Jam berkelajuan tinggi untuk Video Pergerakan perlahan: 4 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:10

Hampir setiap orang yang mempunyai telefon pintar moden mempunyai kamera berkelajuan tinggi yang boleh digunakan untuk membuat video gerakan perlahan yang menakjubkan. Tetapi jika anda ingin mengukur berapa lama sebenarnya gelembung sabun itu pecah atau tembikai itu meletup, anda mungkin sukar untuk memaparkan waktu pada video anda: jam randik mempunyai paparan yang sangat kecil dan hanya mempunyai ketepatan 1/100 saat. Sekiranya anda ingin melakukan pengukuran kuantitatif, saya dapati kadar bingkai kamera yang diterbitkan bukanlah sesuatu yang boleh anda percayai!

Nasib baik, sangat mudah untuk membuat jam dengan ketepatan MS dan digit besar yang terang menggunakan Arduino dan paparan 7-segmen 4-digit. Lebih-lebih lagi, 12 pin dari paparan 0,56 standard sama dengan tata letak pin Arduino Nano, dan dapat disolder langsung ke atasnya.

Tidak ada permulaan / berhenti / tetapan semula pada pemasa ini. Ia mula berjalan apabila anda menghidupkannya dan meluap setelah 10 saat. Ideanya adalah untuk mengukur jangka masa proses tertentu, kita tetap mengukur perbezaan waktu antara akhir dan permulaan.

Langkah 1: Bahan

• Sebuah Arduino Nano, tanpa header terpasang di atasnya.
• Paparan 4-digit 0,56 inci 7 bahagian. Kedua-dua anode biasa atau katod biasa adalah OK

Sekiranya anda ingin memasukkannya ke dalam kotak yang kukuh, dan dikendalikan dengan bateri 2 AA, tambahkan:

• Kotak projek elektronik 60x100x25
• Pemegang bateri 2xAA
• Modul peningkatan
• Suis rocker hidup / mati 10x15mm

Alat yang diperlukan

Besi pematerian

Untuk memasangnya dalam kotak:

• Alat putar untuk memotong lubang untuk paparan dan suis secara kasar
• Fail tangan untuk memotong lubang
• Pistol gam panas untuk memperbaiki komponen di tempatnya.

Langkah 2: Menyambungkan Arduino ke Paparan

Hebatnya, pin paparan 4-digit 7-segmen standard sesuai dengan susun atur Arduino Nano sedemikian rupa sehingga semua 12 pin paparan bersambung ke pin IO Arduino. Ini memungkinkan untuk menyolder paparan secara langsung pada Arduino tanpa memerlukan PCB, penyambung atau kabel.

Pateri pin bawah paparan (dikenali dari titik perpuluhan dan cetakan) ke pin analog A0-A5. Pateri pin atas paparan ke pin digital D4-D9.

LED merah mempunyai penurunan voltan hanya 2V, jadi menghubungkannya ke 5V biasanya bukan idea yang baik, dan perintang siri biasanya digunakan untuk mengehadkan arus. Walau bagaimanapun, mungkin kerana interleaving, saya dapati ia berfungsi dengan baik tanpa perintang siri. Sekiranya tidak, berikut adalah arahan terperinci mengenai cara menambahkan perintang siri secara langsung di Arduino Nano

Langkah 3: Kodnya

Muat naik lakaran yang dilampirkan ke Arduino Nano. Kod ini adalah untuk paparan anode biasa, tetapi garis untuk katod umum tidak dapat dibahaskan.

Setelah kod dimuat, pemasa harus mula berjalan setiap kali Arduino dimulakan. Anda boleh berhenti di sini atau melihat di bahagian seterusnya contoh bagaimana memasangnya di dalam kotak yang kukuh dan menjadikannya dikendalikan dengan bateri.

Beberapa komen mengenai kod:

Masa diambil dari fungsi mikro (), bukan fungsi milis (), untuk dua sebab yang baik: Pelaksanaan Arduino millis () sangat mengerikan: mereka bertambah setiap 1.024 ms, dan sekali sekala milisaat dilangkau untuk mengimbangi! Tidak semua Arduino mempunyai kristal berketepatan tinggi. Sekiranya anda mendapati bahawa anda tidak mempunyai permille, anda boleh menyesuaikan pembahagi dalam baris "long tigned t = micros () / 1000;" untuk menjadikan jam berjalan lebih pantas atau lebih perlahan.

Digitnya dipisahkan, yang bermaksud bahawa hanya satu digit yang menyala pada waktu tertentu. Semasa menukar segmen digit, semua digit dimatikan, sehingga tidak ada digit sampah yang ditunjukkan pada bila-bila masa. Saya mengukur kekerapan kemas kini digit menjadi 750 mikrodetik, jadi setiap digit dikemas kini sekurang-kurangnya sekali pada setiap milisaat!

Saya tidak mengoptimumkan jam dengan pantas kerana kelajuan sekarang cukup baik untuk memaparkan milisaat. Saya fikir Arduino boleh dibuat untuk menunjukkan dua digit lebih banyak (sepadan dengan 100 dan 10 mikrodetik), tetapi ia memerlukan

• Melumpuhkan gangguan dan menggunakan pemasa secara langsung
• Manipulasi pelabuhan langsung
• Menyambungkan semua segmen ke satu port dan digit ke port lain
• Elakkan pengiraan nilai digit secara jelas, tetapi gunakan kenaikan (operasi pembahagian dan modulus lambat)

Sekiranya saya dapat menggunakan kamera gerakan perlahan dengan> 1000 fps, saya boleh mencubanya, buat masa ini saya gembira dengan ketepatan MS.

Langkah 4: Pasang di Kotak

Kotak projek elektronik 100x60x25mm yang murah, tidak kalis air, sesuai dengan pemasa ini, bersama dengan bateri, modul peningkatan dan suis hidup / mati. Untuk operasi bateri, gabungan 2 bateri AA dengan modul peningkatan akan memberi voltan 5V yang selamat dan stabil kepada Arduino. Dengan meletakkan suis hidup / mati secara langsung pada bateri (bukan pada output peningkatan), bateri tidak terpengaruh oleh kebocoran dari modul stup-up, dan dapat bertahan bertahun-tahun, jika digunakan secara sporadis.

Modul peningkatan yang saya gunakan mempunyai penyambung USB wanita, yang saya lepaskan dengan tang, agar dapat menyolder wayar ke output. Sebagai alternatif, anda boleh menggunakan step-up yang dapat dikawal, dan menetapkannya ke output 5V.

Mulakan dengan memotong dua lubang yang sesuai dengan paparan dan suis hidup / mati. Saya menggambar dengan pensil lubang kira-kira, kemudian memotong lubang sedikit terlalu kecil dengan alat putar, dan kemudian memfailkannya dengan fail tangan dengan ukuran yang hampir sama.

Potong beberapa kabel merah dan hitam fleksibel multi-helai dari kotak bateri, dan sambungkannya ke modul peningkatan, dengan positif atau negatif terganggu oleh suis hidup / mati. Kemudian dari modul peningkatan terus ke GND dan + 5V atau Arduino.

Saya menggunakan lem panas untuk meletakkan semua elemen di tempat: kotak bateri, modul peningkatan, dan sekitar sisi paparan.

Hasil akhirnya adalah pemasa dalam kotak yang kukuh dengan operasi sederhana!