Ručni tahometar na bazi IR-a: 9 koraka

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

Ovaj Instructable se temelji na kolu opisanom od strane 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 starog SF filma samo je dodatni bonus!

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

Tokom mjerenja, LCD prikazuje trenutni broj okretaja u prvom redu, 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 zbog temperature okoline, "HIGH" će se prikazati na LCD -u kako bi pokazalo da osjetljivost treba smanjiti. Osetljivost se kontroliše točkićem iza LCD ekrana.

Da biste koristili tahometar, morate staviti nešto reflektirajuće na objekt za okretanje koji želite mjeriti. Jednostavna slikarska traka za slikanje dobro radi. Koristio sam i mrlju bijele akrilne 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 izložen velikoj centrifugalnoj sili. Mojoj slikarskoj traci odletjelo je na 10 000 RPM.

Muzika u videu je iz Jukedecka - kreirajte svoju na

Korak 1: Krug

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

Prilikom postavljanja kruga, imamo mogućnost da dozvolimo da ulazni port na Arduinu bude NISKI kada nema signala, ili da bude VISOK 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 na ovaj način štedi otpornik, upotreba eksplicitnog 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. Prateći dizajn elektro18s, koristio sam 18K otpornik u seriji sa dva lonca 0-10K, tako da otpor može varirati od 18K do 38K.

IC LED dioda i IC dioda se napajaju iz priključka D2. Port D3 aktivira se prekidom RISING kada se detektor IC uključi. Port D4 je postavljen na HIGH i uzemljen je kada se pritisne okidač. Ovo započinje mjerenje i uključuje LED indikator koji je spojen na priključak D5.

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

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

Korak 2: Lista dijelova

Trebat će vam sljedeći dijelovi:

• Arduino Nano
• 16x2 LCD ekran sa serijskim adapterom, poput LGDehome IIC/I2C/TWI
• 2 otpornika od 220 ohma
• 18K otpornik
• dva mala potenciometra 0-10K
• 5mm IR LED i IC prijemna dioda
• LED dioda od 3 mm za indikator mjerenja
• 5 vijaka M3 30 mm sa 5 matica
• opruga promjera 7 mm za okidač i pričvršćivanje baterije od 9V. Ja sam svoje nabavio od ACE -a, ali se ne sjećam koliki je bio broj dionice.
• mali komad tankog lima za različite kontakte (moj je bio debljine oko 1 mm) i velika spajalica
• Žica 28AWG
• mali komad namotane žice 16AWG 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 glavni dio tahometra. lcd_housing čini bazu kućišta koja se umeće u kućište tahometra i kućište koje će držati sam LCD. senzorska kutija pruža 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.

Odštampao sam sve ove dijelove u PLA -i, ali skoro svaki materijal će vjerovatno uspjeti. Kvaliteta ispisa nije toliko presudna. U stvari, 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 štampao glavne dijelove, razne stvari su bile pomalo pogrešne. Popravio sam ove probleme u datotekama u ovom Instructable -u, ali ih nisam ponovo štampao, jer sam mogao sve to raditi s malo struganja i brušenja.

Priložiću OpenSCAD izvorne datoteke 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 prema 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 originalni 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 od 16AWG zalijepljene za dva kontakta.

Korak 6: Prekidač za napajanje

Ovo je dio koji mi je zadavao najviše problema, budući da su kontakti ispali sitni - moraju biti tačni. Iako prekidač dopušta dva terminala, trebate povezati samo jedan. Dizajn dozvoljava opruzi da prisili prebacivanje između dva položaja, ali taj dio nisam uspio.

Zalijepite elektrode u kućište. U kućištu tahometra nema puno prostora, pa vodite računa da kratki vodiči budu kratki.

Korak 7: Montaža

Suho uklopite sve svoje dijelove u tijelo. Odrežite 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 komada tokom 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. U stvari, morao sam malo brusiti 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 u jedan način u kućište, a baza će se pričvrstiti i u jedan smjer.

Spajati sve zajedno i ugraditi dijelove. Imao sam Nano sa zaglavljima - bilo bi bolje imati verziju koja se može direktno 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 biblioteka Liquid Crystal I2C.

Ako priključite tahometar na serijski monitor, tokom mjerenja će se statistički podaci slati preko serijskog monitora.

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

Nakon što učitate skicu, spremni ste za rad!

Korak 9: OpenSCAd izvorni kod

Prilažem sve openSCAD izvore. Ne postavljam nikakva ograničenja za ovaj kôd - slobodno mijenjajte, koristite, dijelite itd. Kako želite. Ovo 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.