Measurino: دليل قياس المفهوم: 9 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:40

يحسب Measurino ببساطة عدد دورات العجلة والمسافة المقطوعة تتناسب طرديًا مع نصف قطر العجلة نفسها. هذا هو المبدأ الأساسي لعداد المسافات وقد بدأت هذا المشروع بشكل أساسي لدراسة كيفية الحفاظ على الدائرة (التي يتم التعامل معها بواسطة متحكم Arduino) ، متوافقة مع عدة مسافات ، من ملليمترات إلى كيلومترات ، ولتقييم المشاكل أو التحسينات المحتملة.

الخطوة 1: الأجزاء والمكونات

• اردوينو نانو rev.3
• 128 × 64 OLED دبلوم (SSD1306)
• جهاز التشفير الدوراني الكهروضوئي الإضافي (400P / R)
• عجلة مطاطية للطائرة النموذجية (51 مم ديا)
• 2 أزرار انضغاطية
• بطارية 9 فولت

الخطوة الثانية: برنامج التشفير

بالنسبة لهذا المشروع ، اختبرت العديد من أجهزة التشفير الدوارة الرخيصة ، لكنني تخلصت منها على الفور بسبب مشكلات الدقة / الحساسية. لذلك ذهبت إلى جهاز التشفير الدوراني الكهروضوئي الإضافي من DFRobot - 400P / R SKU: SEN0230. هذا جهاز تشفير دوار كهروضوئي تزايدي صناعي مع مادة الألمنيوم ، غلاف معدني وعمود من الفولاذ المقاوم للصدأ. إنه يولد إشارة نبضة متعامدة ثنائية الطور AB من خلال دوران القرص المشبك والمقرن البصري. 400 نبضة / جولة لكل مرحلة ، و 1600 نبضة / جولة لمخرج ثنائي الطور 4 مرات. يدعم جهاز التشفير الدوار هذا سرعة قصوى تبلغ 5000 دورة / دقيقة. ويمكن استخدامه لقياس السرعة والزاوية والسرعة الزاوية وقياس البيانات الأخرى.

يشتمل المشفر الدوار الكهروضوئي على إخراج جامع مفتوح NPN ، لذلك تحتاج إلى استخدام مقاومات سحب أو تمكين سحب Arduino الداخلي. إنها تستخدم رقاقة منظم الجهد 750L05 ، والتي تحتوي على مدخلات طاقة واسعة النطاق DC4.8V-24V.

الخطوة الثالثة: الحساسية

يتميز جهاز التشفير الدوارة الكهروضوئي بحساسية كبيرة ، مما يجعله مثاليًا للتحكم في العمود وتطبيقات تحديد المواقع. لكن بالنسبة لهدفي ، كان الأمر منطقيًا للغاية. مع عجلة مقاس 51 مم ، يتمتع جهاز التشفير هذا بحساسية تبلغ 0.4 مم ، مما يعني أنه إذا كان لديك حد أدنى من الارتعاش في اليد ، فسيتم تسجيلها. لذلك قللت من الحساسية عن طريق إضافة التباطؤ في روتين المقاطعة:

مقاطعة باطلة ()

{شار أنا ؛ i = digitalRead (B_PHASE) ؛ إذا (i == 1) عد + = 1 ؛ عدا ذلك - = 1 ؛ إذا (القيمة المطلقة (العدد)> = التباطؤ) {flag_A = flag_A + count ؛ العد = 0 ؛ }}

كانت هذه الحيلة كافية لإضفاء استقرار جيد على الإجراء.

الخطوة 4: القياس

حدد وحدة القياس الخاصة بك (عشري أو إمبراطوري) ثم ضع العجلة مع نقطة الاتصال الخاصة بها في بداية القياس ، واضغط على زر إعادة الضبط واستمر في تدويرها حتى النهاية. من اليسار إلى اليمين ، يزداد القياس ويلخص ، من اليمين إلى اليسار ينقص ويطرح. يمكنك أيضًا قياس الأجسام المنحنية (شكل سيارتك ، درابزين سلم حلزوني ، طول ذراعك من الكتف إلى الرسغ مع ثني الكوع ، إلخ).

دوران كامل للعجلة بقطر = D سيقيس طول D * π. في حالتي ، مع عجلة مقاس 51 مم ، يبلغ مقاسها 16.02 سم ويبلغ قياس كل علامة 0.4 مم (انظر فقرة الحساسية).

الخطوة 5: التجميع

تم تصنيع PoC على لوح تجارب لإظهار الدوائر. تم إرفاق كل مكون على اللوحة ويتم توصيل المشفر الدوار بكتلة طرفية ذات عمود لولبي 2 × 2. البطارية عبارة عن بطارية قياسية 9 فولت ويبلغ إجمالي استهلاك الطاقة للدائرة حوالي 60 مللي أمبير.

الخطوة 6: الكود

بالنسبة للشاشة ، استخدمت U8g2lib وهو مرن جدًا وقوي لهذا النوع من شاشات OLED ، مما يتيح مجموعة واسعة من الخطوط ووظائف تحديد المواقع الجيدة. لم أضيع الكثير من الوقت في ملء الشاشة بالمعلومات ، لأن هذا كان مجرد ورقة.

لقراءة برنامج التشفير ، أستخدم المقاطعات التي تم إنشاؤها بواسطة إحدى المرحلتين: في كل مرة يتحرك عمود التشفير ، فإنه يولد مقاطعة لـ Arduino مرتبطة بارتفاع الدافع.

attachInterrupt (digitalPinToInterrupt (A_PHASE) ، مقاطعة ، RISING) ؛

تتحول الشاشة تلقائيًا من المليمترات ، إلى الأمتار ، إلى الكيلومترات و (إذا تم تحديدها من زر الضغط) من البوصات ، إلى الياردات ، إلى الأميال ، بينما يعيد زر الضغط RST ضبط القياس إلى الصفر.

الخطوة 7: المخططات

الخطوة الثامنة: من PoC إلى الإنتاج

لماذا هذا دليل على المفهوم؟ الاطلاع على العديد من التحسينات التي يمكن / ينبغي القيام بها قبل بناء معدات تعمل بكامل طاقتها. دعنا نرى كل التحسينات الممكنة في التفاصيل:

• عجلة. تعتمد حساسية / دقة Measurino على العجلة. يمكن أن تمنحك عجلة أصغر دقة أفضل في قياس الأطوال الصغيرة (من المليمترات إلى السنتيمترات). ستسمح عجلة أكبر بكثير مع ذراع التمديد بالسير على الطريق وقياس الكيلومترات. بالنسبة للعجلات الصغيرة ، يجب مراعاة المادة: يمكن للعجلة المطاطية الكاملة أن تتشوه قليلاً وتؤثر على الدقة ، لذلك في هذه الحالة سأقترح عجلة من الألومنيوم / الصلب بشريط رفيع فقط لتجنب الانزلاق. من خلال تعديل برنامج تافه (حدد قطر العجلة الصحيح بمفتاح) ، يمكنك التفكير في عجلات قابلة للتبادل للتكيف مع أي مقياس ، باستخدام موصل ذي 4 سنون (على سبيل المثال: منفذ USB).
• برمجة. من خلال إضافة زر ضغط آخر ، يمكن للبرنامج أيضًا الاهتمام بقياس مناطق المستطيلات أو الزوايا السعة. أنصح أيضًا بإضافة زر ضغط "Hold" لتجميد المقياس في النهاية ، وتجنب تحريك العجلة عن غير قصد قبل قراءة القيمة على الشاشة.
• استبدل العجلة ببكرة. بالنسبة للإجراءات القصيرة (على بعد أمتار قليلة) ، يمكن استبدال العجلة ببكرة نابضة تحتوي على خيط أو شريط. بهذه الطريقة ، تحتاج فقط إلى سحب الخيط (جعل عمود التشفير يدور) ، واتخاذ الإجراء الخاص بك ومشاهدة الشاشة.
• أضف عرض حالة البطارية. يمكن استخدام الدبوس المرجعي 3.3 فولت من Arduino (بدقة في حدود 1٪) كقاعدة لمحول ADC. لذلك ، من خلال إجراء تحويل تناظري إلى رقمي على دبوس 3.3 فولت (عن طريق توصيله بـ A1) ثم مقارنة هذه القراءة بالقراءة من المستشعر ، يمكننا استقراء قراءة حقيقية ، بغض النظر عن VIN (طالما كانت أعلى من 3.4 فولت). يمكن العثور على مثال عملي في هذا المشروع الآخر الخاص بي.

الخطوة 9: معرض الصور