Tahometru portabil bazat pe IR: 9 pași

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

Acest instructabil se bazează pe circuitul descris de electro18 în tahometru digital portabil. M-am gândit că ar fi util să ai un dispozitiv portabil și că ar fi un proiect distractiv de construit.

Îmi place modul în care a ieșit dispozitivul - designul ar putea fi folosit pentru tot felul de alte dispozitive de măsurare prin schimbarea senzorului, cablării și codului Arduino. Faptul că arată ca un blaster sau un pistol cu raze dintr-un film SF de epocă este doar un bonus suplimentar!

Tahometrul are un declanșator și măsoară în timp ce declanșatorul este apăsat. Un LED indicator este aprins în timp ce măsurarea este în curs. Dispozitivul poate fi alimentat prin USB sau o baterie de 9V. Dispozitivul se va porni dacă USB-ul este conectat. Dacă se folosește o baterie, tahometrul este pornit printr-un comutator de alimentare.

În timpul măsurării, ecranul LCD afișează RPM curent pe prima linie și RPM mediu și maxim pe a doua linie. Dacă declanșatorul nu este apăsat și nu există nicio măsurare în curs, acesta arată media și maxima RPM din sesiunea de măsurare precedentă.

Dacă fotodioda IR este declanșată de căldura ambiantă, pe ecranul LCD va fi afișat mesajul „HIGH” pentru a indica sensibilitatea care trebuie redusă. Sensibilitatea este controlată de o roată din spatele ecranului LCD.

Pentru a utiliza tahometrul, trebuie să puneți ceva reflectiv asupra obiectului rotitor pe care doriți să îl măsurați. Banda unui simplu pictor de lumină funcționează bine. De asemenea, am folosit un pic de vopsea acrilică albă și am văzut oameni folosind o placă de metal strălucitoare sau o bucată de folie de aluminiu lipită la suprafață. Bine lipit la suprafață, deoarece orice măsurați voi roti destul de repede, iar reflectorul va fi supus unei forțe centrifuge mari. Am făcut ca banda pictorului meu să zboare la 10, 000RPM.

Muzica din videoclip este de la Jukedeck - creați-vă propria dvs. la

Pasul 1: Circuitul

La „nasul” tahometrului se află un senzor care conține un LED IR și un detector IR. Când detectorul nu este declanșat, acesta ar trebui să acționeze ca o diodă normală și să treacă curentul de la pozitiv (cablu lung) la masă (cablu scurt). Când detectorul este declanșat, începe să lase curentul să treacă în direcția opusă - de la negativ la pozitiv. Am constatat, totuși, că detectorul meu nu pare să treacă vreodată curentul în direcția „normală” (pozitiv la sol) - kilometrajul dvs. poate varia, în funcție de detectorul pe care îl obțineți.

La configurarea circuitului, avem opțiunea de a lăsa portul de intrare pe Arduino să fie la LOW când nu există semnal sau să fie la HIGH când nu există semnal.

Dacă starea de bază este ÎNALTĂ, Arduino folosește un rezistor de tragere intern, în timp ce dacă starea de bază trebuie să fie LOW, trebuie adăugat un rezistor de derulare extern. Instrucțiunea originală a folosit starea de bază LOW, în timp ce în tahometru optic pentru tmbarbour CNC a folosit HIGH ca stare de bază. În timp ce acest lucru salvează un rezistor, utilizarea unui rezistor explicativ ne permite să ajustăm sensibilitatea dispozitivului. Din moment ce unele scurgeri de curent prin rezistor, cu cât rezistența este mai mare, cu atât dispozitivul este mai sensibil. Pentru ca un dispozitiv să fie utilizat într-o varietate de medii, capacitatea de a regla sensibilitatea este crucială. În urma proiectării electro18s, am folosit un rezistor de 18K în serie cu două oale 0-10K, astfel încât rezistența poate fi variată de la 18K la 38K.

LED-ul IR și curentul diodei IR sunt conduse de la portul D2. Portul D3 este declanșat prin întreruperea RISING atunci când detectorul IR declanșează. Portul D4 este setat la HIGH și împământat la apăsarea declanșatorului. Aceasta pornește măsurarea și, de asemenea, aprinde LED-ul indicator care este conectat la portul D5.

Având în vedere curentul foarte limitat care poate fi aplicat oricărui port de intrare, conduceți tensiunile pentru citire numai din alte porturi Nano, niciodată direct de la baterie. Rețineți, de asemenea, că atât LED-urile IR, cât și LED-urile indicatoare sunt susținute de rezistențe de 220 ohmi.

LCD-ul pe care l-am folosit are o placă de adaptor serial și are nevoie doar de patru conexiuni - vcc, masă, SDA și SCL. SDA merge la portul A4, în timp ce SCL merge la portul A5.

Pasul 2: Lista pieselor

Veți avea nevoie de următoarele părți:

• Arduino Nano
• Afișaj LCD 16x2 cu adaptor serial, cum ar fi LGDehome IIC / I2C / TWI
• 2 rezistențe de 220ohm
• un rezistor de 18K
• două potențiometre mici 0-10K
• LED de 5 mm IR și diodă receptor IR
• LED de 3 mm pentru indicatorul de măsurare
• 5 șuruburi M3 de 30 mm cu 5 piulițe
• un arc de aproximativ 7 mm diametru pentru declanșare și atașarea bateriei de 9V. Am primit-o pe a mea de la ACE, dar nu-mi amintesc care a fost numărul stocului.
• o bucată mică, dacă tablă subțire pentru diferite contacte (a mea avea o grosime de aproximativ 1 mm) și o agrafă mare
• Sârmă 28AWG
• o bucată mică de sârmă torsadată de 16AWG pentru declanșator

Înainte de a construi tahometrul în sine, va trebui să construiți rotița potențiometrului pentru reglarea sensibilității, ansamblul declanșatorului și comutatorul de alimentare.

Pasul 3: fișiere STL

body_left și body_right fac corpul principal al tahometrului. lcd_housing face baza carcasei care se introduce în corpul tahometrului și carcasa care va ține LCD-ul în sine. Podul senzorului oferă puncte de montare pentru LED-ul IR și detector, în timp ce battery_vcover face capacul glisant al compartimentului bateriei. declanșatorul și comutatorul fac piesele tipărite pentru aceste două ansambluri.

Am tipărit toate aceste părți în PLA, dar aproape orice material va funcționa probabil. Calitatea tipăririi nu este atât de importantă. De fapt, am avut probleme cu imprimanta (adică erori stupide de utilizator) în timp ce tipărească ambele jumătăți ale corpului și toate acestea încă se potrivesc bine.

Ca întotdeauna, când am tipărit părțile principale, diferite lucruri erau ușor greșite. Am rezolvat aceste probleme în fișierele din acest instructabil, dar nu am retipărit, deoarece aș putea face totul să funcționeze cu un pic de șlefuire și șlefuire.

Voi atașa fișierele sursă OpenSCAD la un pas ulterior.

Pasul 4: Ansamblu de reglare a sensibilității

Am publicat această asamblare pe Thingiverse. Amintiți-vă, rezistența mai mare înseamnă o sensibilitate mai mare. În construcția mea, mișcarea roții înainte mărește sensibilitatea. Mi s-a părut util să marchez capătul cel mai sensibil pe roată, astfel încât să pot verifica vizual modul în care este setată sensibilitatea.

Pasul 5: Declanșați ansamblul

Designul meu original folosea un pic de sârmă pentru contactul de pe partea de jos a piesei mobile, dar am constatat că o bucată subțire de tablă funcționează mai bine. Partea mobilă conectează două contacte pe partea din spate a carcasei. Am folosit un pic de sârmă torsadată 16AWG lipită în loc pentru cele două contacte.

Pasul 6: Comutator de alimentare

Aceasta este partea care mi-a dat cele mai multe probleme, deoarece contactele s-au dovedit a fi neplăcute - trebuie să fie pe măsură. În timp ce comutatorul permite două terminale, trebuie doar să conectați unul. Designul permite ca un arc să forțeze comutatorul între două poziții, dar nu am reușit ca acea piesă să funcționeze.

Lipiți cablurile în carcasă. Nu există prea mult spațiu în corpul tahometrului, așa că scurtați cablurile.

Pasul 7: Asamblare

Introduceți uscat toate părțile în corp. Tăiați două bucăți scurte de arc și filetați-le prin orificiile din suportul bateriei. Sprintul în body_left este VCC, arcul în body_right este măcinat. Am folosit body_left pentru a ține toate piesele în timpul asamblării.

Depuneți LED-ul IR și detectorul plat acolo unde se confruntă - cablul lung (pozitiv) al LED-ului trebuie lipit pe cablul scurt al detectorului și pe firul care duce la portul D2.

Mi s-a părut necesar să fixez LED-ul indicator în loc cu un pic de lipici.

Ecranul LCD se va potrivi foarte bine în carcasă. De fapt, a trebuit să șlefuiesc puțin PCB-ul meu. Am mărit puțin dimensiunea carcasei, așa că sperăm că se va potrivi mai bine pentru dvs. Am îndoit puțin cablurile antetului de pe LED pentru a avea mai mult spațiu și le-am lipit firele - nu există spațiu pentru a conecta nimic acolo. Ecranul LCD va merge corect doar într-o singură direcție în carcasă, iar baza se va atașa doar într-o singură direcție.

Lipiți totul împreună și montați piesele din nou. Am avut Nano cu anteturi - ar fi fost mai bine să aveți o versiune care poate fi lipită direct. Asigurați-vă că trageți firele LCD prin baza LCD înainte de lipire.

Totul arată destul de dezordonat, deoarece îmi lăsasem firele cam prea mult timp. Închideți corpul și setați șuruburile.

Pasul 8: Schița Arduino

Veți avea nevoie de biblioteca Liquid Crystal I2C pentru a conduce LCD-ul.

Dacă atașați tahometrul la un monitor serial, statisticile vor fi trimise pe monitorul serial în timpul măsurării.

Doar în cazul în care există zgomot, am încorporat un algoritm simplu de filtrare low-pass. Trei variabile din schiță guvernează frecvența cu care ecranul este actualizat (în prezent la fiecare jumătate din a doua), cât de des este calculat RPM (în prezent la fiecare 100msec) și numărul de măsurători în suportul filtrului (în prezent 29). Pentru RPM scăzut (de exemplu, sub 300 sau cam așa ceva), valoarea RPM reală va fluctua, dar media va fi exactă. Ați putea crește suportul de filtrare pentru a obține un RPM de rulare mai precis.

După ce ați încărcat schița, sunteți bine să mergeți!

Pasul 9: Cod sursă OpenSCAd

Atașez toate sursele openSCAD. Nu fac restricții asupra acestui cod - sunteți binevenit să modificați, să utilizați, să distribuiți, etc., după cum doriți. Acest lucru se aplică și schiței Arduino.

Fiecare fișier sursă are comentarii pe care sper să le găsiți utile. Piesele principale de tahometru se află în directorul principal, comutatorul de alimentare este în directorul construcții, în timp ce pot_wheel și declanșatorul sunt în directorul de componente. Toate celelalte surse sunt invocate din fișierele de piese principale.