Tachometer berasaskan IR Genggam: 9 Langkah

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

Instructable ini berdasarkan litar yang dijelaskan oleh electro18 dalam Portable Digital Tachometer. Saya fikir akan berguna untuk mempunyai peranti pegang tangan dan ia akan menjadi projek yang menyeronokkan untuk dibina.

Saya suka bagaimana peranti itu ternyata - reka bentuknya dapat digunakan untuk semua jenis alat pengukur lain dengan menukar pod sensor, pendawaian dan kod Arduino. Fakta bahawa ia kelihatan seperti peledak atau senapang sinar dari filem SF vintaj hanyalah bonus tambahan!

Tachometer mempunyai pemicu dan mengukur semasa pemicu ditekan. LED penunjuk menyala semasa pengukuran sedang dijalankan. Peranti boleh dihidupkan melalui USB, atau bateri 9V. Peranti akan hidup jika USB disambungkan. Sekiranya bateri digunakan, tachometer dihidupkan melalui suis kuasa.

Semasa pengukuran, LCD menunjukkan RPM semasa pada baris pertama dan RPM purata dan maksimum pada baris kedua. Sekiranya pemicu tidak ditekan dan tidak ada pengukuran yang sedang berjalan, ini menunjukkan RPM rata-rata dan maksimum dari sesi pengukuran sebelumnya.

Sekiranya fotodioda IR dipicu oleh panas sekitar, "TINGGI" akan dipaparkan di LCD untuk menunjukkan kepekaan harus ditolak. Sensitiviti dikawal oleh roda di belakang LCD.

Untuk menggunakan tachometer, anda perlu meletakkan sesuatu yang reflektif pada objek berpusing yang ingin anda ukur. Pita pelukis cahaya sederhana berfungsi dengan baik. Saya juga menggunakan sebatir cat putih akrilik dan saya melihat orang menggunakan plat logam berkilat atau sehelai kerajang aluminium terpaku pada permukaan. Lekatkan permukaan dengan baik, kerana apa pun yang anda ukur akan berputar dengan cepat dan reflektor akan dikenakan banyak daya sentrifugal. Pita pelukis saya terbang pada 10, 000RPM.

Muzik dalam video adalah dari Jukedeck - buat sendiri di

Langkah 1: Litar

Pada "hidung" tachometer adalah pod sensor yang mengandungi LED IR dan pengesan IR. Apabila pengesan tidak dipicu, ia harus berfungsi sebagai dioda normal dan mengalirkan arus dari positif (timbal panjang) ke tanah (plumbum pendek). Apabila pengesan dipicu, ia mula membiarkan arus mengalir ke arah yang bertentangan - dari negatif hingga positif. Walaupun begitu, saya dapati pengesan saya tidak lulus arus ke arah "normal" (positif ke tanah) - jarak tempuh anda mungkin berbeza-beza, bergantung pada pengesan yang anda dapatkan.

Semasa menyiapkan litar, kita mempunyai pilihan untuk membiarkan port input di Arduino berada pada posisi RENDAH ketika tidak ada isyarat, atau berada di TINGGI ketika tidak ada isyarat.

Sekiranya keadaan asas adalah TINGGI, Arduino menggunakan perintang penarik dalaman, sementara jika keadaan dasar harus RENDAH, perintang pulldown luaran mesti ditambah. Keadaan asas LOW yang asli yang diajar, sedangkan di Tachometer Optik untuk tmbarbour CNC telah menggunakan HIGH sebagai keadaan asas. Walaupun ini menjimatkan perintang, menggunakan perintang pulldown yang eksplisit membolehkan kita menyesuaikan kepekaan peranti. Oleh kerana beberapa kebocoran semasa melalui perintang, rintangan yang lebih tinggi, peranti lebih sensitif. Agar peranti dapat digunakan dalam pelbagai persekitaran, kemampuan untuk menyesuaikan kepekaan sangat penting. Mengikut reka bentuk electro18s, saya menggunakan perintang 18K secara bersiri dengan dua periuk 0-10K, jadi rintangannya dapat bervariasi dari 18K hingga 38K.

Arus LED LED dan IR dioda dipacu dari port D2. Port D3 dipicu melalui gangguan RISING ketika pengesan IR tersandung. Port D4 diatur ke TINGGI dan dibumikan ketika pemicu ditekan. Ini memulakan pengukuran dan juga menyalakan LED penunjuk yang disambungkan ke port D5.

Memandangkan arus yang sangat terhad yang dapat diterapkan ke port input apa pun, dorong voltan untuk membaca hanya dari port Nano lain, tidak pernah langsung dari bateri. Perhatikan juga bahawa kedua-dua LED IR dan LED disokong oleh perintang 220 ohm.

LCD yang saya gunakan mempunyai papan penyesuai bersiri dan hanya memerlukan empat sambungan - vcc, ground, SDA dan SCL. SDA menuju ke port A4, sementara SCL menuju ke port A5.

Langkah 2: Senarai Bahagian

Anda memerlukan bahagian berikut:

• Arduino Nano
• Paparan LCD 16x2 dengan penyesuai bersiri, seperti LGDehome IIC / I2C / TWI
• 2 perintang 220ohm
• perintang 18K
• dua potensiometer 0-10K kecil
• Diod penerima 5mm IR dan IR
• LED 3mm untuk penunjuk pengukuran
• 5 skru M3 30mm dengan 5 kacang
• berdiameter 7mm atau lebih untuk spring pencetus dan bateri 9V. Saya mendapat milik saya dari ACE, tetapi tidak ingat berapa nombor stoknya.
• sekeping kecil jika logam lembaran nipis untuk pelbagai kenalan (tambang setebal 1mm) dan klip kertas yang besar
• Wayar 28AWG
• sekeping kecil wayar terdampar 16AWG untuk pencetus

Sebelum membina tachometer itu sendiri, anda perlu membina roda potensiometer untuk penyesuaian kepekaan, pemasangan pencetus dan suis kuasa.

Langkah 3: Fail STL

body_left dan body_right menjadikan badan utama tachometer. lcd_housing menjadikan pangkalan perumahan yang memasukkan ke badan takometer dan perumahan yang akan memegang LCD itu sendiri. pod sensor menyediakan tempat pemasangan untuk LED dan detektor IR, sementara penutup_ bateri menjadikan penutup gelangsar dari ruang bateri. pencetus dan suis menjadikan bahagian yang dicetak untuk kedua-dua unit ini.

Saya telah mencetak semua bahagian ini dalam PLA, tetapi hampir semua bahan mungkin akan berfungsi. Kualiti cetakan tidak begitu penting. Sebenarnya, saya menghadapi masalah pencetak (iaitu kesalahan pengguna bodoh) semasa mencetak kedua-dua bahagian badan dan semuanya masih sesuai.

Seperti biasa, semasa saya mencetak bahagian-bahagian utama, pelbagai perkara salah. Saya telah menyelesaikan masalah ini dalam fail dalam Instructable ini, tetapi tidak mencetak semula, kerana saya dapat membuat semuanya berfungsi dengan sedikit pemotongan dan pengamplasan.

Saya akan melampirkan fail sumber OpenSCAD ke langkah seterusnya.

Langkah 4: Perhimpunan Pelarasan Sensitiviti

Saya telah menerbitkan perhimpunan ini di Thingiverse. Ingat, rintangan yang lebih tinggi bermaksud kepekaan yang lebih tinggi. Dalam binaan saya, menggerakkan roda ke hadapan meningkatkan kepekaan. Saya merasa berguna untuk menandakan hujung yang paling sensitif pada roda, jadi saya dapat memeriksa secara visual bagaimana kepekaan ditetapkan.

Langkah 5: Perhimpunan Pencetus

Reka bentuk asal saya menggunakan sedikit wayar untuk bersentuhan di bahagian bawah bahagian yang bergerak, tetapi saya dapati sekeping logam lembaran nipis berfungsi lebih baik. Bahagian yang bergerak menghubungkan dua kenalan di bahagian belakang perumahan. Saya menggunakan sedikit wayar terdampar 16AWG yang terpaku pada kedua kenalan tersebut.

Langkah 6: Suis Kuasa

Ini adalah bahagian yang paling menyusahkan saya, kerana kenalan itu berubah-ubah - harus betul. Walaupun suis membolehkan dua terminal, anda hanya perlu memasang satu terminal. Reka bentuknya membolehkan musim bunga memaksa pertukaran antara dua kedudukan, tetapi saya belum berjaya.

Lekatkan plag ke perumahan. Tidak ada banyak ruang di badan tachometer, jadi pendekkan petunjuk.

Langkah 7: Perhimpunan

Keringkan memasukkan semua bahagian anda ke dalam badan. Potong dua helai pendek spring dan utasnya melalui lubang di tempat pemasangan bateri. Pecut di body_left adalah VCC, spring di body_right adalah tanah. Saya telah menggunakan body_left untuk memegang semua kepingan semasa pemasangan.

Failkan LED IR dan pengesan rata di mana mereka saling berhadapan - panjang (positif) LED harus dipateri ke plumbum pendek pengesan dan wayar yang menuju ke port D2.

Saya merasa perlu memasang LED penunjuk ke tempatnya dengan menggunakan gam.

LCD akan dipasang dengan ketat ke dalam perumahan. Sebenarnya, saya terpaksa mencantumkan PCB saya sedikit. Saya telah meningkatkan saiz perumahan sedikit supaya mudah-mudahan sesuai untuk anda. Saya membungkuk kepala pengepala pada LED sedikit untuk mempunyai lebih banyak ruang dan memateri wayar kepada mereka - tidak ada ruang untuk memasang apa-apa di dalamnya. LCD akan masuk dengan betul hanya satu arah ke dalam perumahan dan pangkalannya hanya akan melampirkan satu arah sahaja.

Selesaikan semuanya bersama-sama dan pasangkan bahagiannya kembali. Saya mempunyai Nano dengan tajuk - lebih baik mempunyai versi yang boleh disolder secara langsung. Pastikan anda menarik wayar LCD melalui dasar LCD sebelum memateri.

Semuanya kelihatan agak tidak kemas, kerana saya terlalu lama meninggalkan wayar. Tutup badan dan pasangkan skru.

Langkah 8: Lakaran Arduino

Anda memerlukan perpustakaan Liquid Crystal I2C untuk menggerakkan LCD.

Sekiranya anda memasang tachometer ke monitor bersiri, statistik akan dihantar melalui monitor bersiri semasa pengukuran.

Sekiranya terdapat kebisingan, saya telah memasukkan penapis lowpass sederhana ke dalam algoritma. Tiga pemboleh ubah dalam lakaran mengatur seberapa sering layar dikemas kini (kini setiap setengah detik), seberapa sering RPM dihitung (saat ini setiap 100msec) dan jumlah pengukuran dalam sokongan penapis (saat ini 29). Untuk RPM rendah (katakanlah, di bawah 300 atau lebih), nilai RPM sebenar akan berubah-ubah, tetapi rata-rata akan tepat. Anda boleh meningkatkan sokongan penapis untuk mendapatkan RPM berjalan yang lebih tepat.

Sebaik sahaja anda memuatkan lakaran, anda boleh pergi!

Langkah 9: Kod Sumber OpenSCAd

Saya melampirkan semua sumber openSCAD. Saya tidak membuat sekatan pada kod ini - anda boleh mengubah suai, menggunakan, berkongsi, dan lain-lain, seperti yang anda mahukan. Ini juga berlaku untuk lakaran Arduino.

Setiap fail sumber mempunyai komen yang saya harap anda dapat berguna. Potongan tachometer utama ada di direktori utama, suis kuasa ada di direktori konstruk, sementara pot_wheel dan pemicu ada di direktori komponen. Semua sumber lain dipanggil dari fail bahagian utama.