Håndholdt IR-basert turteller: 9 trinn

2025 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2025-01-23 15:02

Denne instruksjonsbasen er basert på kretsen beskrevet av electro18 i bærbar digital turteller. Jeg trodde det ville være nyttig å ha en håndholdt enhet, og at det ville være et morsomt prosjekt å bygge.

Jeg liker hvordan enheten viste seg - designet kan brukes til alle slags andre måleenheter ved å bytte sensorpul, ledninger og Arduino -kode. Det at det ser ut som en blaster eller en strålepistol fra en vintage SF -film er bare en ekstra bonus!

Turtelleren har en utløser og måler mens utløseren trykkes. En indikatorlampe lyser mens målingen pågår. Enheten kan drives via USB eller et 9V batteri. Enheten slås på hvis USB er tilkoblet. Hvis det brukes et batteri, slås turtelleren på via en strømbryter.

Under målingen viser LCD -en gjeldende turtall på første linje og gjennomsnittlig og maks turtall på den andre linjen. Hvis utløseren ikke trykkes og ingen måling pågår, viser den gjennomsnittlig og maks turtall fra forrige målesesjon.

Hvis IR -fotodioden utløses av omgivende varme, vil "HIGH" vises på LCD -skjermen for å indikere at følsomheten skal skrues ned. Følsomheten styres av et hjul bak LCD -skjermen.

For å bruke turtelleren må du sette noe reflekterende på det snuobjektet du vil måle. Et enkelt lysmalerbånd fungerer fint. Jeg har også brukt en klatt hvit akrylmaling, og jeg har sett folk bruke en skinnende metallplate eller et stykke aluminiumsfolie limt på overflaten. Godt limt til overflaten, siden det du måler vil spinne ganske fort og reflektoren vil bli utsatt for mye sentrifugalkraft. Jeg har fått malerenes tape til å fly av ved 10 000 o / min.

Musikken i videoen er fra Jukedeck - lag din egen på

Trinn 1: Kretsen

Ved "nesen" på turtelleren er en sensorkapsel som inneholder en IR -LED og en IR -detektor. Når detektoren ikke utløses, skal den fungere som en normal diode og passere strømmen fra positiv (lang ledning) til jord (kort ledning). Når detektoren utløses, begynner den å slippe strømmen gjennom i motsatt retning - fra negativ til positiv. Jeg fant imidlertid ut at detektoren min aldri ser ut til å passere strømmen i "normal" retning (positiv til bakken) - kjørelengden din kan variere, avhengig av detektoren du får.

Når vi setter opp kretsen, har vi et alternativ for å la inngangsporten på Arduino være på LOW når det ikke er noe signal, eller være på HIGH når det ikke er noe signal.

Hvis basetilstanden er HØY, bruker Arduino en intern pullup -motstand, mens hvis basistilstanden skal være LAV, må en ekstern pulldown -motstand legges til. Den originale instruerbare brukte LAV basestatus, mens i optisk turteller for CNC har tmbarbour brukt HØY som basistilstand. Selv om dette sparer en motstand, kan vi ved å bruke en eksplisitt nedtrekksmotstand justere følsomheten til enheten. Siden noen strøm lekker gjennom motstanden, jo høyere motstand, jo mer følsom er enheten. For at en enhet skal brukes i en rekke miljøer, er evnen til å justere følsomheten avgjørende. Etter design av electro18s brukte jeg en 18K motstand i serie med to 0-10K potter, så motstanden kan varieres fra 18K til 38K.

IR -LED og IR -diodestrøm drives fra port D2. Port D3 utløses via RISING interrupt når IR -detektoren går. Port D4 er satt til HIGH og jordet når utløseren trykkes. Dette starter målingen og slår også på indikatorlampen som er koblet til port D5.

Gitt den svært begrensede strømmen som kan brukes på alle inngangsporter, kan du drive spenninger for lesing bare fra andre Nano -porter, aldri rett fra batteriet. Vær også oppmerksom på at både IR- og indikatorlysdioder støttes av 220 ohm motstander.

LCD -skjermen jeg brukte har et serielt adapterkort og trenger bare fire tilkoblinger - vcc, ground, SDA og SCL. SDA går til port A4, mens SCL går til port A5.

Trinn 2: Deleliste

Du trenger følgende deler:

• Arduino Nano
• 16x2 LCD -skjerm med seriell adapter, for eksempel LGDehome IIC/I2C/TWI
• 2 220ohm motstander
• en 18K motstand
• to små 0-10K potensiometre
• 5 mm IR LED og IR mottaker diode
• 3 mm LED for måleindikatoren
• 5 30 mm M3 skruer med 5 muttere
• en fjær på 7 mm i diameter for trigger og 9V batterifeste. Jeg fikk min fra ACE, men husker ikke hva lagernummeret var.
• et lite stykke hvis det er tynt metall for forskjellige kontakter (mitt var omtrent 1 mm tykt) og et stort binders
• 28AWG ledning
• et lite stykke 16AWG strandet ledning for utløseren

Før du bygger selve turtelleren, må du bygge potensiometerhjulet for justering av følsomhet, utløsermontering og strømbryter.

Trinn 3: STL -filer

body_left og body_right utgjør turtellerens hoveddel. lcd_housing gjør husbasen som settes inn i turtellerhuset og huset som vil holde selve LCD -skjermen. sensor pod gir monteringspunkter for IR LED og detektor, mens battery_vcover lager skyvedekselet til batterirommet. utløseren og bryteren lager de trykte delene til disse to samlingene.

Jeg har skrevet ut alle disse delene i PLA, men nesten alt materiale vil sannsynligvis fungere. Utskriftskvaliteten er ikke så avgjørende. Faktisk hadde jeg skriverproblemer (dvs. dumme brukerfeil) mens jeg skrev ut begge kroppsdelene, og alt passet fortsatt bra.

Som alltid, da jeg skrev ut hoveddelene, var forskjellige ting litt feil. Jeg har løst disse problemene i filene i denne instruksjonsboken, men skrev ikke ut på nytt siden jeg kunne få alt til å fungere med litt skarp og sliping.

Jeg legger ved OpenSCAD -kildefilene til et senere trinn.

Trinn 4: Sensitivitetsjusteringsenhet

Jeg har publisert denne forsamlingen på Thingiverse. Husk at høyere motstand betyr høyere følsomhet. I min konstruksjon øker følsomheten ved å flytte hjulet fremover. Jeg har funnet det nyttig å markere den mest følsomme enden på hjulet, så jeg kan visuelt kontrollere hvordan følsomheten er innstilt.

Trinn 5: Utløsermontering

Min originale design brukte litt wire for kontakt på bunnen av den bevegelige delen, men jeg fant ut at et tynt stykke metall fungerer bedre. Den bevegelige delen forbinder to kontakter på baksiden av huset. Jeg brukte litt 16AWG strandet ledning limt på plass for de to kontaktene.

Trinn 6: Strømbryter

Dette er den delen som ga meg mest trøbbel, siden kontaktene viste seg å være vanskelige - må være helt riktig. Mens bryteren tillater to terminaler, trenger du bare å koble til en. Designet gjør det mulig for en fjær å tvinge bryteren mellom to stillinger, men jeg har ikke fått den delen til å fungere.

Lim ledningene inn i huset. Det er ikke mye plass i turtellerhuset, så gjør ledningene korte.

Trinn 7: Montering

Tørr passe alle delene dine inn i kroppen. Klipp to korte stykker av fjæren og tre dem gjennom hullene i batterifester. Sprinten i body_left er VCC, våren i body_right er malt. Jeg har brukt body_left til å holde alle brikkene under montering.

Arkiver IR -LED og detektor flat der de vender mot hverandre - LED -lampens lange (positive) ledning skal loddes til detektorens korte ledning og til ledningen som fører til D2 -porten.

Jeg fant det nødvendig å sette indikator -LED -en på plass med en skvett lim.

LCD -skjermen vil passe veldig godt inn i huset. Faktisk måtte jeg slipe PCB -en min litt. Jeg har økt størrelsen på huset litt, så forhåpentligvis vil det passe bedre for deg. Jeg bøyde topplederne på LED -en litt for å få mer plass og loddet ledningene til dem - det er ikke plass til å koble noe til det. LCD -skjermen går bare én vei inn i huset, og basen festes også bare én vei.

Lodd alt sammen og sett delene inn igjen. Jeg hadde Nano med overskrifter - det hadde vært bedre å ha en versjon som kan loddes direkte. Sørg for at du trekker LCD -ledningene gjennom LCD -basen før lodding.

Det ser ganske uryddig ut, siden jeg hadde forlatt ledningene litt for lenge. Lukk karosseriet og skru inn skruene.

Trinn 8: Arduino -skissen

Du trenger Liquid Crystal I2C -biblioteket for å drive LCD -skjermen.

Hvis du fester turtelleren til en seriell skjerm, blir det sendt statistikk over den serielle monitoren under målingen.

Bare hvis det er støy, har jeg innarbeidet et enkelt lavpassfilter i algoritmen. Tre variabler i skissen styrer hvor ofte skjermen oppdateres (for tiden hvert halve sekund), hvor ofte RPM beregnes (for tiden hver 100 ms) og antall målinger i filterstøtten (for tiden 29). For lavt turtall (si under 300 eller så), vil den faktiske turtallsverdien svinge, men gjennomsnittet vil være nøyaktig. Du kan øke filterstøtten for å få en mer nøyaktig løpende turtall.

Når du har lastet skissen, er du i gang!

Trinn 9: OpenSCAd -kildekoden

Jeg legger ved alle openSCAD -kildene. Jeg setter ingen begrensninger på denne koden - du er velkommen til å endre, bruke, dele, etc., som du vil. Dette gjelder også Arduino -skissen.

Hver kildefil har kommentarer som jeg håper du vil finne nyttige. De viktigste turtellerbitene er i hovedkatalogen, strømbryteren er i konstruksjonskatalogen, mens pot_wheel og utløseren er i komponentkatalogen. Alle de andre kildene påkalles fra hoveddelfilene.