Ceas de mare viteză pentru videoclipuri cu încetinitor: 4 pași

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:45

Aproape toată lumea cu un smartphone modern are o cameră de mare viteză care poate fi utilizată pentru a face videoclipuri spectaculoase cu încetinitorul. Dar dacă doriți să măsurați cât durează efectiv să spargă acel balon de săpun sau să explodeze acel pepene verde, este posibil să vă fie greu să afișați ora pe videoclipurile dvs.: un cronometru are un afișaj foarte mic și are o precizie de numai 1/100 de secundă. Dacă doriți să faceți măsurători cantitative, am aflat că rata de cadre publicată a unei camere nu este ceva pe care să vă puteți baza!

Din fericire, este foarte ușor să construiești un ceas cu precizie ms și cifre mari și strălucitoare folosind un Arduino și un afișaj cu 4 cifre din 7 segmente. Mai mult, cei 12 pini de pe un afișaj standard de 0,56”se potrivesc exact cu aspectul pinului Arduino Nano și pot fi lipiți direct pe el.

Nu există pornire / oprire / resetare pe acest temporizator. Începe să ruleze doar când îl porniți și se revarsă după 10 secunde. Ideea este că, pentru a măsura durata unui anumit proces, oricum măsurăm diferența de timp dintre sfârșit și început.

Pasul 1: Materiale

• Un Arduino Nano, fără anteturile lipite pe el.
• Un afișaj de 0,56”cu 4 cifre și 7 segmente. Atât anodul comun, cât și catodul comun sunt OK

În cazul în care doriți să îl puneți într-o cutie robustă și să fiți alimentat cu baterii pe 2 baterii AA, adăugați:

• O cutie electronică de proiect de 60x100x25
• Un suport pentru baterii 2xAA
• Un modul step-up
• Un comutator basculant de 10x15mm

Instrumente necesare

Ciocan de lipit

Pentru a-l monta într-o cutie:

• Un instrument rotativ pentru tăierea brută a găurilor pentru afișaj și comutator
• Dosare manuale pentru tăierea fină a găurilor
• Un pistol cu lipici fierbinte pentru a fixa componentele la locul lor.

Pasul 2: Conectarea Arduino la ecran

În mod uimitor, pinii unui afișaj standard cu 4 cifre din 7 segmente se potrivesc cu aspectul unui Arduino Nano în așa fel încât toți cei 12 pini ai afișajului să se conecteze la pinii IO ai Arduino. Acest lucru permite lipirea afișajului direct pe Arduino fără a fi nevoie de PCB, conectori sau cabluri.

Lipiți pinii inferiori ai afișajului (recunoscuți de la punctele zecimale și de imprimare) la pinii analogici A0-A5. Lipiți pinii superiori ai afișajului cu pinii digitali D4-D9.

LED-urile roșii au o cădere de tensiune de doar 2V, astfel încât conectarea lor la un 5V nu este de obicei o idee bună, iar un rezistor de serie este de obicei aplicat pentru a limita curentul. Cu toate acestea, poate datorită intercalării, am constatat că funcționează OK fără rezistențe de serie. Dacă nu, iată un instructaj detaliat despre cum să adăugați rezistențe de serie direct pe Arduino Nano

Pasul 3: Codul

Încărcați schița atașată pe Arduino Nano. Prezentul cod este pentru un afișaj cu anod comun, dar liniile pentru catod comun pot fi necomentate.

Odată ce codul este încărcat, cronometrul ar trebui să înceapă să ruleze de fiecare dată când este pornit Arduino. Puteți să vă opriți aici sau să vedeți în secțiunea următoare un exemplu cum să-l montați într-o cutie robustă și să-l faceți să funcționeze cu baterii.

Câteva comentarii despre cod:

Timpul este preluat din funcțiile micro (), în loc de funcția millis (), din două motive bune: Implementarea Arduino a millis () este teribilă: acestea cresc la fiecare 1.024 ms, iar din când în când se trece peste o milisecundă pentru a compensa! Nu toate Arduino au cristale de înaltă precizie. Dacă descoperiți că sunteți oprit cu mai mult de o permilă, puteți ajusta divizorul în linia „unsigned long t = micros () / 1000;” pentru a face ceasul să meargă mai repede sau mai încet.

Cifrele sunt intercalate, ceea ce înseamnă că doar o cifră este aprinsă la un anumit moment. Când schimbați segmentele unei cifre, toate cifrele sunt dezactivate, astfel încât nici o cifră de gunoi nu este afișată în niciun moment. Am măsurat frecvența de actualizare a cifrelor la 750 de microsecunde, astfel încât fiecare cifră se actualizează cel puțin o dată la fiecare milisecundă!

Nu am optimizat serios ceasul pentru viteză, deoarece viteza actuală este suficient de bună pentru afișarea milisecundelor. Cred că Arduino ar putea fi făcut să afișeze încă două cifre (corespunzătoare celor 100 și 10 microsecunde), dar ar necesita

• Dezactivarea întreruperilor și utilizarea directă a cronometrelor
• Manipularea directă a porturilor
• Conectarea tuturor segmentelor la un singur port și a cifrelor la un alt port
• Evitați calculul explicit al valorilor cifrelor, dar folosiți în schimb incremente (operațiile de divizare și modul sunt lente)

Dacă aș putea să pun mâna pe o cameră cu mișcare lentă cu> 1000 fps aș putea încerca, deocamdată sunt mulțumit de precizia ms.

Pasul 4: Montați-l într-o cutie

O cutie electronică de proiect ieftină de 100x60x25mm, neimpermeabilă, se potrivește cu ușurință acestui cronometru, împreună cu baterii, un modul step-up și un întrerupător de pornire / oprire. Pentru funcționarea cu baterie, o combinație de 2 baterii AA cu un modul step-up va oferi o tensiune sigură și stabilă de 5V Arduino. Prin punerea unui comutator de pornire / oprire direct pe baterie (în loc de ieșirea de pe step-up), bateriile nu sunt afectate de scurgerile din modulul stup-up și pot dura ani, dacă sunt utilizate sporadic.

Modulul step-up pe care l-am folosit avea un conector USB feminin, pe care l-am scos cu clești, pentru a putea lipi firele la ieșire. Alternativ, puteți utiliza un step-up reglabil și setați-l la ieșire de 5V.

Începeți prin tăierea celor două găuri care corespund afișajului și comutatorului de pornire / oprire. Am desenat cu un creion găurile aproximative, apoi am tăiat găurile puțin prea mici cu un instrument rotativ, apoi le-am arhivat cu dosare de mână la dimensiunea exact potrivită.

Tăiați o parte din cablul roșu și negru flexibil multi-șuviță din cutia bateriei și conectați-le la modulul step-up, cu pozitivul sau cu negativul întrerupte de un comutator de pornire / oprire. Apoi de la modulul step-up direct la GND și + 5V sau Arduino.

Am folosit lipici fierbinți pentru a menține toate elementele la locul lor: cutia bateriei, modulul step-up și în jurul părților laterale ale afișajului.

Rezultatul final este un cronometru într-o cutie robustă, cu o operație extrem de simplă!