Ručný tachometer na báze IR: 9 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 12:00

Tento návod je založený na obvode popísanom v elektro18 v Portable Digital Tachometer. Myslel som si, že by bolo užitočné mať vreckové zariadenie a že by bolo zábavné stavať tento projekt.

Páči sa mi, ako zariadenie dopadlo - dizajn bolo možné použiť pre všetky druhy iných meracích zariadení zmenou podložky snímača, zapojenia a kódu Arduino. Skutočnosť, že vyzerá ako blaster alebo lúčová pištoľ z vintage filmu SF, je len bonus navyše!

Tachometer má spúšť a meria, kým je spúšť stlačená. Počas merania svieti indikačná LED dióda. Zariadenie je možné napájať cez USB alebo 9V batériu. Zariadenie sa zapne, ak je pripojené USB. Ak je použitá batéria, otáčkomer sa zapne hlavným vypínačom.

Počas merania LCD zobrazuje aktuálne otáčky v prvom riadku a priemerné a maximálne otáčky v druhom riadku. Ak nie je stlačený spúšťač a neprebieha žiadne meranie, zobrazuje priemer a maximálne otáčky z predchádzajúcej relácie merania.

Ak je IR fotodióda spustená okolitým teplom, na displeji LCD sa zobrazí „HIGH“, čo znamená, že je potrebné znížiť citlivosť. Citlivosť sa ovláda kolieskom za LCD.

Ak chcete používať otáčkomer, musíte na otáčajúci sa predmet, ktorý chcete merať, dať niečo reflexné. Jednoduchá maliarska páska funguje dobre. Tiež som použil kúsok akrylovej bielej farby a videl som ľudí používať lesklú kovovú dosku alebo kus hliníkovej fólie prilepený k povrchu. Dobre prilepené k povrchu, pretože čokoľvek, čo meriate, sa bude točiť pomerne rýchlo a reflektor bude pôsobiť veľkou odstredivou silou. Nechal som svoju maliarsku pásku odletieť o 10 000 otáčok za minútu.

Hudba vo videu pochádza z webu Jukedeck - vytvorte si vlastnú na

Krok 1: Okruh

Na „nose“tachometra je senzorový lusk, ktorý obsahuje IR LED a IR detektor. Keď detektor nie je spustený, mal by fungovať ako normálna dióda a prechádzať prúdom z kladného (dlhý vodič) na zem (krátky vodič). Keď je detektor spustený, začne prepúšťať prúd v opačnom smere - z negatívneho na pozitívny. Zistil som však, že môj detektor zrejme neprechádza prúdom v „normálnom“smere (kladne voči zemi) - počet najazdených kilometrov sa môže líšiť v závislosti od detektora, ktorý získate.

Pri nastavovaní obvodu máme možnosť nechať vstupný port na Arduine na LOW, keď nie je žiadny signál, alebo byť na HIGH, keď nie je žiadny signál.

Ak je základný stav VYSOKÝ, Arduino používa vnútorný vyťahovací odpor, pričom ak by mal byť základný stav NÍZKY, je potrebné pridať externý rozbaľovací odpor. Pôvodný Instructable používal základný stav LOW, zatiaľ čo v Optickom tachometri pre CNC tmbarbour použil ako základný stav HIGH. Aj keď to šetrí odpor, použitie explicitného rozbaľovacieho odporu nám umožňuje nastaviť citlivosť zariadenia. Pretože niektorý prúd uniká odporom, čím vyšší je odpor, tým je zariadenie citlivejšie. Na to, aby sa zariadenie používalo v rôznych prostrediach, je schopnosť prispôsobiť citlivosť zásadná. Podľa návrhu electro18s som použil 18K odpor v sérii s dvoma 0-10K potenciometrami, takže odpor sa môže líšiť od 18K do 38K.

Prúd IR LED a IR diódy je napájaný z portu D2. Port D3 sa aktivuje prerušením RISING, keď sa vypne IR detektor. Port D4 je nastavený na HIGH a uzemnený pri stlačení spúšte. Spustí sa meranie a tiež sa rozsvieti kontrolka LED, ktorá je pripojená k portu D5.

Vzhľadom na veľmi obmedzený prúd, ktorý je možné použiť na akékoľvek vstupné porty, napájajte napätie iba na čítanie z iných portov Nano, nikdy nie priamo z batérie. Upozorňujeme, že infračervené aj indikačné diódy LED sú podporované odpormi 220 ohmov.

LCD, ktorý som použil, má dosku sériového adaptéra a potrebuje iba štyri pripojenia - vcc, uzemnenie, SDA a SCL. SDA prejde do portu A4, zatiaľ čo SCL prejde do portu A5.

Krok 2: Zoznam dielov

Budete potrebovať nasledujúce diely:

• Arduino Nano
• 16x2 LCD displej so sériovým adaptérom, napríklad LGDehome IIC/I2C/TWI
• 2 rezistory 220 ohmov
• 18K odpor
• dva malé potenciometre 0-10K
• 5mm IR LED a IR prijímacia dióda
• 3 mm LED dióda pre indikátor merania
• 5 30 mm skrutiek M3 s 5 maticami
• priemer asi 7 mm pre spúšť a pripojenie 9V batérie. Dostal som svoje od ACE, ale nepamätám si, aké bolo číslo zásoby.
• malý kúsok tenkého plechu na rôzne kontakty (môj mal hrúbku asi 1 mm) a veľkú kancelársku sponku
• 28AWG drôt
• malý kúsok lanka 16AWG na spúšť

Pred stavbou samotného tachometra budete musieť postaviť koliesko potenciometra na nastavenie citlivosti, zostavu spúšte a vypínač.

Krok 3: Súbory STL

body_left a body_right tvoria hlavné telo tachometra. lcd_housing robí základňu krytu, ktorá sa vkladá do tela otáčkomera, a kryt, ktorý bude držať samotný LCD. senzor pod poskytuje montážne body pre IR LED a detektor, zatiaľ čo battery_vcover tvorí posuvný kryt priestoru pre batériu. spustite a prepnite výrobu vytlačených dielov pre tieto dve zostavy.

Všetky tieto diely som vytlačil v PLA, ale takmer akýkoľvek materiál bude pravdepodobne fungovať. Kvalita tlače nie je taká zásadná. V skutočnosti som mal pri tlači oboch polovíc tela problémy s tlačiarňou (t. J. Hlúpe chyby používateľov) a stále to všetko dobre sedelo.

Ako vždy, keď som tlačil hlavné časti, rôzne veci sa mierne mýlili. Opravil som tieto problémy v súboroch v tomto návode, ale znova som ich nevytlačil, pretože som to mohol všetko začať pracovať s trochou škrípania a brúsenia.

K neskoršiemu kroku pripojím zdrojové súbory OpenSCAD.

Krok 4: Zostava na nastavenie citlivosti

Túto zostavu som publikoval na Thingiverse. Pamätajte si, že vyšší odpor znamená vyššiu citlivosť. V mojej zostave pohyb kolieska dopredu zvyšuje citlivosť. Považujem za užitočné označiť najcitlivejší koniec na kolese, aby som mohol vizuálne skontrolovať, ako je nastavená citlivosť.

Krok 5: Zostava spúšťača

Môj pôvodný dizajn používal na kontakt v spodnej časti pohyblivej časti trochu drôtu, ale zistil som, že tenký kus plechu funguje lepšie. Pohyblivá časť spája dva kontakty na zadnej strane krytu. Na dva kontakty som použil trochu splietaného lanka 16AWG.

Krok 6: Vypínač

Toto je časť, ktorá mi robila najväčšie problémy, pretože kontakty sa ukázali byť jemné - musia byť správne. Aj keď prepínač umožňuje dva terminály, stačí pripojiť iba jeden. Konštrukcia umožňuje pružine vynútiť prepínač medzi dvoma polohami, ale túto časť som nedostal do práce.

Prilepte vodiče do puzdra. V tele tachometra nie je veľa miesta, preto urobte prívody krátke.

Krok 7: Zostavenie

Na sucho vložte všetky svoje časti do tela. Odrežte dva krátke kusy pružiny a prevlečte ich cez otvory v držiaku batérie. Šprint v body_left je VCC, pružina v body_right je mletá. Na montáž všetkých dielov počas montáže som použil body_left.

IR LED a detektor umiestnite na rovné miesto, kde stoja proti sebe - dlhý (kladný) vodič LED by mal byť spájkovaný s krátkym káblom detektora a s vodičom vedúcim k portu D2.

Zistil som, že je potrebné prichytiť indikačnú LED diódu na miesto kvapkou lepidla.

LCD displej bude veľmi tesne zapadnúť do krytu. Popravde, musel som svoju PCB trochu obrúsiť. Trochu som zväčšil kryt, takže dúfajme, že vám bude lepšie sedieť. Trochu som ohnul vodiče záhlavia na LED dióde, aby mali viac miesta, a spájkoval som k nim vodiče - nie je miesto, kam by som čokoľvek zapojil. Displej LCD pôjde správne iba jedným smerom do krytu a základňa sa tiež pripevní iba jedným spôsobom.

Spájkujte všetko dohromady a vložte diely späť dovnútra. Mal som Nano s hlavičkami - bolo by lepšie mať verziu, ktorú je možné priamo spájkovať. Pred spájkovaním uistite sa, že ste pretiahli vodiče LCD cez základňu LCD.

Vyzerá to celkom neupravene, pretože som nechal drôty príliš dlhé. Zatvorte telo a zaskrutkujte skrutky.

Krok 8: Skica Arduino

Na ovládanie LCD budete potrebovať knižnicu Liquid Crystal I2C.

Ak pripojíte otáčkomer k sériovému monitoru, počas merania sa budú na sériový monitor odosielať štatistiky.

Pre prípad, že by nastal šum, som do algoritmu začlenil jednoduchý dolnopriepustný filter. Tri premenné v náčrte určujú, ako často sa aktualizuje obrazovka (v súčasnosti každú polovicu sekundy), ako často sa počítajú otáčky (v súčasnosti každých 100 ms) a počet meraní v podpore filtra (v súčasnosti 29). Pri nízkych otáčkach (povedzme pod 300 alebo tak) bude skutočná hodnota otáčok kolísať, ale priemer bude presný. Môžete zvýšiť podporu filtra a získať tak presnejšie otáčky.

Po načítaní náčrtu môžete začať!

Krok 9: Zdrojový kód OpenSCAd

Pripájam všetky zdroje openSCAD. Tento kód nijako neobmedzujem - môžete ho ľubovoľne upravovať, používať, zdieľať atď. To platí aj pre skicu Arduino.

Každý zdrojový súbor obsahuje komentáre, ktoré, dúfam, budú pre vás užitočné. Kusy hlavného tachometra sú v hlavnom adresári, vypínač je v adresári constructs, zatiaľ čo pot_wheel a spúšť sú v adresári komponentov. Všetky ostatné zdroje sú vyvolané zo súborov hlavnej časti.