Measurino: საზომი ბორბალი კონცეფციის მტკიცებულება: 9 ნაბიჯი

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:19

მეასურინო უბრალოდ ითვლის ბორბლის ბრუნვის რაოდენობას და გავლილი მანძილი პირდაპირ პროპორციულია თავად ბორბლის რადიუსთან. ეს არის ოდომეტრის ძირითადი პრინციპი და მე დავიწყე ეს პროექტი ძირითადად იმის შესასწავლად, თუ როგორ უნდა შევინარჩუნო წრე (არდუინოს მიკროკონტროლის საშუალებით), რომელიც თავსებადია რამდენიმე მანძილზე, მილიმეტრიდან კილომეტრამდე და შესაძლო პრობლემების ან გაუმჯობესების შესაფასებლად.

ნაბიჯი 1: ნაწილები და კომპონენტები

• არდუინო ნანო rev.3
• 128 × 64 OLED დიპლომატი (SSD1306)
• დამატებითი ფოტოელექტრული მბრუნავი კოდირება (400P/R)
• რეზინის ბორბალი მოდელის თვითმფრინავებისთვის (დიამეტრი 51 მმ)
• 2 ღილაკი
• 9 ვ ბატარეა

ნაბიჯი 2: კოდირება

ამ პროექტისთვის მე გამოვცადე რამდენიმე იაფი მბრუნავი კოდირება, მაგრამ მე მაშინვე გავყარე ისინი სიზუსტის/მგრძნობელობის პრობლემების გამო. წავედი DFRobot– ის დამატებითი ფოტოელექტრული მბრუნავი კოდირებით - 400P/R SKU: SEN0230. ეს არის ინდუსტრიული დამატებითი ფოტოელექტრული მბრუნავი კოდირება ალუმინის მასალით, ლითონის გარსით და უჟანგავი ფოლადის ლილვით. ის წარმოქმნის AB ორფაზიან ორთოგონალურ პულსის სიგნალს ბადე დისკის და ოპტოქუპლერის ბრუნვის გზით. 400 პულსი/რაუნდი თითოეული ფაზისთვის და 1600 პულსი/რაუნდი ორმაგი ფაზისთვის 4-ჯერ გამომავალი. ეს მბრუნავი კოდირება მხარს უჭერს მაქს 5000 r/წთ სიჩქარეს. ის შეიძლება გამოყენებულ იქნას სიჩქარის, კუთხის, კუთხის სიჩქარის და სხვა მონაცემთა გაზომვისთვის.

ფოტოელექტრული მბრუნავი კოდირება აქვს NPN ღია კოლექტორის გამომავალს, ასე რომ თქვენ უნდა გამოიყენოთ გამყვანი რეზისტორები ან ჩართოთ შიდა Arduino– ს გაყვანა. ის იყენებს 750L05 ძაბვის მარეგულირებელ ჩიპს, რომელსაც აქვს DC4.8V-24V ფართო დიაპაზონის დენის შეყვანა.

ნაბიჯი 3: მგრძნობელობა

ამ ოპტოელექტრული მბრუნავი კოდირებისას აქვს მართლაც დიდი მგრძნობელობა, რაც მას სრულყოფილად ხდის ლილვის კონტროლისა და პოზიციონირების პროგრამებისთვის. მაგრამ ჩემი მიზნისთვის ეს მეტისმეტად გონივრული იყო. 51 მმ -იანი ბორბლით, ამ კოდირებელს აქვს მგრძნობელობა 0.4 მმ, რაც იმას ნიშნავს, რომ თუ თქვენ გაქვთ მინიმალური კანკალი, ისინი ჩაიწერება. ასე რომ, მე შევამცირე მგრძნობელობა შეწყვეტის რუტინაში ჰისტერეზისის დამატებით:

ბათილი შეწყვეტა ()

{char i; i = digitalRead (B_PHASE); თუ (i == 1) რაოდენობა += 1; სხვა რაოდენობა -= 1; if (abs (რაოდენობა)> = ჰისტერესისი) {flag_A = flag_A+რაოდენობა; დათვლა = 0; }}

ეს შეასრულა საკმარისი იმისათვის, რომ ზომას კარგი სტაბილურობა მიენიჭებინა.

ნაბიჯი 4: გაზომვა

შეარჩიეთ თქვენი საზომი ერთეული (ათწილადი ან საიმპერატორო) და შემდეგ უბრალოდ განათავსეთ ბორბალი მისი საკონტაქტო წერტილით, გაზომვის დასაწყისში, დააჭირეთ ღილაკს გადატვირთვის ღილაკი და გააგრძელეთ ის ბრუნვაში ბოლომდე. მარცხნიდან მარჯვნივ ზომა იზრდება და ჯამდება, მარჯვნივ მარცხნიდან მცირდება და გამოკლება. თქვენ ასევე შეგიძლიათ გაზომოთ მოსახვევი საგნები (თქვენი მანქანის ფორმა, სპირალური კიბის ხელსაკიდი, თქვენი მკლავის სიგრძე მხრიდან მაჯამდე იდაყვით მოხრილი და ა.შ.).

ბორბლის სრული ბრუნვა დიამეტრით = D გაზომავს D*π სიგრძეს. ჩემს შემთხვევაში, 51 მმ ბორბლით, ეს არის 16.02 სმ და თითოეული ტკიპის ზომები 0.4 მმ (იხ. მგრძნობელობის პარაგრაფი).

ნაბიჯი 5: შეკრება

PoC გაკეთდა breadboard დემონსტრირება circuitry. ყველა კომპონენტი მიმაგრებულია დაფაზე და მბრუნავი კოდირება უკავშირდება 2x2 Pole Screw ტერმინალის ბლოკს. ბატარეა არის 9 ვ სტანდარტული ბატარეა და მიკროსქემის მთლიანი ენერგიის მოხმარება არის დაახლოებით 60mA.

ნაბიჯი 6: კოდი

ჩვენებისთვის გამოვიყენე U8g2lib, რომელიც არის ძალიან მოქნილი და მძლავრი ამ ტიპის OLED დისპლეებისთვის, რაც შრიფტების ფართო არჩევანს და პოზიციონირების კარგ ფუნქციებს იძლევა. მე არ დავკარგე ძალიან ბევრი დრო, რომ შეავსო ეკრანი ინფორმაციებით, რადგან ეს იყო მხოლოდ Poc.

შიფრატორის წასაკითხად, მე ვიყენებ შეფერხებებს, რომლებიც წარმოიქმნება ერთ – ერთი 2 ფაზიდან: ყოველ ჯერზე, როდესაც კოდირების ლილვი მოძრაობს, ის წარმოქმნის წყვეტს არდუინოს იმპულსის ამოსვლისას.

attachInterrupt (digitalPinToInterrupt (A_PHASE), შეწყვეტა, აღზევება);

ეკრანი ავტომატურად იცვლება მილიმეტრიდან, მეტრზე, კილომეტრზე და (თუ ღილაკზეა არჩეული) ინჩიდან, იარდზე, მილზე, ხოლო RST ღილაკი ზომას ნულამდე აყენებს.

ნაბიჯი 7: სქემა

ნაბიჯი 8: PoC– დან წარმოებამდე

რატომ არის ეს კონცეფციის მტკიცებულება? მრავალი გაუმჯობესების გამო, რაც შეიძლებოდა/უნდა გაკეთებულიყო სრულფასოვანი ფუნქციონირების აღჭურვილობის შექმნამდე. მოდით ვნახოთ დეტალურად ყველა შესაძლო გაუმჯობესება:

• ბორბალი მეზურინოს მგრძნობელობა/სიზუსტე დამოკიდებულია საჭეზე. პატარა ბორბალმა შეიძლება მოგაწოდოთ უკეთესი სიზუსტე მცირე სიგრძის გაზომვისას (მილიმეტრამდე სანტიმეტრამდე). გაცილებით დიდი ბორბალი გაფართოების ბუმით საშუალებას მოგცემთ იაროთ გზაზე და გაზომოთ კილომეტრი. მცირე ბორბლებისთვის, მასალა გასათვალისწინებელია: სრული რეზინის ბორბალმა შეიძლება ოდნავ დეფორმირება მოახდინოს და გავლენა იქონიოს სიზუსტეზე, ასე რომ, ამ შემთხვევაში მე შემოგთავაზებთ ალუმინის/ფოლადის ბორბალს მხოლოდ თხელი ლენტით, რათა არ მოხდეს გადახრები. ტრივიალური პროგრამული უზრუნველყოფის რედაქტირებით (შეარჩიეთ ბორბლის სწორი დიამეტრი გადამრთველთან ერთად), თქვენ შეგიძლიათ განიხილოთ ჩამხშობი ბორბლები, რომ მოერგოს ნებისმიერ ზომას, 4 პინიანი კონექტორის გამოყენებით (ანუ: USB პორტი).
• პროგრამული უზრუნველყოფა. კიდევ ერთი ღილაკის დამატებით, პროგრამულ უზრუნველყოფას შეუძლია იზრუნოს მართკუთხედების ან კუთხეების ამპლიტუდის ფართობების გაზომვაზე. მე ასევე გირჩევთ დაამატოთ "გამართვის" ღილაკი, რომ გაზარდოს ზომა ბოლოს და თავიდან აიცილოთ საჭის უნებლიედ გადაადგილება ეკრანზე მნიშვნელობის წაკითხვამდე.
• შეცვალეთ საჭე კოჭით. მოკლე ზომებისთვის (რამდენიმე მეტრის მანძილზე) ბორბალი შეიძლება შეიცვალოს გაზაფხულის კოვზით, რომელიც შეიცავს ძაფს ან ლენტს. ამ გზით თქვენ უბრალოდ უნდა გაიყვანოთ ძაფი (აიძულოს შემქმნელის ბრუნვა), მიიღოთ ზომა და უყუროთ ეკრანს.
• დაამატეთ ბატარეის მდგომარეობის ჩვენება. 3.3v Arduino საცნობარო პინი (ზუსტი 1%ფარგლებში) შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც ADC კონვერტორის საფუძველი. 3.3V პინზე ციფრული გარდაქმნის ანალოგიით (A1– სთან დაკავშირებით) და შემდეგ ამ მაჩვენებლის შედარებისას სენსორის წაკითხვისთანავე, ჩვენ შეგვიძლია ექსტრაპოლაცია გავუკეთოთ ჭეშმარიტ სიცოცხლეს, არ აქვს მნიშვნელობა რა არის VIN (სანამ ის 3.4 ვ -ზე მეტია). სამუშაო მაგალითი შეიძლება მოიძებნოს ჩემს სხვა პროექტში.

ნაბიჯი 9: სურათების გალერეა