Measurino: тұжырымдаманы өлшеу дөңгелегі: 9 қадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:26

Measurino дөңгелектің айналу санын есептейді және жүретін қашықтық дөңгелектің радиусына тікелей пропорционалды. Бұл одометрдің негізгі принципі, мен бұл жобаны негізінен миллиметрден километрге дейінгі бірнеше қашықтыққа сәйкес келетін тізбекті сақтауды (Arduino микроконтроллері басқарады) және ықтимал мәселелерді немесе жақсартуларды бағалауды бастадым.

1 -қадам: Бөлшектер мен компоненттер

• Arduino Nano rev.3
• 128 × 64 OLED қосылым (SSD1306)
• Қосымша фотоэлектрлік айналмалы кодер (400P/R)
• Ұшақтарға арналған резеңке доңғалақ (диаметрі 51 мм)
• 2 түйме
• 9в батарея

2 -қадам: Кодер

Бұл жоба үшін мен бірнеше арзан айналмалы кодерлерді сынап көрдім, бірақ мен дәлдік/сезімталдық мәселелеріне байланысты оларды бірден тастадым. Сондықтан мен DFRobot -тің қосымша фотоэлектрлік айналмалы кодеріне бардым - 400P/R SKU: SEN0230. Бұл алюминийден, металл қабықтан және тот баспайтын болаттан жасалған индустриалды фотоэлектрлік айналмалы кодер. Ол торлы диск пен оптикалық қосқыштың айналуы арқылы AB екі фазалы ортогональды импульстік сигнал шығарады. Әр фаза үшін 400 импульс/дөңгелек, ал қос фазалы 4 есе шығу үшін 1600 импульс/дөңгелек. Бұл айналмалы кодер максималды 5000 айн/мин жылдамдықты қолдайды. Оны жылдамдық, бұрыш, бұрыштық жылдамдық және басқа да деректерді өлшеу үшін қолдануға болады.

Фотоэлектрлік айналмалы кодерде NPN ашық коллекторлық шығысы бар, сондықтан тартылатын резисторларды қолдану немесе Arduino-ның ішкі тартылуын қосу қажет. Ол 750L05 кернеу реттегішінің чипін қолданады, ол DC4.8V-24V кең диапазонды кіріс көзі бар.

3 -қадам: сезімталдық

Бұл оптоэлектрлік айналмалы кодер шынымен де жоғары сезімталдыққа ие, бұл оны білікті басқаруға және орналастыруға арналған қосымшалар үшін тамаша етеді. Бірақ менің мақсатым үшін бұл тым ақылға қонымды болды. 51 мм дөңгелегі бар бұл кодердің сезімталдығы 0,4 мм, яғни егер қолыңызда аз діріл болса, олар жазылады. Мен үзіліс тәртібіне гистерезис қосу арқылы сезімталдылықты төмендеттім:

бос үзіліс ()

{char i; i = digitalRead (B_PHASE); егер (i == 1) санау += 1; басқа санау -= 1; if (abs (count)> = hysteresis) {flag_A = flag_A+count; санау = 0; }}

Бұл трюк өлшемге жақсы тұрақтылық беру үшін жеткілікті болды.

4 -қадам: Өлшеу

Өлшем бірлігін таңдаңыз (ондық немесе империялық), содан кейін дөңгелекті түйісу нүктесімен өлшеудің басында орналастырыңыз, Reset түймесін басыңыз және оны соңына дейін айналдырыңыз. Солдан оңға қарай өлшем ұлғаяды және қорытындыланады, оңнан солға қарай азайып, азаяды. Сіз қисық заттарды да өлшей аласыз (сіздің көлігіңіздің формасы, спиральды баспалдақтың тұтқасы, қолыңыздың иығынан білекке дейін шынтақ бүктелген және т.б.).

Диаметрі = D дөңгелектің толық айналуы D*π ұзындығын өлшейді. Менің жағдайда, 51 мм дөңгелегі бар бұл 16,02 см және әрбір кененің өлшемі 0,4 мм (сезімталдық тармағын қараңыз).

5 -қадам: жинау

PoC схеманы көрсету үшін тақтаға жасалған. Барлық компоненттер тақтаға бекітілген және айналмалы кодер 2х2 полюсті бұрандалы терминал блогына қосылған. Батарея 9В стандартты аккумулятор болып табылады және тізбектің жалпы қуаты шамамен 60 мА құрайды.

6 -қадам: код

Дисплей үшін мен U8g2lib қолдандым, ол OLED дисплейлерінің бұл түрі үшін өте икемді және қуатты, бұл қаріптердің кең таңдауына және жақсы орналасу функциясына мүмкіндік береді. Мен дисплейді ақпаратпен толтыруға көп уақыт жұмсамадым, себебі бұл жай ғана Poc.

Кодерді оқу үшін мен 2 фазаның бірінен туындаған үзілістерді қолданамын: кодер білігі жылжыған сайын импульстің жоғарылауына байланған Arduino үзілісін тудырады.

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

Дисплей автоматты түрде миллиметрден метрге, километрге және (егер түймеден таңдалса) дюймден, ярдқа, мильге ауысады, ал RST түймесі өлшемді нөлге қайтарады.

7 -қадам: Схемалар

8 -қадам: PoC -тен өндіріске

Неліктен бұл тұжырымдаманың дәлелі? Толық жұмыс істейтін жабдықты жасамас бұрын жасалуы мүмкін болатын көптеген жақсартулар. Мүмкін болатын барлық жақсартуларды егжей -тегжейлі қарастырайық:

• Дөңгелек. Measurino сезімталдығы/дәлдігі дөңгелекке байланысты. Кішкене доңғалақ сізге ұзындықты өлшеудің дәлдігін береді (миллиметрден сантиметрге дейін). Ұзартқыш бумы бар әлдеқайда үлкен доңғалақ жолда жүруге және километрді өлшеуге мүмкіндік береді. Кішкентай дөңгелектер үшін материалды ескеру қажет: толық резеңке доңғалақ сәл деформациялануы және дәлдікке әсер етуі мүмкін, сондықтан мен бұл жағдайда сырғып кетпеу үшін жұқа таспасы бар алюминий/болат дөңгелекті ұсынамын. Бағдарламалық қамтамасыз етуді қарапайым өңдеумен (коммутатормен дөңгелектің дұрыс диаметрін таңдаңыз) 4-істікшелі қосқышты (мысалы, USB порты) қолдана отырып, кез келген өлшемге бейімделетін дөңгелектерді қарастыруға болады.
• Бағдарламалық қамтамасыз ету. Басқа батырманы қосу арқылы бағдарламалық қамтамасыз ету тіктөртбұрыштардың немесе бұрыштардың амплитудасының аудандарын өлшеуге де қамқорлық жасай алады. Сондай -ақ, дисплейдегі мәнді оқымай тұрып, дөңгелекті байқаусызда жылжытпай, шараны аяғында қатыру үшін «Ұстау» түймесін қосуға кеңес беремін.
• Дөңгелекті катушкамен ауыстырыңыз. Қысқа шаралар үшін (бірнеше метр ішінде) дөңгелекті жіп немесе таспа бар серіппелі катушкамен ауыстыруға болады. Осылайша сіз жіпті тартып алуыңыз керек (кодер білігін айналдыру), өлшемді алып, дисплейде қарау.
• Батарея күйінің дисплейін қосыңыз. 3.3v Arduino тірек штыры (1%дәл) ADC түрлендіргішінің негізі ретінде қолданыла алады. Сонымен, 3.3В істікшесінде сандық түрлендірудің аналогын жасай отырып (оны A1-ге қосу арқылы), содан кейін бұл көрсеткішті сенсордағы көрсеткішпен салыстыра отырып, біз VIN-ге қарамастан, шынайы оқуды экстраполяциялай аламыз. егер ол 3,4 В жоғары болса). Жұмыс мысалын менің басқа жобамнан табуға болады.

9 -қадам: Суреттер галереясы