Сұйықтық жылдамдығының сенсоры: 5 қадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:24

Су шлангісін бүйірден жылжытқанда, су ағыны шлангтың бағытынан артта қалып, қозғалыс тоқтаған кезде оған сәйкес келетінін байқадыңыз ба? Шлангтың шығысындағы су ағынының бұрыштық ауытқуын анықтау осы бүйірлік бағыттағы бұрыштық жылдамдықты өлшеуге мүмкіндік береді.

Бұл нұсқаулық бұл қағиданы менің «Үй зертханасында» қол жетімді «коэффициенттер мен аяқталулар» көмегімен «сұйық жылдамдық сенсоры» құру арқылы көрсетеді. Мұндағы сұйықтық - «Ауа».

Бұл «гироскопиялық сенсорды» стандартты сынақ қондырғыларынсыз тестілеудің қарапайым әдісі де ұсынылған.

Жабдықтар

1. Ескі процессордың желдеткіші
2. Масадан қорғайтын бөтелке (бос және жақсы тазартылған)
3. Біркелкі артқы құбырлы қимасы бар шарикті қалам
4. Сәндік жарық сериясынан екі шағын шам
5. Scotch-Brite скраб жастықшасы
6. Электрондық компоненттер аз (схемаға қараңыз)

1 -қадам: Қалай жұмыс істейді

Екі слайд сұйықтық сенсорының физикалық орналасуының схемасын және физикалық құбылыстың теориясын береді.

Бұл конструкцияда «Ауа»-бұл кішкене процессорлық желдеткішті қолдана отырып, саңылаудан сорылатын «сұйықтық». Ауа ағыны позициялық сенсорды құрайтын екі қыздырылған лампа-жіпке соғылады. Анықтамалық көпір екі резистордан тұрады.

Толық көпірдің екі қолы осылайша V+кернеуімен қоректенеді.

Тұрақты жағдайда ауа ағыны лампа-жіптерді бірдей салқындатады, көпір теңестірілген және шығыс кернеуі нөлге тең.

Физикалық жүйеге бұрыштық жылдамдық енгізілгенде, ауа ағыны ауытқиды да, лампа-жіптердің біреуі екіншісіне қарағанда көбірек салқындатылады. Бұл шығыс кернеуіне әкелетін көпірдің теңгерімсіздігін қамтамасыз етеді.

Бұл шығыс кернеуі күшейтілген кезде бұрыштық жылдамдықтың өлшемін береді.

2 -қадам: СЕНСОРДЫ ҚҰРУ

ҚАДАМДАРДЫ ОРЫНДАҢЫЗ

1. Жарық жолынан қарсылығы ұқсас екі шамды таңдаңыз. (11,7 Ом кедергісі бар екі шам таңдалды)
2. Жалаңаш жіптерді ашатын сыртқы әйнекті мұқият сындырыңыз.
3. CPU-желдеткішті дайын күйінде ұстаңыз және 5 В кернеудегі ауа ағынының бағытын тексеріңіз (мұны желдеткішті сору режимінде пайдалану қажет болғандықтан анықтау керек)
4. Шыбын-шіркейге қарсы бөтелкенің түбін өткір пышақпен кесіңіз.
5. Бөтелке қақпағының жоғарғы жағын кесіңіз, тек алдыңғы құбырлы бөлікті ашыңыз.
6. Шарикті қаламды бөлшектеп, төменгі ұшын кесіңіз. Бұл сенсорға арналған саптаманы құрайтын біркелкі түтікті қамтамасыз етуі керек.
7. Түтікті бөтелке қақпағына салыңыз.
8. Бөтелке корпусында суретте көрсетілгендей екі кішкене тесік жасаңыз. Бұл бір-біріне диаметрлі қарама-қарсы жіптерді бекіту үшін қолайлы болуы керек.
9. Қақпақты бекітіңіз, түтікшені лампа жіптерінің тесіктерінен қысқа ұзындыққа итеріңіз.
10. Енді лампа-жіптерді саңылауларға салыңыз және оларды жіптер суреттегідей түтіктің шетіне кіретін етіп туралаңыз. Ыстық желімнің көмегімен лампа-жіп корпусын бөтелке корпусына бекітіңіз. (Мүмкіндігінше симметриялы орналастыруға тырысу керек.)
11. Процессор-желдеткішті бөтелке корпусының артқы жағына (астыңғы жағына) ыстық желіммен бекітіңіз. Желдеткіш тегіс бөліктердің бірі лампа-жіптер жазықтығына параллель болатындай етіп орнатылуы керек.
12. Желдеткіш пышақтардың тегіс айналатынына көз жеткізіңіз, ал ауа сорылған кезде артқы жағынан ауа ағыны пайда болады.

Негізгі сенсорлық қондырғы жиналып, тестілеуге дайын

Бұл нұсқаулық бөліктерді сәйкестендірудің ерекше жағдайының арқасында мүмкін болды:

Осы Нұсқаулыққа арналған бөліктерді таңдау менің «үй зертханамдағы» «мүмкін емес» нәтижелер бойынша жүргізілді. Процессор-желдеткіштің өлшемі москитке қарсы түбінің диаметріне дәл сәйкес келді. Шарикті қаламның артқы бөлігі түтік тәрізді, бөтелке қақпағының құбырлы бөлігіне мықтап бекітілген, ал бөтелке диаметріндегі баспалдақтар шамның жіптерін бекітуге жарамды. Ішінара балқытылған сәндік жіптер қол жетімді болды. Барлығы дәл сәйкес келді!

3 -қадам: БАСТАУШЫ СЫНАУ ЖӘНЕ ЦЕХМАТИКА

Алғашқы тестілеу процессор-желдеткішке 5В кернеуді беру және лампа-жіп тәрізді көпірге кернеуді қоздыру арқылы жүзеге асырылды.

'AndroSensor' қосымшасы бар Android телефоны Rate-Sensor аппаратурасының жанында болды және екеуі де синусоидалы түрде қолмен бұрылды.

'AndroSensor' GYRO графикалық дисплейі синусоидальды жылдамдық үлгісін көрсетеді. Төмен деңгейдегі көпірдің шығысы осциллографта бақыланады.

+/- 5 мВ сигнал +/- 100 град/сек жылдамдығы үшін байқалды.

Электрондық схема шығыс сигналын беру үшін мұны 212 -ге күшейтеді.

Мәселе және шешім

Шығу тіпті нөлдік жылдамдықта айтарлықтай шу деңгейіне ие болды. Бұл жүйеде ауа ағынының тұрақсыздығына байланысты диагноз қойылды. Бұл мәселені шешу үшін желдеткіш пен лампа элементтерінің арасында шарикті қалам түтігінің кіріс ұшына Scotch-Brite дөңгелек бөлігі салынған. Бұл көп нәрсені өзгертті.

Схемалық

Схемаға сілтеме жасай отырып:

5 В процессор-желдеткішке беріледі

5 В сонымен қатар 68 Ом - Шам - Шам - 68 Ом сериялы комбинациясына беріледі. C3 конденсаторы электр қозғалтқышының кедергілерін сүзгіден өткізеді

5 В, сонымен қатар, ОР-АЖҚ-ны қамтамасыз ету үшін индуктор-конденсатор комбинациясы арқылы сүзіледі

MCP6022 қос рельс-рельс OP-AMP белсенді тізбек үшін қолданылады.

U1B - 2,5 В анықтамалық қоректендіру үшін бірлікке ие буфер

U1A-сенсорлық көпір сигналына арналған төмен өтетін сүзгісі бар 212 кіріс инвертті күшейткіш.

Потенциометр R1 потенциалды бөлуші мен сенсорлы сериялы тізбектен құралған толық көпірді нөлдік жылдамдықпен нөлге келтіру үшін қолданылады.

4-қадам: ҚАРАП-СЕНСОР СЫНАҒЫНЫҢ ҚАРАПАЙЫМ ОРНАТУЫ

СТАНДАРТТЫҚ ЖАБДЫҚ

Стандартты Rate-Sensor сынау жабдығында бағдарламаланатын айналу жиілігін қамтамасыз ететін моторлы «Rate-Table» бар. Сондай-ақ, мұндай кестелер бірнеше «сырғыма сақиналармен» қамтамасыз етіледі, осылайша тексерілетін қондырғы үшін кіріс-шығыс сигналдары мен қуат көзі қамтамасыз етілуі мүмкін.

Орнату кезінде үстелге тек жылдамдық сенсоры орнатылады, ал басқа өлшеу құралдары мен қуат көзі үстелдің үстіне қойылады.

МЕНІҢ ШЕШУІМ

Өкінішке орай, мұндай жабдыққа қол жеткізу DIY энтузиастары үшін қол жетімді емес. Бұл мәселені шешу үшін DIY әдістемесін қолданатын инновациялық әдіс қабылданды.

Негізгі элемент «айналмалы үстел» болды.

Оған штативті стенд төмен қарайтын сандық камерамен жабдықталған.

Енді, егер бұл платформаға жылдамдық сенсоры, қуат көзі, шығыс-өлшеу құрылғылары мен стандартты-сенсор қондырылуы мүмкін болса. Содан кейін сенсорға әр түрлі жылдамдықтағы кірістерді беру үшін үстелді сағат тілімен, сағат тілінің бағытына қарсы және артқа-артқа бұруға болады. Қозғалыс кезінде барлық деректерді цифрлық камераға фильм ретінде түсіруге және тест нәтижелерін шығару үшін кейінірек талдауға болады.

Мұны істегеннен кейін үстелге мыналар орнатылды:

Сұйықтық-жылдамдық сенсоры

Ұялы телефон-қуат банкі жылдамдық сенсорына 5В жеткізуді қамтамасыз етеді

Шығу кернеуін бақылауға арналған сандық мультиметр. Бұл мультиметрде нөлдік ставка бойынша нөлдеуді қолдануға болатын салыстырмалы режим болды.

Сигналдардың өзгеруін бақылау үшін 'Gerbotronicd Xproto Plain' аппараттық құралы мен 'NFX Development' компаниясының 'Oscilloscope Pro' Android қосымшасын қолданатын Android телефонының OTG режиміндегі осциллограф.

Басқа Android телефоны «Fiv Asim» «AndroidSensor» қосымшасымен жұмыс істейді. Бұл телефонның инерциялық сенсорларын пайдаланып, жылдамдықты көрсетеді. Оны z осінде қолдану тестілеудегі сұйықтық жылдамдығы сенсорын сынау үшін сілтеме мәнін береді..

Сынақ жүргізілді және кейбір типтік сынақтар туралы хабарлайды:

CCW Z: +90 градус/сек мультиметр -0.931 В, осциллограф ~ -1.0 В.

CW Z: -90 градус/сек көп метрлік +1.753 В, осциллограф ~ +1.8 В

Осы екеуінің орташа мәніне негізделген шкалалық коэффициент 100 градус/сек

Синусоидальды тест Android Phone анықтамасы p-p 208 град/сек, мультиметр дұрыс жауап бере алмайды, осциллограф 1,8 сек периодты көрсетеді, р-р кернеуі 2,4 Div X 1,25 В/div = 3 В

Осының негізінде 1,8 сек периоды 200 градус/сек б-б сәйкес келеді

100 град/сек үшін 1,5 В масштабты коэффициент

5 -қадам: ТҮЙІН

Сәтсіз тест әдісі

Бастапқыда датчиктерді, осциллографты және сілтеме-жылдамдық датчигін айналмалы үстелге орнатып, деректерді қолмен немесе камераны пайдаланып бақылау әдісі қолданылды. Бұл бұлыңғыр суреттер мен адам бақылаушысының құндылықтарды жазу үшін жауап беру уақытының жеткіліксіздігіне байланысты сәтсіздік болды.

Үй бақылауларын алыңыз:

Осы нұсқаулыққа арналған сұйықтық жылдамдығының сенсоры оның тұжырымдамасын көрсету мақсатына қызмет етеді. Дегенмен, кез келген практикалық мақсатқа қызмет ететін болса, сенсорды дәлірек құрастыру қажет.

Үстел үстінде барлық жабдықтары мен қуат көзі бар айналмалы үстелді қолданатын жылдамдық-сенсорлық тестілеудің DIY әдісі нұсқаулық қоғамдастығына ұсынылады.