პირადი ელვის დეტექტორი: 5 ნაბიჯი (სურათებით)

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:18

ამ პროექტში ჩვენ შევქმნით პატარა მოწყობილობას, რომელიც გააფრთხილებს ახლომდებარე ელვის დარტყმის შესახებ. ამ პროექტის ყველა მასალის მთლიანი ღირებულება იქნება უფრო იაფი ვიდრე კომერციული ელვის დეტექტორის შეძენა და ამ პროცესში თქვენ შეძლებთ თქვენი წრიული წარმოების უნარების დახვეწას!

ამ პროექტში გამოყენებულ სენსორს შეუძლია ელვისებური დარტყმების გამოვლენა 40 კმ -ის მანძილზე და ასევე შეუძლია განსაზღვროს დარტყმის მანძილი 4 კმ -ის ტოლერანტობის ფარგლებში. მიუხედავად იმისა, რომ ეს არის საიმედო სენსორი, თქვენ არასოდეს უნდა იყოთ მასზე დამოკიდებული, რომ გააფრთხილოთ ელვისებური დარტყმების შესახებ, თუ გარეთ ხართ. თქვენი წრიული ხელნაკეთობა არ იქნება ისეთი საიმედო, როგორც კომერციული ელვის დეტექტორი.

ეს პროექტი ემყარება AS3935 ელვის სენსორის IC- ს, DFRobot– ის გადამზიდავი სქემით. ის აღმოაჩენს ელექტრომაგნიტურ გამოსხივებას, რომელიც დამახასიათებელია ელვისთვის და იყენებს სპეციალურ ალგორითმს, რომ ეს ინფორმაცია გადააკეთოს მანძილის გაზომვაზე.

მარაგები

ეს პროექტი მხოლოდ რამდენიმე ნაწილს მოითხოვს. ინფორმაცია მიეწოდება მომხმარებელს პიეზო ზუზერის საშუალებით და წრე იკვებება ლითიუმ -იონური პოლიმერული ბატარეის საშუალებით. ქვემოთ მოცემულია ყველა ნაწილის სრული სია:

• DFRobot ელვის სენსორი
• DFRobot ხოჭო
• DFRobot LiPoly დამტენი
• პიეზო ბუზერი (საჭიროა მხოლოდ ერთი - მრავალი განსხვავებული ტიპის სამუშაო)
• 500 mAh LiPoly (ნებისმიერი 3.7V LiPoly იმუშავებს)
• Slide Switch (ნებისმიერი მცირე გადამრთველი იმუშავებს)

ამ ნივთების გარდა, თქვენ დაგჭირდებათ შემდეგი ინსტრუმენტები/ნივთები:

• გასაყიდი რკინა
• Solder
• დასაკავშირებელი მავთული
• მავთულის სტრიპტიზატორები
• ცხელი წებოს იარაღი

მე ასევე დეტალურად განვმარტავ ამ პროექტის 3D ბეჭდვით კეისის შექმნის პროცესს. თუ თქვენ არ გაქვთ 3D პრინტერი, მოწყობილობის ქეისის გარეშე მუშაობა მაინც კარგადაა.

ნაბიჯი 1: წრე

ვინაიდან ამ ნაწილის შედარებით მცირე რაოდენობაა, წრე არ არის განსაკუთრებით რთული. მონაცემთა ერთადერთი ხაზი არის SCL და SDA ხაზები ელვის სენსორისთვის და ერთი კავშირი ზუზერისთვის. მოწყობილობა იკვებება ლითიუმ -იონური პოლიმერული ბატარეით, ამიტომ გადავწყვიტე ასევე ჩართო ლიპოლის დამტენი ჩართვაში.

ზემოთ მოყვანილი სურათი ასახავს მთელ წრეს. გაითვალისწინეთ, რომ კავშირი ლიპოლის ბატარეასა და ლიპოლის ბატარეას შორის არის JST მამრობითი/მდედრობითი კონექტორების საშუალებით და არ საჭიროებს შედუღებას. იხილეთ ვიდეო ამ პროექტის დასაწყისში სქემის შესახებ დამატებითი დეტალებისთვის.

ნაბიჯი 2: წრიული შეკრება

ეს მოწყობილობა არის დიდი კანდიდატი წრიული შეკრების ტექნიკისთვის, რომელიც ცნობილია როგორც თავისუფალი ფორმირება. იმის ნაცვლად, რომ ამ პროექტის ნაწილები დავამატოთ ისეთ სუბსტრატს, როგორიცაა პერფის დაფა, ჩვენ პირიქით, ყველაფერს მხოლოდ მავთულხლართებს დავუკავშირებთ. ეს ამცირებს პროექტს და ის უფრო სწრაფად შეიკრიბება, მაგრამ ზოგადად აწარმოებს ნაკლებად ესთეტიურად სასიამოვნო შედეგებს. მე მიყვარს ჩემი თავისუფლად ჩამოყალიბებული სქემების დაფარვა 3D დაბეჭდილი ქეისით ბოლოს. ამ პროექტის დასაწყისში მოცემული ვიდეო დეტალურად აღწერს თავისუფალი ფორმირების პროცესს, მაგრამ მე გადავალ ყველა იმ ნაბიჯზე, რაც ტექსტულად გადავდგი.

Პირველი ნაბიჯები

პირველი რაც გავაკეთე ეს იყო ლიმიუმის დამტენიდან მწვანე ტერმინალის ბლოკების გამყიდველი. ეს არ არის საჭირო და იკავებს ადგილს. შემდეგ მე დავუკავშირე ლიპოლური დამტენის "+" და "-" ტერმინალები "+" და "-" ტერმინალებს ხოჭოს წინ. ეს კვებავს ლიპოლური ბატარეის ნედლეულ ძაბვას პირდაპირ მიკროკონტროლერში. ხოჭოს ტექნიკურად სჭირდება 5 ვ, მაგრამ ის მაინც იმუშავებს ლიპოლიდან დაახლოებით 4 ვ -ზე.

ელვის სენსორის გაყვანილობა

შემდეგ მე გავთიშე ჩართული 4 პინიანი კაბელი ისე, რომ დაახლოებით ორი ინჩი მავთული დარჩა. ბოლოები მოვხსენი, კაბელი ჩავრთე ელვის სენსორში და გავაკეთე შემდეგი კავშირები:

• "+" ელვის სენსორზე "+" ხოჭოზე
• "-" ელვის სენსორზე "-" ხოჭოზე
• "C" ელვის სენსორზე "SCL" ბუდეზე ხოჭოზე
• "D" ელვის სენსორზე "SDA" ბუდეზე ხოჭოზე

მე ასევე დავუკავშირე IRQ პინი ელვის სენსორზე RX ბუდეზე ხოჭოზე. ეს კავშირი საჭირო იყო Beetle– ზე აპარატურის შეფერხებაზე გადასასვლელად და RX pad (pin 0) იყო ერთადერთი შეწყვეტის უნარი.

ბუზერის გაყვანილობა

ზუზერის მოკლე ბილიკი დავუკავშირე "-" ტერმინალს ხოჭოზე (ადგილზე), ხოლო გრძელი ბუდე 11-ს. ზუზერის სიგნალის პინი მაქსიმალურად მრავალფეროვნებისთვის უნდა იყოს დაკავშირებული PWM პინთან, რომლის პინ 11 არის.

ბატარეის გადართვა

ბოლო რაც აუცილებელია არის დაამატოთ გადამრთველი ბატარეაში, რომ ჩართოთ და გამორთოთ პროექტი. ამის გაკეთება, მე პირველად შევაერთე ორი მავთული გადამრთველზე მიმდებარე ტერმინალებს. მე დავაფიქსირე ისინი ცხელი წებოთი, რადგან გადართვის კავშირები მყიფეა. მე დავჭრა წითელი მავთული ბატარეაზე დაახლოებით ნახევარამდე და შევაერთე მავთულები, რომლებიც ჩამრთველიდან ამოდის თითოეულ ბოლოში. დარწმუნდით, რომ თქვენ დაფარავთ მავთულის დაუცველ ნაწილებს სითბოს შემცირების მილით ან ცხელი წებოთი, რადგან ეს ადვილად შეხდება ერთ -ერთ დამიწებულ მავთულს და გახდება მოკლე. გადართვის დამატების შემდეგ, თქვენ შეგიძლიათ ჩართოთ ბატარეა ბატარეის დამტენში.

დასაკეცი ყველაფერი შიგნით

ბოლო ნაბიჯი არის მავთულხლართებისა და კომპონენტების განუკითხაობა და ის გარკვეულწილად წარმოსაჩენად გამოიყურება. ეს არის დელიკატური ამოცანა, რადგან გინდათ დარწმუნებული იყოთ, რომ არ გაწყვეტთ მავთულს. მე პირველად დავიწყე ლიპოლური დამტენის ცხელი წებოთი ლიპოლიური ბატარეის თავზე. ამის შემდეგ დავამატე ხოჭო თავზე, ბოლოს კი ელვის სენსორი დავაწებე ყველაზე მაღლა. ზუზუნი დავტოვე გვერდით, როგორც ეს მოცემულია ზემოთ სურათზე. საბოლოო შედეგი არის დაფების დასტა მავთულხლართებით. მე ასევე დავტოვე გადამრთველების გამშვები პუნქტი თავისუფლად გასაშვებად, რადგან მოგვიანებით მსურდა მათ ინტეგრირება 3D დაბეჭდილ საქმეში.

ნაბიჯი 3: პროგრამირება

ამ მიკროსქემის პროგრამული უზრუნველყოფა ამ მომენტში მარტივია, მაგრამ ძლიერ მორგებულია თქვენს საჭიროებებზე. როდესაც მოწყობილობა აღმოაჩენს ელვას, ის პირველად ბევრჯერ ატეხავს სიგნალს, რომ შეგატყობინოთ, რომ ელვა ახლოსაა, შემდეგ კი რამდენჯერმე აისახება ელვისებური მანძილის შესაბამისი. თუ ელვა 10 კილომეტრზე ნაკლებია, მოწყობილობა გამოსცემს ერთ ხანგრძლივ სიგნალს. თუ ის თქვენგან 10 კილომეტრზე მეტია, მოწყობილობა გაყოფს მანძილს ათზე, დაამრგვალებს და ბევრჯერ ანიშნებს. მაგალითად, თუ ელვა 26 კმ -ის დაშორებით დაარტყამს, მოწყობილობა სამჯერ ატეხილს.

მთელი პროგრამული უზრუნველყოფა ტრიალებს ელვის სენსორის შეფერხებების გარშემო. როდესაც მოვლენა გამოვლინდება ელვის სენსორი გამოაგზავნის IRQ პინს მაღლა, რაც იწვევს მიკროკონტროლერის შეწყვეტას. სენსორს ასევე შეუძლია შეწყვიტოს ელვისებური მოვლენები, მაგალითად, თუ ხმაურის დონე ძალიან მაღალია. თუ ჩარევა/ხმაური ძალიან მაღალია, თქვენ დაგჭირდებათ მოწყობილობის გადატანა ნებისმიერი ელექტრონიკისგან. ამ მოწყობილობებიდან მომდინარე ელექტრომაგნიტურ გამოსხივებას შეუძლია ადვილად შეაფერხოს შედარებით სუსტი ელექტრომაგნიტური გამოსხივება შორეული ელვის დარტყმის შედეგად.

მიკროკონტროლერის დასაპროგრამებლად შეგიძლიათ გამოიყენოთ Arduino IDE - დარწმუნდით, რომ დაფის შერჩევა დაყენებულია "ლეონარდოზე". თქვენ ასევე უნდა გადმოწეროთ და დააინსტალიროთ ბიბლიოთეკა ელვის სენსორისთვის. თქვენ შეგიძლიათ იპოვოთ ეს აქ.

ნაბიჯი 4: 3D- დაბეჭდილი საქმე

მე მოდელირებული ქეისი ჩემი მოწყობილობისთვის. თქვენს თავისუფალ სქემას, სავარაუდოდ, განსხვავებული ზომები ექნება, მაგრამ მე შევეცადე ჩემი საქმე გამეზარდა ისე, რომ ბევრი განსხვავებული დიზაინი მაინც მოერგო მასში. თქვენ შეგიძლიათ ჩამოტვირთოთ ფაილები აქ და შემდეგ დაბეჭდოთ ისინი. ქეისის ზედა ნაწილი მიემართება ბოლოში, ამიტომ საქმისთვის სპეციალური ნაწილები არ არის საჭირო.

თქვენ ასევე შეგიძლიათ სცადოთ საკუთარი მოწყობილობის მოდელის დამზადება და ამისთვის საქმის შექმნა. ამ პროცესის დასაწყისში ვიდეოს დეტალურად განვიხილავ ამ პროცესს, მაგრამ ძირითადი ნაბიჯები, როგორიცაა შემდეგი:

1. გადაიღეთ თქვენი მოწყობილობის ზომები
2. მოდელირება თქვენი მოწყობილობა CAD პროგრამაში (მე მომწონს Fusion 360 - სტუდენტებს შეუძლიათ უფასოდ მიიღონ იგი)
3. შექმენით საქმე მოწყობილობის მოდელიდან პროფილის ჩამორთმევით. 2 მმ ტოლერანტობა ზოგადად კარგად მუშაობს.

ნაბიჯი 5: თქვენი მოწყობილობის გამოყენება და სხვა

გილოცავთ, თქვენ ახლა უნდა გქონდეთ სრულად მოქმედი ელვის დეტექტორი! მოწყობილობის რეალურ გამოყენებამდე გირჩევთ დაელოდოთ სანამ თქვენს გარშემო ჭექა -ქუხილია, რათა დარწმუნდეთ, რომ მოწყობილობას მართლაც შეუძლია ელვის გამოვლენა. ჩემმა პირველმა მცდელობამ იმუშავა, მაგრამ მე არ ვიცი ამ სენსორის საიმედოობა.

მოწყობილობის დატენვა მარტივია - შეგიძლიათ უბრალოდ შეაერთოთ მიკრო USB კაბელი ლიპოლის დამტენში, სანამ დატენვის შუქი არ გახდება მწვანე. დარწმუნდით, რომ მოწყობილობა ჩართულია მისი დამუხტვისას, წინააღმდეგ შემთხვევაში ბატარეას არ მიეწოდება ენერგია! მე ასევე გირჩევთ შეცვალოთ სიგნალები იმაზე, რაც უფრო მოგწონთ; შეგიძლიათ გამოიყენოთ Tone.h ბიბლიოთეკა უფრო სასიამოვნო ჟღერადობის ნოტების შესაქმნელად.

შემატყობინეთ კომენტარებში, თუ თქვენ გაქვთ რაიმე პრობლემა ან შეკითხვა. მეტი ჩემი პროექტის სანახავად, გადახედეთ ჩემს ვებ გვერდს www. AlexWulff.com.