Mục lục:

Thêm Máy đo tốc độ quang dựa trên Arduino vào Bộ định tuyến CNC: 34 Bước (có Hình ảnh)
Thêm Máy đo tốc độ quang dựa trên Arduino vào Bộ định tuyến CNC: 34 Bước (có Hình ảnh)

Video: Thêm Máy đo tốc độ quang dựa trên Arduino vào Bộ định tuyến CNC: 34 Bước (có Hình ảnh)

Video: Thêm Máy đo tốc độ quang dựa trên Arduino vào Bộ định tuyến CNC: 34 Bước (có Hình ảnh)
Video: Thanh niên lần đầu chưa có kinh nghiệm kiểu#funny #tiktok 2024, Tháng bảy
Anonim
Image
Image
Thêm Máy đo tốc độ quang dựa trên Arduino vào Bộ định tuyến CNC
Thêm Máy đo tốc độ quang dựa trên Arduino vào Bộ định tuyến CNC

Xây dựng chỉ báo RPM quang học cho bộ định tuyến CNC của bạn với Arduino Nano, cảm biến IR LED / IR Photodiode và màn hình OLED với giá dưới 30 đô la. Tôi đã lấy cảm hứng từ Đo RPM - Máy đo tốc độ quang có thể hướng dẫn của eletro18 và muốn thêm máy đo tốc độ vào bộ định tuyến CNC của mình. Tôi đã đơn giản hóa mạch cảm biến, thiết kế một khung in 3D tùy chỉnh cho bộ định tuyến Sienci CNC của mình. Sau đó, tôi đã viết một bản phác thảo Arduino để hiển thị cả mặt số kim và kỹ thuật số trên màn hình OLED

Một vài bộ phận đơn giản và một vài giờ thời gian của bạn và bạn có thể thêm màn hình RPM kỹ thuật số và tương tự vào bộ định tuyến CNC của mình.

Đây là danh sách các bộ phận có sẵn để vận chuyển trong 2 ngày. Bạn có thể tìm nguồn cung cấp các bộ phận với giá thấp hơn nếu bạn muốn đợi lâu hơn.

Danh sách các bộ phận

$ 6,99 Arduino Nano

$ 5,99 IR LED / IR Photodiode (5 cặp)

$ 7,99 Màn hình OLED 0,96 I2C màu vàng / xanh lam

Dây nhảy $ 4,99

$ 1,00 Dây 3 ruột 30 inch (75 cm). Có thể mua từ cửa hàng cung cấp đồ gia dụng tại địa phương của bạn (Home Depot, Lowes) trong phần mua theo từng chặng

0,05 đô la điện trở 220 ohm (6,99 đô la nếu bạn muốn 750 điện trở các loại)

$ 0,50 Ống co nhiệt ($ 5,99 nếu bạn muốn có một loại hoàn chỉnh)

Dấu ngoặc in 3D

Arduino IDE (miễn phí)

Lưu ý: Ban đầu tôi đã thêm một tụ điện.01μF sau khi tôi đã bảo đảm tất cả các dây và nhận thấy một số giá trị RPM thất thường khi CNC đang di chuyển. Tụ điện hoạt động tốt đối với RPM thấp hơn <20K nhưng nó làm mịn tín hiệu quá nhiều đối với bất kỳ thứ gì cao hơn. Tôi đã theo dõi tiếng ồn để cấp nguồn cho Nano và hiển thị trực tiếp từ tấm chắn CNC. Một nguồn cung cấp riêng biệt hoạt động cho tất cả RPM. Bây giờ tôi đã bỏ qua các bước, nhưng bạn nên sử dụng nguồn điện USB riêng biệt.

Bước 1: In Giá đỡ 3D

In giá đỡ 3D
In giá đỡ 3D

In giá đỡ 3D để giữ đèn LED hồng ngoại và Điốt quang hồng ngoại. Các tệp 3D có ở đây và trên Thingiverse.

www.thingiverse.com/thing:2765271

Đối với Sienci Mill, ngàm góc được sử dụng để gắn cảm biến vào các thanh góc bằng nhôm, nhưng ngàm phẳng có thể tốt hơn cho dự án của bạn.

Bước 2: Tùy chọn in 3D Giá đỡ màn hình OLED và Vỏ điện tử

Tùy chọn In 3D Giá đỡ màn hình OLED và Vỏ điện tử
Tùy chọn In 3D Giá đỡ màn hình OLED và Vỏ điện tử

Tôi chọn gắn OLED vào một giá đỡ màn hình có góc cạnh mà tôi đã vặn trên đỉnh của Vỏ bọc Điện tử Sienci.

Đây là các liên kết đến các bộ phận được in 3D mà tôi đã sử dụng.

Phần 3D bao vây điện tử Sienci

Giá đỡ màn hình OLED 0,96"

Vỏ ngoài là một nơi tuyệt vời để gắn khung màn hình OLED và nó giữ Arduino Nano một cách độc đáo, ngoài ra nó còn vừa vặn ở mặt sau của Sienci Mill. Tôi đã khoan một vài lỗ trên đỉnh của vỏ máy để gắn giá đỡ OLED.

Tôi cũng khoan một vài lỗ ở phía dưới để luồn dây buộc zip nhỏ qua để gắn chặt dây nịt

Bước 3: Xây dựng lắp ráp dây cảm biến hồng ngoại

Xây dựng lắp ráp dây cảm biến hồng ngoại
Xây dựng lắp ráp dây cảm biến hồng ngoại

Dây 3 ruột sẽ được dùng để đấu dây cho cảm biến. Một dây sẽ là điểm chung cho cả IR LED và IR Photodiode, với mỗi dây trong số hai dây kia sẽ đi đến thành phần tương ứng của chúng.

Bước 4: Thêm điện trở giới hạn hiện tại cho đèn LED hồng ngoại

Thêm điện trở giới hạn dòng điện cho đèn LED hồng ngoại
Thêm điện trở giới hạn dòng điện cho đèn LED hồng ngoại

IR LED yêu cầu một điện trở hạn chế dòng điện. Cách đơn giản nhất là kết hợp điện trở vào cụm dây.

Gập các đầu của mỗi đầu thành hình chữ U và khóa chúng lại. Uốn một cặp kìm và sau đó hàn chúng lại với nhau.

Bước 5: Splice Jumper Wires

Splice Jumper Wires
Splice Jumper Wires
Splice Jumper Wires
Splice Jumper Wires

Bạn có thể nối dây jumper để kết nối chúng trên các chân tiêu đề Arduino.

Cắt một đoạn ống co nhiệt và trượt qua dây trước khi kết nối chúng.

Trượt ống co nhiệt trở lại qua kết nối (hoặc toàn bộ Điện trở) và thu nhỏ ống bằng cách sử dụng súng nhiệt hoặc hơ nhanh ngọn lửa trên ống cho đến khi nó co lại. Nếu sử dụng ngọn lửa, hãy giữ cho ngọn lửa di chuyển nhanh chóng nếu không nó có thể bắt đầu tan chảy.

Bước 6: Xác định Đèn LED hồng ngoại và Đi-ốt quang

Xác định đèn LED hồng ngoại và đầu dẫn điốt quang
Xác định đèn LED hồng ngoại và đầu dẫn điốt quang

Cả IR LED và IR Photodiode đều trông giống nhau, đều có một dây dẫn dài (cực dương hoặc dương) và một dây dẫn ngắn (cực âm hoặc âm).

Bước 7: Chèn điốt vào giá đỡ

Chèn điốt vào giá đỡ
Chèn điốt vào giá đỡ

Lấy đèn LED hồng ngoại (điốt trong) và lắp vào một trong các lỗ của giá đỡ đèn LED. Xoay đèn LED để dây dẫn dài ở bên ngoài. Trong ảnh, bạn có thể thấy đèn LED rõ ràng ở lỗ trên cùng với dây dẫn dài ở trên cùng.

Lấy điốt quang IR (điốt tối) và lắp nó vào lỗ còn lại. Xoay điốt quang sao cho dây dẫn dài của nó ở chính giữa.

Như thể hiện trong ảnh, dây dẫn ngắn của đèn LED và dây dẫn dài của điốt quang sẽ nằm ở trung tâm. Hai dây dẫn này sẽ được nối với một dây chung trở lại arduino. (Xem ghi chú kỹ thuật ở cuối nếu bạn muốn biết thêm chi tiết)

Lấy một đoạn dây tóc nhỏ 1,75 và lắp vào phía sau các điốt. Điều này sẽ khóa các điốt tại chỗ và ngăn chúng quay hoặc bật ra.

Tôi đã trải qua một số lần lặp lại thiết kế trước khi quyết định thiết kế này. Việc có các điốt nhô ra ngoài một chút đã cải thiện đáng kể khả năng chịu đựng khi căn chỉnh nó với đai ốc kẹp.

Bước 8: Cầu chì dây tóc khóa vào giá đỡ

Cầu chì dây tóc khóa vào giá đỡ
Cầu chì dây tóc khóa vào giá đỡ

Bạn sẽ muốn cắt phần dây tóc có khóa dài hơn chiều rộng của giá đỡ một chút.

Làm nóng móng tay trong vài giây trong nhớt hoặc giữ nó bằng kìm.

Bước 9: Ấn đầu sợi tóc vào đầu đinh đã được làm nóng

Ấn đầu sợi tóc vào đầu đinh được làm nóng
Ấn đầu sợi tóc vào đầu đinh được làm nóng

Giữ ngón tay của bạn trên đầu đối diện của dây tóc và nhấn để làm chảy và nối chốt khóa trong giá đỡ.

Bước 10: Hoàn thành giá đỡ Diode

Giá đỡ Diode đã hoàn thành
Giá đỡ Diode đã hoàn thành

Phẳng và gọn gàng

Bước 11: Gắn dây khai thác vào điốt

Gắn dây khai thác vào điốt
Gắn dây khai thác vào điốt
Gắn dây khai thác vào điốt
Gắn dây khai thác vào điốt

Cắt dây theo chiều dài cho ứng dụng của bạn. Đối với Sienci Mill, tổng cộng bạn sẽ cần khoảng 30 inch (~ 75cm) (dây + jumper) và có dây để bộ định tuyến di chuyển.

Uốn cong các đầu dây và đầu chì thành hình chữ U để khóa chúng vào nhau và làm cho việc hàn dễ dàng hơn.

Lấy một số ống co nhiệt mỏng và cắt hai đoạn ngắn và hai đoạn dài hơn một chút. Trượt các đoạn ngắn hơn qua các dây dẫn đi-ốt bên ngoài. Trượt các mảnh dài hơn qua hai dây dẫn ở giữa.

Việc có hai độ dài khác nhau sẽ làm lệch các mối nối mối ghép và lệch các mối nối dày hơn với nhau để đường kính của dây được giảm bớt. Nó cũng ngăn chặn bất kỳ quần short nào giữa các mối nối dây khác nhau

Cắt ba đoạn ống co nhiệt có đường kính lớn hơn một chút và đặt chúng lên trên từng dây trong ba dây trong bộ dây nịt.

Điều quan trọng là đảm bảo rằng có một khoảng cách nhỏ giữa các đầu của ống co nhiệt trên dây và điểm nối. Các dây sẽ nóng lên và nếu ống co nhiệt quá gần, chúng sẽ bắt đầu co lại ở phần cuối, có khả năng khiến chúng quá nhỏ để trượt qua khớp.

Bước 12: Đảm bảo rằng dây có điện trở được gắn vào dây dẫn dài của đèn LED hồng ngoại

Điện trở giới hạn dòng điện (220 ohm) được tích hợp trong bộ dây, cần được kết nối với dây dẫn dài (cực dương) của đèn LED hồng ngoại rõ ràng. Dây kết nối hai dây dẫn chung sẽ được nối với đất, vì vậy bạn có thể muốn sử dụng dây đen hoặc dây trần cho kết nối đó.

Hàn các kết nối để làm cho chúng vĩnh viễn.

Bước 13: Thu hẹp ống co nhiệt

Co ống co nhiệt
Co ống co nhiệt

Sau khi các mối nối đã được hàn, trước tiên hãy sử dụng diêm hoặc bật lửa để thu nhỏ đường ống trên dây dẫn diode. Đầu tiên di chuyển ống co nhiệt trên các dây dẫn càng xa nơi tỏa nhiệt càng tốt.

Giữ cho ngọn lửa di chuyển nhanh chóng khi nó co lại và xoay để có tất cả các phía bằng nhau. Đừng nán lại nếu không ống sẽ tan chảy thay vì co lại.

Sau khi các dây dẫn đi-ốt đã được thu nhỏ, hãy trượt ống co nhiệt lớn hơn một chút khỏi dây, qua các mối nối và lặp lại việc co lại.

Bước 14: Chuẩn bị khối lắp

Chuẩn bị khối lắp
Chuẩn bị khối lắp

Tùy thuộc vào ứng dụng của bạn, hãy chọn khối gắn kết phù hợp với ứng dụng của bạn. Đối với Since Mill, hãy chọn khối lắp góc.

Lấy một đai ốc M2 và một vít M2. Vặn đai ốc vừa đủ vào đầu vít.

Lật ngược khối lắp và kiểm tra sự lắp đai ốc M2 vào lỗ.

Tháo và làm nóng đai ốc bằng que diêm hoặc ngọn lửa rồi nhanh chóng lắp vào mặt sau của khối lắp.

Vặn vít, để đai ốc được gắn vào khối gắn bằng nhựa. Để tăng thêm độ chắc chắn, hãy nhỏ một giọt keo siêu dính vào cạnh đai ốc để gắn chặt đai ốc vào khối.

Bước 15: Đảm bảo vít M2 có chiều dài thích hợp

Đảm bảo vít M2 có chiều dài thích hợp
Đảm bảo vít M2 có chiều dài thích hợp

Đảm bảo rằng vít không quá dài nếu không cảm biến sẽ không siết chặt vào khối lắp. Đối với khối lắp góc, hãy đảm bảo rằng vít M2 là 9mm hoặc ngắn hơn một chút.

Bước 16: Gắn Khối gắn vào Bộ định tuyến CNC

Gắn Khối gắn vào Bộ định tuyến CNC
Gắn Khối gắn vào Bộ định tuyến CNC

Đối với Sienci Mill, gắn khối lắp góc vào đáy bên trong Z Rail bằng một vài giọt keo siêu dính.

Bước 17: Gắn cảm biến vào khối lắp

Gắn cảm biến vào khối lắp
Gắn cảm biến vào khối lắp

Đặt cánh tay điều chỉnh vào khối lắp

Chèn vít M2 với vòng đệm qua khe trên tay lắp có thể điều chỉnh và vặn nó vào đai ốc.

Trượt tay điều chỉnh cho đến khi đèn LED và Điốt quang đồng đều với đai ốc bộ định tuyến

Thắt chặt các ốc vít

Bước 18: Thêm băng phản quang vào một mặt của Collet Nut

Thêm băng phản quang vào một mặt của Collet Nut
Thêm băng phản quang vào một mặt của Collet Nut

Sử dụng một dải băng nhôm nhỏ (dùng cho ống dẫn lò) và gắn nó vào một mặt của đai ốc kẹp. Băng phản chiếu này sẽ cho phép cảm biến quang học IR nhận một vòng quay duy nhất của trục chính.

Bước 19: Đảm bảo băng phản quang không đi qua mép đến các mặt liền kề

Đảm bảo băng phản quang không đi qua mép đến các mặt liền kề
Đảm bảo băng phản quang không đi qua mép đến các mặt liền kề

Băng chỉ phải nằm trên một mặt của đai ốc kẹp. Băng đủ mỏng và nhẹ để nó không cản trở cờ lê làm thay đổi các đầu dao hoặc ảnh hưởng đến sự cân bằng trục chính.

Bước 20: Chạy dây cảm biến dọc theo bên trong Z Rail

Chạy dây cảm biến dọc theo bên trong Z Rail
Chạy dây cảm biến dọc theo bên trong Z Rail

Sử dụng các dải băng keo nhôm, gắn dây vào bên trong Z Rail. Tốt nhất bạn nên chạy băng gần mép ray góc để làm sạch cụm đai ốc vít chì.

Bước 21: Gắn cảm biến vào Arduino Nano

Gắn cảm biến vào Arduino Nano
Gắn cảm biến vào Arduino Nano

Kết nối các dây với Arduino như sau:

  • IR LED (với điện trở tích hợp) -> Chân D3
  • Điốt quang IR -> Chân D2
  • Dây chung -> Pin GND

Bước 22: Gắn Jumper Wires vào màn hình OLED

Gắn dây Jumper vào màn hình OLED
Gắn dây Jumper vào màn hình OLED

Rút dây cáp nhảy bộ 4 dây

Cắm dây vào 4 chân cho giao diện I2C:

  • VCC
  • GND
  • SCL
  • SDA

Bước 23: Gắn Màn hình OLED vào Arduino

Gắn Màn hình OLED vào Arduino
Gắn Màn hình OLED vào Arduino
Gắn Màn hình OLED vào Arduino
Gắn Màn hình OLED vào Arduino

Gắn các dây jumper vào các chân sau. Lưu ý: Các dây này không phải tất cả đều gắn vào các chân liền kề, cũng không theo thứ tự giống nhau.

  • VCC -> Chân 5V
  • GND -> Ghim GND
  • SCL -> Pin A5
  • SDA -> Ghim A4

Bước 24: Gắn Màn hình OLED vào Giá đỡ của nó

Gắn Màn hình OLED vào Giá đỡ của nó
Gắn Màn hình OLED vào Giá đỡ của nó

Sử dụng các giá đỡ bạn đã in trước đó, gắn màn hình OLED vào giá đỡ của nó

Sau đó gắn màn hình vào khung CNC.

Bước 25: Chuẩn bị Arduino IDE để tải bản phác thảo Arduino

Chuẩn bị Arduino IDE để tải bản phác thảo Arduino
Chuẩn bị Arduino IDE để tải bản phác thảo Arduino

Một chương trình cho Arduino được gọi là bản phác thảo. Môi trường phát triển tích hợp (IDE) cho Arduinos là miễn phí và phải được sử dụng để tải chương trình nhằm phát hiện cảm biến và hiển thị RPM.

Nếu bạn chưa có, đây là liên kết để tải xuống Arduino IDE. Chọn phiên bản có thể tải xuống 1.8.5 trở lên.

Bước 26: Thêm thư viện OLED bắt buộc

Thêm thư viện OLED bắt buộc
Thêm thư viện OLED bắt buộc

Để chạy màn hình OLED, bạn sẽ cần một vài thư viện bổ sung, thư viện Adafruit_SSD1306 và Adafruit-GFX-Library. Cả hai thư viện đều miễn phí và có sẵn thông qua các liên kết được cung cấp. Làm theo hướng dẫn của Adafruit về cách cài đặt các thư viện cho máy tính của bạn.

Sau khi các thư viện được cài đặt, chúng có sẵn cho bất kỳ bản phác thảo Arduino nào bạn tạo.

Thư viện Wire.h và Math.h là tiêu chuẩn và được tự động đưa vào cài đặt IDE của bạn.

Bước 27: Kết nối Arduino với máy tính của bạn

Sử dụng cáp USB tiêu chuẩn, kết nối Arduino Nano với máy tính của bạn bằng Arduino IDE.

  1. Khởi chạy IDE
  2. Từ menu Công cụ, chọn Bảng | Arduino Nano
  3. Từ menu Công cụ, chọn Cổng |

Bây giờ bạn đã sẵn sàng tải bản phác thảo, biên dịch và tải nó lên Nano

Bước 28: Tải xuống Arduino Sketch

Mã Arduino Sketch được đính kèm và cũng có sẵn trên trang GitHub của tôi, nơi bất kỳ cải tiến nào trong tương lai sẽ được đăng.

Tải xuống tệp OpticalTachometerOledDisplay.ino và đặt nó vào thư mục công việc có cùng tên (trừ đi.ino).

Từ IDE Arduino, chọn Tệp | Mở ra…

Điều hướng đến thư mục công việc của bạn

Mở tệp OpticalTachometerOledDisplay.ino.ino.

Bước 29: Biên dịch Sketch

Biên dịch bản phác thảo
Biên dịch bản phác thảo
Biên dịch bản phác thảo
Biên dịch bản phác thảo

Nhấp vào nút 'Kiểm tra' hoặc chọn Sketch | Xác minh / Biên dịch từ menu để biên dịch bản phác thảo.

Bạn sẽ thấy khu vực biên dịch ở dưới cùng, với một thanh trạng thái. Trong một vài giây, thông báo "Đã biên dịch xong" và một số thống kê về dung lượng bộ nhớ mà bản phác thảo chiếm dụng sẽ được hiển thị. Đừng lo lắng về thông báo "Bộ nhớ thấp còn trống", nó không ảnh hưởng gì cả. Phần lớn bộ nhớ được sử dụng bởi thư viện GFX cần thiết để vẽ các phông chữ trên màn hình OLED chứ không phải bản phác thảo thực tế.

Nếu bạn thấy một số lỗi, chúng rất có thể là do thiếu thư viện hoặc sự cố cấu hình. Kiểm tra kỹ xem các thư viện đã được sao chép vào đúng thư mục cho IDE chưa.

Nếu cách đó không khắc phục được sự cố, hãy kiểm tra hướng dẫn về cách cài đặt thư viện và thử lại.

Bước 30: Tải lên Nano

Tải lên Nano
Tải lên Nano

Nhấn nút 'Mũi tên' hoặc chọn Sketch | Tải lên từ menu để biên dịch và tải lên bản phác thảo.

Bạn sẽ thấy cùng một thông báo 'Đang biên dịch..', tiếp theo là thông báo 'Đang tải lên..' và cuối cùng là thông báo 'Hoàn tất tải lên'. Arduino bắt đầu chạy chương trình ngay sau khi Tải lên hoàn tất hoặc ngay khi cấp nguồn sau đó.

Tại thời điểm này, màn hình OLED sẽ trở nên sống động với màn hình RPM: 0 với mặt số ở số không.

Nếu bạn đã đặt bộ định tuyến lại với nhau, bạn có thể bật công tắc và xem màn hình hiển thị đọc RPM khi bạn điều chỉnh tốc độ.

Xin chúc mừng!

Bước 31: Sử dụng nguồn điện chuyên dụng

Sử dụng nguồn điện chuyên dụng
Sử dụng nguồn điện chuyên dụng
Sử dụng nguồn điện chuyên dụng
Sử dụng nguồn điện chuyên dụng

LƯU Ý: Đây là nguồn gốc của nhiễu tín hiệu gây ra hiển thị RPM thất thường. Tôi đang điều tra việc đặt một số nắp bộ lọc trên các bộ chuyển đổi nguồn, nhưng bây giờ bạn sẽ cần cấp nguồn cho nó qua cáp USB riêng biệt.

Bạn có thể chạy màn hình được kết nối với máy tính bằng cáp USB, nhưng cuối cùng bạn sẽ cần một nguồn điện chuyên dụng.

Bạn có một số lựa chọn, bạn có thể lấy bộ sạc tường USB tiêu chuẩn và chạy Arduino từ nó.

Hoặc bạn có thể chạy Arduino trực tiếp từ thiết bị điện tử bộ định tuyến CNC của mình. Màn hình Arduino / OLED chỉ thu hút 0,04 amps, vì vậy nó sẽ không làm quá tải các thiết bị điện tử hiện có của bạn.

Nếu bạn có thiết bị điện tử Arduino / CNC Router Shield (như Sienci Mill), thì bạn có thể sử dụng một vài chân cắm không sử dụng để khai thác nguồn điện 5 volt cần thiết.

Ở phía trên bên trái của tấm chắn bộ định tuyến CNC, bạn có thể thấy rằng có một vài chân không sử dụng có nhãn 5V / GND. Gắn một cặp cáp jumper vào hai chân này.

Bước 32: Kết nối Arduino với Power Jumper

Kết nối Arduino với Power Jumper
Kết nối Arduino với Power Jumper
Kết nối Arduino với Power Jumper
Kết nối Arduino với Power Jumper

Điều này dễ dàng, nhưng không được dán nhãn độc đáo.

Trên Arduino Nano, có một bộ 6 chân ở cuối bảng. Chúng không được gắn nhãn, nhưng tôi đã bao gồm sơ đồ chân ra và bạn có thể thấy rằng hai chân bên ngoài gần nhất với đèn LED chỉ báo được gắn nhãn GND và 5V trên sơ đồ.

Kết nối jumper từ chân 5V trên tấm chắn CNC với chân gần nhất với chân có nhãn VIN (không kết nối với VIN, mà với chân góc bên trong của nhóm 6 chân). VIN là để cấp nguồn cho Nano với nguồn 7V-12V.

Kết nối jumper từ chân GND trên tấm chắn CNC với chân gần chân TX1 nhất.

Bây giờ khi bạn bật thiết bị điện tử bộ định tuyến CNC, màn hình OLED RPM cũng sẽ bật.

Bước 33: Ghi chú kỹ thuật về mạch

Ghi chú kỹ thuật về mạch
Ghi chú kỹ thuật về mạch

Mạch cảm biến sử dụng một cặp IR LED / IR Photodiode.

Đèn LED hồng ngoại hoạt động giống như bất kỳ đèn LED thông thường nào. Dây dẫn dương (dài hơn hoặc cực dương) được nối với điện áp dương. Trên Arduino Nano, đó là một chân đầu ra được đặt thành CAO. Dây dẫn âm (ngắn hơn hoặc cực âm) được nối với đất để hoàn thành mạch. Vì đèn LED nhạy cảm với quá nhiều dòng điện, một điện trở nhỏ được đặt nối tiếp với đèn LED để hạn chế lượng dòng điện. Điện trở này có thể ở bất kỳ vị trí nào trong mạch, nhưng tốt nhất là đặt nó ở phía dương của mạch, vì dây dẫn âm chia sẻ kết nối với đất với điốt quang.

Điốt quang hồng ngoại hoạt động giống như bất kỳ điốt nào khác (bao gồm cả đèn LED điốt phát quang) ở chỗ chúng chỉ dẫn điện theo một hướng, chặn dòng điện theo hướng ngược lại. Đó là lý do tại sao điều quan trọng là phải lấy đúng cực để đèn LED hoạt động.

Sự khác biệt quan trọng với Điốt quang là khi chúng phát hiện ánh sáng, điốt quang sẽ cho phép dòng điện chạy theo cả hai chiều. Tính chất này được sử dụng để chế tạo máy dò ánh sáng (trong trường hợp này là đèn hồng ngoại hoặc IR). IR Photodiode được kết nối theo cực ngược lại (được gọi là phân cực ngược) với 5V dương trên chân Arduino được kết nối với dây dẫn âm của photodiode và dây dẫn dương được kết nối thông qua một dây chung cùng với IR LED xuống đất.

Khi không có ánh sáng IR, điốt quang IR sẽ chặn dòng điện, cho phép chân Arduino với điện trở kéo lên bên trong của nó ở trạng thái CAO. Khi điốt quang IR phát hiện ánh sáng hồng ngoại, nó cho phép dòng điện chạy qua, nối đất chân và làm cho giá trị CAO trên chân điốt quang giảm xuống đất gây ra một cạnh FALLING mà Arduino có thể phát hiện.

Sự thay đổi trạng thái này trên chân Arduino được sử dụng trong bản phác thảo để đếm số vòng quay.

Dải băng nhôm trên đai ốc chụp, phản xạ ánh sáng hồng ngoại từ đèn LED hồng ngoại luôn bật trở lại điốt quang IR mỗi khi nó quay qua cảm biến.

Bước 34: Ghi chú kỹ thuật trên Arduino Sketch

Bản phác thảo Arduino điều khiển màn hình OLED và phản ứng đồng thời với cảm biến IR LED / IR Photodiode.

Sketch khởi tạo màn hình OLED trong suốt giao thức I2C (Mạch tích hợp liên kết). Giao thức này cho phép nhiều màn hình / cảm biến chia sẻ kết nối và có thể đọc hoặc ghi vào một thiết bị được kết nối cụ thể với tối thiểu dây (4). Kết nối này làm giảm số lượng kết nối giữa Arduino và màn hình OLED.

Sau đó, nó bật đèn LED hồng ngoại bằng cách đặt chân đó CAO, cung cấp nguồn 5V cần thiết cho đèn LED.

Nó gắn một chức năng ngắt vào một chân được gọi khi nó phát hiện ra sự thay đổi trạng thái của chân đó. Trong trường hợp này, hàm incrementRevolution () được gọi bất cứ khi nào phát hiện được cạnh FALLING trên Pin 2.

Một hàm ngắt thực hiện đúng những gì nó ngụ ý, nó ngắt bất cứ thứ gì hiện đang được thực hiện, thực thi chức năng và sau đó tiếp tục hành động chính xác nơi nó bị ngắt. Các hàm ngắt phải càng ngắn càng tốt, trong trường hợp này, nó chỉ thêm một vào biến đếm. Arduino Nano nhỏ chạy ở tốc độ 16Mhz - 16 triệu chu kỳ mỗi giây - đủ nhanh để xử lý ngắt 30.000 vòng / phút, tức chỉ 500 vòng / giây.

Hàm Loop () là hàm hành động chính cho bất kỳ bản phác thảo Arduino nào. Nó liên tục được gọi, lặp đi lặp lại miễn là Arduino có nguồn. Nó lấy thời gian hiện tại, kiểm tra xem liệu một khoảng thời gian cụ thể đã trôi qua chưa (1/4 giây = 250 mili giây). Nếu vậy, nó gọi hàm updateDisplay () để hiển thị giá trị RPM mới.

Chức năng vòng lặp cũng sẽ làm mờ màn hình sau 1 phút và tắt màn hình sau 2 phút - có thể cấu hình đầy đủ trong mã.

Các hàm updateDisplay () gọi hàm tính toán (). Hàm đó tính số vòng quay mà chức năng ngắt đã tăng đều đặn và tính toán RPM bằng cách xác định tốc độ vòng quay trên mỗi khoảng thời gian và ngoại suy nó thành số Vòng quay mỗi phút.

Nó hiển thị giá trị số và sử dụng một số trang trí của trường Trung học để vẽ một mặt số kim và tay chỉ báo để phản ánh các giá trị giống nhau.

Các hằng số ở đầu bản phác thảo có thể được sửa đổi, nếu bạn muốn quay số RPM với các giá trị chính và phụ khác nhau.

Khoảng thời gian cập nhật và khoảng thời gian trung bình cũng có thể được sửa đổi.

Đề xuất: