Pocket Metal Locator - Arduino: 8 qadam (rasmlar bilan)

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:27

Instagramda TechKiwiGadgetsTechKiwiGadgets tomonidan Muallifning boshqa maqolalarini kuzatib boring:

Haqida: Texnologiya va u keltiradigan imkoniyatlar haqida aqldan ozgan. Men o'ziga xos narsalarni qurish qiyinligini yaxshi ko'raman. Maqsadim - texnologiyani kundalik hayotga mos keladigan qiziqarli qilish va odamlarga ajoyib narsalarga erishishda yordam berish … TechKiwiGadgets haqida batafsil »

Bu kichkina cho'ntak metall joylashtirgichi yog'ochdan yasalgan mayda mixlar va tirnoqlarni aniqlash uchun etarlicha sezgir va noqulay joylarga mos keladigan darajada ixcham bo'lib, metallni joylashtirish uchun tashish va ishlatishni qulay qiladi.

Qurilmada to'rtta mustaqil qidiruv lasanlari va rangli LED ko'rsatkichlari mavjud bo'lib, ular maqsadni aniq aniqlash imkoniyatiga ega bo'lsada, kengroq qidiruv maydonini tezda qamrab oladi.

Bu kichkina qurilma USB tugmachasi orqali qayta zaryadlanadigan bitta tugma yordamida o'z-o'zidan kalibrlanadi va maqsadli kuchini ko'rsatish uchun rangli LEDlar, tovush va tebranishni ishlatadi.

O'z -o'zidan qurish uchun zarur bo'lgan barcha dizaynlar, testlar, kodlar va 3D fayllar ko'rsatmaga kiritilgan. Umid qilamanki, siz buni men kabi qurishni va ishlatishni yoqtirasiz !!

1 -qadam: Materiallar ro'yxati va u qanday ishlaydi

1. Bu qanday ishlaydi

Pocket Metal Locator Arduino Pro Mini bilan ishlaydigan to'rtta mustaqil impulsli indüksiyon qidiruv rulonidan foydalanadi. Har bir qidiruv bobini alohida TX va RX lasanlardan iborat bo'lib, u erda TX lasaniga impuls yuboriladi, bu RX lasan atrofida elektromagnit maydon hosil qiladi. O'zgaruvchan maydon signalning impuls kengligi Arduino tomonidan o'qilmasdan oldin aniqlanadigan va kuchaytiriladigan RX lasaniga kuchlanishni keltirib chiqaradi.

Arduino kodidagi tekislash algoritmi shovqinni barqaror impulslardan tozalash uchun ishlatiladi.

Koddagi kalibrlash algoritmi qisqa vaqt ichida o'rtacha o'qishni oladi va signalni solishtirish uchun bir qator chegaralarni o'rnatadi.

Metall ob'ekt elektromagnit maydon doirasiga kirsa, maydon buziladi va energiyaning bir qismi RX lasanidan maqsadli ob'ektda hosil bo'ladigan "Eddi toklari" ga o'tadi. Maqsadli ob'ektning bu parazitar ta'siri, RX bobini kamayishida aniqlangan puls kengligiga olib keladi. Asosan, biz maqsadli ob'ektga quvvat yo'qolishini o'lchaymiz.

RX bobinida aniqlangan puls kengligi ostonadan pastga tushganda, LEDlar yonadi, signal eshitiladi va Haptic Feedback dvigateli ishga tushadi - bu maqsadli signalning oldindan belgilangan hajmiga bog'liq.

Buning sxemasi o'tgan yili juda barqaror va ishonchli ishlaydigan detektorga aylandi. Bobin konfiguratsiyasi va yo'nalishi ataylab barqarorlik va chuqurlikni aniqlash uchun mo'ljallangan.

2. Materiallar ro'yxati

1. 3.7v 350mAh LiPo batareyasining o'lchami: 38mm x 20mm x 7.5mm
2. TP4056 USB LiPo batareya zaryadlovchi ma'lumot varaqasi
3. LiPo batareyasining zaryadlanish oqimini 300mA dan pastroqqa cheklash uchun 4,7K qarshilik
4. Arduino Pro Mini
5. Mini Pro dasturlash uchun FTDI USB seriyali moduli
6. LM339 To'rt Differentsial Komparator Integral O'chirish
7. Vero taxtasi - 20x9 teshikli va 34x9 o'lchamdagi 2 ta bo'lak (to'g'ri yo'nalish uchun rasmga qarang)
8. BC548 NPN tranzistorli x 4
9. 2N7000 MOSFET kaliti x 5
10. Piezo Buzzer
11. Haptic Feedback uchun tanga tebranish dvigateli
12. WS2812 RGB LED moduli x 4
13. 1k rezistor x 4
14. 10k rezistor x 4
15. 47 Ohm qarshilik 4
16. 2.2K rezistor x 4
17. 150pf seramika kondansatör x 8
18. 0.18uF Polyester kondansatör x 4
19. 0,3 mm emalli mis simli rulon (odatda og'irligi taxminan 25 g bo'lgan rulonlarda bo'ladi)
20. PCB o'rnatilgan tugmachali kalit
21. Issiq yopishtiruvchi qurol
22. 10 mm matkap uchi
23. Qo'l matkap
24. Yopishqoq qurol yoki yopishqoq lenta 16 ta alohida simni ulash uchun mos keladi
25. 3D printerga kirish

3. Taqqoslagichning ishlashi

Menda LM339 ning ishlashi haqida bir qancha savollar bor edi, shuning uchun men aniqroq tushuntirish beraman deb o'yladim.

LM339 faqat kuchlanish taqqoslagichi sifatida ishlaydi, musbat va manfiy pinlar orasidagi differentsial kuchlanishni taqqoslaydi va kirish differentsial polaritesiga asoslanib past yoki yuqori impedansli (tortishish bilan yuqori mantiq) mantiq chiqaradi.

Ushbu sxemada taqqoslagichning ijobiy kirishi Vcc chizig'iga ulangan va taqqoslagich chiqishiga Vcc uchun tortish qarshiligi qo'llaniladi. Ushbu konfiguratsiyada, amalda, taqqoslagichning chiqish voltaji manfiy kirishda kirish voltaji 3,5 v dan oshguncha yuqori bo'lib qoladi.

Operatsiyani LM339 ma'lumotlar varag'ida tushuntirish mumkin, unda "kirish voltaj diapazoni" 0 V dan Vsup-1.5 V gacha ko'rsatilgan.

IN-IN+ va IN+ ikkalasi ham umumiy rejim oralig'ida bo'lsa, IN-IN+ past va ofset kuchlanishidan past bo'lsa, chiqish yuqori empedansga ega va chiqish tranzistori o'tkazmaydi.

Agar IN - umumiy rejimdan yuqori bo'lsa va IN+ umumiy rejimda bo'lsa, chiqish past bo'ladi va chiqish tranzistorida oqim pasayadi. Ma'lumotlar varag'iga havola va quyida tushuntirish

2 -qadam: Kosonni chop eting

3D bosma quti 5 ta alohida bosma yordamida qilingan. O'lchamlari va 3D fayllarini bu erda Thingiverse -da topish mumkin. Dizayn qurilmani ushlab turishni osonlashtirishga qaratilgan bo'lib, qidiruv bobinlari qidirilayotgan joyga yaqin bo'lishini ta'minlagan.

Ishni ehtiyotkorlik bilan chop eting va ortiqcha plastmassani olib tashlang. Bu qadamni hozir qilish juda muhim, shuning uchun elektron komponentlar oxirgi ulanish va sinovdan oldin korpusga moslashtirilishi mumkin.

Men ixcham va ergonomik jihatdan qulayroq bo'lgan yakuniy dizaynni o'rnatishdan oldin sinab ko'rgan turli xil kassa dizaynlarining rasmini qo'shdim.

3 -qadam: Qidiruv lentalarini yarating va o'rnating

Bosilgan lasan hosil qilgichlarni oling va ularning har biriga 25 marta mis simni o'rab qo'ying. Asosiy qurilmaga ulash uchun yaxshi 20 sm qo'shimcha mis sim qoldiring.

Har bir oldingi uchun doimiy shamol va rulonlarning yo'nalishini ta'minlash uchun shakllantirgichlarda bosilgan teshiklardan foydalaning. Buni qilayotganda, birinchisini teskari aylantiring va asta -sekin birinchisini asosiy blokga yopishtiring.

Taqdim etilganidek, fotosurat yig'ilishini bajaring, natijada barcha simlar izchil yo'naltirilgan va yuqori korpusdagi asosiy karta blokiga ulanish uchun etarlicha uzun bo'lgan 8 ta lasan to'plamiga o'rnatiladi.

Har bir rulonni kuzatib borish uchun har bir lasan uchun teshiklari bo'lgan ikkita simli qo'llanma blokidan foydalaning.

Men ichki lasanlarning simlarini yuqori qismga va tashqi rulonlarni sim blokining pastki qismiga joylashtirdim, shunda men har bir rulonni kuzatib turishim mumkin, bu esa asosiy kartaga ulanishni osonlashtiradi.

4 -qadam: O'chirish sxemasini yarating

Qurilma mustaqil ravishda qurilishi mumkin bo'lgan to'rtta asosiy sxemaga ega - haydovchi paneli, asosiy karta, LED yig'ilishi va qayta zaryadlanuvchi quvvat manbai. Ushbu bosqichda biz haydovchilar paneli va asosiy kartani quramiz.

1. Haydovchilar paneli

22x11 teshiklari bo'ylab Vero taxtasini kesib olish uchun qo'l pichog'idan foydalaning, natijada rasmga muvofiq yo'naltirilgan 20x9 teshikli Vero taxtasi bo'ladi. Taxtaning ikkala tomonidagi teshiklarni bir necha marta urish yaxshidir, keyin ortiqcha taxtani muloyimlik bilan uzib tashlang. Kengash korpus tagida joylashganligini tekshiring, uning har ikki tomonida ham bo'sh joy etarli.

Fotosuratlar va qo'l bilan 10 mm matkap yordamida Vero taxtasining pastki qismidagi chiziqlarni ehtiyotkorlik bilan sindiring. Elektron kartani yig'ish uchun sxemaga va komponentlarning fotosuratlar sxemasiga rioya qiling, qisqa yo'llar yo'qligiga ishonch hosil qiling.

Keyinchalik tekshirish uchun bu taxtani chetga surib qo'ying.

2. Bosh kengash

36x11 teshiklari bo'ylab Vero taxtasini kesib olish uchun qo'l pichog'ini ishlating, natijada rasmga muvofiq yo'naltirilgan 34x9 teshikli Vero taxtasi bo'ladi. Taxtaning ikkala tomonidagi teshiklarni bir necha marta urish yaxshidir, keyin ortiqcha taxtani muloyimlik bilan uzib tashlang. Kengash korpus tagida joylashganligini tekshiring, uning har ikki tomonida ham bo'sh joy etarli.

Fotosuratlar va qo'l bilan 10 mm matkap yordamida Vero taxtasining pastki qismidagi chiziqlarni ehtiyotkorlik bilan sindiring.

Arduino va LM339 IC va boshqa komponentlarning sxemasi va fotosuratlar sxemasiga rioya qilib, elektron platani yig'ing, ehtiyot bo'lmang.

Keyinchalik tekshirish uchun bu taxtani chetga surib qo'ying.

5 -qadam: LED ko'rsatkichlarini qo'shing

Men o'rnatilgan ICga ega bo'lgan WS2182 LED-laridan foydalandim, bu ularni uchta alohida sim yordamida Arduino tomonidan hal qilish imkonini beradi, lekin LEDga buyruq yuborish orqali ranglar va yorqinlik ranglarining keng doirasini yaratish mumkin. Bu test bo'limida joylashgan Arduino IDE -ga yuklangan maxsus kutubxona orqali amalga oshiriladi.

1. LEDlarni rulonli korpus qopqog'iga o'rnatish

Ehtiyotkorlik bilan to'rtta LEDni joylashtiring, shunda ular VCC va GND ulanishlari bir -biriga to'g'ri kelishi va teshiklar markazida o'tirishi uchun to'g'ri yo'naltirilgan.

LEDlarni o'z joyiga mahkamlash uchun issiq yopishtirgichdan foydalaning.

2. LEDlarni ulash

LEDlarning kontaktlari bo'ylab 25 sm uzunlikdagi bitta yadroli simni ehtiyotkorlik bilan ajratib oling va joylashtiring.

Ularni lehimlang va markaziy ma'lumot simini rasmga muvofiq IN va OUT kontaktlari bilan bog'langanligiga ishonch hosil qiling.

3. Vaziyatni moslashtirishni tekshirish

Koson qopqog'i rulonli korpus bilan bir xilda joylashishini tekshiring, so'ngra simlarni qopqog'ining tagida ushlab turish uchun issiq yopishtirgichdan foydalaning.

Buni keyinroq sinov uchun bir chetga surib qo'ying.

6 -qadam: uskunani yig'ish va sinovdan o'tkazish

1. Yig'ilishga tayyorgarlik

Yig'ishdan oldin, biz muammolarni hal qilishni osonlashtirish uchun har bir taxtani bosqichma -bosqich sinovdan o'tkazamiz.

Arduino Pro Mini kompyuterga dasturlash uchun USB seriyali platasini talab qiladi. Bu taxtaning kattaligi kichikroq bo'lishiga imkon beradi, chunki unda ketma -ket interfeys yo'q. Ushbu taxtalarni dasturlash uchun siz qismlar ro'yxatida ko'rsatilgandek, uni sotib olishga sarmoya kiritishingiz kerak bo'ladi.

Arduino kodini yuklamasdan oldin siz "FastLED.h" kutubxonasini WS2182 LEDlarini boshqarish uchun kutubxona sifatida qo'shishingiz kerak bo'ladi. Agar muammolar mavjud bo'lsa, muammolarni bartaraf etish uchun bir qator osiloskop izlari berilgan.

Bundan tashqari, har bir kanalning impuls kengligi chiqishi va chegaraviy qiymatini ko'rsatuvchi Grafik Plot funksiyasi yordamida IDE ketma -ket ma'lumotlar chiqishi skrinshoti mavjud. Bu test paytida foydalidir, chunki har bir kanal bir xil sezuvchanlik darajasida ishlayaptimi, ko'rasiz.

Men kodning ikkita nusxasini qo'shdim. Nosozliklarni bartaraf etish maqsadida test sinovlari ketma -ketligi mavjud.

DIQQAT: LiPo batareya blokini oxirgi bosqichgacha ulamang, chunki yig'ilish paytida tasodifan uzilib qolsa, qurilma qizib ketishi yoki hatto yonib ketishi mumkin.

2. Asosiy kartani sinab ko'ring

Asosiy kartani biror narsaga ulashdan oldin, Arduino Serial kabelini ulash va kod yuklanganligini tekshirish maqsadga muvofiqdir.

Bu sizning Arduino jismonan to'g'ri ulanganligini va IDE va kutubxonalar yuklanganligini tekshiradi. Kodni IDE orqali yuklang, u hech qanday xatosiz va hech qanday tarkibiy qismlardan tutun chiqmasligi kerak !!

3. Haydovchi platasini ulang

Drayv kartasini asosiy kartaga ulash uchun elektron sxemaga rioya qiling va korpusga mos keladigan moslamalarni qo'yish uchun jihozni jismonan joylashtiring. Bu sinov va xato holati va qat'iyat talab qiladi.

Kodni IDE orqali yuklang, u hech qanday xatosiz va hech qanday komponentdan tutun chiqmasligi kerak !!

4. Bobinlarni ulang Bobinlarni asosiy kartaga ulash uchun sxemaga rioya qiling va moslamalarning mos kelishini ta'minlash uchun jihozni korpusga jismonan joylashtiring. O'chirish diagrammasiga muvofiq, rulonlarning haydovchi platasi va asosiy karta kirishiga mos kelishiga ishonch hosil qiling.

Sinov kodi yuklanganda ketma -ket port qabul qilish bobinidagi puls kengligini 5000-7000 uS oralig'ida ko'rsatadi. Buni IDE Graph Plotter yordamida ham ko'rish mumkin.

Bu sizga har bir kanaldagi muammolarni bartaraf etishga, shuningdek, qidiruv lasanining yonida tanga harakatlanishining ta'sirini ko'rishga imkon beradi, bu esa nishon qidiruv bobiniga yaqinlashganda puls kengligini kamaytiradi.

Agar sizda osiloskop bo'lsa, muammolarni aniqlash uchun siz davrning turli bosqichlarida to'lqin shakllarini tekshirishingiz mumkin.

Barcha kanallar kutilgan holatda bajarilgandan so'ng, korpus to'g'ri yig'ilib yopiladi.

5. LEDlarni ulang

Sariq LEDlarning uchta simini ehtiyotkorlik bilan oling va ularni asosiy kartaga ulang. Kodni yuklang va LEDlarning to'g'ri ishlashini tekshiring. Qopqoqni mahkamlash uchun elimdan foydalaning.

7 -qadam: qayta zaryadlanuvchi batareyani ulash

ESLATMA:

1. LiPo Batareya blokini oxirgi qadamigacha ulamang, chunki yig'ilish paytida tasodifan uzilib qolishi qurilmaning haddan tashqari qizib ketishiga yoki hatto yonib ketishiga olib kelishi mumkin.

2. Batareya va zaryadlovchini ishlatayotganda, batareyaning ulanishini uzib qo'ymaslik uchun ehtiyot bo'ling.

3. LiPo akkumulyatorlari boshqa zaryadlanuvchi qurilmalardan farq qiladi va ortiqcha zaryadlash xavfli bo'lishi mumkin, shuning uchun zaryad davrini to'g'ri sozlang.

4. Quvvat tugmasi bosilganda Arduino Serial Kabelini qurilmaga ulamang, aks holda batareya shikastlanishi mumkin.

1. Zaryadlovchi oqimining chegarasini o'zgartiring

Pocket Metal Locator LiPo batareyasini ishlatadi, uni Micro USB telefon zaryadlovchi yordamida zaryadlash mumkin. TP4056 USB LiPo Batt zaryadlovchi platasi zaryad oqimini 300 mA gacha cheklash uchun birinchi navbatda 4.7K qarshilik bilan o'zgartirilgan. Buni qanday amalga oshirish mumkinligi haqida ko'rsatmani bu erda topishingiz mumkin.

Buning uchun rasmda ko'rsatilgandek, sirtga o'rnatilgan rezistorni olib tashlash va rezistor bilan almashtirish talab qilinadi. O'z o'rnida rezistorning rejadan tashqari harakatini issiq yopishtiruvchi qurol bilan himoya qiling.

Asosiy kartaga ulanishdan oldin, uyali telefon zaryadlovchisini Micro USB portiga ulab, zaryadlovchining to'g'ri ishlashini tekshiring. To'g'ri ishlayotganda qizil zaryad chiroqchasi yonishi kerak.

2. Quvvat tugmachasini bosing

Tugma to'g'ri joylashtirilganligiga ishonch hosil qiling, shunda u qopqoqning o'rtasidan chiqib ketadi va tugmani joyiga lehimlang. Bosim tugmachasi va zaryadlovchining chiqishi va Arduino -dagi VCC chizig'i orasidagi simlarni sxemaga muvofiq o'rnating.

To'g'ri o'rnatilganida, tugmachani bosish qurilmani ishga tushiradi.

Batareyani issiq elim yordamida mahkamlang va Micro USB rozetkasi qopqog'idagi teshikka to'g'ri o'rnatilganligiga ishonch hosil qiling, shunda uni zaryadlash mumkin bo'ladi.

8 -qadam: Yakuniy sinov va ishlash

1. Jismoniy yig'ilish

Oxirgi qadam - simlarni ehtiyotkorlik bilan qayta joylashtirish, shunda korpus to'g'ri yopiladi. Anakartni qopqoqqa mahkamlash uchun issiq elimdan foydalaning va keyin qopqog'ini joyiga mahkamlang.

2. Qurilmaning ishlashi

Qurilma quvvat tugmasini bosib ushlab turgandan keyin kalibrlash orqali ishlaydi. Jihoz ishlatishga tayyor bo'lganda, barcha LEDlar yonadi. Qidiruv paytida tugmani bosib turing. LEDlar maqsadli ob'ektning kuchiga qarab ko'k-yashil, qizil, binafsha ranglardan o'zgaradi. Haptik teskari aloqa LEDlar binafsha rangga aylanganda sodir bo'ladi.

Siz amaliy dasturlar uchun borishga va foydalanishga tayyor emassiz !!