Rokas tahikometrs uz rokas: 9 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:57

Šī pamācība ir balstīta uz ķēdi, kuru portatīvajā digitālajā tahometrā ir aprakstījis electro18. Es domāju, ka būtu noderīgi, ja būtu rokas ierīce un ka tas būtu jautrs projekts.

Man patīk, kā ierīce izrādījās - dizainu varētu izmantot visu veidu citām mērīšanas ierīcēm, mainot sensora pāru, vadu un Arduino kodu. Fakts, ka tas izskatās kā spridzinātājs vai staru lielgabals no vintage SF filmas, ir tikai papildu bonuss!

Tahometram ir sprūda, un tas mēra, kamēr tiek nospiests sprūda. Mērīšanas laikā iedegas indikatora gaismas diode. Ierīci var darbināt, izmantojot USB vai 9 V akumulatoru. Ierīce ieslēgsies, ja būs pievienots USB. Ja tiek izmantots akumulators, tahometrs tiek ieslēgts, izmantojot barošanas slēdzi.

Mērīšanas laikā LCD parāda pašreizējo RPM pirmajā rindā un vidējo un maksimālo RPM otrajā rindā. Ja sprūda netiek nospiesta un netiek veikti mērījumi, tas parāda vidējo un maksimālo RPM no iepriekšējās mērīšanas sesijas.

Ja infrasarkano staru fotodiodi iedarbina apkārtējais siltums, LCD displejā parādīsies "HIGH", norādot, ka jutība ir jāsamazina. Jutību kontrolē ritenis aiz LCD.

Lai izmantotu tahometru, uz pagrieziena objekta, kuru vēlaties izmērīt, jāuzliek kaut kas atstarojošs. Vienkārša gaismas gleznotāja lente darbojas labi. Esmu izmantojis arī akrila baltas krāsas laku un esmu redzējis, kā cilvēki izmanto spīdīgu metāla plāksni vai pie virsmas pielīmētu alumīnija folijas gabalu. Labi pielīmēts pie virsmas, jo viss, ko mērīsit, griezīsies diezgan ātri un atstarotājs tiks pakļauts lielam centrbēdzes spēkam. Man gleznotāja lente aizlidoja pie 10 000 apgr./min.

Mūzika videoklipā ir no Jukedeck - izveidojiet savu vietnē

1. solis: ķēde

Tahometra "degunā" atrodas sensora pods, kurā ir IR LED un IR detektors. Ja detektors netiek iedarbināts, tam jādarbojas kā normālai diodei un jāpārnes strāva no pozitīvā (garais vads) uz zemi (īss vads). Kad detektors tiek iedarbināts, tas sāk izlaist strāvu pretējā virzienā - no negatīvas uz pozitīvu. Tomēr es atklāju, ka mans detektors, šķiet, nekad nepārsniedz strāvu "normālā" virzienā (pozitīvs pret zemi) - jūsu nobraukums var atšķirties atkarībā no iegūtā detektora.

Iestatot ķēdi, mums ir iespēja ļaut Arduino ievades portam būt LOW, ja nav signāla, vai būt HIGH, ja nav signāla.

Ja bāzes stāvoklis ir HIGH, Arduino izmanto iekšējo pievilkšanas rezistoru, savukārt, ja pamata stāvoklim jābūt LOW, jāpievieno ārējais nolaižamais rezistors. Sākotnējā Instructable izmantoja LOW bāzes stāvokli, savukārt optiskajā tahometrā CNC tmbarbour izmantoja HIGH kā bāzes stāvokli. Lai gan tas ietaupa rezistoru, izmantojot skaidru nolaižamo rezistoru, mēs varam pielāgot ierīces jutību. Tā kā daļa strāvas izplūst caur rezistoru, jo lielāka pretestība, jo jutīgāka ierīce. Lai ierīci varētu izmantot dažādās vidēs, izšķiroša nozīme ir spējai pielāgot jutību. Pēc electro18s dizaina es sērijveidā izmantoju 18K rezistoru ar diviem 0-10K katliem, tāpēc pretestību var mainīt no 18K līdz 38K.

IR LED un IR diodes strāva tiek vadīta no porta D2. Ports D3 tiek aktivizēts, izmantojot RISING pārtraukumu, kad IR detektors ieslēdzas. Ports D4 ir iestatīts uz HIGH un ir zemēts, nospiežot sprūdu. Tas sāk mērīšanu un ieslēdz arī indikatora gaismas diodi, kas ir savienota ar portu D5.

Ņemot vērā ļoti ierobežoto strāvu, ko var pielietot jebkurai ievades pieslēgvietai, vadiet spriegumu tikai lasīšanai no citām Nano pieslēgvietām, nevis tieši no akumulatora. Ņemiet vērā arī to, ka gan IR, gan indikatora gaismas diodes nodrošina 220 omu rezistori.

LCD, kuru izmantoju, ir ar seriālo adapteri un tam ir nepieciešami tikai četri savienojumi - vcc, ground, SDA un SCL. SDA iet uz portu A4, bet SCL - uz portu A5.

2. darbība: detaļu saraksts

Jums būs nepieciešamas šādas daļas:

• Arduino Nano
• 16x2 LCD displejs ar seriālo adapteri, piemēram, LGDehome IIC/I2C/TWI
• 2 220 omi rezistori
• 18K rezistors
• divi mazi 0-10K potenciometri
• 5 mm IR LED un IR uztvērēja diode
• 3 mm gaismas diode mērījumu indikatoram
• 5 30 mm M3 skrūves ar 5 uzgriežņiem
• 7 mm diametra atspere sprūda un 9 V akumulatora piestiprināšanai. Es saņēmu savu no ACE, bet nevaru atcerēties, kāds bija krājumu skaits.
• mazs gabals, ja plānas metāla loksnes dažādiem kontaktiem (manējais bija apmēram 1 mm biezs) un bagātīgs saspraude
• 28AWG vads
• neliels 16AWG vītņotā stieples gabals sprūda iedarbināšanai

Pirms paša tahometra izveides jums būs jāizveido potenciometra ritenis jutības regulēšanai, sprūda komplekts un barošanas slēdzis.

3. darbība: STL faili

body_left un body_right veido tahometra galveno korpusu. lcd_housing padara korpusa pamatni, kas tiek ievietota tahometra korpusā, un korpusu, kas turēs pašu LCD. Sensora kārba nodrošina infrasarkanās gaismas diodes un detektora montāžas vietas, savukārt akumulatora_vāciņš veido akumulatora nodalījuma bīdāmo vāku. palaidējs un slēdzis izveido šo divu mezglu drukātās detaļas.

Es esmu drukājis visas šīs detaļas PLA, bet gandrīz jebkurš materiāls, iespējams, darbosies. Drukas kvalitāte nav tik svarīga. Patiesībā, drukājot abas korpusa puses, man bija problēmas ar printeri (t.i., stulbas lietotāja kļūdas), un tas viss joprojām labi iederas.

Kā vienmēr, drukājot galvenās daļas, dažādas lietas bija nedaudz nepareizas. Šīs instrukcijās esošajos failos esmu novērsis šīs problēmas, taču nepārpublicēju, jo varēju visu nokārtot, nedaudz saliekot un slīpējot.

Es pievienoju OpenSCAD avota failus vēlākam solim.

4. solis: Jutības regulēšanas montāža

Esmu publicējis šo asambleju vietnē Thingiverse. Atcerieties, ka lielāka pretestība nozīmē lielāku jutību. Manā konstrukcijā riteņa pārvietošana uz priekšu palielina jutību. Es uzskatu, ka ir lietderīgi uz riteņa atzīmēt visjutīgāko galu, lai es varētu vizuāli pārbaudīt, kā ir iestatīta jutība.

5. solis: trigera montāža

Mans sākotnējais dizains izmantoja nedaudz stieples, lai sazinātos kustīgās daļas apakšā, bet es atklāju, ka plāns lokšņu metāla gabals darbojas labāk. Kustīgā daļa savieno divus kontaktus korpusa aizmugurē. Abiem kontaktiem es izmantoju mazliet 16AWG vītā stieples.

6. darbība: barošanas slēdzis

Šī ir tā daļa, kas man sagādāja vislielākās nepatikšanas, jo kontakti izrādījās smalki - tiem jābūt pareiziem. Lai gan slēdzis ļauj izmantot divus termināļus, jums ir jāpievieno tikai viens vads. Dizains pieļauj atsperi, lai piespiestu slēdzi starp divām pozīcijām, bet es neesmu saņēmis šo daļu darbā.

Līmējiet vadus korpusā. Tahometra korpusā nav daudz vietas, tāpēc padariet vadus īsus.

7. solis: montāža

Sausā veidā ievietojiet visas ķermeņa daļas. Izgrieziet divus īsus atsperes gabalus un izvelciet tos caur caurumiem akumulatora stiprinājumā. Sprints body_left ir VCC, atspere body_right ir slīpēta. Esmu izmantojis body_left, lai montāžas laikā turētu visus gabalus.

Ieduriet IR gaismas diodi un detektoru plakanā vietā, kur tie ir vērsti viens pret otru - garais (pozitīvais) gaismas diodes vads jāpielodē detektora īsajā vadā un pie stieples, kas ved uz D2 pieslēgvietu.

Es atklāju, ka ir nepieciešams piestiprināt gaismas diodi vietā ar līmi.

LCD būs ļoti cieši iekļauts korpusā. Patiesībā man bija nedaudz jānoslīpē mans PCB. Esmu nedaudz palielinājis korpusa izmērus, tāpēc cerams, ka tas jums derēs labāk. Es mazliet saliecu gaismas diodes galvenos vadus, lai būtu vairāk vietas, un pielodēju pie tiem vadus - tur nav vietas, kur kaut ko iespraust. LCD pareizi nokļūs tikai vienā virzienā korpusā, un arī pamatne tiks piestiprināta tikai vienā virzienā.

Lodējiet visu kopā un ievietojiet detaļas atpakaļ. Man bija Nano ar galviņām - labāk būtu bijusi versija, ko var tieši pielodēt. Pirms lodēšanas noteikti izvelciet LCD vadus caur LCD pamatni.

Tas viss izskatās diezgan nesakopti, jo man bija atstāti vadi mazliet par garu. Aizveriet korpusu un pieskrūvējiet skrūves.

8. solis: Arduino skice

Lai vadītu LCD, jums būs nepieciešama šķidro kristālu I2C bibliotēka.

Ja pievienojat tahometru sērijveida monitoram, mērījumu laikā statistika tiks nosūtīta pa seriālo monitoru.

Tikai gadījumā, ja ir troksnis, es algoritmā esmu iekļāvis vienkāršu zemas caurlaidības filtru. Trīs skices mainīgie nosaka, cik bieži ekrāns tiek atjaunināts (pašlaik ik pēc sekundes), cik bieži tiek aprēķināts RPM (pašlaik ik pēc 100 ms) un mērījumu skaits filtra atbalstā (pašlaik 29). Zemiem apgriezieniem minūtē (teiksim, zem 300), faktiskā RPM vērtība svārstīsies, bet vidējais būs precīzs. Jūs varētu palielināt filtra atbalstu, lai iegūtu precīzāku darbības RPM.

Kad esat ielādējis skici, jūs varat doties!

9. darbība. Atveriet OpenSCAd avota kodu

Es pievienoju visus openSCAD avotus. Es neierobežoju šo kodu - jūs esat laipni aicināti modificēt, izmantot, kopīgot utt., Kā vēlaties. Tas attiecas arī uz Arduino skici.

Katrā avota failā ir komentāri, kas, es ceru, jums būs noderīgi. Galvenie tahometra gabali atrodas galvenajā direktorijā, barošanas slēdzis atrodas konstrukciju direktorijā, bet pod_wheel un sprūda atrodas komponentu direktorijā. Visi pārējie avoti tiek izsaukti no galvenās daļas failiem.