במאמר זה, נראה כיצד ניתן להכין כרונוגרף פשוט מחלקים זולים ובמחיר סביר. מתקן הכרחי בכדי למדוד את מהירות הכדור ברובה. נתונים אלה נדרשים בכדי לקבוע את מצב הרובה, מכיוון שלאורך זמן חלקים מהפנאומטי נשחקים ומחייבים החלפה.
אנו מכינים את החומרים והכלים הדרושים:
- Digispark סיני (בעת הרכישה הוא עלה 80 רובל);
- תצוגת סוג קטע ב- TM1637 (עולה 90 רובל בעת הרכישה);
- נוריות אינפרא אדום ופוטו-טרנזיסטורים (10 זוגות) - העלות הייתה 110 רובל;
- מאה נגדים של 220 אוהם עולים 70 רובל, אך יהיה צורך רק בשניים מהם.
זה הכל, זו כל רשימת הפריטים שתצטרך לקנות. אגב, ניתן למצוא נגדים גם במכשירים ביתיים ישנים. אתה יכול להמר יותר לפי ערך נקוב, אבל לא פחות. כתוצאה, אתה יכול לשמור על 350 רובל, אבל זה לא כל כך הרבה, בהתחשב בכך שכרונוגרף המפעל יעלה לפחות 1000 רובל, וההרכבה שם גרועה בהרבה משלנו תוצרת בית.
בין היתר, עליך להצטייד בפרטים כמו:
- חוטים;
- חתיכת צינור באורך של לפחות 10 ס"מ (צינור מים מפלסטיק מתאים);
- הכל להלחמה;
- מולטימטר (לא חובה).
לשלושת הפרטים הראשונים שתוארו יש ניואנסים משלהם, ולכן יש לקחת בחשבון כל אחד מהם בנפרד
Digispark
פריט זה הוא מעגל מיניאטורי תואם ארדואינועל הסיפון יש לה ATtiny85. כיצד לחבר אלמנט זה ל- Arduino IDE, תוכלו להמשיך לקרוא, תוכלו להוריד שם גם מנהלי התקנים.
ללוח זה יש כמה אפשרויות, האחת משתמשת ב- MicroUSB והשנייה מצוידת במחבר USB המחובר ישירות ללוח. בשל העובדה שלמוצר הביתי אין ספק כוח אינדיבידואלי, בחר המחבר את הגרסה הראשונה של הלוח. אם מתקינים סוללה או מצבר במוצר ביתי, הדבר יעלה מאוד את מחירו ולא ישפיע רבות על המעשיות. וכמעט לכל אחד יש כבל לטעינה של בנק סלולרי וחשמל.
באשר למאפיינים, הם דומים ל- ATtiny85, כאן היכולות שלה בשפע. בקר המיקרו בכרונוגרף חוקר רק את החיישנים ושולט בתצוגה.
אם מעולם לא פגשת את Digispark לפני כן, את הניואנסים החשובים ביותר ניתן למצוא בטבלה.
חשוב לקחת בחשבון את העובדה שלמספור הסיכה לפונקציה analogRead () יש הבדלים. ועל הסיכה השלישית נמצא נגר למשוך עם ערך נומינלי של 1.5 קילוגרם, מכיוון שהוא משמש ב- USB.
כמה מילים על התצוגה
כל אחד יכול להשתמש בתצוגה עבור תוצרת בית, אך המחבר בחר באפשרות זולה. כדי להפוך את המכשיר לזול עוד יותר, אתה יכול לנטוש לחלוטין את התצוגה. ניתן פשוט להוציא נתונים באמצעות כבל למחשב. זה יהיה צורך כאן. התצוגה המדוברת היא העתק של התצוגה.
כיצד נראה התצוגה מלפנים ומאחור ניתן לראות בתמונה.
מכיוון שהמרחקים בין המספרים זהים, כאשר המעי הגס כבוי, המספרים נקראים ללא בעיות. הספרייה הסטנדרטית מסוגלת להציג מספרים בטווח 0-9. אותיות בטווח a-f, ועדיין קיימת ההזדמנות לשנות את בהירות התצוגה כולה. ניתן להגדיר ערכי ספרות באמצעות פונקציית התצוגה (int 0-3, int 0-15).
כיצד להשתמש בתצוגה
אם תנסו לחרוג מהערכים של [0, 15], התצוגה תציג בלבול, שבנוסף לכל השאר אינו סטטי. לכן, כדי להציג תווים מיוחדים, כמו מעלות, מינוסים וכו ', עליכם להתעסק.
המחבר רצה שהתצוגה תציג את האנרגיה המוגמרת של טיסת הכדור, שתחושב בהתאם למהירות הכדור והמסה שלו. היה צורך להציג את הערכים על פי הרעיון ברצף, אך כדי להבין היכן יש לציין באיזה דרך יש לציין, למשל, באמצעות האות J. במקרים קיצוניים, אתה יכול פשוט להשתמש במעי הגס, אך המחבר לא מצא חן בעיניו, והוא טיפס לספריה. כתוצאה מכך, על בסיס פונקציית התצוגה, הפונקציה setSegments (בייט addr, נתוני בתים) נעשתה, היא מדליקה את הקטעים המקודדים בנתונים במספר עם מספר addr:
מקטעים כאלה מקודדים בפשטות, חלק הנתונים הפחות משמעותי אחראי על הקטע העליון, ואז עם כיוון השעון, הסיבית השביעית אחראית על הקטע האמצעי. התו "1" בעת הקידוד נראה כמו 0b00000110. החלק השמיני המשמעותי ביותר אחראי למעי הגס, הוא משמש בספרה השנייה, ובכל האחרים הוא מתעלם. בהמשך, המחבר אוטומט את תהליך השגת הקודים באמצעות Excel.
את מה שקרה בסופו של דבר ניתן לראות בתמונה
לבסוף, החיישנים
לא נמסר מידע מדויק אודות החיישנים, רק ידוע שיש להם אורך גל של 940 ננומטר. במהלך הניסויים נמצא כי החיישנים אינם מסוגלים לעמוד בזרמים של יותר מ- 40 mA. באשר למתח האספקה, הוא לא אמור להיות גבוה מ- 3.3V. באשר לצילום-טרנזיסטור, יש לו גוף שקוף מעט והוא מגיב לאור.
אנו ממשיכים בהרכבה והתצורה של תוצרת בית:
צעד ראשון. הרכבה
הכל מורכב על פי סכמה מאוד פשוטה. מבין כל הסיכות, רק P0, P1 ו- P2 יהיה צורך. השניים הראשונים משמשים לתצוגה, ו- P2 נחוץ לחיישנים.
כפי שאתה יכול לראות, נגד אחד משמש להגבלת הזרם של נוריות לד, אך השני מושך את P2 לקרקע. בשל העובדה כי פוטו-טרנזיסטורים מחוברים במקביל, כאשר הכדור עובר מול כל מצמד אופטי כלשהו, המתח על P2 יירד. כדי לקבוע את מהירות הטיסה של כדור, עליכם לדעת את המרחק בין החיישנים, למדוד שני מתחי כוח ולקבוע את משך הזמן בו הם התרחשו.
בשל העובדה כי ישמש רק סיכה אחת, לא משנה מאיזה צד לירות. פוטו-טרנזיסטורים יבחינו בכדור בכל מקרה.
כל הפרטים הנראים בתמונה נאספים. כדי לאסוף הכל, המחבר החליט להשתמש בקרש לחם. ואז כל המבנה כוסה בדבק חם לחוזק. חיישנים מונחים על הצינור והחוטים מועברים אליהם.
כדי למנוע את פעימות הדיודות כשהוא מופעל על ידי בנק כוח, התקין המחבר אלקטרוליט במהירות של 100 mKf במקביל ל נוריות הנורית.
חשוב גם לציין כי סיכת ה- P2 נבחרה מסיבה, העובדה היא ש- P3 ו- P4 משמשים ב- USB, אז עכשיו בעזרת P2 יש הזדמנות להבהב תוצרת בית לאחר ההרכבה.
P2 הוא גם קלט אנלוגי, כך שאין צורך להשתמש בהפרעה. אתה יכול פשוט למדוד את הקריאות בין הערכים הנוכחיים לקודמים, אם ההפרש הופך לסף מסוים, ואז באותו הרגע הכדור פשוט עובר ליד מצמד האופטי.
שלב שני קושחה
Prescaler הוא מחלק תדרים, במקרים סטנדרטיים בלוחות כמו Arduino הוא 128. נתון זה משפיע על תדירות הסקר ADC. כלומר, כברירת מחדל של 16 מגה הרץ, יוצא 16/128 = 125 קילו הרץ. כל דיגיטציה מורכבת מ 13 פעולות, כך שניתן לסקור את הסיכה כמה שיותר במהירות של 9600 קילוהרץ. בפועל זה לא יותר מ- 7 קילו הרץ. כתוצאה מכך המרווח בין המדידות הוא 120 מיקרוגרם, וזה יותר מדי לעבודה תוצרת בית. אם הכדור טס במהירות של 300 מ"ש, הוא יתגבר על נתיב של 3.6 ס"מ במהלך הזמן הזה, כלומר הבקר פשוט לא יוכל להבחין בו. על מנת שהכל יעבוד כראוי, המרווח בין המדידות צריך להיות לפחות 20 מיקרוגרם. לשם כך, ערך המחלק צריך להיות שווה ל -16. המחבר הכין מחלק 8, כיצד לעשות זאת, ניתן לראות להלן.
את מה שקרה במהלך הניסוי ניתן לראות בתמונה
ההיגיון של הקושחה כולל כמה שלבים:
- מדידת ההבדל בערכים על הסיכה לפני ואחרי;
- אם ההפרש עולה על הסף, הלולאה נכבה והזמן הנוכחי (מיקרו ()) נזכר;
- המחזור השני עובד בדומה למחזור הראשון ובעל מונה זמן במחזור;
- אם הדלפק הגיע לערך שנקבע, נשלחת הודעת שגיאה והמעבר למצב ההתחלתי. במקרה זה המחזור אינו נכנס לנצח אם הכדור לא נתפס פתאום על ידי החיישן השני;
- אם הדלפק לא יעלה על גדותיו וההפרש בערך גדול מהסף, נמדד הזמן הנוכחי (מיקרו ());
- כעת, על סמך הפרש הזמן והמרחק בין החיישנים, אתה יכול לחשב את מהירות הטיסה של הכדור ולהציג מידע על המסך. ובכן, אז הכל מתחיל מחדש.
השלב האחרון. בדיקה
אם הכל נעשה נכון, המכשיר יעבוד ללא בעיות. הבעיה היחידה היא התגובה הלקויה לתאורת ניאון ו LED, עם תדר אדווה של 40 קילו הרץ. במקרה זה, עלולות להופיע שגיאות במכשיר.
יצירות ביתיות בשלושה מצבים:
לאחר ההפעלה יש ברכה ואז המסך מתמלא בפסים, זה מצביע על כך שהמכשיר מחכה לצילום
אם יש שגיאות, ההודעה "Err" מוצגת ואז מצב המתנה מופעל.
ובכן, אז מגיע מדידת המהירות
מיד לאחר הצילום, המכשיר יציג את מהירות הכדור (מסומן על ידי הסמל n) ואז יופיע מידע על אנרגיית הכדור (סמל J). כאשר מוצג ג'ול, מוצג גם מעי גס.