DIGITAL MULTI-FUNCTION хэмжих хэрэгсэл: 21 алхам (зурагтай)

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

Fusion 360 төслүүд »

Бүгдээрээ сайн уу. Би 3D принтерийн орыг тэгшлэхэд туслах төхөөрөмж болон муруй гадаргуугийн ойролцоо уртыг олж авахад туслах өөр төхөөрөмж авахыг хүсч байсан бөгөөд ингэснээр хүссэн гадаргуу дээр наах зөв уртыг хялбархан хайчилж болно. ингэснээр үрэлгэн байдлаас урьдчилан сэргийлэх болно. Тиймээс хоёр санааг хоёуланг нь нэгтгэж, хоёуланг нь хийж чадах ганц хэрэгсэл бүтээж яагаад болохгүй гэж бодлоо. Эцэст нь би муруй шугам, гадаргуугийн тэгш байдлыг хэмжихээс гадна шулуун шугамын зай ба шугамын өнцгийг хэмжих төхөөрөмж бүтээж дуусгалаа. Үндсэндээ энэ хэрэгсэл нь бүхэлдээ нэг дижитал түвшин+захирагч+дамжуулагч+өнхрөх хэмжүүрээр ажилладаг. Төхөөрөмж нь халаасанд багтахаар жижиг хэмжээтэй бөгөөд батерейг утасны цэнэглэгч ашиглан амархан цэнэглэх боломжтой.

Энэ төхөөрөмж нь гадаргуугийн тэгш байдал, өнцгийг нарийвчлалтай хэмжихийн тулд акселерометр ба гироскоп мэдрэгч, шугаман уртыг контактгүй байдлаар хэмжих хурц IR мэдрэгч, муруй гадаргуу дээр эсвэл муруй шугам дээр өнхрүүлэх боломжтой дугуйтай кодлогч ашигладаг. уртыг нь авна.

Төхөөрөмжийн горим, онцлогийг удирдахын тулд M (горим), U (нэгж), 0 (тэг) гэж тэмдэглэгдсэн 3 мэдрэгчтэй товчлуурыг ашиглана.

М - Төрөл бүрийн хэмжилтийн хооронд сонголт хийх

U - мм, см, инч, тоолуурын нэгжийн хооронд сонголт хийх

0 - Зай эсвэл өнцгийг хэмжсэний дараа хэмжсэн утгыг 0 болгож дахин тохируулах.

Мэдрэгчтэй товчлуурыг ашиглах болсон шалтгаан нь хэмжих явцад төхөөрөмжийн байрлалыг алдагдуулахгүйгээр горим, нэгжийг зөөлөн удирдах явдал юм.

Энэхүү төхөөрөмж нь хэмжсэн металлын гадаргуугаас хальтирч гулсахгүй байхын тулд сууриндаа неодимиум соронз суулгасан байдаг.

Суултын яндан нь төхөөрөмжийг аль болох нягтаршуулах, мөн 3D хэвлэхэд хялбар болгох зорилготой юм.

Алхам 1: Бүрэлдэхүүн хэсгүүд ба модулиуд шаардлагатай

Энэхүү төхөөрөмжийг халаасанд багтахаар бүтээгдсэн тул бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг сонгосон болно. Тиймээс миний олж болох хамгийн жижиг дэлгэц, зай, мэдрэгчийг ашигласан.

1. 3d хэвлэсэн хайрцаг

2. Sharp GP2Y0A41SK0F IR зайны мэдрэгч X 1 (Aliexpress)

3. MPU6050 акселерометр/гироскоп модуль X 1 (Aliexpress)

4. Boost+цэнэглэх модуль X 1 (Aliexpress)

5. Grove Mouse кодлогч X 1 (Aliexpress)

6. 128 X 32 OLED дэлгэц X 1 (Aliexpress)

7. Arduino pro mini ATMEGA328 5V / 16MHz X 1 (Aliexpress)

8. 12 мм дуугарагч X 1 (Aliexpress)

9. 3.7v, 1000mah lipo зай X 1 (Aliexpress)

10. TTP223 мэдрэгчтэй товчлуурын модуль X 3 (Aliexpress)

11. 20x10x2mm неодим соронз X 1 (Aliexpress)

12. CP2102 USB to UART TTL module X 1 (Aliexpress)

13. Пааландсан зэс утас (Aliexpress)

14. 10K эсэргүүцэл X 2

15. 19 (урт) X2 (dia) мм ган тэнхлэг X 1

16. 3мм урттай X 1

17. Аливаа винил наалт өнхрөх (Aliexpress)

18. Микро USB кабель

MPU6050

MPU6050 бол 3 тэнхлэгтэй акселерометр ба 3 тэнхлэгтэй гироскопоос бүрддэг мемс төхөөрөмж юм. Энэ нь хурдатгал, хурд, чиглэл, шилжилтийг хэмжихэд бидэнд тусалдаг. Энэ бол I2C суурилсан төхөөрөмж бөгөөд 3.3 -аас 5 вольт хүртэл ажилладаг бөгөөд энэ төсөлд MPU6050 нь гадаргуу тэгш эсвэл тэгш бус эсэхийг хэмжих, мөн шугамын өнцгийг хэмжихэд ашиглагддаг.

Хулганы кодлогч програмыг хөгжүүл

Энэ бол эргэх чиглэл ба эргэлтийн хурдны талаархи санал хүсэлтийн өгөгдөл бүхий механик нэмэгдэх эргэдэг кодлогч юм. Миний олж чадах хамгийн жижиг кодлогч бөгөөд програмчлалын хэсэг нь бас хялбар байсан тул би энэ кодлогчийг ашигласан. Энэхүү кодлогч нь нэг эргэлтэнд 24 алхамтай байдаг. Үүнийг ашиглан бид дугуйны диаметр нь мэдэгдэж байвал кодлогч дээрх дугуйны зайг тооцоолж болно. Үүнийг хэрхэн хийх талаархи тооцооллыг энэхүү зааврын дараагийн үе шатанд авч үзэх болно. Энэхүү төсөл нь муруй шугамын зайг хэмжихэд кодлогч ашигладаг.

SHARP GP2Y0A41SK0F IR DISTANCE MODULE

Энэ бол объектын мэдрэгчээс алслагдсан зайнд үндэслэн хувьсах хүчдэлийг гаралт болгон өгдөг аналог мэдрэгч юм. Бусад IR модулиудаас ялгаатай нь илрүүлж буй объектын өнгө нь мэдрэгчийн гаралтанд нөлөөлөхгүй. Хурц мэдрэгчийн олон хувилбар байдаг боловч бидний ашиглаж буй 4-30 см -ийн зайтай. Мэдрэгч нь 4.5-5.5 вольтын хүчдэлийг ажиллуулдаг бөгөөд ердөө 12 мА гүйдэл авдаг. Улаан (+) ба хар (-) утаснууд нь тэжээлийн утас бөгөөд 3-р утас (цагаан эсвэл шар өнгөтэй) нь аналог гаралтын утас юм. Энэхүү төсөлд мэдрэгчийг холбоо барихгүйгээр шугаман зайг хэмжихэд ашигладаг.

Алхам 2: ХЭРЭГСЭЛ шаардлагатай

1. Хайч

2. Хайрцаг таслагч эсвэл бусад супер хурц ир

3. хясаа

4. Халуун цавуу буу

5. Шуурхай цавуу (супер цавуу гэх мэт)

6. Резинэн дээр суурилсан цавуу (fevi bond гэх мэт)

7. Гагнуурын төмөр ба хар тугалга

8. лазер таслагч

9. 3D принтер

10. Диск огтлох бит бүхий эргэдэг хэрэгсэл

11. Утас таслагч

12. Зүлгүүр

Алхам 3: STL файлуудыг 3D хэвлэх

Энэхүү төхөөрөмжийн хайрцгийг Autodesk Fusion 360 програм хангамжаар бүтээжээ. 3 ширхэг байна. Эдгээр хэсгүүдийн STL файлуудыг доор өгөв.

"LID" ба "wheel" файлуудыг дэмжлэггүйгээр хэвлэх боломжтой бол "BODY" файлд дэмжлэг хэрэгтэй болно. Би эдгээрийг 0.2 мм давхаргын өндөрт 100% дүүргэсэн ногоон PLA ашиглан хэвлэв. Ашигласан принтер нь TEVO тарантула юм.

Алхам 4: VINYL -ээр бүрхүүлийг бүрхэх

1. 3D хэвлэмэл хэсгүүдийн гаднах бүх гадаргууг тэгшлэхийн тулд нарийн зүлгүүр ашиглаарай, ингэснээр винил наалт амархан наалдана.

2. Зүлгүүрийн дараа гадаргуу дээр үлдэж болох бүх нарийн ширхэгтэй хэсгүүдийг арилгахын тулд нойтон алчуур ашиглана уу.

3. Гадаргууг хатаасны дараа винил наалтыг гадаргуу дээр наа. Агаарын бөмбөлөг байхгүй байгаа эсэхийг шалгаарай.

4. Хайч ашиглан ирмэгийн илүүдэл наалтыг хайчилж ав.

5. Одоо бүрхүүлийн хажуу талд наалт түрхээд илүүдлийг нь хайчилж ав.

6. OLED дэлгэц, цэнэглэх порт, кодлогч дугуй, хурц IR мэдрэгчийн нүхийг хайчлах эсвэл бусад хутгуур ашиглан хайчилж ав.

СЭРЭМЖЛҮҮЛЭГ: ХУРЦАН ХӨРӨС, ХЭРЭГСЭЛТЭЙ ХАМГИЙН ХАМГААЛАЛТТАЙ БОЛ

Алхам 5: ХҮРЭЭНИЙ ОНОШЛОЛТ

PRO MINI програмчлах

Arduino наногоос ялгаатай нь pro mini-ийг USB кабелийг залгах замаар шууд програмчлах боломжгүй, учир нь USB-ээс цуваа TTL хөрвүүлэгч байхгүй байна. Тиймээс эхлээд програмчлахын тулд бид гадаад USB -ийг цуваа хөрвүүлэгч рүү холбох хэрэгтэй. Эхний зураг нь эдгээр холболтыг хэрхэн яаж хийхийг харуулж байна.

Vcc - 5V

GND - GND

RXI - TXD

TXD - RXI

DTR - DTR

БҮРЭН ХУДАЛДААНЫ ДИАГРАММ

2 -р зурагт энэ төслийн бүрэн схемийг харуулав.

D2 - INT MPU6050

D3 - I/O (MODE)

D5 - I/O (UNIT)

D6 - I/O (ZERO)

D7 - +(1) кодлогч

D8 - +(2) кодлогч

A0 - I/O SHARP IR

A1 - + Дуугаруулагч

A4 - SDA (OLED ба MPU6050)

A5 - SCL (OLED ба MPU6050)

GND - БҮХ МОДУЛ, СЕНСЕНТРИЙН GND БА МОДУЛЫГ ДЭЭШЛҮҮЛЭХ

VCC - + BOOST MODULE USB PORT

B + - ЗАЙ +

B- - ЗАЙ -

3 дахь зургийг би кодыг бүтээж байх үед авсан. Энэ бол код, модуль, хэлхээг туршихад зориулагдсан түр зуурын тохиргоо юм. Залуус та туршиж үзэх нь заавал биш юм

Алхам 6: Соронзон оруулах

1. Цэнэглэх порт нүхний доор байрлуулсан соронзны хөндийд түргэн цавуу түрхээрэй.

2. Соронзыг хөндийд хийж, соронзон бус зүйлийг ашиглан цавуу хатах хүртэл барина.

Соронзон төхөөрөмж нь металл гадаргуу дээр ашиглагдах үед төхөөрөмжийг гулсах эсвэл хөдлөхөөс урьдчилан сэргийлэхэд тусалдаг.

Алхам 7: Мэдрэгчийг хэлбэржүүлэх

Төхөөрөмжийг аль болох бага болгохын тулд хурц IR мэдрэгч ба кодлогчийн бэхэлгээний бэхэлгээг дискний бит бэхэлгээтэй эргэдэг багаж ашиглан таслав.

Алхам 8: OLED дэлгэцийг байрлуулах

1. OLED дэлгэцийн ар талд зүү нэрсийг тэмдэглээд дараа нь холболтыг зөв хийх боломжтой болно.

2. OLED дэлгэцийг хоёр дахь зурагт үзүүлсэн шиг зөв байрлалд байрлуул. Дэлгэцийн нээлхийг дэлгэц нь хананд бага зэрэг орохоор зохион бүтээсэн болно. Энэ нь дэлгэцийг зөв байрлал, чиглэлд байлгаж, амархан хөдөлдөггүй.

3. Халуун цавууг дэлгэцийн эргэн тойронд болгоомжтой түрхэнэ. Халуун цавуу нь давуу талтай, учир нь энэ нь дэлгэцийн цочрол шингээгч шиг ажилладаг бөгөөд түрхсэн үед дэлгэц дээр ачаалал өгөхгүй.

Алхам 9: ХАМТРАХ ТОВЧУУД ба MPU6050 -ийг хавсаргана уу

1. Резинэн суурьтай цавуу хэрэглэдэг.

2. Цавууг хоёр гадаргуу дээр түрхэнэ.

3. Бүх гагнуурын цэгүүд нь хэргийн нээлттэй тал руу харсан эсэхийг шалгаад модулийг зураг дээр үзүүлсэн шиг байрлуулсан газруудад байрлуул.

4. Модуль болон бүрхүүлийг наалдсаны дараа дор хаяж 2 минутын турш зөөлөн дарж байлга.

Алхам 10: BOOST+CHARGING MODULE

Энэ бол хямдхан нэг үүрэн цахилгаан банкнаас гаргаж авсан модуль юм. Энэ модуль нь батерейны хамгаалалтын хэлхээ, 5V, 1 ампер өсгөгчтэй хөрвүүлэгчтэй. Энэ нь мөн бүхэлд нь төслийн цахилгаан унтраалга болгон ашиглаж болох ON/OFF товчлууртай. Модуль дээрх эмэгтэй USB портыг гагнуурын төмрөөр арилгаж, 4 утсан дээрх +5v ба газардуулгын терминалуудад хоёр утсыг гагнав.

Эхний хоёр зураг дээр үзүүлсэн шиг 2 эрэгтэй толгой толгойг B+ ба B- руу зүүгээд модуль нь батерейтай ажилладаг эсэхийг шалгаарай.

Модульд зориулагдсан тавцан дээр түргэн цавуу түрхэж, модулийг зөөлөн байрлуулж, цэнэглэх порт болон нээлхийн хэсэг нь хоорондоо бүрэн нийцэж байгаа эсэхийг шалгаарай.

Алхам 11: ЦАХИЛГААН, ОРЧИГИЙН ИР СЕНСЕНТРИЙГ ОРУУЛАХ

1. Паалантай зэс утасны бүрээсийг гагнуурын төмрөөр эсвэл асаагуур ашиглан утасны үзүүрийг дулаалж хайлах хүртэл халааж арилгадаг. Дараа нь утсыг OLED дэлгэц дээр болгоомжтой гагнана. Батерейг байрлуулсны дараа үүнийг хийхэд хэцүү байж магадгүй тул үүнийг одоо хийж байна.

2. Батерейг өргөлтийн модулийн тавцан дор шургуулж, түүний утас холбогчийг 3 -р зурагт үзүүлсэн шиг OLED дэлгэцийн зүг харсан байдлаар байрлуулна.

3. Хурц IR мэдрэгчийг түүнд зориулагдсан үүрэнд оруулсан болно.

Алхам 12: ARDUINO болон BUZZER -ийг хавсаргана

1. USB -ээс цуваа хөрвүүлэгчийг өгсөн схемийн дагуу Arduino руу гагнана.

2. Халуун цавуугаар Arduino -ийг батерейны дээгүүр бүрхүүлийн дунд наалдана.

3. Утсыг дуут дохионы терминал руу гагнаж, дараа нь дуугаргагчийг 7 -р зурагт үзүүлсэн шиг дугуйны хөндий рүү оруулна.

Алхам 13: Кодлогч

1. Кодлогчын терминалуудыг ир ашиглан цэвэрлэнэ.

2. Резисторыг кодлогч руу гагнана.

3. Зэс утсыг хэлхээний схемийн дагуу гагнана.

4. Ган тэнхлэгийг 3D хэвлэсэн дугуйнд оруулна. Хэрэв дугуй хэт сул байгаа бол түргэн цавуу ашиглан бэхлээрэй.

5. Тэнхлэг дугуйны тохируулгыг кодлогч руу оруулна уу. Дахин сул байвал шууд цавуу хэрэглээрэй. Гэхдээ энэ удаад ямар ч цавуу кодлогч механизм руу орохоос болгоомжлох хэрэгтэй.

6. Дугуйнууд нь өгөгдсөн нүхээр гадагш гарахаар кодлогчийг бүрхүүл дотор байрлуулаад чөлөөтэй эргэж байгаа эсэхийг шалгаарай.

7. Кодлогчыг бэхлэхийн тулд халуун цавуу ашиглана уу.

Алхам 14: ЦАХИЛГААН, ГАЯНГА

1. Цахилгааны хэлхээг өмнө нь "ЦИРХИЙН ДИАГРАМ" алхамд өгөгдсөн схемийн дагуу гүйцэтгэнэ.

2. Бүх мэдрэгч ба модулийн +ve ба -ve утаснууд нь тэжээлийн эх үүсвэртэй зэрэгцээ холбогдсон байна.

3. Утасны аль нь ч IR модулийн үзэмжийг хааж, кодлогчын хүрдэнд орооцолдохгүй байгаа эсэхийг шалгаарай.

Алхам 15: Кодлох

1. Доорх код болон номын санг татаж авах.

2. Номын сангийн хавтасыг задлах. Эдгээр фолдерыг компьютерынхаа "Миний баримт бичиг" хэсэгт байгаа "Arduino" фолдерын "номын сан" хавтсанд хуулж ав (хэрэв та Windows хэрэглэгч бол).

3. Өгөгдсөн кодыг ("filal_code") Arduino IDE дээр нээгээд Arduino руу байршуулна уу.

Алхам 16: MPU6050 -ийн тооцоолол

MPU6050 хурдатгал хэмжигч/гироскопын модулийг бүрхүүлд дөнгөж наасан тул төгс түвшин биш байж магадгүй юм. Тиймээс энэ тэг алдааг засахын тулд дараах алхмуудыг дагана уу.

АЛХАМ 1: Төхөөрөмжийг компьютерт холбоод, аль хэдийн төгс тэгш гадаргуу дээр тавь (жишээ нь: хавтангийн шал)

АЛХАМ 2: "M" товчлуур дээр дарж төхөөрөмжийн "LEVEL" горим руу ороод X ба Y утгыг тэмдэглээрэй.

АЛХАМ 3: Эдгээр утгуудыг кодын "calibx" ба "caliby" хувьсагчдад онооно.

АЛХАМ 4: Хөтөлбөрийг дахин ачаална уу.

Алхам 17: Кодлогчын алхам тутамд шилжсэн зайг тооцоолох

Кодлогч босоо амны нэг эргэлтийн алхамуудын тоо, N = 24 алхам

Дугуйны диаметр, D = 12.7 мм

Дугуйны тойрог, C = 2*pi*(D/2) = 2*3.14*6.35 = 39.898 мм

Тиймээс алхам тутамд шилжсэн зай = C/N = 39.898/24 = 1.6625 мм

Хэрэв та өөр диаметртэй дугуй эсвэл кодлогч өөр алхам тоолуур ашиглаж байгаа бол дээрх томъёоны утгыг орлуулах замаар мм тутамд нүүсэн зайг олоод нарийвчлалыг олсны дараа энэ утгыг томъёонд кодын дотор оруулна уу. зураг.

Кодыг дахин эмхэтгэн Arduino руу байршуулна уу.

Кодлогчын шалгалт тохируулгыг хийж, өөрчилсөн програмыг байршуулсны дараа та USB -ийг Arduino Pro Mini -ээс цуврал TTL хөрвүүлэгч модульд задалж, салгаж болно.

Алхам 18: Хэргийг хаахаас өмнө бүх зүйлийг туршиж үзэх

Турших зүйл:

1. Цэнэглэгчийг порт руу амархан залгаж, батерейг нь зөв цэнэглэж байгаа бол.

2. Цахилгаан асаах/унтраах товч ажиллаж байгаа эсэх.

3. OLED нь бүх зүйлийг зөв чиглэл, байрлалаар зөв зайд харуулдаг.

4. Мэдрэгч товчлуурууд бүгд зөв ажиллаж, зөв хаяглагдсан байна.

5. Хэрэв кодлогч нь эргэх үед зайны утгыг өгдөг.

6. MPU6050 ба SHARP IR модулиуд ажиллаж, зөв уншилтыг өгч байна.

7. Дуугаралт дуугарч байна.

8. АСААХ үед дотор нь юу ч халахгүй байгаа эсэхийг шалгаарай. Хэрэв халаалт үүсвэл энэ нь хаа нэгтээ утас буруу байна гэсэн үг юм.

9. Бүх зүйл байрандаа бэхлэгдсэн, бүрхүүл дотор эргэлдэхгүй байгаа эсэхийг шалгаарай.

Алхам 19: ТОВЧЛОЛЫН ТУСГААРЛАГЧИЙГ СУУЖ, ХЭЛИЙГ БОНДЛОХ

ТОВЧЛОЛЫН ТУСГАЙ БУУРЫН ХУГАЦААГ СОНГОХЫН ХЭРЭГТЭЙ LED ХЭРЭГЛЭХ

Цэнэглэх модулийн түлхэх товчлуурын босоо амны хайрцгийн нүхээр гарахад хэт богино байна. Тиймээс 3 мм хэмжээтэй LED толгойг өргөтгөл болгон ашигладаг.

1. LED -ийн хөлийг утас таслагч ашиглан таслав.

2. LED -ийн хавтгай талыг зүлгүүр ашиглан тэгш, тэгш болгоно. Хэрэв LED нь гараараа зохицуулахад хэтэрхий жижиг бол хясаа ашиглана уу.

3. Зураг дээр үзүүлсэн шиг LED тагийг хайрцагны таг дээр байрлуулсан нүхэнд хийнэ. Товчлуурыг дарахад дотогшоо ороод гарах ёстой тул хөтөч нь чанга биш байгаа эсэхийг шалгаарай

ХЭЛИЙГ БОНДЛОХ

1. Резинэн дээр суурилсан цавуу (би Fevi Bond -ийг ашигласан) -г биеийн болон тагны аль алинд нь болгоомжтой хийнэ.

2. Цавуу бага зэрэг хатах хүртэл 5-10 минут хүлээгээд хоёр талыг нь дарна. Кодлогч дугуйны ган тэнхлэгийн чөлөөт үзүүр нь малгай дээрх нүхэнд орж байгаа эсэхийг шалгаарай.

3. Цавуу хатах үед аль аль хэсгийг нь дарж байхын тулд их ачаалал ашиглаарай (би UPS батерей ашигласан).

Энд резинэн цавуу хийхийг зөвлөж байна, учир нь хэрэв ирээдүйд батерейг солих эсвэл дахин програмчлах зориулалттай бүрхүүлийг нээх шаардлагатай бол үүнийг хурц ир эсвэл хутгагаар холбож хялбархан хийж болно.

Алхам 20: ХАМРАХ ТОВЧУУДЫН Шошго

Шошгололт нь мэдрэгчтэй товчлуурын байрлал, функцийг хялбархан тодорхойлохын тулд хийгддэг.

Цагаан стикер хуудаснаас цагаан толгойн үсийг миний гар хийцийн лазер таслагч ашиглан хайчилж авав.

Зүссэн хэсгүүдийг хясаа ашиглан үндсэн хуудаснаас гаргаж аваад дараа нь төхөөрөмж дээр зөв байрлал, чиглэлд байрлуулна.

Хамгийн их цагаан толгойн өндөр: 8 мм

Хамгийн их цагаан толгойн өргөн: 10 мм

АНХААРУУЛГА: ЛАЗЕР СЭРГЭВЭР, ЗАСАГЧТАЙ АЖИЛЛАХ АЖИЛЛАГААНЫ ШИЛИЙН ЛАЗЕР Блоклох АЮУЛГҮЙ БАЙДЛАА ЗҮЙЛЭХ

Алхам 21: Үр дүн

Төхөөрөмжийг эцэслэн хийлээ. Хэрэв танд төслийн талаар ямар нэгэн эргэлзээ, санал байгаа бол сэтгэгдлээр дамжуулан надад мэдэгдээрэй.

БАЯРЛАЛАА

Халаасны уралдааны тэргүүн шагнал