DropArt - Precision Two Drop Photographic Collider: 11 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:23

Барлығына сәлем, Бұл нұсқаулықта мен компьютермен басқарылатын екі сұйық түсетін коллайдер дизайнын ұсынамын. Дизайнды егжей -тегжейлі білмес бұрын, дизайнның мақсаты неде екенін түсіндіру қажет деп ойлаймын.

Фотографияның көңілді, қызықты және әдемі саласы сұйықтықтың тамшылары ұқсас сұйықтықтың бассейніне түскен кезде суретке түсіруді қамтиды. Бұл өз кезегінде қызықты суреттер шығара алады. Нағыз керемет суреттер алу үшін біз екі сұйық тамшыны соқтығысуымыз керек. Осылайша, бірінші тамшы сұйықтық бассейніне түседі және мен оны «құю» деп атайды, ол бассейннен бірінші тамшы тиген жерден жоғары көтеріледі. Енді дәлдікпен есептелген екінші тамшы сұйықтықты сыртқа қарай жарып шығаратын «жоғары қарай ағып кетудің» жоғарғы жағына тиіп, таңғажайып және ерекше пішіндер жасайды.

Менің DropArt дизайнының мақсаты келесі мүмкіндіктерді қамтамасыз ету:

• Қайталанатын мөлшердегі сұйықтық тамшысын босату үшін
• Қайталанатын өлшемі бар екінші сұйықтық тамшысын босату үшін және бірінші тамшыға қатысты дәл уақыт
• Соқтығысуды түсіру үшін камера жапқышын басқару
• Соқтығысуды уақытында қатып қалу үшін жарқыл басын басқару үшін
• Барлық параметрлер мен бірнеше конфигурацияларды басқару мүмкіндігін қамтамасыз ететін пайдаланушыға ыңғайлы автономды контроллерді қамтамасыз ету
• Пайдаланушыға ыңғайлы Windows негізіндегі интерфейсті немесе USB арқылы қосылған GUI қамтамасыз ету
• USB арқылы микробағдарламаның қайта жыпылықтауын жеңілдету үшін жүктеушіні қамтамасыз ету

Сондай -ақ, басқару тақтасы мен оған бекітілген камера мен жарқыл құрылғылары арасында тиісті қорғаныс болуы керек.

1 -қадам: Алдымен кейбір нәтижелерді қарастырайық …

Дизайнға егжей -тегжейлі кіріспес бұрын, алдымен DropArt жобасының кейбір нәтижелерін қарастырайық. Егер сіз оқырман ретінде нәтижелерді ұнататын болсаңыз, онда сіз дизайнды толығырақ қарастырғыңыз келуі мүмкін, мүмкін, мен оны қолдаймын.

DropArt фотографиясының маңызды аспектілері

Айта кету керек, жақсы нәтиже алу үшін камера B (немесе шам) режиміне қойылған. Бұл ысырма басылғанша ысырма ашық күйде қалады дегенді білдіреді. Бұл DropArt фотосуреті үшін ең жақсы жұмыс режимі деп ойлаймын. Бұл камераның ысырмасын емес, сәтті түсіретін жарқыл. Қысқа жарқылға қол жеткізу үшін жарқылдың шығыс қуаты минималды болуы керек. Мен қолмен төмен шығыс қуатына орнатылған екі шағын жарқыл бөлігін қолданамын (қорытындыдағы суретті қараңыз). Бір жарқыл блогы DropArt контроллеріне қосылады және кабель арқылы шығарылады. Екінші жарқыл басы оптикалық түрде біріншіден құлайды.

Біз В режимінде болсақ, шамадан тыс жарық кескіннің бұлыңғырлығын тудырады. Сондықтан түсіру фотосуреті жеңіл жарықта орындалуы керек - бұл сіздің не істеп жатқаныңызды көру үшін жеткілікті жарық. Мен әдетте f11 шамасында суретке түсіремін, сондықтан қоршаған жарық әсерлері азайтылады.

Негізгі техника мен баптау

Айта кету керек, әр қондырғы сәл өзгеше болады және сізге шыдамдылық пен әдістемелік қажет, егер сізде негізгі екі тамшы соқтығысса, сіз нәтижені 100% дерлік қайталайтынын көресіз. Төмендегі негізгі қондырғы үшін мен қызыл түске боялған ағын суды қолдандым. Тамшы диспенсері сұйық бассейннен шамамен 25 см жоғары болды.

Mariotte сифонының сұйықтықтан тазаланатынына көз жеткізіңіз (бейне мысалын қараңыз), сонымен қатар сұйықтық деңгейі Mariotte сифонының түбінен төмен түспеуін қамтамасыз етіңіз.

• Алдымен 35мс бір тамшыдан бастаңыз
• Ысырма кідірісін 100 мс етіп орнатыңыз
• Жарқылдың кідірісін 150 мс етіп орнатыңыз
• Жарқылдың кідірісін +10 мс ұлғайту кезінде кадрдың жоғарғы жағында төмендеу пайда болғанша көріңіз
• Енді жарқылдың кідірісін бүкіл түсіру реті бойынша көбейтуге болады
• Толық бір тамшы шүмегі пайда болғанша жарқылдың кідірісін арттыра беріңіз
• Енді екінші түсу мөлшерін 35 мс және шамамен 150 м кідіртуді қосыңыз
• +/- 10 мс ұлғайту кезінде екі кідірісті реттеңіз, ол бірінші түсіру шүмегінің үстінде жақтаудың жоғарғы жағында пайда болғанша
• Екінші тамшы бірінші тамшыдан жоғары көтерілген шүмегімен соқтығысқанша екі түсіруді реттеңіз

Енді сізде қажетті әсер алу үшін параметрлермен ойнауға болатын негізгі соқтығысу бар.

Әр түрлі тығыздықтағы сұйықтықтар әр түрлі параметрлерді қажет етеді, бірақ сіз оларды әр түрлі конфигурацияда сақтай аласыз.

2 -қадам: біртіндеп түсетін уақыттың жылдамдығы туралы бейне

Мұнда мен бейнені ұсынамын - бұл қозғалысты тоқтату үшін жарқыл аралықтары 10 мс немесе 5 мс болатын фотосуреттер ретінде түсірілген бөлек тамшылардың сериясы. Содан кейін мен тамшылардың өмірінің қысқаша анимациясын және екінші тамшысымен соқтығысуды қамтамасыз ету үшін алынған фотосуреттерді біріктірдім.

3 -қадам: DropArt механикалық тамшы диспенсері

Мүмкін, DropArt жобасының ең маңызды бөлігі - механикалық тамшы диспенсері. Дизайндың бұл бөлігі тұрақты түсу мөлшерін қамтамасыз ету үшін өте маңызды.

Дизайн жүрегі - 12 вольтты серіппелі қалыпты жабық солоноид көмегімен ашылатын және жабылатын механикалық клапан. Бұл солоноид микропроцессорлық басқару тақтасының көмегімен дәл басқарылады.

Сұйық ыдыс - 36 мм OD, 30 мм ID акрил түтігі. Құбырды жабу үшін менде HIPS -те стандартты 1/4 дюймдік құбыр арматурасын қабылдауға арналған 3D қақпағы бар (суреттерді қараңыз). Тамшылар тікенекті шланг құйрығынан шығарылады - сонымен қатар 1/4 дюймдік жіп.

Акрил түтігінің үстіңгі жағы 29 өлшемді резеңке таяқшамен тығыздалған. Резеңке бункер орталық тесікпен қамтамасыз етілген, оған мен Mariotte сифонын жасау үшін пластикалық түтік орнатқанмын (Mariotte сифонының арнайы бөлімін қараңыз).

Солоноид шағын пластикалық жобалық қорапқа салынған және сыртқы розеткаға қосылған.

4 -қадам: DropArt басқару тақтасының дизайны және шолуы

Бұл бөлімде мен DropArt прототипінің басқару тақтасы мен оның құрылысына шолу жасайтын шағын бейнені ұсынамын.

5 -қадам: DropArt басқару тақтасының схемасы

Бұл суретте басқару тақтасының схемасы көрсетілген. Біз қуатты PIC микроконтроллерін қолдану арқылы схеманың қарапайым екенін көре аламыз.

Схеманы мына жерден жүктей аласыз:

www.dropbox.com/sh/y4c6jrt41z2zpbp/AAC1ZKA…

ЕСКЕРТПЕ: бейнеде кернеу реттегіші 78L05 кіші түрі қолданылады. Мен бұл дизайнды жасайтын кез келген адамға TO220 пакетіндегі үлкенірек 7805 пайдалануды ұсынамын

6 -қадам: DropArt - жүйені іс жүзінде қолдану

Бұл бөлімде мен DropArt басқару жүйесін іс жүзінде қалай қолдану керектігі туралы бейне ұсынамын. Бейне оқшау жабдықты, сонымен қатар Windows негізіндегі пайдаланушы интерфейсін немесе GUI-ді қамтиды.

7 -қадам: DropArt - дәлдік пен қайталануды тексеру

Бұл қадамда мен екі құлдырау тізбегін сипаттауға және DropArt жобасының уақыт дәлдігін көрсетуге тырысамын.

Көлденең осциллограф бөлімшелері 50 мс / белгі.

Алдымен екі суреттің екіншісін қарастырыңыз. Бұл менің осциллографтан қарапайым 1ms белгісін көрсететін қарапайым із, ол жобаның барлық уақытына уақыт базасын құрайды. Бұл белгі PIC микропроцессорында нақты уақытта үзіліс жасау үшін бағдарламаланған аппараттық таймердің көмегімен жасалады. Бұл уақыт базасын қолдана отырып, түсу мөлшерін, түсу арасындағы кідірісті, ысырманы және жарқылды кідіруді өте дәл шешуге болады, бұл өте қайталанатын нәтижелер береді.

Енді екі суреттің біріншісін қарастырыңыз:

Орташа көк із екі тамшы шығаруды көрсетеді. Әр тамшының өлшемі - 50 мс, ал түсуінің ұзақтығы - 150 мс

Төменгі қызғылт із - бұл 1 -ші түсірілімнен кейін 300 м кідіріс пен 30 мс ұстау уақыты бар жарқыл

Жоғарғы сары із ысырманың босатылуын көрсетеді. Бұл бағдарламаланған кідіріс 200 мс. Дегенмен, камераның ысырмасы 100 м артта қалуы мүмкін деп есептеледі, сондықтан ысырманың босатылуы бағдарламаланғанға қарағанда 100 мс ерте болады. Ысырма реттілік бойы ашық қалады (камера B режимі). 30 мс жарқыл кезеңі аяқталғаннан кейін ысырма жабылады.

8 -қадам: Мариотт сифоны - түсіндірілді

Дизайндың өте маңызды аспектісі - клапанға кіру кезінде сұйықтық қысымын бақылау. Резервуардағы сұйықтық деңгейі төмендеген сайын, клапанға түсетін қысым төмендейді, сондықтан сұйықтық шығыны да төмендейді. Клапан ашық болған кездегі түсу мөлшері резервуар деңгейі төмендеген сайын азаяды. Бұл құлдырауды бақылауды динамикалық және сұйықтық деңгейіне тәуелді етеді. Бұл қадамдағы бейне бұл мәселенің қалай шешілгенін түсіндіреді.

Екінші өте қысқа бейнеде DropArt тазарту мүмкіндігін Mariotte сифонын толтыру үшін, сондай -ақ механикалық клапанды тазалау немесе тазалау үшін қалай қолдануға болатыны көрсетілген.

9-қадам: PIC қайта жыпылықтау үшін пайдаланылатын жүктеуші

Бұл қысқа бейне PIC USB жүктеушісінің жұмысын көрсетеді және түсіндіреді, ол PIC-ті USB арқылы қайта жыпылықтау үшін пайдаланылуы мүмкін, арнайы PIC бағдарламашысын пайдалану қажеттілігін жоққа шығарады.

10 -қадам: DropArt бөліктерінің тізімі

Мен нұсқаулық үшін пайдаланған бөліктерді қамтитын сөздік құжат қоса тіркеледі

Бұл DropArt жобасын құруға қажетті бөліктердің тізімі. Барлық бөліктердің біреуі өздігінен қол жетімді. Мен 3D басып шығарған акрилді сұйық ыдыстың соңғы қақпағы бұған ерекшелік. Мен бұл қадамға акрил түтігін OD 36мм шеткі қалпақ режимі I (STL форматы) тіркедім.

Белсенді компоненттер

PIC18F2550 микроконтроллері. Жеткізілгендей, бұл бағдарламаланбаған бөлік, сондықтан оны DropArt микробағдарламасымен бірге көрсету қажет. Егер сізде сәйкес бағдарламашы болса, сіз мұны өзіңіз жасай аласыз, немесе мен сізге алдын ала жыпылықтаған бөлікті жібере аламын немесе сіз маған жыпылықтау үшін бос бөлікті жібере аласыз

• Көк сериялық IIC 20x4 символды СКД модулі
• 78L05 кернеу реттегіші
• AN25 опто-изоляторы немесе соған ұқсас-2 өшіру
• MOC3020 оптикалық триак
• IRF9530 P-арналы FET немесе ұқсас
• TLS106 SCR тиристор немесе ұқсас
• Светодиодтар 2 өшірулі

Пассивті компоненттер

• 1N4001 диод (кері полярлықтан қорғау)
• 100nf керамикалық конденсаторлар 3 өшірулі
• 22uf 16v электролиттік конденсатор немесе ұқсас 2 өшіру
• 22pf керамикалық конденсаторлар 2 өшірулі
• 4MHz кристалды HC49/4H қорғасын
• SIL 8 істікшелі оқшауланған резисторлық желі 1.8K 2 өшірулі
• SIL 8 істікшелі жалпы резисторлық желі 4.7k 1 өшірулі
• 470R 1/4W резисторы 1 өшірулі
• 10K 1/4W резисторы 2 өшірулі

Қосқыштар

• 2,5 мм тақтаға арналған қуат розеткасы
• 2,5 мм шассиге орнатылатын қуат ашасы/розетка
• 2,5 мм моно ұялы розетка (электромагниттік)
• 3,5 мм моно ұялы розетка 2 өшірулі (ысырма мен жарқыл)
• USB түрі B 90 градус DIP әйел розеткасы
• Бекіткіш 2.54мм 4 бағытты
• DIL 28 істікшелі бұрандалы IC розеткасы
• DIL 6 істікшелі IC розеткасы 3 сөндірілді

Басқа

• 12см х 8см FR-4 тесігі бар прототиптеу тақтасы
• Шұңқырлы миниатюралық түймелер жасау үшін басыңыз
• Айналмалы кодер қосқышы 2 биттік сұр кодталған
• Айналмалы кодерді орналастыру үшін басқару тұтқасы

Механика

• Таза акрил құбыры 36 мм OD 30 мм ID және ұзындығы 18 см
• 36 мм акрил құбырына сәйкес келетін қақпақ (3D басып шығару)
• Mariotte сифон түрі ұзындығы 16 см -ге дейін
• Ортаңғы саңылауы бар 29 өлшемді резеңке бункер
• Тікенді шланг құйрығы 1/4 дюйм x 4мм диафрагма бар
• 1/4 дюймдік бекіткіш гайкасы бар BSPP әйелдер қалқасы
• Бөшке емізігі 1/4 дюйм
• 12В тұрақты ток 4Вт электромагниттік клапан ауа/газ/су/отын әдетте 1/4 дюйм екі жақты жабылады

11 -қадам: Қорытынды және ой

Маған бұл жобаны құру мен жетілдіру өте ұнады. Менің жобаларым әрқашан бір жерден басталады. Мен арнайы жабдықты қажет ететін нәрсеге қызығамын. Жабдықты тауып, жиі сатып алатындықтан, мен сапасы мен функционалдылығынан жиі ренжимін, содан кейін қажет жұмысты дұрыс орындау үшін мен өз құрал -сайманымды құрастыруға мәжбүр боламын. Бұл шын мәнінде DropArt жобасында болды.

DropArt жобасы енді маған 100% қайталанатын сұйықтықтың соқтығысуын жасауға мүмкіндік береді, сондықтан мен бірнеше тамшы соқтығысудан үміттеніп, жүздеген суретке түсуден гөрі суреттерге назар аудара аламын.

Мен осы Нұсқаулық мақалаларды үш себеп бойынша шығарып, орналастырамын. Біріншіден, мен нұсқаулықты шығаруды ұнатамын, өйткені ол жобаны құжаттауға және жабылуға мүмкіндік береді. Екіншіден, адамдар мақаланы оқып, ләззат алады, мүмкін жаңа нәрсе үйренеді деп үміттенемін. Үшіншіден, жобаны құрғысы келетіндерге көмек пен қолдау көрсету. Мен бүкіл өмірімді электроника мен бағдарламалық қамтамасыз ету бойынша инженер -дизайнер ретінде өткіздім; жастайынан электрониканың ерекше әуесқойы. Маған өздері үшін құрылыс салғысы келетіндерге көмектесу өте ұнады, бірақ тек басшылық пен қолдау қажет.

Қосылған суреттер менің DropArt қондырғысын шеберханамда көрсетеді.

Егер сізге қосымша ақпарат қажет болса, түсініктеме немесе жеке хабарлама жіберіңіз.

Көп рақмет, Дэйв