Sat velike brzine za usporene video zapise: 4 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:07

Gotovo svi sa 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 samo 1/100 sekunde. Ako želite napraviti kvantitativna mjerenja, otkrio sam da objavljena brzina snimanja kamere nije nešto na što se možete osloniti!

Na sreću, zaista je lako konstruirati sat s ms preciznošću i svijetlim velikim znamenkama pomoću Arduina i 4-znamenkastog 7-segmentnog zaslona. Štaviše, 12 pinova sa standardnog 0,56”ekrana potpuno odgovaraju rasporedu pinova Arduino Nano i mogu se direktno zalemiti na njega.

Na ovom mjeraču vremena nema start/stop/reset. Pokreće se tek kad ga uključite i prelije 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 zalemljenih na njega.
• 0,56”4-cifreni 7-segmentni ekran. 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:

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

Potreban alat

Lemilica

Da biste ga montirali u kutiju:

• Rotacijski alat za grubo izrezivanje rupa za zaslon i prekidač
• Ručni dosjei za fino izrezivanje rupa
• Pištolj za vruće ljepilo za učvršćivanje komponenti na mjestu.

Korak 2: Povezivanje Arduina s zaslonom

Nevjerojatno, nožice standardnog četveroznamenkastog 7-segmentnog zaslona podudaraju se s izgledom Arduino Nano-a na takav način da se svih 12 pinova zaslona povezuje s IO pinovima Arduina. To omogućuje lemljenje ekrana direktno na Arduino bez potrebe za PCB -om, konektorima ili kablovima.

Lemite donje igle ekrana (prepoznatljive po decimalnim tačkama i otisku) na analogne pinove A0-A5. Lemite gornje pinove ekrana 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 direktno 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.

Kad se kôd učita, tajmer bi trebao početi raditi svaki put pri pokretanju Arduina. Mogli biste se ovdje zaustaviti ili vidjeti u sljedećem odjeljku 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, možete podesiti razdjelnik u retku "unsigned long t = micros ()/1000;" kako bi sat brže ili sporije radio.

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

Nisam ozbiljno optimizirao sat za brzinu, jer je trenutna brzina dovoljno dobra za prikaz milisekundi. Mislim da bi Arduino mogao biti napravljen tako da prikazuje dvije znamenke više (što odgovara 100 i 10 mikrosekundi), ali to bi zahtijevalo

• Onemogućavanje prekida i izravno korištenje mjerača vremena
• Direktna manipulacija portom
• Povezivanje svih segmenata na jedan port, a znamenke na drugi port
• Izbjegavajte eksplicitno izračunavanje znamenkastih vrijednosti, ali umjesto toga koristite povećanja (operacije podjele i modula su spore)

Kad bih mogao dobiti ruku na usporenoj kameri sa> 1000 fps, mogao bih probati, za sada sam zadovoljan ms preciznošću.

Korak 4: Montirajte ga u kutiju

Jeftina elektronska 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 na baterije, kombinacija 2 AA baterije s pojačanim modulom dat će siguran i stabilan napon od 5 V Arduinu. Stavljanjem prekidača za uključivanje/isključivanje direktno na bateriju (umjesto na izlaz pojačala), na baterije ne utječe 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 tako što ćete izrezati dvije rupe koje odgovaraju ekranu i prekidaču za uključivanje/isključivanje. Olovkom sam nacrtao približne rupe, a zatim sam rotacijskim alatom izrezao rupe premale, a zatim ih uložio ručnim datotekama odgovarajuće veličine.

Odrežite neki višežilni fleksibilni crveni i crni kabel iz kutije za baterije i povežite ih s pojačanim modulom, pri čemu se pozitivni ili negativni prekid prekidačem za uključivanje/isključivanje. Zatim iz pojačanog modula ravno do GND-a i +5V ili Arduina.

Koristio sam vruće ljepilo da zadržim sve elemente na mjestu: kutiju za baterije, modul za povećanje i sa strane ekrana.

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