Arduino лазер дээр суурилсан цаг хугацааны систем: 6 алхам (зурагтай)

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:02

Миний заах ажлын нэг хэсэг болох загвар машин 10 метр хэр хурдан явж байсныг нарийн хэмжих систем хэрэгтэй байсан. Эхэндээ би eBay эсвэл Aliexpress-аас хямд бэлэн системийг худалдаж авна гэж бодсон бөгөөд эдгээр системийг ихэвчлэн хөнгөн хаалга, гэрэл зургийн хаалга эсвэл үүнтэй төстэй зүйл гэж нэрлэдэг. Урьдчилан барьсан гэрлийн хаалганы цаг хугацааны систем үнэхээр үнэтэй байдаг нь тогтоогдсон тул би өөрөө бүтээхээр шийдсэн.

Хөнгөн хаалганы цагийн системийг ажиллуулах нь маш энгийн. Гэрлийн хаалга бүр нь нэг талдаа лазер модулиас бүрдэх бөгөөд энэ нь нөгөө талдаа гэрлээс хамааралтай резистор модульд (LDR) лазер цэгийг тусгадаг. LDR -ийн гаралтыг хэмжсэнээр систем нь лазер туяа хэзээ тасарсныг илрүүлж чадна. Эдгээр хоёр хаалгыг ашигласнаар систем нь эхний цацраг тасарсан үед таймерыг эхлүүлж, хоёр дахь туяа эвдэрсэнийг мэдрэх үед таймерыг зогсооно. Үр дүн нь LCD дэлгэц дээр харагдана.

Оюутнуудтай ийм систем бий болгох нь кодчилох гайхалтай танилцуулга бөгөөд үүнийг дуусгасны дараа анги танхимд үнэхээр хэрэгтэй эх сурвалж болно. Энэ төрлийн систем нь STEM -ийн үйл ажиллагаанд маш тохиромжтой бөгөөд резинэн машин, хулганы хавхлага, нарс модны дерби машин гэх мэт зүйлс хэр хол зайг туулж байгааг хэмжихэд ашиглаж болно.

Анхааруулга: Энд танилцуулсан шийдэл нь оновчтой хувилбараас хол байна. Зарим зүйл илүү сайн эсвэл илүү үр дүнтэй байж болохыг би мэдэж байна. Энэ төслийг анх маш богино хугацаанд нэгтгэж, зориулалтын дагуу маш сайн ажилласан. Би энэ системийн 2 болон 3 -р хувилбарыг хоёуланг нь сайжруулахаар төлөвлөж байгаа бөгөөд зааврын сүүлчийн алхамыг үзнэ үү. Хэлхээ ба кодыг хэрэгжүүлэх нь таны эрсдэл юм.

Хангамж

• Arduino R3 (эсвэл нийцтэй самбар) - 4.50 фунт
• Adafruit өдний далавчны хамгаалалтын самбар - Ямар ч төрлийн протобоардны жижиг хэсэг нь бас сайн байдаг - 1 фунт
• LCD товчлуурын бамбай - Үүнийг 5 фунт стерлингтэй arduino -ийн хувилбарт тохируулан хийсэн эсэхийг шалгаарай
• 2 x Хөнгөнөөс хамааралтай резистор (LDR) модуль - "arduino LDR" -ийг ebay дээрээс хайх нь олон сонголтыг харуулах ёстой - тус бүр нь 2.30 фунт.
• 2 x Лазер модуль - "arduino лазер" -ыг ebay дээрээс хайх нь олон сонголтыг харуулах ёстой. Лазерын хүч 5 мВт -аас ихгүй байгаа эсэхийг шалгаарай. - Гурван хүний хувьд 2.25 фунт
• 4 x Жижиг tripod - тус бүр нь 3.50 фунт
• 4х 1/4 инчийн самар - Стандарт tripod утас тааруулахын тулд - 2 фунт
• Ардуиногийн хайрцагт зориулсан тунгалаг нийлэг 3 фунт
• М3 самар ба боолт - 2 фунт
• Хуванцар PCD -ийн зогсолт - Эдгээр иж бүрдлийг Ebay дээр маш хямд үнээр худалдаж авах боломжтой. - 6.80 фунт
• 4 x 3D хэвлэмэл хашлага - Материалын өртөг нь ойролцоогоор 5 фунт стерлинг байв.
• Туузан кабель - 5 фунт

Нийт өртөг нь ойролцоогоор 55 фунт стерлинг байсан бөгөөд энэ нь лазер таслагч болон 3D принтер хоёуланг нь ашиглах боломжтой болно. Энд байгаа ихэнх зардлыг хайрцаг, самар, боолт гэх мэт зардал эзэлдэг. Цахилгаан хэрэгслийн бодит өртөг нь ердөө 22 фунт стерлинг байдаг тул энд маш их оновчлол хийх боломжтой байх.

Алхам 1: Adrunio програм

Доорх кодыг Arduino руу байршуулна уу. Хэрэв та үүнийг хэрхэн хийхээ мэдэхгүй байгаа бол энэхүү гайхалтай сургамжийг үзээрэй.

Кодын үндсэн логик нь дараах байдалтай байна.

1. Лазер модулийг асаагаад LDR бүр лазер туяаг "харж" чадах эсэхийг шалгаарай.
2. LDR 1 лазер туяа тасарсныг илрүүлэх хүртэл хүлээгээд таймерыг нэн даруй эхлүүлнэ үү.
3. LDR 2 лазер туяа тасарсныг илрүүлэх хүртэл хүлээгээд таймерыг даруй зогсооно уу.
4. Үр дүнгийн хугацааг LCD дэлгэц дээр миллисекундээр харуул.

Энэ кодыг зөвхөн нэг удаа ажиллуулахад зориулагдсан бөгөөд дэлгэцээс гарах хугацааг тэмдэглэсний дараа бамбай дээрх дахин тохируулах товчийг ашиглан програмыг дахин эхлүүлнэ.

ARDUINO кодыг холбох

(Мэдээлэл: Кодыг create.arduino.cc дээр байрлуулсан бөгөөд кодыг энд оруулахыг хүсч байна, гэхдээ Instructables редактор нь суулгагдсан iframe -ийг зөв харуулах, ажиллуулахыг зөвшөөрдөггүй. Хэрэв Instructables -ийн хэн нэгэн үүнийг уншиж байгаа бол уу Үүнийг ирээдүйд онцлог болгон хэрэгжүүлээрэй, баярлалаа)

Алхам 2: 3D хэвлэх хаалт

Модулийг хөдөлгөсний үр дүнд туяа тасрахгүй байхын тулд лазер болон LDR модулиудыг барьж байх шаардлагатай. Доорх хавсралтыг 3D хэвлээд модулийг боолтоор нь боолттой бол боолтны нүхгүй тул лазер модулийг зип зангиагаар бэхлэх шаардлагатай болно.

Кейс тус бүрийн дотор 1/4 инчийн самар хавчуулаарай, үүнийг дараа нь эдгээр хэрэглэлийг tripods -тэй холбохын тулд ашиглах болно. Хашааны хоёр талыг M3 самар ба боолттой хамт барьдаг.

Алхам 3: Laser Cut Arduino хайрцаг

Доорх файлуудыг 4 мм зузаантай тунгалаг нийлэгээс лазераар хайчилж ав. Arduino R3 ба протобордыг нийлэг хэсгүүдийн нүх, боолтоор нь байрлуул. PCD зогсолтыг тусгаарлагч болгон ашиглан хэргийн дээд хэсгийг доод талд нь боолт хийнэ.

Алхам 4: Цахилгаан хэлхээг утсаар холбоно уу

Энэхүү төсөлд ашигласан LCD бамбайг энэхүү гайхалтай зааврын дагуу дэлгэрэнгүй тайлбарласан болно. LCD дэлгэц ба оролтын товчлуурууд нь arduino -ийн I/O зүүг ашигладаг боловч энэ шалтгааны улмаас лазер модулийн бүх оролт/гаралт, LDR -ийн зөвхөн 1, 2, 12, 13 зүүг ашигладаг.

Цахилгааны утас маш бага шаардагдах боловч диаграммд үзүүлсэн шиг хэлхээг холбосон эсэхийг шалгаарай. Би бүх тохиргоог хялбархан задалж хадгалах боломжийг олгохын тулд лазер болон LDR модулийн утаснуудад зарим JST төрлийн холбогчийг нэмсэн.

Тиймээ, 1 ба 2-р ардуино зүү нь шугаман эсэргүүцэлгүй лазер модулийг шууд тэжээж байна. Сонгосон лазер модулиудыг arduino -той ашиглахаар тусгайлан бүтээсэн тул энэ нь асуудал биш байх болно. Лазер модулиуд нь 5 мВт -ын хамгийн их хүчийг авдаг бөгөөд энэ нь зүүний 5В хүчдэлийн үед модуль нь 1 мА орчим байх ёстой гэсэн үг бөгөөд энэ нь arduino I/O зүү дээрх гүйдлийн нийлүүлэлтийн ~ 40 мА хязгаараас хамаагүй доогуур байна.

Алхам 5: Угсарч, тааруулна уу

Эцэст нь хэлэхэд та бүх зүйлийг цуглуулахад бэлэн байна.

1. LDR ба Laser модулийн хайрцгийг жижиг штатив дээр холбоно уу.
2. LDR модулийг LDR мэдрэгч рүү шууд гэрэлтүүлэхээр байрлуул

Энэ үе шатанд та зүйлийг бага зэрэг нарийвчлах хэрэгтэй болно. LDR модулиуд нь дижитал дохиог гаргадаг бөгөөд лазер туяа илрээгүйг илтгэдэг өндөр дохио (5V), лазер туяаг харж болохыг харуулдаг бага тэмдэг (0V). Модулийн 5V -аас 0V гаралтын дохио руу шилжих гэрлийн эрчмийн босгыг LDR самбар дээрх потенциометрээр хянадаг. Модуль хүссэн үедээ 0V ба 5V гаралтын хооронд шилжихийн тулд та потенциал хэмжигчийг тохируулах хэрэгтэй болно.

Систем хүлээгдэж буй байдлаар ажиллах хүртэл потенциометрийг аажмаар тохируулах эсвэл LDR модулийн гаралтыг хэмжих, шаардлагатай бол тааруулахын тулд мултиметр ашиглана уу.

Алхам 6: Үйл ажиллагаа ба цаашдын ажил

Та одоо системийг ашиглахад бэлэн байх ёстой! Зураг дээр үйл ажиллагааны үе шатыг харуулав.

1. Системийг эхлүүлэхийн тулд сонгох товчийг дарна уу.
2. Лазерыг LDR мэдрэгч дээр шууд гэрэлтүүлэхийн тулд тэгшлээрэй.
3. Систем одоо зэвсэглэсэн байна. Загварлаг машин явахаар тохируулаарай.
4. Эхний лазер туяа эвдэрсний дараа систем цагийг эхлүүлэх болно.
5. Хоёрдахь лазер туяа эвдэрсний дараа систем зогсох болно.
6. Дараа нь цагийг миллисекундээр дэлгэц дээр харуулна.
7. Дахин ажиллуулахын тулд дахин тохируулах товчийг дарна уу.

Зарим сайжруулалт хийх боломжтой байгаа тул би энэ системийн 2.0 хувилбарыг үүсгэх болно.

1. Лазер модулийг Arduino -оос тэжээх шаардлагагүй, тэдгээрийг батерейгаар тэжээж, шаардлагатай бол асааж болно. Би системийг зохион бүтээхдээ лазер модулийг Arduino руу хүчээр холбох нь хамгийн энгийн шийдэл мэт санагдаж байсан нь практик дээр урт кабелийн гүйдэлд саад болж байна.
2. LDR орон сууцанд конденсатор линз үнэхээр хэрэгтэй байдаг. Лазер цэгийг LDR мэдрэгчийн төв хэсэгт байрлуулах нь маш хэцүү бөгөөд заримдаа хэдэн минут болдог тул конденсатор линз ашиглах нь хэрэглэгчийг лазер цэгээр зорих илүү том зорилт өгөх болно.

Би одоо утасгүй, зөөврийн компьютерээ Bluetooth ашиглан холбодог 3.0 хувилбарын талаар бодож байна, гэхдээ энэ нь өөр өдрийн хувьд хамаагүй том төсөл юм.

STEM тэмцээнд дэд байр эзэлсэн