DropArt - Precision Two Drop Photographic Collider: 11 ნაბიჯი (სურათებით)

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:16

გამარჯობა ერთი და ყველას, ამ სასწავლო ინსტრუქციაში მე წარმოვადგენ ჩემს დიზაინს კომპიუტერის კონტროლირებადი ორი თხევადი წვეთოვანი კოლაიდერისათვის. სანამ დიზაინის დეტალებზე დავიწყებდით, ვფიქრობ აზრი აქვს ზუსტად ავუხსნათ რა არის დიზაინის მიზანი.

ფოტოგრაფიის მხიარული, საინტერესო და ლამაზი ფილიალი გულისხმობს თხევადი წვეთების სურათების გადაღებას, როდესაც ისინი მსგავსი სითხის აუზს ხვდებიან. ამას თავისთავად შეუძლია საინტერესო სურათების შექმნა. მართლაც მაგარი სურათების მისაღებად, ჩვენ გვჭირდება ორი თხევადი წვეთის შეჯახება. ასე რომ, პირველი წვეთი ურტყამს თხევადი აუზს და ქმნის იმას, რასაც მე ვეძახი "up-spout", რომელიც ამოდის აუზიდან პირდაპირ ზემოთ, სადაც პირველი წვეთი იმოქმედა. ახლა მეორე წვეთი, ზუსტად განსაზღვრული დროით, მოხვდა 'up-spout' ზევით და აფეთქებს სითხეს გარედან, რათა წარმოიშვას საოცარი და უნიკალური ფორმები.

ჩემი DropArt დიზაინის მიზანია უზრუნველყოს შემდეგი მახასიათებლები:

• განმეორებადი ზომის თხევადი წვეთის გასათავისუფლებლად
• გათავისუფლდეს მეორე თხევადი წვეთი განმეორებადი ზომით და ზუსტი დრო პირველი წვეთის მიმართ
• კამერის ჩამკეტის გასაკონტროლებლად წვეთოვანი შეჯახების დასაფიქსირებლად
• ციმციმის თავის გასაკონტროლებლად შეჯახების გაყინვა დროის ზუსტ მომენტში
• უზრუნველყოს მოსახერხებელი დამოუკიდებელი კონტროლერი, რომელიც უზრუნველყოფს ყველა პარამეტრის და მრავალჯერადი კონფიგურაციის კონტროლის შესაძლებლობას
• უზრუნველყოს მოსახერხებელი Windows- ზე დაფუძნებული ინტერფეისი ან GUI, რომელიც დაკავშირებულია USB- ის საშუალებით
• უზრუნველყოს ჩამტვირთავი, რათა ხელი შეუწყოს firmware ხელახლა ციმციმებას USB- ის საშუალებით

ასევე უნდა არსებობდეს ადეკვატური დაცვა საკონტროლო დაფასა და თანდართულ კამერასა და ფლეშ მოწყობილობებს შორის.

ნაბიჯი 1: მოდით შევხედოთ ზოგიერთ შედეგს ჯერ…

სანამ დიზაინის დეტალებს შევეხებით, მოდით, პირველ რიგში გადავხედოთ DropArt– ის პროექტის ზოგიერთ შედეგს. თუ თქვენ, როგორც მკითხველს, მოგწონთ შედეგები, შეიძლება დაგჭირდეთ უფრო დეტალურად გაეცნოთ დიზაინს და შესაძლოა გქონდეთ ბზარი საკუთარი თავის მშენებლობაში, რისთვისაც მე ვიქნები მხარდაჭერა.

DropArt ფოტოგრაფიის მნიშვნელოვანი ასპექტები

უნდა აღინიშნოს, რომ საუკეთესო შედეგისთვის კამერა დაყენებულია B (ან ნათურის) რეჟიმში. ეს ნიშნავს, რომ სანამ ჩამკეტი დეპრესიაშია, ჩამკეტი ღია რჩება. ეს ის რეჟიმია, რომელიც მე მიმაჩნია საუკეთესოდ DropArt ფოტოგრაფიისთვის. სინამდვილეში, ეს არის ფლეშ, რომელიც იღებს მომენტს და არა კამერის ჩამკეტი. მოკლე ხანმოკლე ხანგრძლივობის მისაღწევად, ფლეშის გამომავალი სიმძლავრე უნდა იყოს მინიმუმამდე. მე გამოვიყენებ ორ პატარა ფლეშ ერთეულს, რომელიც მითითებულია ხელით დაბალ გამოსასვლელ ენერგიაზე (იხ. სურათი დასკვნაში). ერთი ფლეშ ერთეული დაკავშირებულია DropArt კონტროლერთან და იხსნება კაბელის საშუალებით. მეორე ციმციმის თავი უპირველეს ყოვლისა მოკლებულია პირველს.

ვინაიდან ჩვენ B რეჟიმში ვართ, გარემოს ზედმეტი შუქი გამოიწვევს გამოსახულების დაბინდვას. ამიტომ, ვარდნის ფოტოგრაფია უნდა შესრულდეს დაბალ განათებაში - საკმარისი შუქი, რომ ნახოთ რას აკეთებთ. მე ზოგადად ვიღებ სურათებს დაახლოებით f11– ზე და ამით გარემო სინათლის გამო ეფექტები მინიმუმამდეა დაყვანილი.

ძირითადი ტექნიკა და დაყენება

უნდა აღინიშნოს, რომ ყველა კონფიგურაცია ოდნავ განსხვავდება და თქვენ უნდა იყოთ მოთმინება და მეთოდურობა მას შემდეგ, რაც ძირითადი წვეთების შეჯახება მოხდება, თქვენ ნახავთ შედეგებს თითქმის 100% -ით განმეორებით. ქვემოთ მოყვანილი ძირითადი პარამეტრებისთვის მე ვიყენებდი ონკანის წყალს წითელი საკვების შეღებვით. წვეთის გამანაწილებელი იყო თხევადი აუზიდან დაახლოებით 25 სმ სიმაღლეზე.

დარწმუნდით, რომ მარიოტის სიფონი გაწმენდილია სითხისგან გამწმენდის ფუნქციის გამოყენებით (იხილეთ ვიდეო მაგალითი) და ასევე დარწმუნდით, რომ თხევადი დონე არ დაეცემა მარიოტის სიფონის ფსკერზე ქვემოთ.

• პირველი დაიწყეთ ერთი წვეთის ზომა 35 ms
• დააყენეთ ჩამკეტის დაყოვნება 100 ms
• დააყენეთ ფლეშის დაყოვნება 150 ms
• გაზარდეთ ციმციმის დაყოვნება +10 ms ზრდამდე სანამ არ დაინახავთ წვეთის გამოჩენას კადრის ზედა ნაწილში
• ახლა თქვენ შეგიძლიათ გაზარდოთ ციმციმის დაყოვნება მთელი ვარდნის თანმიმდევრობით
• გააგრძელეთ ციმციმის შეფერხების გაზრდა მანამ, სანამ არ გექნებათ ერთი წვეთი
• ახლა დაამატეთ მეორე წვეთის ზომა 35ms და დაყოვნება დაახლოებით 150ms
• დაარეგულირეთ ვარდნა ორი დაგვიანებით +/- 10 წმ ზრდაში, სანამ არ გამოჩნდება ჩარჩოს ზედა ნაწილში პირველი წვეთი ზემოთ ჩამოსასხმელის ზემოთ
• შეასწორეთ წვეთი ორი დაგვიანებით, სანამ მეორე წვეთი არ დაეჯახება პირველი წვეთიდან ამოსვლას

ახლა თქვენ გაქვთ ძირითადი შეჯახება, რომლის საშუალებითაც შეგიძლიათ ითამაშოთ პარამეტრებით, რომ მიიღოთ სასურველი ეფექტი.

განსხვავებული სიმკვრივის სითხეები მოითხოვს სხვადასხვა პარამეტრებს, მაგრამ თქვენ შეგიძლიათ შეინახოთ ისინი სხვადასხვა კონფიგურაციებში.

ნაბიჯი 2: თანმიმდევრული წვეთების დროის ამოწურვის ვიდეო

აქვე წარმოგიდგენთ ვიდეოს - ეს არის სერია ცალკეული წვეთებისა, რომლებიც გადაღებულია კადრებში, 10 ms ან 5ms, რომლებიც აჩქარებენ ციმციმებს ინტერვალის გასაყინავად. შემდეგ მე დავამაგრე შედეგად მიღებული სურათები, რათა წარმოვადგინო ვარდნის სიცოცხლის მოკლე ანიმაცია და შემდგომი შეჯახება მეორე წვეთთან.

ნაბიჯი 3: DropArt მექანიკური წვეთოვანი დისპენსერი

DropArt– ის პროექტის ყველაზე მნიშვნელოვანი ნაწილი არის მექანიკური წვეთების გამანაწილებელი მოწყობილობა. დიზაინის ეს ნაწილი გადამწყვეტი მნიშვნელობა აქვს მუდმივი ვარდნის ზომის უზრუნველსაყოფად.

დიზაინის საფუძველია მექანიკური სარქველი, რომელიც იხსნება და იკეტება 12 ვ ზამბარით, ჩვეულებრივ დახურულ სოლონოიდზე. ეს სოლონოიდი ზუსტად კონტროლდება მიკროპროცესორზე დაფუძნებული საკონტროლო დაფის გამოყენებით.

თხევადი ჭურჭელი არის 36 მმ OD, 30 მმ ID აკრილის მილი. მილის გასახურებლად, მე მაქვს 3D დაბეჭდილი HIPS– ის ბოლო თავსახური, რომელიც შექმნილია სტანდარტული 1/4 დიუმიანი მილის ფიტინგების მისაღებად (იხ. სურათები). წვეთები გაიცემა ეკლიანი შლანგის კუდიდან - ასევე 1/4 ინჩიანი ძაფი.

აკრილის მილის ზედა ნაწილი დალუქულია 29 რეზინის ზოლით. რეზინის ნაკეცს მიეწოდება ცენტრალური ხვრელი, რომელშიც მე ჩამონტაჟებული მაქვს პლასტმასის მილი, მარიოტის სიფონის შესაქმნელად (იხილეთ მარიოტის სიფონის კონკრეტული მონაკვეთი).

სოლონოიდი ჩასმულია პატარა პლასტმასის პროექტის ყუთში და უკავშირდება გარე კვების ბლოკს.

ნაბიჯი 4: DropArt საკონტროლო დაფის დიზაინი და მიმოხილვა

ამ ნაწილში წარმოგიდგენთ მოკლე ვიდეოს მიმოხილვას DropArt პროტოტიპის მართვის დაფისა და მისი კონსტრუქციის შესახებ.

ნაბიჯი 5: DropArt Control Board სქემატური

აქ სურათი გვიჩვენებს კონტროლის გამგეობის სქემატურს. ჩვენ ვხედავთ, რომ მძლავრი PIC მიკროკონტროლის გამოყენებით სქემა შედარებით მარტივია.

თქვენ შეგიძლიათ გადმოწეროთ სქემა აქ:

www.dropbox.com/sh/y4c6jrt41z2zpbp/AAC1ZKA…

შენიშვნა: ვიდეოებში ძაბვის მარეგულირებელი არის პატარა 78L05 ტიპი. მე ვურჩევ ვინმეს, ვინც ამ დიზაინს აშენებს გამოიყენოს უფრო დიდი 7805 TO220 პაკეტში

ნაბიჯი 6: DropArt - სისტემის რეალურად გამოყენება

ამ განყოფილებაში წარმოგიდგენთ ვიდეოს, სადაც დეტალურად არის ნათქვამი, თუ როგორ გამოიყენოთ რეალურად DropArt კონტროლის სისტემა. ვიდეო მოიცავს ცალკეული ტექნიკის გამოყენებას და ასევე Windows- ზე დაფუძნებულ ინტერფეისს ან GUI- ს.

ნაბიჯი 7: DropArt - სიზუსტისა და განმეორების შემოწმება

ამ ეტაპზე, მე ვცდილობ აღვწერო ორი წვეთიანი თანმიმდევრობა და წარმოვადგინო DropArt პროექტის დროის სიზუსტე.

ჰორიზონტალური oscilloscope დანაყოფები 50ms / ნიშანი.

თავდაპირველად, განვიხილოთ ორი სურათიდან მეორე. ეს არის ძალიან მარტივი კვალი ჩემი ოსცილოსკოპიდან, რომელიც აჩვენებს ძირითად 1ms ტკიპას, რომელიც ქმნის დროის საფუძველს პროექტის ყველა დროისათვის. ეს ნიშანი გენერირდება PIC მიკროპროცესორში, ჩადგმული აპარატურის ქრონომეტრის გამოყენებით, რომელიც დაპროგრამებულია დროის ზუსტ მომენტში შეწყვეტის შესაქმნელად. ამ დროის ბაზის გამოყენებით, ვარდნის ზომა, ჩავარდნის შეფერხება, ჩამკეტის დაყოვნება და ციმციმის შეფერხება შეიძლება ზუსტად აკონტროლონ, რაც იძლევა განმეორებად შედეგს.

ახლა განვიხილოთ პირველი ორი სურათიდან:

შუა ლურჯი კვალი აჩვენებს ორ წვეთს. თითოეულ წვეთს აქვს პერიოდი 50ms და ვარდნა 2 დაგვიანებით 150ms

ქვედა ვარდისფერი კვალი არის ხანძრის ჩაქრობა 300 წთ დაგვიანებით 1 წვეთის გამოშვების შემდეგ და შენახვის დრო 30 წმ

ზედა ყვითელი კვალი გვიჩვენებს ჩამკეტის გაშვებას. ამას აქვს დაპროგრამებული შეფერხება 200 წმ. თუმცა, ვარაუდობენ, რომ კამერას აქვს ჩამკეტის ჩამორჩენა 100ms, ასე რომ ჩამკეტის გაშვება 100ms ადრეა ვიდრე დაპროგრამებული. ჩამკეტი ღია რჩება თანმიმდევრობის ხანგრძლივობის განმავლობაში (კამერის B რეჟიმი). ჩამკეტი იხურება მას შემდეგ, რაც 30 წთ -იანი ციმციმის პერიოდი ამოიწურება.

ნაბიჯი 8: მარიოტის სიფონი - ახსნილი

დიზაინის ძალიან მნიშვნელოვანი ასპექტია, თუ როგორ უნდა აკონტროლოთ თხევადი წნევა სარქველში შესასვლელში. წყალსაცავში თხევადი დონის ვარდნისას, სარქველთან შესასვლელთან წნევა ეცემა, შესაბამისად მცირდება თხევადი ნაკადის სიჩქარეც. ვარდნის ზომა ნებისმიერ დროს სარქველის გახსნისას მცირდება წყალსაცავის დონის დაცემისას. ეს ხდის ვარდნის შეჯახების კონტროლს დინამიურს და დამოკიდებულია თხევადი დონეზე. ამ ნაბიჯის ვიდეო განმარტავს, თუ როგორ მოგვარდა ეს პრობლემა.

მეორე ძალიან მოკლე ვიდეო გვიჩვენებს, თუ როგორ შეიძლება გამოყენებულ იქნას DropArt გამწმენდი ფუნქცია მარიოტის სიფონის გასახსნელად, ასევე მექანიკური სარქველის გასაწმენდად ან გასაწმენდად.

ნაბიჯი 9: ჩამტვირთავი გამოიყენება PIC ხელახლა ციმციმებისთვის

ეს მოკლე ვიდეო აჩვენებს და განმარტავს PIC ჩატვირთვის მუშაობას, რომელიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას PIC– ის USB– ის საშუალებით ხელახლა განათების მიზნით, უარყოფს PIC– ის გამოყოფილი პროგრამისტის გამოყენების აუცილებლობას.

ნაბიჯი 10: DropArt ნაწილების სია

მიმაგრებულია სიტყვა დოკუმენტი, სადაც მოცემულია ის ნაწილები, რომლებიც გამოსაყენებლად გამოვიყენე

ეს არის იმ ნაწილების სია, რომლებიც საჭიროა DropArt პროექტის შესაქმნელად. ყველა ნაწილის ბარი ერთი ხელმისაწვდომია საკუთარი თავისგან. გამონაკლისი არის აკრილის თხევადი ჭურჭლის ბოლო თავსახური, რომელიც მე 3D დაბეჭდილი მაქვს. ამ საფეხურზე დავამატე აკრილის მილი OD 36 მმ ბოლო ქუდის რეჟიმი (STL ფორმატი).

აქტიური კომპონენტები

PIC18F2550 მიკროკონტროლი. როგორც მოწოდებულია, ეს არის არაპროგრამირებული ნაწილი, ამიტომ საჭიროა მისი გაფრქვევა DropArt firmware– ით. თუ გყავთ შესაფერისი პროგრამისტი, თქვენ თვითონ შეგიძლიათ ამის გაკეთება, ან მე შემიძლია გამოგიგზავნოთ წინასწარ განათებული ნაწილი ან შეგიძლიათ გამომიგზავნოთ ცარიელი ნაწილი ციმციმისთვის

• ლურჯი სერიული IIC 20x4 პერსონაჟიანი LCD მოდული
• 78L05 ძაბვის რეგულატორი
• AN25 ოპტო-იზოლატორი ან მსგავსი-2 გამორთული
• MOC3020 ოპტო-ტრიაკი
• IRF9530 P არხის FET ან მსგავსი
• TLS106 SCR Thyristor ან მსგავსი
• LED- ები 2 გამორთულია

პასიური კომპონენტები

• 1N4001 დიოდი (უკუ პოლარობის დაცვა)
• 100nf კერამიკული capacitors 3 off
• 22uf 16v ელექტროლიტური კონდენსატორი ან მსგავსი 2 off
• 22pf კერამიკული კონდენსატორები 2 გამორთული
• 4MHz კრისტალი HC49/4H ტყვიით
• SIL 8 პინიანი იზოლირებული რეზისტორული ქსელი 1.8K 2 გამორთულია
• SIL 8 პინის საერთო რეზისტორული ქსელი 4.7k 1 გამორთულია
• 470R 1/4W რეზისტორი 1 გამორთულია
• 10K 1/4W რეზისტორი 2 გამორთული

კონექტორები

• დენის ბუდე 2.5 მმ დაფაზე
• 2.5 მმ -იანი შასის საყრდენი დენის დანამატი/სოკეტი
• 2.5 მმ მონო ჯეკის ბუდე (სოლენოიდი)
• 3.5 მმ მონო ჯეკის ბუდე 2 გამორთული (ჩამკეტი და ფლეშ)
• USB ტიპის B 90 გრადუსიანი DIP ქალი ბუდე
• სათაურის სათაური 2.54 მმ 4 გზა
• DIL 28pin აღმოჩნდა pin IC სოკეტი
• DIL 6pin გამორთულია pin IC სოკეტი 3 გამორთული

სხვა

• 12 სმ x 8 სმ FR-4 პროტოტიპის დაფა ხვრელით
• დააწექით მინიატურული ღილაკების ხვრელს
• მბრუნავი კოდირების გადამრთველი 2 ბიტიანი ნაცრისფერი კოდირებული
• საკონტროლო ღილაკი მბრუნავი კოდირების ჩასატარებლად

მექანიკა

• გამჭვირვალე აკრილის მილი 36 მმ OD 30 მმ ID და 18 სმ სიგრძის
• ბოლო ქუდი (3D ბეჭდვა) აკრილის მილსადენზე OD 36 მმ
• მარიოტის სიფონის ტიპი 16 სმ სიგრძის სიგრძის გასასწორებლად
• რეზინის ნაგავი ზომა 29 ცენტრალური ხვრელით
• ეკლიანი შლანგის კუდი 1/4”ძაფი x 4 მმ არსებობს დიაფრაგმა
• BSPP მდედრობითი ნაყარის იარაღი დამაგრებითი თხილით 1/4 ინჩი
• ლულის ძუძუს 1/4 ინჩი
• 12V DC 4W ელექტრო სოლენოიდის სარქველი ჰაერი/გაზი/წყალი/საწვავი ჩვეულებრივ დახურულია 1/4 დიუმიანი ორმხრივი მიმართულებით

ნაბიჯი 11: დასკვნა და აზრები

მე ნამდვილად მომეწონა ამ პროექტის მშენებლობა და სრულყოფა. ჩემი პროექტები თითქმის ყოველთვის ერთი და იმავე საწყისი წერტილიდან იწყება. მე დავინტერესდი იმით, რაც შეიძლება მოითხოვდეს სპეციალურ აღჭურვილობას. ვიპოვე და ხშირად შევიძინე აღჭურვილობა, მე ასე ხშირად ვარ იმედგაცრუებული ხარისხით და ფუნქციონირებით და შემდგომ ვგრძნობ თავს იძულებული, შევიმუშაო და შევქმნა ჩემი მექანიზმი, რათა შევასრულო საჭირო სამუშაო. ეს მართლაც ასე იყო DropArt პროექტთან დაკავშირებით.

DropArt პროექტი ახლა მაძლევს შესაძლებლობას შევასრულო თხევადი ვარდნის შეჯახება თითქმის 100% გამეორებით, ასე რომ შემიძლია კონცენტრირება გავაკეთო სურათებზე და არა ასობით სურათის გადაღებაზე იმედგაცრუებით, რამოდენიმე წვეთის შეჯახების იმედით.

მე ვაწარმოებ და ვაქვეყნებ ამ ინსტრუქციულ სტატიებს სამი მიზეზის გამო. პირველ რიგში, მე ნამდვილად მსიამოვნებს Instructable– ის წარმოება, რადგან ის წარმოადგენს პროექტის დოკუმენტირების საშუალებას და ასრულებს როგორც დახურვას. მეორეც, მე აშკარად ვიმედოვნებ, რომ ხალხი აპირებს წაიკითხოს და ისიამოვნოს სტატიით, შესაძლოა ისწავლოს რაიმე ახალი. და მესამე, დახმარების გაწევა და მხარდაჭერა ყველასთვის, ვისაც სურს გააფართოვოს პროექტი. მე გავატარე მთელი ჩემი სამუშაო ცხოვრება, როგორც დიზაინის ინჟინერი ელექტრონიკაში და პროგრამულ უზრუნველყოფაში; ადრეული ასაკიდან, განსაკუთრებით ელექტრონიკის მოყვარული. მე ნამდვილად მსიამოვნებს სხვების დახმარება, რომელთაც სურთ საკუთარი თავის აშენება, მაგრამ უბრალოდ სჭირდებათ ცოტაოდენი ხელმძღვანელობა და მხარდაჭერა.

თანდართული სურათები აჩვენებს ჩემს DropArt– ის დაყენებას ჩემს სახელოსნოში.

გთხოვთ, მოგერიდებათ კომენტარის გაკეთება ან პირადი შეტყობინება, თუ თქვენ გჭირდებათ რაიმე დამატებითი დეტალი.

Დიდი მადლობა, დეივ