Sat velike brzine za usporene videozapise: 4 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:36

Gotovo svi s modernim pametnim telefonom imaju kameru velike brzine koja se može koristiti za snimanje spektakularnih usporenih videozapisa. Ali ako želite izmjeriti koliko je vremena zapravo potrebno da pukne mjehurić sapuna ili da lubenica eksplodira, možda će vam biti teško prikazati vrijeme na vašim videozapisima: štoperica ima vrlo mali zaslon i ima preciznost od samo 1/100 sekunde. Ako želite napraviti kvantitativna mjerenja, otkrio sam da objavljena brzina snimanja kamere nije nešto na što se možete osloniti!

Srećom, vrlo je jednostavno izgraditi sat s ms preciznošću i svijetlim velikim znamenkama pomoću Arduina i 4-znamenkastog 7-segmentnog zaslona. Štoviše, 12 pinova sa standardnog 0,56”ekrana točno odgovaraju rasporedu pinova Arduino Nano i mogu se izravno lemiti na njega.

Na ovom mjeraču vremena nema pokretanja/zaustavljanja/resetiranja. Tek počinje raditi kad ga uključite i prelijeva se nakon 10 sekundi. Ideja je da za mjerenje trajanja određenog procesa ionako mjerimo vremensku razliku između kraja i početka.

Korak 1: Materijali

• Arduino Nano, bez zaglavlja zalijepljenih na njega.
• 0,56”4-znamenkasti 7-segmentni zaslon. I zajednička anoda ili zajednička katoda su u redu

U slučaju da ga želite staviti u čvrstu kutiju i raditi na baterije od 2 AA baterije, dodajte:

• Elektronička projektna kutija 60x100x25
• Držač baterije 2xAA
• Modul za pojačavanje
• Prekidač za uključivanje/isključivanje 10x15 mm

Potrebni alati

Lemilica

Da biste ga montirali u kutiju:

• Okretni alat za grubo izrezivanje rupa za zaslon i prekidač
• Ručne datoteke za fino izrezivanje rupa
• Pištolj za vruće ljepilo za učvršćivanje komponenti na mjestu.

Korak 2: Spajanje Arduina na zaslon

Nevjerojatno, nožice standardnog četveroznamenkastog 7-segmentnog zaslona odgovaraju izgledu Arduino Nanoa na takav način da se svih 12 pinova zaslona povezuje s IO pinovima Arduina. To omogućuje lemljenje zaslona izravno na Arduino bez potrebe za PCB -om, konektorima ili kabelima.

Lemite donje igle zaslona (prepoznatljive po decimalnim točkama i ispisu) na analogne igle A0-A5. Lemite gornje pinove zaslona na digitalne pinove D4-D9.

Crvene LED diode imaju pad napona od samo 2 V, pa njihovo spajanje na 5 V obično nije dobra ideja, a za ograničavanje struje obično se koristi serijski otpornik. Međutim, možda sam zbog ispreplitanja otkrio da radi u redu bez serijskih otpornika. Ako ne, evo detaljnih uputstava o tome kako dodati serijske otpornike izravno na Arduino Nano

Korak 3: Kôd

Prenesite priloženu skicu na Arduino Nano. Sadašnji kôd služi za prikaz sa zajedničkom anodom, ali se linije za zajedničku katodu mogu komentirati.

Nakon što se kôd učita, mjerač vremena trebao bi se pokrenuti svaki put pri pokretanju Arduina. Ovdje se možete zaustaviti ili u sljedećem odjeljku vidjeti primjer kako ga montirati u čvrstu kutiju i učiniti ga baterijskim.

Neki komentari o kodu:

Vrijeme se uzima iz funkcija micro (), umjesto funkcije millis (), iz dva dobra razloga: Arduino implementacija millis () je užasna: povećavaju se svakih 1.024 ms, a zatim s vremena na vrijeme preskoče milisekundu nadoknaditi! Nemaju svi Arduini kristali visoke preciznosti. Ako otkrijete da ste isključeni za više od permila, razdjelnik možete prilagoditi u retku "unsigned long t = micros ()/1000;" kako bi sat brže ili sporije prolazio.

Znamenke se isprepliću, što znači da u određeno vrijeme svijetli samo jedna znamenka. Prilikom mijenjanja segmenata znamenki sve su znamenke isključene, tako da se ni u jednom trenutku ne prikazuje nijedna znamenka smeća. Izmjerio sam učestalost ažuriranja znamenki na 750 mikrosekundi, tako da se svaka znamenka ažurira barem jednom u svakoj milisekundi!

Nisam ozbiljno optimizirao sat za brzinu, budući da je trenutna brzina dovoljno dobra za prikaz milisekundi. Mislim da bi se Arduino mogao prikazati s dvije znamenke više (što odgovara 100 i 10 mikrosekundi), ali to bi zahtijevalo

• Onemogućavanje prekida i izravno korištenje mjerača vremena
• Izravna manipulacija portom
• Spajanje svih segmenata na jedan port, a znamenke na drugi port
• Izbjegavajte eksplicitan izračun znamenkovitih vrijednosti, ali umjesto toga koristite povećanja (operacije podjele i modula su spore)

Kad bih se mogao snaći u usporenoj kameri s> 1000 fps, mogao bih probati, zasad sam zadovoljan ms preciznošću.

Korak 4: Montirajte ga u kutiju

Jeftina elektronička projektna kutija dimenzija 100x60x25 mm, koja nije vodootporna, lako se uklapa u ovaj mjerač vremena, zajedno s baterijama, pojačanim modulom i prekidačem za uključivanje/isključivanje. Za rad baterije, kombinacija 2 AA baterije s pojačanim modulom dat će siguran i stabilan napon od 5 V Arduinu. Stavljanjem prekidača za uključivanje/isključivanje izravno na bateriju (umjesto na izlaz pojačala), baterije ne utječu na curenje iz stupu-modula i mogu trajati godinama, ako se sporadično koriste.

Modul za pojačavanje koji sam koristio imao je ženski USB konektor koji sam uklonio kliještima kako bih mogao lemiti žice na izlaz. Alternativno, možete koristiti regulirano pojačavanje i postaviti ga na izlaz od 5 V.

Počnite izrezivanjem dvije rupe koje odgovaraju zaslonu i prekidačem za uključivanje/isključivanje. Olovkom sam nacrtao približne rupe, a zatim sam rotacijskim alatom izrezao rupe premale, a zatim ih uložio ručnim datotekama točno odgovarajuće veličine.

Odrežite dio višežilnog fleksibilnog crvenog i crnog kabela iz kutije za bateriju i spojite ih na pojačani modul, pri čemu je pozitivni ili negativni prekid prekidača za uključivanje/isključivanje. Zatim iz pojačanog modula ravno do GND-a i +5V ili Arduina.

Koristio sam vruće ljepilo kako bih zadržao sve elemente na mjestu: kutiju za baterije, modul za povećanje i oko stranica zaslona.

Krajnji rezultat je mjerač vremena u čvrstoj kutiji s mrtvo-jednostavnim radom!