Raqamli ko'p funktsiyali o'lchash vositasi: 21 qadam (rasmlar bilan)

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:24

Fusion 360 loyihalari »

Hammaga salom. Men har doim 3D printerli to'shagimni tekislashda yordam beradigan asbobni va egri sirtning taxminiy uzunligini olishimga yordam beradigan boshqa qurilmani xohlardim, shunda men bu sirtga yopishtirish uchun kerakli uzunlikdagi stikerni osongina kesib tashlardim. isrofgarchilikning oldini oladi. Men nima uchun ikkala g'oyani birlashtirmasligimni va ikkalasini ham qila oladigan bitta gadjet yaratmasligimni o'yladim. Nihoyat, men egri chiziqlar va sirt tekisligini o'lchabgina qolmay, balki to'g'ri chiziqlar orasidagi masofani va chiziqning burchagini ham o'lchaydigan qurilma qurishni tugatdim. Asosan, bu gadjet bitta raqamli darajadagi+o'lchagich+o'lchagich+rulon o'lchovi sifatida ishlaydi. Qurilma cho'ntagiga sig'adigan darajada kichik va uning batareyalari telefon zaryadlovchisi yordamida osongina zaryadlanishi mumkin.

Bu qurilma sirt tekisligi va burchagini aniq o'lchash uchun akselerometr va giroskop sensori, chiziqli uzunlikni kontaktsiz o'lchash uchun o'tkir IQ sensori va egilgan sirt yoki egilgan chiziq bo'ylab o'raladigan g'ildirakli kodlovchi yordamida ishlaydi. uning uzunligini oling.

Qurilma rejimlari va funktsiyalari bo'ylab harakatlanish M (rejim), U (birlik) va 0 (nol) bilan belgilangan 3 ta sensorli tugma yordamida amalga oshiriladi.

M - har xil turdagi o'lchovlarni tanlash

U - mm, sm, dyuym va metr birliklarini tanlash uchun

0 - masofani yoki burchakni o'lchaganidan keyin o'lchangan qiymatlarni 0 ga qaytarish uchun.

Sensorli tugmalarni ishlatishning sababi o'lchash paytida qurilmaning holatini buzmasdan rejimlar va birliklar bo'ylab sekin harakat qilishdir.

Qurilmaning tagiga neodim magnit o'rnatilgan bo'lib, u o'lchanadigan metall yuzasidan sirg'alib ketmaydi va sirg'alib ketmaydi.

Koson qurilmani iloji boricha ixcham qilib, shuningdek, 3D formatida osongina chop etish uchun mo'ljallangan.

1 -qadam: komponentlar va modullar talab qilinadi

Komponentlar tanlangan, chunki bu qurilma cho'ntak ichiga joylashtirilgan. Men topa oladigan displey, batareya va datchiklarning eng kichigi ishlatilgan.

1. 3D bosilgan quti

2. Sharp GP2Y0A41SK0F IQ masofali sensori X 1 (Aliexpress)

3. MPU6050 akselerometr/giroskop moduli X 1 (Aliexpress)

4. Boost+zaryad moduli X 1 (Aliexpress)

5. Grove Mouse kodlovchi X 1 (Aliexpress)

6. 128 X 32 OLED displey X 1 (Aliexpress)

7. Arduino pro mini ATMEGA328 5V / 16MHz X 1 (Aliexpress)

8. 12 mm signalli signal 1 X (Aliexpress)

9. 3.7v, 1000mah lipo batareyasi X 1 (Aliexpress)

10. TTP223 sensorli tugmachali modul X 3 (Aliexpress)

11. 20x10x2 mm neodim magnit X 1 (Aliexpress)

12. CP2102 USB to UART TTL X 1 moduli (Aliexpress)

13. Emayalangan mis sim (Aliexpress)

14. 10K rezistorlar X 2

15. 19 (uzunlik) X2 (dia) mm po'latdan yasalgan o'q X 1

16. 3 mm diametrli X 1

17. Har qanday vinil stikerli rulon (Aliexpress)

18. Mikro USB kabeli

MPU6050

MPU6050 - bu 3 o'qli akselerometr va 3 o'qli giroskopdan iborat mem qurilmasi. Bu bizga tezlikni, tezlikni, yo'nalishni va joyni o'lchashga yordam beradi. Bu 3,2 dan 5V gacha ishlaydigan I2C -ga asoslangan qurilma, bu loyihada MPU6050 sirt tekis yoki tekis emasligini o'lchash uchun, shuningdek chiziq burchagini o'lchash uchun ishlatiladi.

Sichqoncha kodlagichini ishlab chiqaring

Bu aylanish yo'nalishi va aylanish tezligi haqidagi teskari ma'lumotlarga ega bo'lgan mexanik ortib boruvchi aylanma kodlovchi. Men bu kodlovchidan foydalandim, chunki men topa oladigan eng kichik kodlovchi va uning dasturlash qismi ham oson edi. Bu kodlovchi har bir aylanish uchun 24 qadamdan iborat. Agar biz g'ildirak diametri ma'lum bo'lsa, biz kodlovchi ustidagi g'ildirak harakat qilgan masofani hisoblashimiz mumkin. Buni qanday qilish kerakligi haqidagi hisob -kitoblar ushbu ko'rsatmaning keyingi bosqichlarida muhokama qilinadi. Ushbu loyiha egri chiziqlar orasidagi masofani o'lchash uchun enkoderdan foydalanadi.

SHARP GP2Y0A41SK0F IR DISTANCE MODULI

Bu analog sensori, ob'ektning sensordan masofasiga qarab o'zgaruvchan kuchlanishni beradi. Boshqa IQ modullaridan farqli o'laroq, aniqlanayotgan ob'ektning rangi sensorning chiqishiga ta'sir qilmaydi. O'tkir datchiklarning ko'p versiyalari bor, lekin biz foydalanadigan diapazon 4-30 sm oralig'ida. Sensor 4,5 dan 5,5 voltgacha bo'lgan kuchlanish bilan ishlaydi va atigi 12 mA oqim oladi. Qizil (+) va qora (-) simlar quvvat simlari va 3-sim (oq yoki sariq) analog chiqish simidir. Sensor ushbu loyihada kontaktsiz chiziqli masofalarni o'lchash uchun ishlatiladi.

2 -qadam: asboblar kerak

1. Qaychi

2. Quti kesgichlar yoki boshqa har qanday o'ta o'tkir pichoqlar

3. cımbız

4. Issiq yopishtiruvchi qurol

5. Tez yopishtiruvchi (super elim kabi)

6. Kauchuk asosidagi yopishtiruvchi (fevi bog'lovchi kabi)

7. Lehimlovchi temir va qo'rg'oshin

8. lazerni kesuvchi

9. 3D printer

10. Diskni kesuvchi bitli aylanadigan asbob

11. Tel kesgichlar

12. Zımpara qog'ozi

3 -qadam: STL fayllarini 3D bosib chiqarish

Ushbu qurilma uchun sumka Autodesk Fusion 360 dasturiy ta'minotida yaratilgan. 3 dona bor. Bu qismlar uchun STL fayllari quyida keltirilgan.

"Qopqoq" va "g'ildirakli" fayllarni tayanchlarsiz chop etish mumkin, "BODY" faylini qo'llab -quvvatlash kerak. Men bularni yashil PLA yordamida 0,2 mm qatlam balandligida 100% to'ldirishda chop etdim. Amaldagi printer - TEVO tarantulasi.

4 -qadam: VINIL bilan ishni qoplash

1. 3D bosilgan buyumlarning barcha tashqi yuzalarini tekislash uchun nozik zımpara qog'ozidan foydalaning, shunda vinil stiker osongina yopishib qoladi.

2. Zımpara qilinganidan keyin yuzada qolishi mumkin bo'lgan mayda zarrachalarni olib tashlash uchun nam mato bilan ishlating.

3. Sirt quriganidan so'ng, vinil stikerni yuzaga yopishtiring. Tiqilib qolgan havo pufakchalari yo'qligiga ishonch hosil qiling.

4. Qirralarning atrofidagi ortiqcha stikerni kesish uchun qaychi ishlating.

5. Endi korpusning yon tomonlariga stiker yopishtiring va ortiqcha qismini kesib oling.

6. OLED displeyi, zaryadlovchi porti, kodlovchi g'ildiragi va o'tkir IQ sensori uchun teshiklarni kesish uchun kesuvchi yoki boshqa ustara ishlating.

Ogohlantirish: o'tkir pichoqlar va asboblar bilan juda ehtiyot bo'ling

5 -qadam: O'RNAK DIAGRAMLARI

PRO MINI dasturlash

Arduino nanodan farqli o'laroq, pro mini-ni to'g'ridan-to'g'ri USB kabelini ulab dasturlash mumkin emas, chunki u TTL-ning ketma-ket konvertoriga ega emas. Shuning uchun, dasturlash uchun avval tashqi USB -ni pro mini -ga ketma -ket konvertorga ulashimiz kerak. Birinchi rasmda bu ulanishlar qanday o'rnatilishi ko'rsatilgan.

VC - 5V

GND - GND

RXI - TXD

TXD - RXI

DTR - DTR

TAMOMLANGAN DAVLAT DIAGRAMI

2 -rasmda ushbu loyihaning to'liq sxemasi ko'rsatilgan.

D2 - INT MPU6050

D3 - I/U (MODE)

D5 - kirish/chiqish (UNIT)

D6 - kirish/chiqish (nol)

D7 - +(1) kodlovchi

D8 - +(2) kodlovchi

A0 - I/U SHARP IR

A1 - + Buzzer

A4 - SDA (OLED VA MPU6050)

A5 - SCL (OLED VA MPU6050)

GND - BARCHA MODULLAR VA SENSORLARNING GND VA KO'CHIRISH MODULI

VCC - + USB modulini kuchaytirish moduli

B + - BATARYA +

B - BATARYA -

Uchinchi rasm kodni yaratayotganimda olingan. Bu vaqtinchalik sozlash, bu kodni, modullarni va sxemani sinab ko'rish uchun qilingan. Siz sinab ko'rishingiz ixtiyoriy

6 -qadam: MAGNETNI KIRISH

1. Zaryadlash portining teshigi ostidagi magnit uchun bo'shliqqa tez yopishtiruvchi qo'llang.

2. Magnitni bo'shliqqa qo'ying va magnit bo'lmagan narsa yordamida elim quriguncha ushlab turing.

Magnit qurilmaning metall yuzasida ishlatilganda siljishi yoki siljishini oldini olishga yordam beradi.

7 -qadam: SENSORLARNI SHAKLLANISH

Qurilmani iloji boricha kichikroq qilish uchun, o'tkir IQ sensori va enkoderning o'rnatish qavslari aylanuvchi asbob yordamida kesuvchi diskli ulagich bilan kesilgan.

8 -qadam: OLED displeyni joylashtirish

1. OLED displeyining orqa tomonidagi pin nomlarini belgilang, shunda ulanishlar keyinroq to'g'ri amalga oshiriladi.

2. OLED displeyni ikkinchi rasmda ko'rsatilgandek to'g'ri joyga qo'ying. Displeyning ochilishi displey devorlarga bir oz tushadigan qilib yaratilgan. Bu displeyning to'g'ri pozitsiyada va yo'nalishda bo'lishini va oson harakatlanmasligini ta'minlaydi.

3. Issiq elim displey atrofida ehtiyotkorlik bilan surtiladi. Issiq elim afzal ko'riladi, chunki u displey uchun amortizator kabi ishlaydi va qo'llanilganda displeyga stress qilmaydi.

9 -qadam: tegish tugmachalari va MPU6050 -ni ulash

1. Kauchuk asosidagi yopishtiruvchi ishlatiladi.

2. Yopishtiruvchi ikkala yuzaga ham qo'llaniladi.

3. Barcha lehim nuqtalari korpusning ochiq tomoniga qaraganligiga ishonch hosil qilib, rasmlarda ko'rsatilgandek, modullarni belgilangan joylariga joylashtiring.

4. Modul va korpusni bir -biriga mahkamlagandan so'ng ularni kamida 2 minut bosib turing.

10 -qadam: BOOST+Zaryadlash moduli

Bu men arzon bitta uyali quvvat bankidan olgan modul. Ushbu modulda batareyani himoya qilish sxemasi, shuningdek 5V, 1 amperli kuchaytirgich mavjud. Bundan tashqari, butun loyiha uchun quvvat tugmasi sifatida ishlatilishi mumkin bo'lgan ON/OFF tugmasi mavjud. Moduldagi ayol USB porti lehimlantiruvchi dazmol yordamida olib tashlangan va 4 -rasmda ko'rsatilgandek +5v va er terminallariga ikkita sim lehimlangan.

Dastlabki ikkita rasmda ko'rsatilgandek, 2 ta erkak sarlavhani B+ va B- ga ulang.

Modul uchun mo'ljallangan platformaga tez yopishtiruvchi qo'llang va modulni yumshoq qilib joylashtiring, zaryadlash porti va ochilish moslamasi mukammal hizalanadi.

11 -qadam: BATARYO VA SHARP IR SENSORINI O'RNATISH

1. Emaylangan mis simining qoplamasi izolyatsiyani eriguncha paychalarining yoki zajigalka yordamida simning uchini qizdirish yo'li bilan olib tashlanadi. Keyin simlar ehtiyotkorlik bilan OLED -displeyga lehimlanadi. Bu hozir amalga oshirilmoqda, chunki batareyalar joylashtirilgandan keyin buni qilish qiyin bo'lishi mumkin.

2. Batareya kuchaytiruvchi modul platformasi ostiga qo'yilgan, uning simli ulagichlari 3 -rasmda ko'rinib turganidek OLED displeyi tomon qaragan.

3. O'tkir IQ sensori u uchun ajratilgan uyaga kiritiladi.

12 -qadam: ARDUINO VA BUZZERGA QO'ShISH

1. USB -ni ketma -ket konvertori Arduino -ga taqdim etilgan sxemaga muvofiq lehimlanadi.

2. Arduino -ni korpusning o'rtasiga batareyalar ustiga yopishtirish uchun issiq elim ishlatiladi.

3. Simlar ovozli signal terminallariga lehimlanadi va shundan so'ng, signal 7 -rasmda ko'rinib turganidek, korpusning dumaloq bo'shlig'iga suriladi.

13 -qadam: ENKODER

1. Enkoderning terminallari pichoq yordamida tozalanadi.

2. Rezistorlar enkoderga lehimlanadi.

3. Mis simlar sxemaga muvofiq lehimlanadi.

4. Po'lat o'q 3 o'lchamli bosilgan g'ildirakka joylashtirilgan. Agar g'ildirak juda bo'sh bo'lsa, uni tez yopishtiruvchi yordamida mahkamlang.

5. Dingil-g'ildirak moslamasini enkoderga joylashtiring. Agar u bo'shashsa, darhol elimdan foydalaning. Ammo bu safar hech qanday elim kodlovchi mexanizmlarga kirmasligiga juda ehtiyot bo'ling.

6. Enkoderni korpusning ichiga g'ildiraklar o'rnatilgan teshikdan chiqib ketadigan qilib joylashtiring va uning erkin burilishiga ishonch hosil qiling.

7. Enkoderni joyiga mahkamlash uchun issiq elimdan foydalaning.

14 -qadam: simlarni ulash va lehimlash

1. O'chirish simlari ilgari "CIRCUIT DIAGRAM" bosqichida berilgan sxemaga muvofiq amalga oshiriladi.

2. Barcha sensorlar va modullarning +ve va -ve simlari quvvat manbaiga parallel ulanadi.

3. Simlarning hech biri IR modulining ko'rinishini bloklamasligiga yoki kodlovchi g'ildiragi bilan chalkashmasligiga ishonch hosil qiling.

15 -qadam: KODLASH

1. Quyida keltirilgan kod va kutubxonalarni yuklab oling.

2. Kutubxona papkalarini ajratib oling. Ushbu papkalarni kompyuteringizning "Mening hujjatlarim" ichida joylashgan "Arduino" papkasidagi "kutubxonalar" papkasiga nusxalash (agar siz Windows foydalanuvchisi bo'lsangiz).

3. Arduino IDE -da berilgan kodni ("filal_code") oching va uni Arduino -ga yuklang.

16 -qadam: MPU6050 ni kalibrlash

MPU6050 akselerometr/giroskop moduli korpusga yopishtirilganligi sababli, u mukammal darajada bo'lmasligi mumkin. Shuning uchun bu nol xatolikni tuzatish uchun quyidagi amallar bajariladi.

1 -QADAM: Qurilmani kompyuterga ulang va uni siz bilgan darajada tekis joyga qo'ying (masalan: kafel taxta)

2 -QADAM: "M" tugmasini bosib qurilmadagi "LEVEL" rejimiga o'ting va X va Y qiymatlarini yozib oling.

3 -QADAM: Ushbu qiymatlarni koddagi "calibx" va "caliby" o'zgaruvchilariga belgilang.

4 -QADAM: Dasturni qayta yuklang.

17 -qadam: Enkoderning har bir bosqichida harakatlanayotgan masofani hisoblash

Enkoder milining aylanishi uchun qadamlar soni, N = 24 qadam

G'ildirak diametri, D = 12.7 mm

G'ildirak atrofi, C = 2*pi*(D/2) = 2*3.14*6.35 = 39.898 mm

Shunday qilib, har bir qadam uchun masofa siljiydi = C/N = 39.898/24 = 1.6625 mm

Agar siz boshqa diametrli g'ildirak yoki boshqa qadam hisoblagichli kodlagichdan foydalansangiz, yuqoridagi formuladagi qiymatlaringizni almashtirish orqali mm boshiga o'tkaziladigan masofani toping va aniqlikni topgandan so'ng, formulaga ushbu qiymatni ko'rsatilgan kodga kiriting. rasm.

Kodni qayta tuzing va Arduino -ga yuklang.

Enkoderni kalibrlash tugallangach va o'zgartirilgan dastur yuklangach, siz USB -ni Arduino Pro Mini -dan ketma -ket TTL -konvertor modulini ajratib olib tashlashingiz mumkin.

18 -qadam: Ishni yopishdan oldin hamma narsani sinab ko'rish

Sinab ko'riladigan narsalar:

1. Agar zaryadlovchini portga osongina ulash mumkin bo'lsa va batareyalar to'g'ri zaryad olayotgan bo'lsa.

2. Quvvatni yoqish/o'chirish tugmasi ishlamoqda yoki ishlamayapti.

3. OLED hamma narsani to'g'ri yo'nalish va pozitsiyada to'g'ri oraliqda ko'rsatadi.

4. Sensorli tugmalarning hammasi to'g'ri ishlaydi va to'g'ri etiketlanadi.

5. Agar enkoder aylanayotganda masofa qiymatlarini bersa.

6. MPU6050 va SHARP IR modullari ishlamoqda va to'g'ri o'qishlarni bermoqda.

7. Zil ovozi eshitilmoqda.

8. Yoqilganda, ichidagi hech narsa qizib ketmasligiga ishonch hosil qiling. Agar isitish sodir bo'lsa, demak, biror joyda simlar noto'g'ri.

9. Hamma narsa mahkamlanganligiga va korpusda harakatlanmasligiga ishonch hosil qiling.

19 -qadam: Bosish tugmachasini kengaytirish va ishni yopish

Svetofor tugmachasini uzaytirish uchun LEDni ishlatish

Zaryadlash modulidagi tugmachaning o'qi korpusdagi teshikdan chiqib ketishi uchun juda qisqa. Shunday qilib, kengaytirgich sifatida 3 mm diodli bosh ishlatiladi.

1. LEDlarning oyoqlari tel kesgich yordamida kesiladi.

2. LEDning tekis tomoni zımpara yordamida silliq va tekis qilib qo'yilgan. Agar LEDni qo'lda ishlov berish uchun juda kichik bo'lsa, cımbızdan foydalaning.

3. LED boshini rasmda ko'rsatilgandek korpus qopqog'ida u uchun ajratilgan teshikka joylashtiring. Ledning qattiq emasligiga ishonch hosil qiling, chunki u tugma bosilganda ichkariga va tashqariga siljishi kerak

ISH BONDINGI

1. Har qanday kauchuk asosli yopishtiruvchi vositalarni qo'llang (men Fevi Bonddan foydalanganman) jant bo'ylab korpus va qopqoq bo'ylab ehtiyotkorlik bilan surting.

2. Yelim ozgina quriguncha 5-10 daqiqa kutib turing va keyin ikkala yarmini bir -biriga bosing. Enkoder g'ildiragining po'lat o'qining bo'sh uchi qopqoqdagi teshikka tushganligiga ishonch hosil qiling.

3. Yelim quriganda ikkala bo'lakni ham ushlab turish uchun og'ir yukdan foydalaning (men UPS batareyasini ishlatardim).

Bu erda kauchuk asosli yopishtiruvchi tavsiya etilgan, chunki agar kelajakda batareyani almashtirish yoki qayta dasturlash uchun korpus ochilishi kerak bo'lsa, uni bo'g'in bo'ylab o'tkir pichoq yoki pichoq yordamida osonlikcha bajarish mumkin.

20 -qadam: TOUCH TUGMALARINI YABLASH

Belgilash sensorli tugmachalarning joylashuvi va funktsiyalarini osongina aniqlash uchun qilingan.

Alifbolar oq stiker varag'idan mening uy qurgan lazer kesgichim yordamida kesilgan.

Kesilgan qismlar cımbız yordamida asosiy varaqdan olib tashlandi va keyin qurilmaga to'g'ri holatda va yo'nalishda qo'llanildi.

Maksimal alifbo balandligi: 8 mm

Maksimal alifbo kengligi: 10 mm

OGOHLANTIRISH: LAZER TASHKACHI yoki KESICI BILAN ISHLASHDA XAVFSIZLIK OYNASINI LAZER QILISH

21 -qadam: natijalar

Qurilma nihoyat tayyor. Agar sizda loyihaga oid shubhalar yoki takliflar bo'lsa, sharhlar orqali menga xabar bering.

RAHMAT

"Pocket size" tanlovida birinchi sovrin