Rankinis IR tachometras: 9 žingsniai

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:48

Ši instrukcija yra pagrįsta grandine, aprašyta „electro18“nešiojamajame skaitmeniniame tachometre. Maniau, kad būtų naudinga turėti rankinį įrenginį ir kad tai būtų įdomus projektas.

Man patinka, kaip prietaisas pasirodė - dizainas gali būti naudojamas visų rūšių kitiems matavimo prietaisams, pakeičiant jutiklio jungtį, laidus ir „Arduino“kodą. Tai, kad jis atrodo kaip sprogdintojas ar spindulių pistoletas iš senovinio SF filmo, yra tik papildoma premija!

Tachometras turi gaiduką ir matuoja, kol paspaudžiamas gaidukas. Kol vyksta matavimas, užsidega indikatoriaus šviesos diodas. Įrenginys gali būti maitinamas per USB arba 9 V bateriją. Įrenginys įsijungs, jei prijungtas USB. Jei naudojamas akumuliatorius, tachometras įjungiamas per maitinimo jungiklį.

Matavimo metu LCD ekrane rodomas dabartinis apsisukimų dažnis pirmoje eilutėje ir vidutinis ir maksimalus apsisukimų dažnis antroje eilutėje. Jei trigeris nepaspaudžiamas ir neatliekamas matavimas, jis rodo ankstesnio matavimo seanso vidutinį ir maks.

Jei IR fotodiodą suaktyvina aplinkos šiluma, LCD ekrane pasirodys „HIGH“, rodantis, kad jautrumas turėtų būti sumažintas. Jautrumą valdo ratas už LCD.

Norėdami naudoti tachometrą, ant apsisukimo objekto, kurį norite išmatuoti, turite uždėti kažką atspindinčio. Paprasta šviesos tapytojo juosta puikiai tinka. Aš taip pat naudojau akrilo baltų dažų tepalą ir mačiau, kaip žmonės naudoja blizgančią metalinę plokštę arba aliuminio folijos gabalėlį, priklijuotą prie paviršiaus. Gerai priklijuotas prie paviršiaus, nes viskas, ką matuojate, suksis gana greitai, o atšvaitas patirs didelę išcentrinę jėgą. Mano tapytojo juosta nuskriejo 10 000 aps / min.

Muzika vaizdo įraše yra iš „Jukedeck“- sukurkite savo

1 žingsnis: grandinė

Tachometro „nosyje“yra jutiklio anga, kurioje yra IR šviesos diodas ir IR detektorius. Kai detektorius neįjungiamas, jis turėtų veikti kaip įprastas diodas ir perduoti srovę iš teigiamo (ilgas laidas) į žemę (trumpas laidas). Suveikęs detektorius pradeda leisti srovę priešinga kryptimi - nuo neigiamos iki teigiamos. Tačiau pastebėjau, kad mano detektorius, atrodo, niekada neperduoda srovės „normalia“kryptimi (teigiama į žemę) - jūsų rida gali skirtis, priklausomai nuo to, kokį detektorių gausite.

Nustatydami grandinę, mes turime galimybę leisti „Arduino“įvesties prievadui būti LOW, kai nėra signalo, arba būti HIGH, kai nėra signalo.

Jei bazinė būsena yra AUKŠTA, „Arduino“naudoja vidinį prisitraukimo rezistorių, o jei bazinė būsena turėtų būti ŽEMA, reikia pridėti išorinį ištraukiamąjį rezistorių. Pradiniame „Instructable“buvo naudojama LOW bazinė būsena, o naudojant optinį tachometrą, skirtą CNC tmbarbour, bazinė būsena buvo HIGH. Nors tai taupo rezistorių, naudojant aiškų ištraukiamą rezistorių, galime reguliuoti prietaiso jautrumą. Kadangi tam tikra srovė teka per rezistorių, tuo didesnis pasipriešinimas, tuo jautresnis prietaisas. Norint, kad prietaisas būtų naudojamas įvairiose aplinkose, labai svarbu sureguliuoti jautrumą. Vadovaudamasis „electro18s“konstrukcija, aš naudoju serijinį 18K rezistorių su dviem 0–10 000 puodų, todėl atsparumą galima keisti nuo 18K iki 38K.

IR šviesos diodas ir IR diodo srovė varomi iš D2 prievado. D3 prievadas įjungiamas per RISING nutraukimą, kai suveikia IR jutiklis. D4 prievadas nustatytas į HIGH ir įžemintas, kai paspaudžiamas gaidukas. Taip pradedamas matavimas, taip pat įjungiamas indikatoriaus šviesos diodas, prijungtas prie D5 prievado.

Atsižvelgiant į labai ribotą srovę, kurią galima naudoti bet kokiems įvesties prievadams, bet kokią įtampą skaitymui naudokite tik iš kitų „Nano“prievadų, o ne tiesiai iš akumuliatoriaus. Taip pat atkreipkite dėmesį, kad tiek IR, tiek indikatoriaus šviesos diodus palaiko 220 omų rezistoriai.

Mano naudojamas LCD turi serijinio adapterio plokštę ir jam reikia tik keturių jungčių - vcc, ground, SDA ir SCL. SDA eina į A4 prievadą, o SCL - į A5 prievadą.

2 žingsnis: dalių sąrašas

Jums reikės šių dalių:

• Arduino Nano
• 16x2 skystųjų kristalų ekranas su nuosekliu adapteriu, pvz., „LGDehome IIC/I2C/TWI“
• 2 220 omų rezistoriai
• 18K rezistorius
• du nedideli 0-10K potenciometrai
• 5 mm IR LED ir IR imtuvo diodas
• 3 mm šviesos diodas, skirtas matavimo indikatoriui
• 5 30 mm M3 varžtai su 5 veržlėmis
• maždaug 7 mm skersmens spyruoklė gaidukui ir 9 V akumuliatoriaus tvirtinimui. Aš gavau savo iš ACE, bet nepamenu, koks buvo atsargų skaičius.
• mažas gabalas, jei plonas lakštinis metalas įvairiems kontaktams (mano buvo apie 1 mm storio) ir gausus sąvaržėlė
• 28AWG viela
• nedidelis 16AWG vielos vielos gabalas, skirtas gaidukui

Prieš statydami tachometrą, turėsite pastatyti potenciometro ratą, skirtą jautrumui reguliuoti, paleidimo jungiklį ir maitinimo jungiklį.

3 žingsnis: STL failai

body_left ir body_right sudaro pagrindinį tachometro korpusą. „lcd_housing“padaro korpuso pagrindą, kuris įkišamas į tachometro korpusą, ir korpusą, kuriame bus laikomas pats LCD. jutiklio anga suteikia IR šviesos diodo ir detektoriaus tvirtinimo vietas, o „battery_vcover“daro stumdomą akumuliatoriaus skyriaus dangtelį. paleidimo ir jungiklio pagalba atspausdinkite šių dviejų mazgų dalis.

Aš visas šias dalis atspausdinau PLA, bet beveik bet kokia medžiaga tikriausiai veiks. Spausdinimo kokybė nėra tokia svarbi. Tiesą sakant, spausdindama abi korpuso dalis turėjau problemų su spausdintuvu (t. Y. Kvailų vartotojo klaidų), ir viskas vis tiek gerai tinka.

Kaip visada, kai spausdinau pagrindines dalis, įvairūs dalykai buvo šiek tiek neteisingi. Aš išsprendžiau šias problemas šios instrukcijos failuose, bet nespausdinau iš naujo, nes galėjau viską padaryti šiek tiek nukirpęs ir šlifuotas.

Prie vėlesnio veiksmo pridėsiu „OpenSCAD“šaltinio failus.

4 žingsnis: jautrumo reguliavimo surinkimas

Aš paskelbiau šią asamblėją „Thingiverse“. Atminkite, kad didesnis pasipriešinimas reiškia didesnį jautrumą. Mano konstrukcijoje rato perkėlimas į priekį padidina jautrumą. Man pasirodė naudinga pažymėti jautriausią rato galą, todėl galiu vizualiai patikrinti, kaip nustatytas jautrumas.

5 žingsnis: paleidimo įrenginio surinkimas

Mano originalus dizainas naudojo šiek tiek vielos, kad būtų galima kontaktuoti judančios dalies apačioje, tačiau pastebėjau, kad plonas lakštinio metalo gabalas veikia geriau. Judanti dalis sujungia du kontaktus korpuso gale. Abiems kontaktams naudojau šiek tiek 16AWG vielos vielos, priklijuotos vietoje.

6 žingsnis: maitinimo jungiklis

Būtent ši dalis man sukėlė daugiausiai rūpesčių, nes kontaktai pasirodė smulkmeniški - jie turi būti teisingi. Nors jungiklis leidžia naudoti du gnybtus, jums reikia prijungti tik vieną. Konstrukcija leidžia spyruoklei priversti jungiklį tarp dviejų padėčių, bet aš nesuveikęs tos dalies.

Klijuokite laidus į korpusą. Tachometro korpuse nėra daug vietos, todėl laidai turi būti trumpi.

7 žingsnis: Surinkimas

Sausai pritvirtinkite visas kūno dalis. Iškirpkite du trumpus spyruoklės gabalus ir įsukite juos per akumuliatoriaus laikiklio skyles. Sprintas „body_left“yra VCC, „body_right“spyruoklė yra įžeminta. Aš naudoju „body_left“, kad surinkčiau visas dalis.

Padėkite infraraudonųjų spindulių šviesos diodą ir detektorių toje vietoje, kur jie susiduria vienas su kitu - ilgas (teigiamas) šviesos diodo laidas turi būti lituojamas prie trumpo detektoriaus laido ir prie laido, vedančio į D2 prievadą.

Radau, kad indikatoriaus šviesos diodą reikia pritvirtinti klijais.

Skystųjų kristalų ekranas bus labai tvirtai pritvirtintas prie korpuso. Tiesą sakant, turėjau šiek tiek nušlifuoti savo PCB. Aš šiek tiek padidinau korpusą, todėl tikiuosi, kad jis jums tiks geriau. Šiek tiek sulenkiau šviesos diodo antraštės laidus, kad būtų daugiau vietos, ir prie jų prilituosiu laidus - nėra vietos ką nors prijungti. Skystųjų kristalų ekranas teisingai pateks į korpusą tik vienu keliu, o pagrindas taip pat bus pritvirtintas tik vienu būdu.

Lituokite viską kartu ir įdėkite dalis atgal. Turėjau „Nano“su antraštėmis - geriau būtų buvusi versija, kurią būtų galima tiesiogiai lituoti. Prieš litavimą būtinai ištraukite LCD laidus per LCD pagrindą.

Viskas atrodo gana netvarkingai, nes buvau palikęs laidus kiek per ilgai. Uždarykite korpusą ir užsukite varžtus.

8 žingsnis: „Arduino“eskizas

Norint valdyti LCD, jums reikės skystųjų kristalų I2C bibliotekos.

Jei prijungsite tachometrą prie serijinio monitoriaus, matavimo metu statistika bus siunčiama per serijinį monitorių.

Tik tuo atveju, jei yra triukšmas, į algoritmą įtraukiau paprastą žemo dažnio filtrą. Trys eskizo kintamieji nustato, kaip dažnai ekranas atnaujinamas (šiuo metu kas pusę sekundės), kaip dažnai skaičiuojamas PTP (šiuo metu kas 100 ms) ir matavimų skaičius filtro palaikyme (šiuo metu 29). Jei apsisukimų dažnis mažas (pvz., Mažesnis nei 300), faktinė PTP vertė svyruos, tačiau vidurkis bus tikslus. Galite padidinti filtrų palaikymą, kad gautumėte tikslesnį veikimo PTP.

Įkėlę eskizą, galite eiti!

9 veiksmas: „OpenSCAd“šaltinio kodas

Pridedu visus „openSCAD“šaltinius. Aš neriboju šio kodo - galite keisti, naudoti, bendrinti ir pan., Kaip jums patinka. Tai taip pat taikoma „Arduino“eskizui.

Kiekviename šaltinio faile yra komentarų, kurie, tikiuosi, jums bus naudingi. Pagrindiniai tachometro elementai yra pagrindiniame kataloge, maitinimo jungiklis yra konstrukcijų kataloge, o „pot_wheel“ir trigeris yra komponentų kataloge. Visi kiti šaltiniai iškviečiami iš pagrindinių dalių failų.