Measurino: a mérőkerék bizonyítéka: 9 lépés

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

A Measurino egyszerűen megszámolja a kerék forgásainak számát, és a megtett távolság egyenesen arányos a kerék sugarával. Ez a kilométer -számláló alapelve, és elsősorban azért kezdtem el ezt a projektet, hogy tanulmányozzam, hogyan tartsam az áramkört (egy Arduino mikrokontroller kezeli), kompatibilisnek több távolságtartománnyal, millimétertől kilométerig, és értékeljem a lehetséges problémákat vagy fejlesztéseket.

1. lépés: Alkatrészek és alkatrészek

• Arduino Nano rev.3
• 128 × 64 OLED diplay (SSD1306)
• Inkrementális fotoelektromos forgó kódoló (400P/R)
• Gumi kerék repülőgép -modellekhez (átmérő 51 mm)
• 2 nyomógomb
• 9V -os akkumulátor

2. lépés: A kódoló

Ehhez a projekthez több olcsó forgó jeladót teszteltem, de pontosság/érzékenységi problémák miatt azonnal elvetettem őket. Elmentem tehát a DFRobot inkrementális fotoelektromos forgó kódolójához - 400P/R cikkszám: SEN0230. Ez egy ipari növekményes fotoelektromos forgó jeladó alumínium anyaggal, fém héjjal és rozsdamentes acél tengelykel. AB kétfázisú, ortogonális impulzusjelet generál a rácskorong és az optocsatoló forgása révén. 400 impulzus/forduló minden egyes fázishoz, és 1600 impulzus/forduló a kétfázisú négyszeres kimenethez. Ez a forgó kódoló max. 5000 r/min sebességet támogat. És használható sebesség, szög, szögsebesség és egyéb adatok mérésére.

A fotoelektromos forgó kódoló NPN nyitott kollektor kimenettel rendelkezik, ezért felhúzó ellenállásokat kell használnia, vagy engedélyeznie kell a belső Arduino felhúzását. 750L05 feszültségszabályozó chipet használ, amely DC4.8V-24V széles tartományú bemenettel rendelkezik.

3. lépés: Érzékenység

Ez az optoelektromos forgó kódoló valóban nagy érzékenységgel rendelkezik, ami tökéletesen alkalmas tengelyvezérlő és pozicionáló alkalmazásokhoz. De a célom szempontjából túlságosan ésszerű volt. Az 51 mm -es kerékkel ez a kódoló 0,4 mm -es érzékenységgel rendelkezik, ami azt jelenti, hogy ha a keze minimális remegéssel rendelkezik, akkor rögzítésre kerül. Így csökkentettem az érzékenységet úgy, hogy hiszterézist adtam hozzá a megszakítási rutinhoz:

üres megszakítás ()

{char i; i = digitalRead (B_PHASE); ha (i == 1) szám += 1; egyébként számolj -= 1; if (abs (szám)> = hiszterézis) {flag_A = flag_A+count; szám = 0; }}

Ez a trükk elég volt ahhoz, hogy jó stabilitást biztosítson az intézkedésnek.

4. lépés: Mérés

Válassza ki a mértékegységét (decimális vagy birodalmi), majd helyezze a kereket az érintkezési pontjával a mérés kezdetére, nyomja meg a Reset gombot, és tartsa forgatva a végéig. Balról jobbra a mérték növekszik és összeadódik, jobbról balra csökken és kivon. Mérhet görbe tárgyakat is (autója alakja, csigalépcső korlátja, karjának hossza a válltól a csuklóig hajlított könyökkel stb.).

A D átmérőjű kerék teljes elforgatása D*π hosszúságot mér. Az én esetemben egy 51 mm -es kerékkel ez 16,02 cm, és minden kullancs 0,4 mm (lásd az Érzékenység bekezdést).

5. lépés: Összeszerelés

A PoC egy kenyérsütő táblán készült az áramkör bemutatására. Minden alkatrész csatlakoztatva van a táblához, és a forgó jeladó egy 2x2 pólusú csavaros sorkapocshoz van csatlakoztatva. Az akkumulátor egy 9 V -os szabványos elem, és az áramkör teljes energiafogyasztása körülbelül 60 mA.

6. lépés: Kód

A kijelzőhöz az U8g2lib -et használtam, amely nagyon rugalmas és erőteljes az ilyen OLED -kijelzőkhöz, lehetővé téve a betűtípusok széles választékát és a jó pozicionálási funkciókat. Nem vesztegettem túl sok időt a kijelző információkkal való feltöltésében, mivel ez csak egy Poc volt.

A kódoló leolvasásához megszakításokat használok, amelyeket a két fázis valamelyike generál: minden alkalommal, amikor a kódoló tengely mozog, megszakítást generál az Arduino számára, amely az impulzus felemelkedéséhez kötődik.

attachInterrupt (digitalPinToInterrupt (A_PHASE), megszakítás, RISING);

A kijelző automatikusan átkapcsol milliméterről, méterről, kilométerre és (ha a nyomógombból van kiválasztva) hüvelykről, yardról, mérföldre, miközben az RST nyomógomb nullára állítja az értéket.

7. lépés: Sémák

8. lépés: A PoC -tól a gyártásig

Miért ez a koncepció bizonyítéka? Sok fejlesztés miatt, amelyeket a teljes működőképességű berendezés építése előtt meg lehetne/kellene tenni. Nézzük meg az összes lehetséges fejlesztést a részletekben:

• Kerék. A Measurino érzékenysége/pontossága a keréktől függ. Egy kisebb kerék jobb pontosságot adhat a kis hosszúságok mérésében (millimétertől centiméterig). Egy sokkal nagyobb kerék hosszabbító gémmel lehetővé teszi az úton járást és a kilométerek mérését. Kis kerekeknél figyelembe kell venni az anyagot: a teljes gumi kerék kissé deformálódhat, és befolyásolhatja a pontosságot, ezért ebben az esetben egy alumínium/acél kereket javaslok, csak egy vékony szalaggal, hogy elkerülje a csúszást. Egy triviális szoftverszerkesztéssel (válassza ki a megfelelő kerékátmérőt egy kapcsolóval), megfontolhatja a felcserélhető kerekeket, hogy bármilyen mértékhez alkalmazkodni tudjon, 4 tűs csatlakozó (például: USB-port) használatával.
• Szoftver. Egy másik nyomógomb hozzáadásával a szoftver gondoskodhat a téglalapok vagy a szögek amplitúdójának méréséről is. Azt is javaslom, hogy adjon hozzá egy "Hold" nyomógombot a mérés lefagyasztásához a végén, elkerülve a kerék véletlen mozgatását, mielőtt leolvasná az értéket a kijelzőn.
• Cserélje ki a kereket orsóra. Rövid ideig (néhány méteren belül) a kereket ki lehet cserélni egy rugós orsóra, amely cérnát vagy szalagot tartalmaz. Ily módon csak meg kell húznia a menetet (el kell forgatnia a jeladó tengelyt), meg kell mérnie, és figyelnie kell a kijelzőn.
• Az akkumulátor állapotának kijelzése. A 3.3 V -os Arduino referenciacsap (1%-on belül pontos) használható az ADC konverter alapjául. Tehát, ha analóg-digitális átalakítást végzünk a 3,3 V-os tűn (az A1-hez csatlakoztatva), majd összehasonlítjuk ezt az értéket az érzékelő leolvasásával, akkor a valósághű leolvasást extrapolálhatjuk, függetlenül attól, hogy mi a VIN (amíg 3,4V felett van). Működő példát találhat ebben a másik projektemben.

9. lépés: Képgaléria