Ručni tahometar na bazi IR-a: 9 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:37

Ovaj Instructable temelji se na krugu koji je opisao electro18 u prijenosnom digitalnom tahometru. Mislio sam da bi bilo korisno imati ručni uređaj i da bi to bio zabavan projekt za izgradnju.

Sviđa mi se kako je uređaj ispao - dizajn se može koristiti za sve vrste drugih mjernih uređaja promjenom podloške senzora, ožičenja i Arduino koda. Činjenica da izgleda poput blastera ili zračnog pištolja iz starodobnog SF filma samo je dodatni bonus!

Tahometar ima okidač i mjeri dok je okidač pritisnut. LED indikator svijetli tijekom mjerenja. Uređaj se može napajati putem USB -a ili 9V baterije. Uređaj će se uključiti ako je priključen USB. Ako se koristi baterija, tahometar se uključuje putem prekidača za napajanje.

Tijekom mjerenja, LCD prikazuje trenutni broj okretaja u prvom retku, a prosječni i maksimalni broj okretaja u drugom retku. Ako okidač nije pritisnut i nema mjerenja u tijeku, on prikazuje prosječne i maksimalne okretaje u minuti iz prethodne sesije mjerenja.

Ako se IR fotodioda aktivira zagrijavanjem okoline, "HIGH" će se prikazati na LCD -u kako bi se pokazalo da treba smanjiti osjetljivost. Osjetljivost se kontrolira kotačićem iza LCD -a.

Da biste koristili tahometar, morate staviti nešto reflektirajuće na objekt za okretanje koji želite mjeriti. Jednostavna slikarska traka za slikanje dobro radi. Također sam koristio mrlju akrilne bijele boje i vidio sam ljude kako koriste sjajnu metalnu ploču ili komad aluminijske folije zalijepljene na površinu. Dobro zalijepljen na površinu, jer će se sve što mjerite vrtjeti prilično brzo i reflektor će biti podložan velikoj centrifugalnoj sili. Mojoj slikarskoj traci odletjelo je pri 10 000 okretaja u minuti.

Glazba u videu je iz Jukedecka - stvorite vlastitu na

Korak 1: Krug

Na "nosu" tahometra je senzorska podloga koja sadrži IR LED i IC detektor. Kad se detektor ne aktivira, trebao bi djelovati kao normalna dioda i prolaziti struju od pozitivnog (dugi vod) do mase (kratki vod). Kad se detektor aktivira, počinje propuštati struju u suprotnom smjeru - od negativnog do pozitivnog. Utvrdio sam, međutim, da moj detektor izgleda ne propušta struju u "normalnom" smjeru (pozitivan prema tlu) - vaša kilometraža može varirati, ovisno o detektoru koji dobijete.

Prilikom postavljanja kruga, imamo mogućnost dopustiti da ulazni priključak na Arduinu bude NISKI kada nema signala, ili biti VISOKI ako nema signala.

Ako je osnovno stanje VISOKO, Arduino koristi unutarnji otpornik za podizanje, dok ako osnovno stanje treba biti NISKO, mora se dodati vanjski otpornik za povlačenje. Originalni Instructable koristio je LOW base stanje, dok je u optičkom tahometru za CNC tmbarbour koristio HIGH kao osnovno stanje. Iako se time štedi otpornik, upotreba izričitog padajućeg otpornika omogućuje nam podešavanje osjetljivosti uređaja. Budući da kroz otpornik curi neka struja, što je otpor veći, uređaj je osjetljiviji. Da bi se uređaj mogao koristiti u različitim okruženjima, mogućnost podešavanja osjetljivosti je ključna. Slijedeći elektro18s dizajn, koristio sam 18K otpornik u seriji s dva lonca 0-10K, pa se otpor može mijenjati od 18K do 38K.

IC LED dioda i IC dioda se napajaju iz priključka D2. Ulaz D3 aktivira se prekidom RISING prilikom uključivanja IC detektora. Priključak D4 postavljen je na HIGH i uzemljen kada se pritisne okidač. Time počinje mjerenje, a uključuje se i LED indikator koji je spojen na priključak D5.

S obzirom na vrlo ograničenu struju koja se može primijeniti na sve ulazne priključke, pogonite bilo koji napon za čitanje samo s drugih Nano priključaka, nikako izravno iz baterije. Također imajte na umu da i IR i indikatorske LED diode podržavaju otpornici od 220 ohma.

LCD koji sam koristio ima serijsku adaptersku ploču i potrebna su mu samo četiri priključka - vcc, uzemljenje, SDA i SCL. SDA ide na port A4, dok SCL ide na port A5.

Korak 2: Popis dijelova

Trebat će vam sljedeći dijelovi:

• Arduino Nano
• 16x2 LCD zaslon sa serijskim adapterom, poput LGDehome IIC/I2C/TWI
• 2 otpornika od 220 ohma
• 18K otpornik
• dva mala potenciometra 0-10K
• 5 mm IR LED i IC prijemna dioda
• LED dioda od 3 mm za mjerni indikator
• 5 vijaka M3 30 mm s 5 matica
• opruga promjera 7 mm za okidač i pričvršćivanje baterije od 9 V. Ja sam svoj dobio od ACE -a, ali se ne sjećam koliki je bio broj dionice.
• mali komad tankog lima za razne kontakte (moj je bio debljine oko 1 mm) i velika spajalica
• Žica 28AWG
• mali komad 16AWG nasukane žice za okidač

Prije izgradnje samog tahometra morat ćete izgraditi kotačić potenciometra za podešavanje osjetljivosti, sklop okidača i prekidač za napajanje.

Korak 3: STL datoteke

body_left i body_right čine glavno tijelo tahometra. lcd_housing čini postolje kućišta koje se umeće u tijelo tahometra i kućište koje će držati sam LCD. senzorska podloga osigurava mjesta za ugradnju IR LED i detektora, dok battery_vcover čini klizni poklopac pretinca za baterije. okidač i prekidač čine ispisane dijelove za ova dva sklopa.

Ispisao sam sve ove dijelove u PLA -i, ali gotovo svaki materijal će vjerojatno uspjeti. Kvaliteta ispisa nije toliko važna. Zapravo, imao sam problema s pisačem (tj. Glupe korisničke greške) dok sam ispisivao obje polovice kućišta i sve je i dalje dobro pristajalo.

Kao i uvijek, kad sam tiskao glavne dijelove, razne su stvari bile pomalo pogrešne. Popravio sam ove probleme u datotekama u ovom Instructable -u, ali ih nisam ponovno ispisao jer sam uspio sve to raditi s malo struganja i brušenja.

Priložit ću izvorne datoteke OpenSCAD -a kasnijem koraku.

Korak 4: Sklop za podešavanje osjetljivosti

Objavio sam ovu skupštinu na stranici Thingiverse. Upamtite, veći otpor znači i veću osjetljivost. U mojoj građi pomicanje kotača naprijed povećava osjetljivost. Bilo mi je korisno označiti najosjetljiviji kraj na kotaču, tako da mogu vizualno provjeriti kako je osjetljivost postavljena.

Korak 5: Sklop okidača

Moj izvorni dizajn koristio je malo žice za kontakt na dnu pokretnog dijela, ali otkrio sam da tanki komad lima radi bolje. Pokretni dio povezuje dva kontakta na stražnjoj strani kućišta. Koristio sam malo namotane žice 16AWG zalijepljene za dva kontakta.

Korak 6: Prekidač napajanja

Ovo je dio koji mi je zadao najviše problema, budući da su kontakti ispali sitni - moraju biti tačni. Prekidač omogućuje dva terminala, samo jedan morate spojiti. Dizajn omogućuje opruzi za prebacivanje između dva položaja, ali taj dio nisam uspio.

Zalijepite vodove u kućište. U kućištu brojača okretaja nema mnogo mjesta, stoga vodite računa da kratki vodiči budu kratki.

Korak 7: Montaža

Suho uklopite sve svoje dijelove u tijelo. Izrežite dva kratka komada opruge i provucite ih kroz rupe na držaču za bateriju. Sprint u body_left je VCC, opruga u body_right je tlo. Koristio sam body_left za držanje svih dijelova tijekom montaže.

Zalijepite infracrvenu LED diodu i detektor ravno tamo gdje su okrenuti jedan prema drugom - dugi (pozitivni) vod LED -a treba lemiti na kratki vod detektora i na žicu koja vodi do D2 priključka.

Utvrdio sam da je potrebno LED diodu indikatora pričvrstiti mrvicom ljepila.

LCD će se vrlo dobro uklopiti u kućište. Zapravo, morao sam malo brusiti svoj PCB. Malo sam povećao veličinu kućišta pa se nadam da će vam bolje odgovarati. Malo sam savio vodilice zaglavlja na LED -u kako bih imao više prostora i lemio žice na njih - nema mjesta za uključivanje bilo čega. LCD će ispravno ući samo jedan put u kućište, a baza će se pričvrstiti i samo na jedan način.

Spajati sve zajedno i ugraditi dijelove. Imao sam Nano sa zaglavljima - bilo bi bolje imati verziju koja se može izravno zalemiti. Prije lemljenja obavezno provucite LCD žice kroz LCD postolje.

Sve izgleda prilično neuredno, jer sam žice ostavio malo predugo. Zatvorite kućište i postavite vijke.

Korak 8: Arduino skica

Za pogon LCD -a trebat će vam knjižnica s tekućim kristalima I2C.

Ako priključite tahometar na serijski monitor, statistika će se tijekom mjerenja slati preko serijskog monitora.

U slučaju da dođe do buke, u algoritam sam ugradio jednostavan niskopropusni filtar. Tri varijable u skici upravljaju učestalošću ažuriranja zaslona (trenutno svakih pola sekunde), učestalošću izračunavanja RPM -a (trenutno svakih 100 ms) i brojem mjerenja u podršci filtra (trenutno 29). Za niske okretaje (recimo, ispod 300 ili više), stvarna vrijednost okretaja će se mijenjati, ali prosjek će biti točan. Mogli biste povećati podršku filtera kako biste dobili točniji RPM.

Nakon što učitate skicu, spremni ste za rad!

Korak 9: OpenSCAd izvorni kôd

Prilažem sve openSCAD izvore. Ne postavljam ograničenja za ovaj kôd - slobodno mijenjajte, koristite, dijelite itd. Kako želite. To se odnosi i na Arduino skicu.

Svaka izvorna datoteka ima komentare za koje se nadam da će vam biti korisni. Glavni dijelovi tahometra nalaze se u glavnom direktoriju, prekidač za napajanje je u direktoriju constructs, dok su pot_wheel i okidač u direktoriju komponenti. Svi ostali izvori pozivaju se iz datoteka glavnih dijelova.