مقياس سرعة الدوران المحمول بالأشعة تحت الحمراء: 9 خطوات

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

يعتمد هذا Instructable على الدائرة الموصوفة بواسطة electro18 في مقياس سرعة الدوران الرقمي المحمول. اعتقدت أنه سيكون من المفيد أن يكون لديك جهاز محمول باليد وأنه سيكون مشروعًا ممتعًا.

أحب الطريقة التي ظهر بها الجهاز - يمكن استخدام التصميم لجميع أنواع أجهزة القياس الأخرى عن طريق تغيير جراب المستشعر والأسلاك ورمز Arduino. حقيقة أنه يبدو وكأنه مكبر أو مسدس شعاع من فيلم SF قديم هو مجرد مكافأة إضافية!

يحتوي مقياس سرعة الدوران على مشغل ويقوم بالقياس أثناء الضغط على الزناد. يضيء مؤشر LED أثناء إجراء القياس. يمكن تشغيل الجهاز عبر USB أو بطارية 9 فولت. سيتم تشغيل الجهاز إذا تم توصيل USB. في حالة استخدام بطارية ، يتم تشغيل مقياس سرعة الدوران عبر مفتاح الطاقة.

أثناء القياس ، تعرض شاشة LCD عدد الدورات في الدقيقة الحالي في السطر الأول ومتوسط وأقصى RPM في السطر الثاني. إذا لم يتم الضغط على المشغل ولم يكن هناك قياس قيد التقدم ، فإنه يعرض متوسط وأقصى عائد لكل ألف ظهور من جلسة القياس السابقة.

إذا تم تشغيل الثنائي الضوئي IR بواسطة الحرارة المحيطة ، فسيتم عرض "HIGH" على شاشة LCD للإشارة إلى ضرورة خفض الحساسية. يتم التحكم في الحساسية بواسطة عجلة خلف شاشة LCD.

لاستخدام مقياس سرعة الدوران ، تحتاج إلى وضع شيء عاكس على الشيء الدوار الذي تريد قياسه. يعمل شريط الرسام الخفيف البسيط بشكل جيد. لقد استخدمت أيضًا مسحة من الطلاء الأبيض الأكريليكي ورأيت أشخاصًا يستخدمون صفيحة معدنية لامعة أو قطعة من رقائق الألومنيوم ملصوقة على السطح. يتم لصقها جيدًا على السطح ، نظرًا لأن أيًا كان ما تقيسه سوف يدور بسرعة كبيرة وسيخضع العاكس للكثير من قوة الطرد المركزي. لقد كان شريط الرسام الخاص بي يطير بسرعة 10 ، 000 دورة في الدقيقة.

الموسيقى في الفيديو من Jukedeck - قم بإنشاء الموسيقى الخاصة بك على

الخطوة 1: الدائرة

يوجد في "مقدمة" مقياس سرعة الدوران جراب مستشعر يحتوي على IR LED وكاشف الأشعة تحت الحمراء. عندما لا يتم تشغيل الكاشف ، يجب أن يعمل كصمام ثنائي عادي ويمرر التيار من الموجب (الرصاص الطويل) إلى الأرض (الرصاص القصير). عندما يتم تشغيل الكاشف ، فإنه يبدأ في السماح للتيار بالمرور في الاتجاه المعاكس - من السالب إلى الموجب. وجدت ، مع ذلك ، أن الكاشف الخاص بي لا يبدو أنه يمرر التيار في الاتجاه "الطبيعي" (موجب للأرض) - قد تختلف المسافة المقطوعة حسب الكاشف الذي تحصل عليه.

عند إعداد الدائرة ، لدينا خيار ترك منفذ الإدخال على Arduino يكون منخفضًا عندما لا تكون هناك إشارة ، أو يكون عند HIGH عندما لا تكون هناك إشارة.

إذا كانت الحالة الأساسية عالية ، يستخدم Arduino مقاومًا داخليًا للسحب ، بينما إذا كانت الحالة الأساسية يجب أن تكون منخفضة ، فيجب إضافة مقاوم منسدل خارجي. تم استخدام الحالة الأساسية المنخفضة Instructable الأصلية ، بينما في مقياس سرعة الدوران البصري لـ CNC tmbarbour استخدم HIGH كحالة أساسية. في حين أن هذا يحفظ المقاوم ، فإن استخدام المقاوم المنسدلة الصريح يمكننا من ضبط حساسية الجهاز. نظرًا لأن بعض التيار يتسرب عبر المقاوم ، فكلما زادت المقاومة ، زادت حساسية الجهاز. من أجل استخدام الجهاز في مجموعة متنوعة من البيئات ، فإن القدرة على ضبط الحساسية أمر بالغ الأهمية. بعد تصميم Electro18s ، استخدمت مقاومًا عيار 18 قيراطًا في سلسلة مع قدرين من 0 إلى 10 كلفن ، لذلك يمكن أن تتنوع المقاومة من 18 ك إلى 38 ك.

يتم تشغيل IR LED و IR diode من المنفذ D2. يتم تشغيل المنفذ D3 عبر مقاطعة RISING عندما يتحرك كاشف الأشعة تحت الحمراء. يتم ضبط المنفذ D4 على HIGH ويتم تأريضه عند الضغط على المشغل. يبدأ هذا القياس ويقوم أيضًا بتشغيل مؤشر LED المتصل بالمنفذ D5.

نظرًا للتيار المحدود للغاية الذي يمكن تطبيقه على أي منافذ إدخال ، قم بتشغيل أي جهد للقراءة فقط من منافذ Nano الأخرى ، وليس مباشرة من البطارية. لاحظ أيضًا أن كلاً من IR ومؤشر LED مدعومان بمقاومات 220 أوم.

تحتوي شاشة LCD التي استخدمتها على لوحة محول تسلسلي وتحتاج فقط إلى أربعة اتصالات - vcc والأرضي و SDA و SCL. ينتقل SDA إلى المنفذ A4 ، بينما ينتقل SCL إلى المنفذ A5.

الخطوة 2: قائمة الأجزاء

سوف تحتاج إلى الأجزاء التالية:

• اردوينو نانو
• شاشة LCD مقاس 16 × 2 مع محول تسلسلي ، مثل LGDehome IIC / I2C / TWI
• مقاومات 220 أوم
• مقاوم 18 كيلو
• اثنين من مقاييس الجهد الصغيرة 0-10 كيلو
• 5mm IR LED و IR الصمام الثنائي
• 3 مم LED لمؤشر القياس
• 5 مسامير 30 مم M3 مع 5 صواميل
• قطر 7 مم أو زنبركي لتوصيل بطارية الزناد و 9 فولت. لقد حصلت على خاصتي من إيس ، لكن لا يمكنني تذكر رقم المخزون.
• قطعة صغيرة إذا كانت صفائح معدنية رفيعة لمختلف جهات الاتصال (كان سمكها حوالي 1 مم) ومشبك ورق كبير
• 28AWG سلك
• قطعة صغيرة من سلك 16AWG تقطعت بهم السبل للزناد

قبل بناء مقياس سرعة الدوران نفسه ، ستحتاج إلى بناء عجلة مقياس الجهد لتعديل الحساسية ، ومجموعة الزناد ومفتاح الطاقة.

الخطوة 3: ملفات STL

body_left و body_right يشكلان الجسم الرئيسي لمقياس سرعة الدوران. lcd_housing يجعل قاعدة السكن التي يتم إدراجها في جسم مقياس سرعة الدوران والمبيت الذي سيحمل شاشة LCD نفسها. يوفر جراب المستشعر نقاط تثبيت لمصباح IR LED والكاشف ، بينما يقوم battery_vcover بعمل الغطاء المنزلق لحجرة البطارية. الزناد والتبديل يصنعان الأجزاء المطبوعة لهاتين التجميعين.

لقد قمت بطباعة كل هذه الأجزاء في PLA ، ولكن من المحتمل أن تعمل أي مادة تقريبًا. جودة الطباعة ليست بهذه الأهمية. في الواقع ، واجهت مشاكل في الطابعة (مثل أخطاء المستخدم الغبية) أثناء طباعة نصفي الجسم وما زال كل شيء مناسبًا بشكل جيد.

كما هو الحال دائمًا ، عندما قمت بطباعة الأجزاء الرئيسية ، كانت هناك أشياء مختلفة خاطئة بعض الشيء. لقد أصلحت هذه المشكلات في الملفات الموجودة في Instructable ، لكنني لم أعيد طبعها ، حيث يمكنني جعلها تعمل مع القليل من النحت والصنفرة.

سأقوم بإرفاق ملفات مصدر OpenSCAD بخطوة لاحقة.

الخطوة 4: تجميع ضبط الحساسية

لقد قمت بنشر هذا التجمع على Thingiverse. تذكر أن المقاومة الأعلى تعني حساسية أعلى. في بنائي ، يؤدي تحريك العجلة إلى الأمام إلى زيادة الحساسية. لقد وجدت أنه من المفيد تحديد الطرف الأكثر حساسية على العجلة ، حتى أتمكن من التحقق بصريًا من كيفية ضبط الحساسية.

الخطوة 5: تجميع الزناد

استخدم تصميمي الأصلي القليل من الأسلاك للاتصال أسفل الجزء المتحرك ، لكنني وجدت أن قطعة رقيقة من الصفائح المعدنية تعمل بشكل أفضل. يقوم الجزء المتحرك بتوصيل اثنين من جهات الاتصال على الجزء الخلفي من السكن. لقد استخدمت القليل من الأسلاك المجدولة 16AWG التي تم لصقها في مكانها لجهات الاتصال.

الخطوة 6: مفتاح الطاقة

هذا هو الجزء الذي سبب لي أكبر قدر من المتاعب ، حيث تبين أن جهات الاتصال صعبة - يجب أن تكون صحيحة تمامًا. بينما يسمح المحول بوجود محطتين ، ما عليك سوى توصيل أحدهما. يسمح التصميم بزنبرك لفرض التبديل بين موضعين ، لكنني لم أحصل على هذا الجزء للعمل.

الغراء يؤدي إلى السكن. لا توجد مساحة كبيرة في جسم مقياس سرعة الدوران ، لذا اجعل الخيوط قصيرة.

الخطوة 7: التجميع

تناسب جافة جميع أجزائك في الجسم. قم بقص قطعتين قصيرتين من الزنبرك وقم بربطهما عبر الفتحات الموجودة في حامل البطارية. العدو في body_left هو VCC ، الربيع في body_right هو الأرض. لقد استخدمت body_left لعقد جميع القطع أثناء التجميع.

قم بلف IR LED والكاشف بشكل مسطح حيث يواجهان بعضهما البعض - يجب لحام السلك الطويل (الإيجابي) للـ LED بالسلك القصير للكاشف والسلك المؤدي إلى منفذ D2.

لقد وجدت أنه من الضروري تثبيت مؤشر LED في مكانه باستخدام القليل من الغراء.

ستكون شاشة LCD ملائمة جدًا للغلاف. في الواقع ، كان علي أن أرمل ثنائي الفينيل متعدد الكلور الخاص بي قليلاً. لقد قمت بزيادة حجم المسكن قليلاً لذا آمل أن يكون مناسبًا لك بشكل أفضل. لقد ثنيت رؤوس الرؤوس على مؤشر LED قليلاً للحصول على مساحة أكبر ولحمت الأسلاك بها - لا توجد مساحة لتوصيل أي شيء هناك. ستدخل شاشة LCD بشكل صحيح في اتجاه واحد فقط في الهيكل وستقوم القاعدة بإرفاق اتجاه واحد فقط أيضًا.

قم بتلحيم كل شيء معًا وتثبيت الأجزاء مرة أخرى. كان لدي نانو برؤوس - كان من الأفضل الحصول على نسخة يمكن لحامها مباشرة. تأكد من سحب أسلاك LCD عبر قاعدة LCD قبل اللحام.

كل شيء يبدو غير مرتب تمامًا ، لأنني تركت الأسلاك لفترة طويلة جدًا. أغلق الجسم واضبط البراغي.

الخطوة 8: رسم اردوينو

ستحتاج إلى مكتبة Liquid Crystal I2C لتشغيل شاشة LCD.

إذا قمت بتوصيل مقياس سرعة الدوران بجهاز عرض تسلسلي ، فسيتم إرسال الإحصائيات عبر الشاشة التسلسلية أثناء القياس.

فقط في حالة وجود ضوضاء ، قمت بدمج مرشح تمرير منخفض بسيط في الخوارزمية. تتحكم ثلاثة متغيرات في الرسم في عدد المرات التي يتم فيها تحديث الشاشة (حاليًا كل نصف الثانية) ، وكم مرة يتم حساب RPM (حاليًا كل 100 مللي ثانية) وعدد القياسات في دعم الفلتر (حاليًا 29). بالنسبة إلى عدد الدورات في الدقيقة المنخفض (على سبيل المثال ، أقل من 300 أو نحو ذلك) ، ستتذبذب قيمة RPM الفعلية ، لكن المتوسط سيكون دقيقًا. يمكنك زيادة دعم الفلتر للحصول على سرعة تشغيل أكثر دقة.

بمجرد تحميل الرسم ، فأنت على ما يرام!

الخطوة 9: كود مصدر OpenSCAd

أقوم بإرفاق جميع مصادر openSCAD. لا أفرض أي قيود على هذا الرمز - فنحن نرحب بك للتعديل والاستخدام والمشاركة وما إلى ذلك ، كما تريد. ينطبق هذا أيضًا على رسم Arduino.

يحتوي كل ملف مصدر على تعليقات أتمنى أن تجدها مفيدة. توجد قطع مقياس سرعة الدوران الرئيسية في الدليل الرئيسي ، ومفتاح الطاقة موجود في دليل الإنشاءات ، بينما توجد عجلة الوعاء والمشغل في دليل المكونات. يتم استدعاء جميع المصادر الأخرى من ملفات الجزء الرئيسي.