Tachometer na nakabatay sa IR ng kamay: 9 Mga Hakbang

2025 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2025-01-23 15:13

Ang Instructable na ito ay batay sa circuit na inilarawan ng electro18 sa Portable Digital Tachometer. Akala ko magiging kapaki-pakinabang ang pagkakaroon ng isang handheld device at ito ay magiging isang kasiya-siyang proyekto na bubuo.

Gusto ko kung paano naka-out ang aparato - maaaring magamit ang disenyo para sa lahat ng uri ng iba pang mga aparato sa pagsukat sa pamamagitan ng pagbabago ng sensor pod, mga kable at Arduino code. Ang katotohanan na mukhang isang blaster o isang ray gun mula sa isang pelikulang SF ay isang idinagdag na bonus!

Ang tachometer ay may isang gatilyo at sumusukat habang ang gatilyo ay pinindot. Ang isang tagapagpahiwatig na LED ay naiilawan habang ang pagsukat ay isinasagawa. Ang aparato ay maaaring pinalakas sa pamamagitan ng USB, o isang 9V na baterya. Bukas ang aparato kung nakakonekta ang USB. Kung ginamit ang isang baterya, ang tachometer ay nakabukas sa pamamagitan ng isang power switch.

Sa panahon ng pagsukat, ipinapakita ng LCD ang kasalukuyang RPM sa unang linya at ang average at max RPM sa pangalawang linya. Kung ang pagpalit ay hindi pinindot at walang pagsukat na isinasagawa, ipinapakita nito ang average at max na RPM mula sa naunang sesyon ng pagsukat.

Kung ang IR photodiode ay na-trigger ng ambient heat, ang "TAAS" ay ipapakita sa LCD upang ipahiwatig na dapat na ma-turn down ang pagiging sensitibo. Ang pagkasensitibo ay kinokontrol ng isang gulong sa likod ng LCD.

Upang magamit ang tachometer, kailangan mong maglagay ng isang bagay na sumasalamin sa pag-on na bagay na nais mong sukatin. Ang isang simpleng light painter's tape ay gumagana nang maayos. Gumamit din ako ng isang dab ng acrylic na puting pintura at nakita ko ang mga tao na gumagamit ng isang makintab na metal plate o isang piraso ng aluminyo foil na nakadikit sa ibabaw. Mahusay na nakadikit sa ibabaw, dahil ang anumang sinusukat mo ay umiikot nang napakabilis at ang sumasalamin ay sasailalim sa maraming sentripugal na puwersa. Nagpalabas ako ng tape ng aking pintor nang 10, 000RPM.

Ang musika sa video ay mula sa Jukedeck - lumikha ng iyong sarili sa

Hakbang 1: Ang Circuit

Sa "ilong" ng tachometer ay isang sensor pod na naglalaman ng isang IR LED at isang IR detector. Kapag ang detektor ay hindi na-trigger, dapat itong kumilos bilang isang normal na diode at ipasa ang kasalukuyang mula sa positibo (mahabang lead) hanggang sa ground (maikling lead). Kapag na-trigger ang detector, nagsisimula itong ipaubaya ang kasalukuyang sa kabaligtaran na direksyon - mula sa negatibo hanggang positibo. Natagpuan ko, gayunpaman, na ang aking detektor ay tila hindi kailanman ipinapasa ang kasalukuyang sa "normal" na direksyon (positibo sa lupa) - ang iyong mileage ay maaaring magkakaiba, depende sa detektor na nakukuha mo.

Kapag ang pag-set up ng circuit, mayroon kaming isang pagpipilian ng pagpapaalam sa input port sa Arduino na maging Mababa kapag walang signal, o maging sa TAAS kapag walang signal.

Kung ang batayang estado ay TAAS, ang Arduino ay gumagamit ng isang panloob na resistor ng pullup, habang kung ang base na estado ay dapat na LOW, isang panlabas na risistor na pulldown ay dapat idagdag. Ang orihinal na Maaaring turuan na gumamit ng LOW base state, habang sa Optical Tachometer para sa CNC tmbarbour ay gumamit ng TAAS bilang batayang estado. Habang nakakatipid ito ng isang risistor, ang paggamit ng isang malinaw na risistor na pulldown ay nagbibigay-daan sa amin upang ayusin ang pagkasensitibo ng aparato. Dahil ang ilang kasalukuyang pagtulo sa pamamagitan ng risistor, ang mas mataas na paglaban, mas sensitibo ang aparato. Para magamit ang isang aparato sa iba't ibang mga kapaligiran, mahalaga ang kakayahang ayusin ang pagkasensitibo. Kasunod sa disenyo ng electro18s, gumamit ako ng isang 18K risistor sa serye na may dalawang 0-10K na kaldero, kaya't ang paglaban ay maaaring iba-iba mula 18K hanggang 38K.

Ang kasalukuyang IR LED at IR diode ay hinihimok mula sa port D2. Ang Port D3 ay na-trigger sa pamamagitan ng RISING makagambala kapag ang IR detector ay bumiyahe. Ang Port D4 ay nakatakda sa TAAS at na-grounded kapag pinindot ang gatilyo. Sinisimula nito ang pagsukat at binubuksan din ang tagapagpahiwatig na LED na konektado sa port D5.

Dahil sa napakaliit na kasalukuyang maaaring mailapat sa anumang mga input port, maghimok ng anumang mga voltages para sa pagbabasa lamang mula sa iba pang mga port ng Nano, hindi tuwid mula sa baterya. Tandaan din na ang parehong mga IR at tagapagpahiwatig na LED ay sinusuportahan ng 220 ohm resistors.

Ang ginamit kong LCD ay may serial adapter board at nangangailangan lamang ng apat na koneksyon - vcc, ground, SDA at SCL. Ang SDA ay papunta sa port A4, habang ang SCL ay papunta sa port A5.

Hakbang 2: Listahan ng Mga Bahagi

Kakailanganin mo ang mga sumusunod na bahagi:

• Arduino Nano
• 16x2 LCD display na may serial adapter, tulad ng LGDehome IIC / I2C / TWI
• 2 220ohm resistors
• isang risistor na 18K
• dalawang maliit na 0-10K potentiometers
• 5mm IR LED at IR diode ng diode
• 3mm LED para sa tagapagpahiwatig ng pagsukat
• 5 30mm M3 turnilyo na may 5 mga mani
• isang 7mm diameter o kaya spring para sa pag-trigger at 9V baterya attachment. Nakuha ko ang akin mula sa ACE, ngunit hindi matandaan kung ano ang numero ng stock.
• isang maliit na piraso kung manipis na sheet metal para sa iba't ibang mga contact (ang sa akin ay tungkol sa 1mm makapal) at isang malaking paperclip
• 28AWG wire
• isang maliit na piraso ng 16AWG napadpad na wire para sa gatilyo

Bago itayo mismo ang tachometer, kakailanganin mong buuin ang potentiometer wheel para sa pag-aayos ng pagiging sensitibo, ang pagpupulong ng gatilyo at ang switch ng kuryente.

Hakbang 3: Mga File ng STL

body_left at body_ Right gawin ang pangunahing katawan ng tachometer. Ginagawa ng lcd_housing ang base ng pabahay na nagsisingit sa katawan ng tachometer at ang pabahay na hahawak mismo sa LCD. Nagbibigay ang sensor pod ng mga mounting spot para sa IR LED at detector, habang ang baterya_vcover ay gumagawa ng sliding cover ng kompartimento ng baterya. gatilyo at lumipat gawin ang mga naka-print na bahagi para sa dalawang pagpupulong na ito.

Na-print ko ang lahat ng mga bahaging ito sa PLA, ngunit halos anumang materyal ay maaaring gumana. Ang kalidad ng pag-print ay hindi gaanong mahalaga. Sa katunayan, nagkaroon ako ng mga problema sa printer (ibig sabihin, mga kamangha-manghang mga error ng gumagamit) habang ang pag-print ng pareho ng mga halves ng katawan at ang lahat ay maayos pa rin.

Tulad ng dati, nang nai-print ko ang mga pangunahing bahagi, iba't ibang mga bagay ang bahagyang mali. Naayos ko ang mga problemang ito sa mga file sa Instructable na ito, ngunit hindi muling nag-print, dahil nakukuha ko ang lahat upang gumana sa kaunting scarping at sanding.

Ikakabit ko ang mga mapagkukunang file ng OpenSCAD sa isang susunod na hakbang.

Hakbang 4: Assembly ng Pagsasaayos ng Sensitivty

Nai-publish ko ang pagpupulong na ito sa Thingiverse. Tandaan, ang mas mataas na paglaban ay nangangahulugang mas mataas ang pagiging sensitibo. Sa aking pagbuo, ang paglipat ng gulong pasulong ay nagdaragdag ng pagiging sensitibo. Natagpuan ko na kapaki-pakinabang upang markahan ang pinaka-sensitibong dulo sa gulong, kaya't masusuri ko kung paano itinakda ang pagkasensitibo.

Hakbang 5: Trigger Assembly

Ang aking orihinal na disenyo ay gumamit ng kaunting kawad para sa contact sa ilalim ng gumagalaw na bahagi, ngunit nalaman kong ang isang manipis na piraso ng sheet metal ay mas mahusay na gumagana. Ang gumagalaw na bahagi ay kumokonekta sa dalawang mga contact sa likod ng pabahay. Gumamit ako ng kaunting 16AWG na maiiwan na kawad na nakadikit sa lugar para sa dalawang contact.

Hakbang 6: Paglipat ng Kuryente

Ito ang bahagi na nagbigay sa akin ng pinakamaraming problema, dahil ang mga contact ay naging palabasan - kailangang maging tama. Habang pinapayagan ng switch para sa dalawang mga terminal, kailangan mo lamang i-wire ang isa. Pinapayagan ng disenyo ang isang spring na pilitin ang paglipat sa pagitan ng dalawang posisyon, ngunit hindi ko nakuha ang bahaging iyon upang gumana.

Ipako ang mga lead sa pabahay. Walang gaanong puwang sa katawan ng tachometer, kaya't gawing maikli ang mga lead.

Hakbang 7: Assembly

Patuyuin ang lahat ng iyong mga bahagi sa katawan. Gupitin ang dalawang maiikling piraso ng tagsibol at i-thread ang mga ito sa mga butas sa mount ng baterya. Ang sprint sa body_left ay VCC, ang spring sa body_ Right ay ground. Gumamit ako ng body_left upang i-hold ang lahat ng mga piraso sa panahon ng pagpupulong.

I-file ang IR LED at detector flat kung saan magkaharap sila - ang haba (positibo) na lead ng LED ay dapat na solder sa maikling lead ng detector at sa wire na humahantong sa D2 port.

Natagpuan ko na kinakailangan upang maabot ang tagapagpahiwatig na humantong sa lugar na may isang dab ng pandikit.

Ang LCD ay magiging isang masikip na magkasya sa pabahay. Sa katunayan, kinailangan kong buhangin nang kaunti ang PCB ng minahan. Medyo nadagdagan ko ang laki ng pabahay kaya sana mas magkasya ito para sa iyo. Baluktot ko ang mga header na humantong sa LED nang kaunti upang magkaroon ng mas maraming puwang at solder ang mga wires sa kanila - walang puwang upang mai-plug ang anumang bagay doon. Ang LCD ay pupunta nang tama sa isang paraan lamang sa pabahay at ang base ay magkakabit din ng isang paraan din.

Maghinang lahat ng bagay at magkasya ang mga bahagi pabalik. Mayroon akong mga Nano na may mga header - mas mahusay na magkaroon ng isang bersyon na maaaring direktang solder. Siguraduhin na hilahin mo ang mga LCD wires sa pamamagitan ng LCD base bago maghinang.

Ang lahat ay mukhang hindi maayos, dahil nag-iwan ako ng mga wire nang masyadong mahaba. Isara ang katawan at itakda ang mga turnilyo.

Hakbang 8: Ang Arduino Sketch

Kakailanganin mo ang library ng Liquid Crystal I2C upang himukin ang LCD.

Kung ikakabit mo ang tachometer sa isang serial monitor, ipapadala ang mga istatistika sa serial monitor habang sinusukat.

Kung sakali may ingay, isinasama ko ang isang simpleng filter na lowpass sa algorithm. Tatlong mga variable sa sketch ang namamahala kung gaano kadalas na-update ang screen (kasalukuyang bawat kalahati ng segundo), gaano kadalas kinalkula ang RPM (kasalukuyang bawat 100msec) at ang bilang ng mga pagsukat sa suporta ng filter (kasalukuyang 29). Para sa mababang RPM (sabihin, sa ibaba ng 300 o higit pa), ang aktwal na halaga ng RPM ay magbabagu-bago, ngunit ang average ay magiging tumpak. Maaari mong dagdagan ang suporta sa filter upang makakuha ng isang mas tumpak na tumatakbo na RPM.

Kapag na-load mo na ang sketch, mabuting pumunta ka!

Hakbang 9: OpenSCAd Source Code

Inililakip ko ang lahat ng mga mapagkukunang openSCAD. Hindi ako gumagawa ng mga paghihigpit sa code na ito - malugod mong baguhin, gamitin, ibahagi, atbp., Hangga't gusto mo. Nalalapat din ito sa Arduino sketch.

Ang bawat file ng mapagkukunan ay may mga komento na inaasahan kong makakakita ka ng kapaki-pakinabang. Ang mga pangunahing piraso ng tachometer ay nasa pangunahing direktoryo, ang switch ng kuryente ay nasa direktoryo ng mga konstruksyon, habang ang pot_wheel at ang gatilyo ay nasa direktoryo ng mga bahagi. Ang lahat ng iba pang mga mapagkukunan ay tinawag mula sa pangunahing mga file ng bahagi.