Bluetooth vezeték nélküli interfész a Mitutoyo féknyergekhez és mutatókhoz: 8 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:42

A világon ma több millió Mitutoyo Digimatic féknyereg, mikrométer, kijelző és egyéb eszköz található. Sok hozzám hasonló ember használja ezeket az eszközöket, hogy adatokat gyűjtsön közvetlenül a számítógépre. Ez kiküszöböli azt, hogy néha több száz értéket kell bejelentkeznie és beírnia, de néhány problémát is okoz azzal kapcsolatban, hogy laptopja van az üzletben, ahol a laptopok leeshetnek vagy más módon megsérülhetnek. Ez különösen igaz, ha a méréseket nagy alkatrészeken végzik, vagy olyan helyzetekben, amikor a szabványos Mitutoyo adatkábel nem elég hosszú.

Néhány évvel ezelőtt építettem egy hasonló eszközt a HC-05 Bluetooth modulok és néhány Arduino mikrokontroller tábla alapján, amelyek lehetővé teszik számomra, hogy biztonságosan egy asztalon hagyhassam a laptopot, és akár 50 lábnyi sétát végezhessek. Ez a készülék kiválóan működött, de több probléma is volt. Nem volt jelzés arra vonatkozóan, hogy a távadó akkumulátora mikor volt teljesen feltöltve, a bluetooth kapcsolat állapota és a sikeres adatátvitel sem. Ez is nagy és nehézkes volt, és szó szerint tudományos projektnek tűnt! Még ezekkel a korlátokkal is, a boltban lévő többi srác inkább a Mitutoyo USB adatkábellel használta.

Ez a projekt leküzdi a régi eszköz korlátait, további funkciókat ad hozzá, és valamivel professzionálisabb, kevesebb mint 100 dollárért.

1. lépés: Hogyan működik:

Az interfész két részből áll, egy adóból és egy vevőből. Csatlakoztassa az adót a mérőeszközhöz a hozzá rögzített adatkábellel, és csatlakoztassa a vevőt a számítógéphez egy mikro USB -adatkábel segítségével.

A távadón a kapcsolót a kábel vége felé csúsztatva bekapcsol. A vevő végén a kék LED kezdetben villog, jelezve, hogy nincs kapcsolat, a kapcsolat létrejötte után a LED abbahagyja a villogást és folyamatosan világít. Az adó és a vevő csatlakoztatva van.

Az adó (a képen látható alsó eszköz) csatlakozik a mérőműszerhez, és minden alkalommal leolvassa a nyers Mitutoyo adatfolyamot, amikor az "adat" gombot megnyomja. Ezután formázza az adatokat az adatfolyam adatai, például tizedespont, jel és mértékegységek felhasználásával. Ezután ezekből az adatokból ASCII karakterláncot készít, és elküldi azt az adó HM-10 Bluetooth modulján keresztül a vevőoldali HM-10-nek.

A vevőkészüléken (a képen látható legfelső eszközön) a HM-10 elküldi az átviteli HM-10-ből küldött ASCII karaktereket, amelyek tartalmazzák a mérést, az Arduino Pro Micro-ra, majd az USB-kábelen keresztül elküldi őket a számítógépre. Ehhez billentyűzetet emulál, így az adatokat a nyílt alkalmazásba, az én esetemben az Excel -be fecskendezik. Az adatokat olyan karakterek követik, amelyek miatt a kurzor a következő sorra esik. Szép dolog ebben az, hogy ezt megváltoztathatja úgy, hogy azt tegye, amit szeretne, ha adatokat kell bevinni az egyéni szoftverbe. A vevő ezután kérést küld az adó HM-10-nek, hogy villogjon a LED kék oldalán, jelezve a kezelőnek, hogy az adatok sikeresen érkeztek. A vevőmodul továbbá eltávolítja a karaktereket a HM-10 távirányítójához tartozó bejövő adatfolyamból a vevőkészüléken.

Az adó töltése mikro -USB töltéssel vagy kábellel történik, amely az adó USB -aljzatába van csatlakoztatva, a vevő LED -je pirosan világít töltés közben, és kikapcsol, ha a töltés befejeződött.

A későbbiekben más, a feldolgozással kapcsolatos funkciókra is kiterjed, amelyekkel biztosítható, hogy minden érték metrikus vagy standard mértékegységben legyen, vagy figyelmeztessen, ha véletlenül megnyomta a +/- gombot, így minden mérés negatív lett. Akár ellenőrizheti a távadó akkumulátorának feszültségét is.

2. lépés: Előkészítés:

Az ebben az utasításban említett anyagokon kívül néhány további elem is van a HM-10 Bluetooth modulok és mikrovezérlők konfigurálásához és programozásához. Szüksége lesz egy USB -TTL UART soros adapterre a Bluetooth -modulok konfigurálásához, egy Arduino -ra, amely az ATTiny85 mikrokontroller (vagy hasonló programozó, amely képes együttműködni az Arduino IDE -vel) programozójaként, és természetesen áthidaló vezetékekkel a konfiguráláshoz és programozás. Az ATTiny85 ebben az utasításban egy Arduino Nano klón és egy 10 uf elektrolit kondenzátor használatával lett programozva, amely az RST és a GND csapok közé van csatlakoztatva. Más hardver működni fog, ha megvan, de előfordulhat, hogy meg kell vizsgálnia az ehhez szükséges eljárások változásait. Ez az útmutató azt feltételezi, hogy ismeri az Arduino IDE -t, és némileg kényelmesen használja, különben Google -ra és némi türelemre van szükség.

A Bluetooth-modulok konfigurálása előtt célszerű elolvasni Martyn Currey BLE-oktatóanyagát a https://www.martyncurrey.com/hm-10-bluetooth-4ble-modules/ címen. Ez a cikk információkat tartalmaz arról, hogyan lehet elmondani az igazi a hamisítványokból állítsa be a párosítást, a szerepeket, az üzemmódokat és a firmware-frissítési információkat az ebben az utasításban használt HM-10 modulokhoz.

Óvakodjon a hamis HM-10-ektől a piacon. Az ebben az utasításban található BOM -ban található link valódi (vagy legalábbis olyan, amelyen valódi firmware van, amikor tavaly ősszel megvettem). A hamisítványok beszerzése nem jelent megszakítást, de ha hamisítványokat szerez, akkor még néhány lépést kell tennie, hogy szükség szerint működjenek az Instructable számára, mivel rendelkezniük kell a valódi firmware -rel, mielőtt megfelelően konfigurálhatóak lennének. Ha mégis hamisítványt kap, a valódi firmware-t rávillanhatja az alábbi oktatóanyag használatával modulok (hamisítványok). Az Instructable fotói hamis modulokat mutatnak, amelyeket a felület létrehozása közben HM-10 firmware-rel kellett megvillantanom (ez a harmadik, amit építettem). Az igazi páronként körülbelül 6 dollár, a hamis pedig páronként 3 dollár, ami megéri a plusz 3 dollárt, hogy megszerezze az igazit. Határozottan javaslom, hogy valódi HM-10 modulokat vásároljon!

Az ebben az utasításban használt Sparkfun Arduino Pro Micro és ATTiny85 mikrovezérlőhöz néhány olyan definícióra van szükség, amelyek alapértelmezés szerint nem szerepelnek az Arduino IDE -ben.

Ezekhez a részekhez támogatást adhat az Arduino IDE -hez, ha hozzáadja a következő linkeket a táblák kezelőjéhez.

Az ATTiny85 esetében:

raw.githubusercontent.com/damellis/attiny/ide-1.6.x-boards-manager/package_damellis_attiny_index.json

A Sparkfun Arduino Pro Micro esetében:

raw.githubusercontent.com/sparkfun/Arduino_Boards/master/IDE_Board_Manager/package_sparkfun_index.json

Válassza el ezt a két bejegyzést vesszővel, amint az a képen látható.

Szüksége lesz egy speciális kis lábnyomú soros könyvtárra is az adómodulhoz:

SendOnlySoftwareSerial:

3. lépés: A TESTÜLET

Az ehhez az utasításhoz tervezett táblát a JLCPCB -ből vagy más webhelyről, például a Seedstudio ect -ről lehet megrendelni, ha az ehhez az utasításhoz csatolt gerber fájlokat használja. Az easyeda.com segítségével terveztem. Itt egy link az easyeda táblájához. https://easyeda.com/MrFixIt87/mitutoyo-bluematic-spc-smt-mcp73831 Ha kellő érdeklődés mutatkozik, lehet, hogy néhány PCB-t gyártok, és olcsón eladom az ebay-en.

Ezt a táblát két különálló lapra kell vágni (az egyik az adó és a másik a vevő számára). A vágások követik a fehér körvonalakat a NYÁK közepén a fenti képen és az adó tábla egyik sarkában. Ezek a vágások a fenti NYÁK -képen látható piros vonalakat követik. Legyen óvatos a táblák vágásakor, különösen a tábla sarkának bevágásaiban. Ezek a vágások nagyon közel kerülnek a táblán lévő nyomokhoz. Itt jól jön egy sor finom fájl.

A legtöbb alkatrész megrendelhető a Digi-Key-től vagy a Mouser-től stb. Néhány termék, amelyet az eBay -en, az Amazon -on vagy az AliExpress -en vásároltam. Szükség szerint az oldalakon található elemekre mutató linkeket mellékeltem a BOM -ban.

A BOM.pdf fájl a legkönnyebben olvasható, az URL -ek pedig kattintható linkek.

4. lépés: HM-10 modul konfigurálása, Arduino Pro mikro programozás

Jó ötlet a HM-10 modulok beszerzése bármi más előtt, és győződjön meg arról, hogy megfelelően konfigurálta és párként működik, mivel sok hamis van a piacon, és néhány további lépést igényel az igazi telepítése. firmware a hamisítványokon. Csak a valódi HM-10 firmware teszi lehetővé a vevő számára, hogy távolról felvillanjon a jeladó LED-je az "adat" gomb megnyomásakor. Ne frissítse a firmware -t a V6.05 verziónál tovább.

Martyn Currey bemutatója nagyon hasznos ehhez. Ha követed, nem lesz gond. Ügyeljen arra is, hogy ehhez a lépéshez olyan csupasz, kasztellált modulokat szerezzen be, mint a jobb oldali képen. Forrasztja őket a NYÁK -ra, ha szükséges, hogy elősegítse az ideiglenes vezetékek csatlakoztatását a konfiguráláshoz. Ne forrasztjon más alkatrészeket egyik NYÁK -ra sem, amíg nincs pár működő BLE modul. Csak az 1, 2, 12-15, 21-25 csapokat kell forrasztani.

A Tx NYÁK-on a HM-10 a következő konfigurációt igényli:

Párosítás: párosítson más HM-10 készülékkel (használjon soros monitort, hogy ellenőrizze a modulok közötti adatáramlást, ha csatlakoztatva van)

Szerep: perifériás

Mód: 2

Az Rx NYÁK-on a HM-10 a következő konfigurációt igényli:

Párosítás: Párosítani kell a fenti HM-10 perifériával

Szerep: központi

Mód: (nincs, csak a perifériának van módja)

Programozza be az Arduino pro micro -t a fenti Mitutoyo_Keyboard… nevű vázlattal. Győződjön meg arról, hogy az Arduino Pro mikro 3,3 V -os 8 MHz -es verzióját választja az Arduino IDE fórumkezelőjében, amikor feltölt a táblára. Győződjön meg arról is, hogy az összes hivatkozott könyvtár telepítve van. A pro micro (piros) Sparkfun verzióját használtam, de az ebay -en elérhetőek klónok, amelyek szintén működni fognak, csak győződjön meg róla, hogy 3,3 V -os 8 MHz -es lapot kap az Atmel 32U4 mikrokontrollerrel és NEM ATMega328P -vel. Szerezzen be egy kéket is, amely úgy néz ki, mint a piros Sparkfun ebben az utasításban, és nem fekete, a fekete túl széles ahhoz, hogy illeszkedjen a NYÁK lyukmintájához).

5. lépés: Az alkatrészek összeszerelése, a NYÁK -ok beépítése a burkolatokba

A Tx PCB forrasztásához a többi komponenst rá kell forrasztani a NYÁK -ra. Érdemes először forrasztani az USB -csatlakozót a BLE Tx kártyán a többi alkatrész előtt. Jó ötlet lehet az ICSP fejlécet utoljára a BLE Tx táblára forrasztani. Figyelje meg, hogy a kétszínű LED vezetékei "össze vannak hajtogatva", eredetileg az volt az elképzelés, hogy ez áthaladjon a ház oldalán, de később úgy döntöttem, hogy áttetsző burkolatot használok, hogy a LED-et ne kelljen csavarni bár lyukat szerelés közben. Szép hatást is ad, ha a LED kék oldala villog a mérés továbbítása után. A kétszínű LED esetében a legrövidebb vezeték kék, a középpont közös anód.

Ekkor mérje meg a kapcsoló, az USB -csatlakozó helyét, és fúrjon lyukakat a házba ezekhez az elemekhez. Azt tapasztaltam, hogy a legjobb, ha az adatkábelt a doboz bal oldaláról (a képen látható módon) (0,25 hüvelykes lyuk a szekrény szélességének és magasságának közepén) vezeti ki. Óvatosan tesztelje be a NYÁK -ot, és állítsa be a méretét lyukakig, amíg a kapcsoló szabadon mozog, és az USB -csatlakozó beilleszkedik a nyílásba. Szereljen be 2 #2 csavart, hogy a PCB -t a helyén tartsa (ha azonban szorosan illeszkedik, a PCB -t mindenképpen rögzíteni fogja, és valóban nem lesz szüksége csavarokra).

Az Rx PCB forrasztásakor az Arduino pro micro -t a NYÁK -ra kell forgatni a két 7 tűs fejléc segítségével. Állítsa be az Rx NYÁK -ház USB -csatlakozójának nyílását, hogy a NYÁK szilárdan a ház belsejéhez illeszkedjen. A szerelvény képén vegye figyelembe, hogy a LED távolodik a táblától. Ennek célja, hogy határozottan megtalálja a NYÁK -ot a dobozon belül, és valójában nagyon jól működik a kisebb átmérővel. Óvatosan állítsa be a LED vezeték hosszát úgy, hogy az összeszerelés után szorosan illeszkedjen. A NYÁK piros és kék jelzéssel van ellátva, a LED rövidebb vezetéke a kék vezeték, a középpont közös anód. Csatlakoztassa a fedelet az Rx házhoz, kész.

6. lépés: Programozza be az ATTiny85, forrasztót az adatkábel csatlakozásaiba, csatlakoztassa az akkumulátort

Itt az ideje programozni az ATTiny85 -öt. Egy Arduino Nano klónt használtam, amely az Arduino ISP példavázlatát futtatta. A Nano programozásához 10uf elektrolit kondenzátorra van szükség, amelyet a GND és az RST közé kell telepíteni (- lead to GND). A tűcsatlakozás részletei az Arduino ISP vázlatában találhatók. Ebben a projektben a nyomtatott áramköri lap ICSP fejlécén a pin nevek sablonosak, így a kapcsolatoknak egyenesen kell haladniuk.

Győződjön meg arról, hogy az ATTiny85, 8 kB vaku és a belső 8 MHz -es óra beállításai vannak kiválasztva a táblakezelőben, amikor az ATTiny85 -höz tölt fel, amint az a képen látható.

Ha ez megtörtént, szerelje be a nagy átmérőt. Vágja el az adatkábelt körülbelül 8 "-10" távolságra a műszer végétől, és távolítsa el a külső burkolatot, feltárva néhány hüvelyknyi belső vezetéket. Hagyja az árnyékoló szálakat körülbelül 1/2 -es távolságra a csíkos burkolatról az ábrán látható módon. Az adatkábel árnyékolását a kapcsolóhoz forrasztottam, hogy erősebb legyen a kihúzás ellen, bár a NYÁK -ban is van egy nagy lyuk. Ha ezt az utat akarja járni: Forrasztja az egyes vezetékeket a NYÁK-ra az ábrán látható módon, az adatvezetékek színei selyemszitán vannak a NYÁK-on a megfelelő lyukakon.

Csatlakoztassa az akkumulátort az ábrán látható módon, ügyeljen a polaritásra, mivel megfordítva rövid időn belül felégeti a LiPo töltő/kezelő chipet a NYÁK -on (ne kérdezze, honnan tudom …)

7. lépés: A speciális funkciók tesztelése, használata, menüje

Most szerelje fel a fedelet. Végeztél!

Mind a 4 egység, amit eddig építettem, tépőzárral rögzíti az adót a műszerhez, a vevőt pedig a laptop fedelének tetejéhez. A gyakorlatban ez nagyon jól működik. Szerelje fel a tépőzáras homályos (hurok) oldalt a laptop fedelének tetejére, a durva (kampós) oldalát a vevő tokjára. Szerelje fel a homályos (hurok) oldalt a távadó házára, a durva (horgos) oldalt pedig a féknyereg vagy a mutató hátuljára. Ha így teszi, lehetővé teszi, hogy az adót és a vevőt együtt tárolja, amikor nem használja, és a puha, homályos oldala is van a laptop fedelének.

Tesztelje az akkumulátor töltését mikro -USB -kábel csatlakoztatásával a Tx modul USB -csatlakozójához, ha az akkumulátor nincs teljesen feltöltve, a LED pirosan világít. Néha a LiPo annyira közel van a teljesen feltöltött állapothoz, hogy a töltő IC nem tölti fel, ezért ne aggódjon, ha a LED kezdetben nem világít.

Most csatlakoztathatja az adatkábelt egy féknyereghez vagy jelzőhöz (bármihez, amely a használt kábel típusát veszi igénybe).

Csatlakoztassa az Rx végét egy mikro USB adatkábelhez (adatkábelnek kell lennie, és nem csak töltőkábelnek), és a számítógép USB portjához. Lehet, hogy telepítenie kell az illesztőprogramot, amely lehetővé teszi, hogy billentyűzetként működjön, de automatikusnak kell lennie. Kapcsolja be a Tx modult a kapcsolóval. Az Rx modul LED -jének néhány másodpercig villognia kell, majd a kapcsolat létrejötte után világítania kell.

Tesztelje a féknyerget a távadómodulhoz csatlakoztató kábel adatgombjának megnyomásával. Látnia kell a mérést a számítógép képernyőjén. Az Arduino Pro Micro HID billentyűzetként működik, és közvetlenül behelyezi a bejövő méréseket, bárhol is van a kurzor a számítógépen.

Az adómodul programozása opciókat tesz lehetővé. Ezt a menüt úgy érheti el, hogy egymás után ötször mér 0 -t. Menü üzemmódban a menüopció kiválasztásához mérjen egy negatív értéket, amely a menüben szereplő opció számával kezdődik, például ha az összes mérést automatikusan metrikusra szeretné konvertálni, mérje meg a negatív értéket 1-gyel az első nem nulla számjegyként. (Például -1.xx mm vagy -0.1 hüvelyk). A normál módba való visszatéréshez ötször mérje meg a 0 értéket, majd mérjen egy negatív értéket, amely 3-mal kezdődik, mint az első nem nulla számjegy). Így van programozva, hogy elkerülje az opciók véletlen konfigurálását. Ha menü módban ismét 0 értéket mér, vagy bármilyen pozitív érték automatikusan törli a menü módot, és visszatér normál módba.

A menüopciók a következők:

1. Az összes mérés automatikus átalakítása metrikus egységgé (ha szükséges)
2. Az összes mérés automatikus átalakítása szabványos egységgé (ha szükséges)
3. Törölje az egységek automatikus átalakítását
4. A negatív mérések elutasítása (figyelmeztető üzenet nyomtatása)
5. Törölje a negatív mérések elutasítását
6. Az adó feszültségének mérése és nyomtatása (nincs dokumentálva a menüben)

A menü módba való belépéskor az aktuális opciók felül nyomtatódnak a hatályos lehetőségek emlékeztetőjeként. Minden opciót az EEPROM tárol, és a készülék kikapcsolása vagy az akkumulátor lemerülése után megmarad. Az általam épített egységek akkumulátorának élettartama körülbelül 45 óra folyamatos használat, az újratöltés pedig körülbelül 3 órát vesz igénybe a teljes lemerülés után.

A nem dokumentált szolgáltatás az, hogy belép a menü módba (0-szor ötször), majd a negatív értéket 6-tal kezdve első nem nulla számjegyként méri, ami azt eredményezi, hogy méri és kinyomtatja az akkumulátor jelenlegi feszültségét a mellékelt videó szerint.

A tapasztalataim az általam épített 3 egységgel kapcsolatban az, hogy a hatótávolság körülbelül 50 láb nyitott üzlet környezetben.

8. lépés: Utolsó gondolatok - Lehetséges módosítások / Új funkciók / Hackability

Bár ezen a ponton tökéletesen használható felületet kaphat, amely a világon több millió eszközzel használható, de korántsem fejeződött be abban az értelemben, hogy semmit sem lehet tenni. Ennek a megközelítésnek az egyik édes tulajdonsága a Mitutoyo U-Wave megvásárlása helyett az, hogy most van egy eszköze, amelyet sokféleképpen testre szabhat.

Ha az eszköz más kábelt használ, használhat más Mitutoyo kábeleket is az adóhoz való csatlakozáshoz, ahelyett, amit ehhez az utasításhoz használtam. A belső vezetékek és jelek színeinek azonosnak kell lenniük minden Mitutoyo kábelnél. Csak ne feledje, hogy a kábelnek adatgombra van szüksége a mérés elindításához, vagy más módszert kellett volna kitalálni a mérés elindításához. Mérési kérelmet küldhet a mérőműszerre, ha röviden csatlakoztatja a zöld/fehér vezetékpárt a földhöz (a kék vezeték a mérőkábelben). Ezt úgy teheti meg, hogy egy kapcsolót vagy 1/8 hüvelykes audiocsatlakozót szerel be az említett vezetékekhez csatlakoztatott távadó dobozába, és egy külső kapcsolót csatlakoztat ezen keresztül. Ha egy jelzőlámpát szerelt be egy szerelvénybe, vagy nem kell hozzáérnie a mérőműszerhez az audio jack megközelítés ideális lenne.

Ha csak soros adatokra van szüksége (RS232 TTL, SPI, I2C stb.), Amelyek a vevőkészülék kódváltozásával érhetők el, és közvetlenül az adatkimenethez használt Pro Micro tűkhöz csatlakozhatnak.

Távirányító: Egy másik érdekes lehetőség az lenne, ha tranzisztor csatlakoztatna a zöld/fehér pár és a kék föld közé a mérőműszerből, a kapu pedig a HM-10 26-os érintkezőhöz csatlakozik. a kimeneti tűt a vevőkészülékhez Arduino Pro Micro pin 7. majd módosítsa a mikrokontroller kódját, hogy keresse meg az egyes infravörös távirányítókból származó parancsokat, majd az AT+PI031 / AT+PI030 távhíváson keresztül aktiválja az adóba telepített tranzisztort. ahogy most villog a kék LED az adón. Ez lehetővé teszi a leolvasások indítását egy távoli helyről, ami bizonyos körülmények között nagyon hasznos lehet. Lehet, hogy tervezek egy másik PCB -t ezzel a funkcióval.

Biztos vagyok benne, hogy sok más funkció is lehetséges, kérjük, tegye meg észrevételeit javaslatokkal, gondolatokkal és ötletekkel.

Most van egy kereskedelmi vezeték nélküli adatkommunikációs eszköz a Mitutoyo -tól, de amikor megnéztem, ennek ára körülbelül 800 dollár volt a rendszer számára. Ennek az eszköznek az elkészítésének összköltsége körülbelül 100 dollár, és ennél kevesebb is lehet, különösen, ha Arduino Pro Micro készüléket használ, vagy Mitutoyo adatkábelt használ, hogy csatlakozzon a mérőműszerhez, mivel ezek a két legköltségesebb elemek BOM. Komolyan kétlem, hogy a Mitutoyo U-Wave feltörhető lenne olyan funkciók hozzáadásához, mint ez.

Remélem tetszett ez az Instructable, ez az első!

Kérjük, hagyjon megjegyzéseket, kérdéseket, visszajelzéseket, ötleteket és javaslatokat! Ha tetszik, kérlek szavazz rá a PCB versenyen! Kösz!!!!

Második hely a NYÁK -versenyen