V tomto článku sa pozrieme na to, ako si môžete vytvoriť jednoduchý chronograf z lacných a dostupných dielov. adaptácia potrebné na meranie rýchlosti guľky v puške. Tieto čísla sú potrebné na určenie stavu pušky, pretože v priebehu času sa niektoré časti pneumatického opotrebovania opotrebujú a vyžadujú výmenu.
Pripravujeme potrebné materiály a nástroje:
- Chinese Digispark (v čase nákupu to stálo 80 rubľov);
- zobrazenie typu segmentu na TM1637 (v prípade zakúpenia stojí 90 rubľov);
- infračervené LED a fototranzistory (10 párov) - cena bola 110 rubľov;
- sto 220 ohmových odporov stálo 70 rubľov, ale budú potrebné iba dve z nich.
To je všetko. Toto je celý zoznam položiek, ktoré budete musieť kúpiť. Mimochodom, rezistory nájdete aj v starých domácich spotrebičoch. Môžete staviť viac na nominálnu hodnotu, ale nie menej. Výsledkom je, že môžete držať do 350 rubľov, ale nie je to tak, vzhľadom na to, že výrobný chronograf bude stáť najmenej 1000 rubľov a montáž je omnoho horšia ako tá naša domáci.
Okrem iného musíte zásobiť také podrobnosti, ako sú:
- drôty;
- kus potrubia s dĺžkou najmenej 10 cm (je vhodná plastová vodná fajka);
- všetko na spájkovanie;
- multimeter (voliteľné).
Prvé tri opísané podrobnosti majú svoje vlastné nuansy, takže každý z nich je potrebné posudzovať osobitne
Digispark
Táto položka je miniatúrna doska plošných spojov, ktorá je kompatibilná s ArduinoNa palube má ATtiny85. Ako pripojiť tento prvok k Arduino IDE, môžete čítať ďalej, môžete si tu tiež stiahnuť ovládače.
Táto doska má niekoľko možností, jedna používa microUSB a druhá je vybavená konektorom USB, ktorý je zapojený priamo na doske. Vzhľadom na to, že domáci výrobok nemá samostatné napájanie, vybral autor prvú verziu tabuľky. Ak do domáceho produktu nainštalujete batériu alebo batériu, výrazne sa tým zvýši jej cena a nebude to mať veľký vplyv na praktickosť. Takmer každý má kábel na nabíjanie mobilnej banky a banky Power.
Pokiaľ ide o vlastnosti, sú podobné ATtiny85, jeho schopnosti sú tu bohaté. Mikrokontrolér v chronografe vypočúva iba senzory a ovláda displej.
Ak ste nikdy predtým nestretli Digispark, najdôležitejšie nuansy nájdete v tabuľke.
Je dôležité vziať do úvahy skutočnosť, že číslovanie pinov pre funkciu analogRead () má rozdiely. A na treťom kolíku je pull-up rezistor s nominálnou hodnotou 1,5 kOhm, pretože sa používa v USB.
Niekoľko slov o displeji
Displej pre domáce použitie môže použiť ktokoľvek, autor sa však rozhodol pre lacné riešenie. Aby bolo zariadenie ešte lacnejšie, môžete úplne opustiť displej. Dáta môžu byť jednoducho prenášané káblom do počítača. Bude to potrebné tu. Dotknutý displej je kópiou displeja.
Ako na displeji vyzerá displej spredu a zozadu, môžete vidieť na fotografii.
Pretože sú vzdialenosti medzi číslami rovnaké, keď je dvojbodka vypnutá, čísla sa čítajú bez problémov. Štandardná knižnica je schopná zobrazovať čísla v rozsahu 0-9. písmená v rozsahu a-f a stále existuje možnosť zmeniť jas celého displeja. Hodnoty číslic je možné nastaviť pomocou funkcie displeja (int 0-3, int 0-15).
Ako používať displej
Ak sa pokúsite prekročiť hodnoty [0, 15], na displeji sa zobrazí zmätok, ktorý okrem všetkého iného nie je statický. Preto, ak chcete zobraziť špeciálne znaky, ako sú stupne, mínusy atď., Musíte sa pohrať.
Autor chcel, aby displej zobrazoval hotovú energiu letu guľky, ktorá by sa vypočítala v závislosti od rýchlosti strely a jej hmotnosti. Hodnoty podľa myšlienky sa museli zobrazovať postupne, ale aby sa pochopilo, na ktoré z nich by sa malo nejako upozorniť, napríklad pomocou písmena „J“. V extrémnych prípadoch môžete hrubé črevo jednoducho použiť, ale autorovi sa to nepáčilo a vyliezol do knižnice. Výsledkom bolo, že funkcia setSegments (byte addr, byte data) bola vytvorená na základe funkcie displeja, rozsvieti segmenty kódované v údajoch v čísle s číslom addr:
Takéto segmenty sú kódované pomerne jednoducho, za najvyšší segment je zodpovedný najmenej významný bit údajov a potom za stredný segment zodpovedá siedmy bit. Znak "1" po zakódovaní vyzerá ako 0b00000110. Ôsmy najvýznamnejší bit je zodpovedný za dvojbodku, používa sa v druhej číslici a vo všetkých ostatných je ignorovaný. Následne autor automatizoval proces získavania kódov pomocou Excelu.
To, čo sa nakoniec stalo, je možné vidieť na fotografii
Nakoniec senzory
O senzoroch neboli poskytnuté žiadne presné informácie, je známe, že majú vlnovú dĺžku 940 nm. Počas experimentov sa zistilo, že senzory nie sú schopné vydržať prúdy väčšie ako 40 mA. Pokiaľ ide o napájacie napätie, nemalo by byť vyššie ako 3,3 V. Čo sa týka fototranzistora, má mierne priehľadné telo a reaguje na svetlo.
Postupujeme k montáži a konfigurácii domácich:
Prvý krok. zhromaždenia
Všetko prebieha podľa veľmi jednoduchej schémy. Zo všetkých pinov budú potrebné iba P0, P1 a P2. Prvé dva sa používajú na displej a P2 je potrebný pre senzory.
Ako vidíte, jeden odpor sa používa na obmedzenie prúdu pre LED, ale druhý ťahá P2 k zemi. Vzhľadom na to, že fototranzistory sú zapojené paralelne, keď strela prejde pred akýmkoľvek optočlenom, napätie na P2 klesne. Ak chcete určiť rýchlosť letu guľky, musíte poznať vzdialenosť medzi senzormi, zmerať dva prepätia energie a určiť čas, v ktorom sa vyskytli.
Vzhľadom na to, že sa použije iba jeden kolík, nezáleží na tom, z ktorej strany sa bude strieľať. Fototranzistory si napriek tomu všimnú guľku.
Zhromažďujú sa všetky podrobnosti, ktoré sú na fotografii viditeľné. Na zhromaždenie všetkého sa autor rozhodol použiť doštičku. Potom bola celá štruktúra pokrytá horúcim lepidlom kvôli pevnosti. Senzory sú umiestnené na potrubí a drôty sú k nim spájkované.
Aby sa zabránilo pulzovaniu diódy pri napájaní zo zdroja energie, autor nainštaloval elektrolyt pri 100 mKf paralelne s LED diódami.
Je tiež dôležité si uvedomiť, že pin P2 bol zvolený z dôvodu, faktom je, že P3 a P4 sa používajú v USB, takže teraz s pomocou P2 je tu možnosť blesku pripraviť po zostavení.
P2 je tiež analógový vstup, takže nie je potrebné používať prerušenie. Môžete jednoducho zmerať hodnoty medzi súčasnými a predchádzajúcimi hodnotami, ak je rozdiel väčší ako určitá prahová hodnota, potom v tomto okamihu strela práve prejde blízko optočlenu.
Krok dva vloženie
Prescaler je delič frekvencie, v štandardných prípadoch v doskách ako Arduino je to 128. Toto číslo ovplyvňuje, ako často sa ADC volí. To znamená, že pri predvolenom nastavení 16 MHz vychádza 16/128 = 125 kHz. Každá digitalizácia pozostáva z 13 operácií, takže kolík môže byť vyťažený čo najviac rýchlosťou 9600 kHz. V praxi to nie je viac ako 7 kHz. Výsledkom je, že interval medzi meraniami je 120 μs, čo je príliš veľa na domácu prácu. Ak guľka letí rýchlosťou 300 m / s, prekoná počas tejto doby dráhu 3,6 cm, to znamená, že si ju ovládač jednoducho nevšimne. Aby všetko správne fungovalo, interval medzi meraniami by mal byť najmenej 20 μs. Za týmto účelom sa musí hodnota deliteľa rovnať 16. Autor urobil delič 8, ako to urobiť, je vidieť nižšie.
Čo sa stalo počas experimentu, sa dozviete na fotografii
Logika firmvéru má niekoľko fáz:
- meranie rozdielu v hodnotách na kolíku pred a po;
- ak rozdiel prekročí prahovú hodnotu, slučka zhasne a aktuálny čas (mikroskop ()) sa zapamätá;
- druhý cyklus pracuje podobne ako prvý a má počítadlo času v cykle;
- ak počítadlo dosiahlo nastavenú hodnotu, odošle sa chybové hlásenie a prechod do pôvodného stavu. V tomto prípade cyklus neprejde do večnosti, ak guľka nebola náhle zachytená druhým senzorom;
- ak počítadlo neprepadlo a rozdiel v hodnote je väčší ako prahová hodnota, meria sa aktuálny čas (mikro ());
- Teraz môžete na základe rozdielu času a vzdialenosti medzi senzormi vypočítať rýchlosť guľky a zobraziť informácie na obrazovke. No, potom to všetko začína znova.
Záverečná fáza. testovanie
Ak sa všetko urobí správne, zariadenie bude fungovať bez problémov. Jediným problémom je zlá reakcia na žiarivky a osvetlenie LED, s vlnovou frekvenciou 40 kHz. V takom prípade sa v zariadení môžu vyskytnúť chyby.
Domáce práce v troch režimoch:
Po zapnutí sa zobrazí pozdrav a obrazovka je vyplnená pruhmi, čo znamená, že zariadenie čaká na výstrel
Ak dôjde k chybám, zobrazí sa správa „Err“ a potom sa zapne pohotovostný režim.
Potom prichádza meranie rýchlosti
Ihneď po výstrele zariadenie zobrazí rýchlosť strely (označená symbolom n) a potom sa zobrazia informácie o energii strely (symbol J). Keď sa zobrazí joule, zobrazí sa aj dvojbodka.