusiti svoj PCB. Nekoliko sem povečal velikost ohišja, zato upam, da vam bo bolje ustrezalo. Nekoliko sem upognil vodila glave na LED, da bi imela več prostora, in jim spajkala žice - tam ni prostora, da bi karkoli priklopili. LCD bo šel pravilno le v eno smer v ohišje, osnova pa bo pritrjena tudi samo v eno smer.

Spajkajte vse skupaj in namestite dele nazaj. Imel sem Nano z glavicami - bolje bi bilo, če bi imeli različico, ki jo je mogoče neposredno spajkati. Pred spajkanjem obvezno povlecite žice LCD skozi podlago.

Vse skupaj je videti precej neurejeno, saj sem kable pustil predolgo. Zaprite ohišje in privijte vijake.

8. korak: Skica Arduino

Za pogon LCD -ja boste potrebovali knjižnico tekočih kristalov I2C.

Če merilnik vrtljajev priklopite na serijski monitor, se med merjenjem pošljejo statistični podatki preko serijskega monitorja.

V primeru hrupa sem v algoritem vključil preprost nizkoprepustni filter. Tri spremenljivke v skici določajo, kako pogosto se zaslon posodablja (trenutno vsake pol sekunde), kako pogosto se izračuna RPM (trenutno vsakih 100 ms) in število meritev v podpori filtra (trenutno 29). Pri nizkih vrtljajih (recimo pod 300 ali več) bo dejanska vrednost vrtljajev nihala, vendar bo povprečje natančno. Lahko bi povečali podporo filtrov, da bi dobili natančnejše obratovalne vrtljaje.

Ko naložite skico, ste pripravljeni!

9. korak: Izvorna koda OpenSCAd

Prilagam vse vire openSCAD. Za to kodo ne omejujem - vabljeni, da po želji spreminjate, uporabljate, delite itd. To velja tudi za skico Arduino.

Vsaka izvorna datoteka vsebuje pripombe, za katere upam, da vam bodo koristne. Glavni kosi merilnika vrtljajev so v glavnem imeniku, stikalo za vklop je v imeniku konstrukcij, pot_wheel in sprožilec pa v imeniku komponent. Vsi drugi viri se prikličejo iz datotek z glavnimi deli.