Hackované digitálne posuvné meradlo s Arduinom: 7 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:57

Čo teda urobiť nejaké meranie pomocou svojho posuvného meradla Digital Vernier a nechať Arduino vykonať nejakú prácu s týmito meraniami? Možno ich uloženie, vykonanie nejakých výpočtov na základe pridania týchto meraní do spätnoväzbovej slučky z vášho mechanického zariadenia. V tomto návode rozoberieme posuvné meradlo Digital Vernier, pripojíme k nemu niekoľko vodičov a prepojíme posuvné meradlo s Arduino s zobrazte jeho namerané hodnoty na sériovom monitore Arduino.

Krok 1: Ako sa to dá urobiť

Ukazuje sa, že niektoré digitálne strmene sú schopné prenášať namerané údaje, ktoré sa zobrazujú na ich displejoch, pomocou rôznych protokolov, ktoré používajú iné zariadenia.

V skutočnosti NA posuvnom meradle je miesto pre zásuvku rozhrania, ale nie je na ňom nič spájkované.

Môžete jednoducho vysunúť horný kryt na displeji (nie kryt batérie) a nájdete 4 podložky, ktoré majú mať na sebe zásuvku na komunikáciu s posuvným meradlom, ale nie sú:(.

Táto skutočnosť bola objavená pred mnohými rokmi na rôznych strmeňoch a tento návod sa zameriava na presný model čínskeho posuvného posuvného meradla, ktorý môžete vidieť na obrázkoch. Uistite sa teda, že ten váš je rovnaký model, pretože rôzne modely môžu mať rôzne protokoly. práca s, Preto rôzne kódy na použitie, ale hlavná myšlienka je rovnaká u väčšiny týchto čínskych.

Ideme na:

• Demontujte strmeň
• Zistite, kde môžeme k doske spájkovať zásuvku rozhrania
• Identifikujte pin-out konektora
• Spájkujte ho a zostavte posuvné meradlo
• Spätný inžinier prenesených údajov, aby vedel, ako funguje jeho protokol
• Posuňte úroveň signálu posuvného meradla tak, aby vyhovoval Arduinu
• Nahrajte kód a je to:)

Čo budete potrebovať:

• Digitálne posuvné meradlo
• Arduino (úlohu zvládne akýkoľvek typ)
• Deska prevodníka logiky (k jednej pripojím schému)
• Jemná čistá spájkovačka
• Tenký spájkovací drôt
• Niektoré prepojovacie vodiče

Krok 2: Demontujte strmeň

• Najskôr vyberte batériu strmeňa z držiaka.
• U tohto modelu nájdete strieborný vodiaci papier na jeho zadnej strane a pod ním nájdete štyri montážne skrutky. Držia puzdro pohromade a musíme ich odskrutkovať pomocou skrutkovača Philips. Stačí, keď prejdete skrutkovačom po papieri po stranách, a uvidíte ich montážne otvory.

Potom uvidíte, že doska plošných spojov je pripevnená k prednému panelu štyrmi skrutkami, musíte ich jemne odskrutkovať pomocou skrutkovača Philips s jemným hrotom

Dávajte pozor, aby ste nepoškriabali alebo neporezali žiadne stopy na oboch stranách dosky plošných spojov

• Teraz, keď ste vybrali všetky skrutky a uložili ich na bezpečné miesto, nemohli sa stratiť:),
• PCB musíte opatrne nadvihnúť, pretože displej a tri gumové tlačidlá sa môžu rozpadnúť.
• V tomto mieste môžete vytiahnuť displej a tlačidlá z DPS, nasadiť ich skrutkami a pokračovať v práci s holým DPS.

Krok 3: Nájdite potrebné podložky na spájkovanie zásuvky

Teraz, keď sa pozriete na hornú stranu dosky plošných spojov, môžete ľahko zistiť, kde by mal byť namontovaný dátový konektor.

Môžete tiež vidieť, že generické kolíkové hlavičky nie je možné spájkovať bez väčšieho ladenia, pretože rozteč konektora je menšia ako ich (rozstup: vzdialenosť medzi stredmi dvoch susedných podložiek na konektore)

Rozteč konektorov je 100 mil alebo 2,54 mm, takže ich môžete buď mierne ohnúť a spájkovať, alebo môžete nájsť inú zásuvku.

A tu je čas, keď sa moja plná škatuľka sedenia okolo PCB dobre uplatnila.

Na jednom zo starých PCB s jednotkou CD-ROM som našiel perfektný 4-pinový flexibilný káblový konektor (konektor FPC) a rozhodol som sa ho použiť s posuvným meradlom.

Nie je potrebné hovoriť, že by ste mali byť opatrní pri odpájaní konektorov DPS, pretože ich plastové puzdro sa môže roztaviť.

Dávajte si tiež pozor, aby ste sa rozhodli použiť kolíkové hlavičky alebo špeciálnu zásuvku ako konektor, ktorý budete potrebovať na to, aby sa tento konektor mohol mechanicky zmestiť do otvoru pre konektor vo vitríne posuvného meradla. (Na objasnenie môžete vidieť obrázok)

Krok 4: Identifikujte pin-out konektora

Teraz, keď nájdeme potrebné podložky, musíme vedieť, s čím je každá podložka spojená.

Už to bolo nájdené v iných projektoch reverzného inžinierstva pre tieto posuvné meradlá a väčšinou majú rovnakú konfiguráciu (GND, DATA, CLOCK, VCC)

Ak ho chcete nakonfigurovať sami:

Vyberte batériu

• nastavte multimetr na stav bzučiaka (test kontinuity)
• Začnite pripojením jednej sondy k terminálu Battery -VE (GND) a pomocou druhej sondy zistite, ktorý kolík na konektore je spojený so zemou.
• To isté urobte s konektorom Battery +VE

Ostatným dvom pinom spojeným s čipom môžete dať ľubovoľné dva názvy (EX: D0 a D1), pretože ich funkcie budeme poznať neskôr v kroku ich reverzného inžinierstva

Ak nechcete konfigurovať vývod, môžete odhadnúť vývod konektora ako:

(GND, DATA, CLOCK, VCC)

GND je najbližšia podložka k displeju

VCC je najbližšia podložka k okraju DPS

a obe väčšie podložky na okraji konektora na montáž konektora sú pripojené k GND (môžete ich skontrolovať multimetrom)

Krok 5: Reverzné inžinierstvo komunikačného protokolu

Po sondovaní signálov oboch digitálnych výstupných pinov osciloskopom to vyzerá, ako to vyzerá.

môžete vidieť, že jeden z pinov funguje ako hodiny na synchronizáciu prenosu údajov (linka CLK) a druhý je dátový, takže máme do činenia so synchronizovaným protokolom prenosu údajov.

Ukazuje sa, že: - Údaje sa odosielajú v logickej úrovni 1,5 voltu (znie to logicky, pretože je to rovnaké napätie ako v prípade noniusovej batérie) - Údaje sa odosielajú v 6 kusoch (6 x 4 bity) s celkovým počtom 24 bitov - asi 200 mS medzi koncom každého dátového paketu a začiatkom druhého

Rozhodol som sa vzorkovať údaje na stúpajúcej hrane hodín, takže po vyskúšaní rôznych mier na posuvnom meradle a zmene jeho režimu z (mm na palce) a tiež zobrazení niektorých záporných hodnôt som dostal túto tabuľku (3. obrázky) pre svoje testovacie podmienky a začal som zisťovať komunikačný protokol

Takže po preštudovaní zachytených údajov:

- v režime mm: bity č. 1 až 16 sú binárnou reprezentáciou zobrazeného čísla na posuvnom meradle (vynásobené 100)- v režime (palce): bity č. 2 až 17 sú binárnym znázornením zobrazeného čísla na strmeň (vynásobený 1 000)

- bit č. 21 predstavuje záporné znamienko (1, ak je zobrazené číslo záporné, a 0, ak je kladné)

- bit č. 24 predstavuje meraciu jednotku (1, ak je jednotka (in) a 0, ak je jednotka (mm))

- v režime (palce): bit č. 1 predstavuje segment 0,5 mil (1, ak je pridaný, a 0, ak nie je)

Krok 6: Vytvorenie prevodníka logiky

Teraz musíme posunúť úroveň napätia údajov strmeňa (1,5 voltu nie je vhodné na prácu s Arduinom, je príliš nízka) Pridal som schému pre logický prevodník, ktorý som pre tento projekt urobil, ale ako vidíte údaje teraz okrem toho, že sa posunie na logickú úroveň 5 voltov, bude aj invertovaný, takže to musíme v kóde kompenzovať.

Krok 7: Kód Arduino

A teraz ste pripravení pripojiť ho k Arduinu. Kód nájdete v prílohe. Pripojte hodinový kolík k pinu 2 alebo 3 na Arduino uno, nano alebo pro-mini (budete potrebovať pin schopný prerušenia) pripojte dátový pin k akýkoľvek iný pin. Načítajte kód a otvorte sériový monitor, aby ste videli namerané údaje

Kód môže automaticky zistiť, v akom režime pracuje strmeň, skenovaním 24. dátového bitu