ШИЛДЭГ ХҮЧНИЙ СЕНСОР: 5 алхам

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

Усны хоолойг хажуу тийш нь хөдөлгөхөд усны тийрэлтэт хоолой нь хоолойноос хоцорч, хөдөлгөөн зогсоход түүнтэй зэрэгцдэг болохыг та анзаарсан уу? Хоолойн гаралт дээрх усны тийрэлтэт онгоцны өнцгийн хазайлтыг тодорхойлох нь энэ хажуугийн өнцгийн хурдыг хэмжих болно.

Энэхүү зааварчилгаа нь "Гэрийн лабораторид" байгаа "магадлал ба төгсгөл" -ийг ашиглан 'Шингэн хурдны мэдрэгч' бүтээх замаар энэхүү зарчмыг харуулсан болно. Энд байгаа шингэн нь "Агаар" юм.

Энэхүү 'гироскопийн мэдрэгч' -ийг стандарт туршилтын төхөөрөмж ашиглахгүйгээр турших энгийн аргыг мөн танилцуулж байна.

Хангамж

1. Хуучин CPU сэнс
2. Шумуулны эсрэг зэвүүн сав (хоосон, сайн цэвэрлэсэн)
3. Арын гуурсан хоолойтой тэгш өнцөгт хэсэг бүхий бал үзэг
4. Цуврал гоёл чимэглэлийн гэрлийн утаснаас хоёр жижиг булцуу
5. Scotch-Brite гуужуулагч дэвсгэр
6. Цөөхөн электрон бүрэлдэхүүн хэсэг (хэлхээний схемийг үзнэ үү)

Алхам 1: Энэ нь хэрхэн ажилладаг

Хоёр слайд нь шингэний мэдрэгчийн физик зохион байгуулалтын схем, физик үзэгдлийн онолыг өгдөг.

Энэхүү дизайны хувьд "Агаар" нь жижиг CPU-сэнс ашиглан цорго ашиглан сордог "шингэн" юм. Агаарын тийрэлтэт онгоц нь халсан чийдэнгийн хоёр ширхэг утаснуудад нөлөөлж байрлал мэдрэгчийг үүсгэдэг. Лавлах гүүрийг хоёр резистороор бүтээдэг.

Бүтэн гүүрний хоёр гар нь V+хүчдэлээр тэжээгддэг.

Тогтвортой нөхцөлд агаарын тийрэлтэт чийдэнгийн утас хоёуланг нь адилхан хөргөнө, гүүр нь тэнцвэртэй, гаралтын хүчдэл тэг байна.

Физик системд өнцгийн хурд өгөх үед агаарын тийрэлтэт онгоц салж, чийдэнгийн утаснуудын нэг нь нөгөөгөөсөө илүү хөрдөг. Энэ нь гаралтын хүчдэлд хүргэдэг гүүрний тэнцвэргүй байдлыг хангаж өгдөг.

Энэхүү гаралтын хүчдэл нь олшрох үед өнцгийн хэмжээг хэмждэг.

Алхам 2: Мэдрэгчийг барих

АЛХАМГАА ДАГААРАЙ

1. Цахилгаан утаснаас ижил эсэргүүцэлтэй хоёр чийдэнг сонго. (11.7 Ом эсэргүүцэлтэй хоёр чийдэнг сонгосон)
2. Нүцгэн судсыг ил гаргах гаднах шилийг болгоомжтой хагал.
3. CPU-Fan-ийг бэлэн байлгаж, агаарын урсгалын чиглэлийг 5 В-ийн хүчдэлээр шалгана уу (сэнсийг сорох горимд ашиглах шаардлагатай тул үүнийг тодорхойлох шаардлагатай).
4. Шумуулнаас хамгаалах шилний ёроолыг хурц хутгаар хайчилж ав.
5. Лонхны тагны дээд хэсгийг хайчилж ав.
6. Бөмбөгөр үзэгийг задалж, доод үзүүрийг нь хайчилж ав. Энэ нь мэдрэгчийн цорго үүсгэх жигд хоолойг өгөх ёстой.
7. Хоолойг лонхны таг руу хийнэ.
8. Зураг дээр үзүүлсэн шиг лонхны биед хоёр жижиг нүх гарга. Энэ нь бие биенийхээ эсрэг диаметртэй булцуут утас бэхлэхэд тохиромжтой байх ёстой.
9. Малгайгаа засаад, чийдэнгийн утаснуудын цооногоос хэдхэн минутын зайтай хоолойг тохирох урттай болгоно.
10. Одоо чийдэнгийн утаснуудыг нүхэнд хийж, утаснууд нь үзүүлсэн шиг хоолойны зах руу орохоор тэгшлээрэй. Халуун цавуу ашиглан чийдэнгийн судалтай биеийг лонхны биед бэхлээрэй. (Аль болох тэгш хэмтэй байрлуулахыг оролдох хэрэгтэй.)
11. CPU-сэнсийг ирмэг дээр халуун цавуу ашиглан лонхны биеийн ар талд (доод талд) бэхлээрэй. Сэнсийг хавтгай хэсгүүдийн нэг нь чийдэнгийн судалтай хавтгайтай параллель байхаар суурилуулсан байх ёстой.
12. Сэнсний ир жигд эргэлдэж, агаарыг соруулж авахад арын хэсгээс агаарын үзүүр, биеийн хоолойгоор дамжин агаарын тийрэлтэт урсгал бий болгодог эсэхийг шалгаарай.

Үндсэн мэдрэгчийн нэгжийг угсарч туршихад бэлэн боллоо

Энэхүү зааварчилгаа нь хэсгүүдийг тааруулах өвөрмөц нөхцөл байдлын улмаас боломжтой болсон.

Энэхүү зааварчилгааны хэсгүүдийг сонгохдоо миний "гэрийн лаборатори" дахь "магадлал ба төгсгөл" -ээс сонгосон болно. CPU-Fan-ийн хэмжээ нь шумуул зэвүүн доод диаметртэй яг таарч байв. Бөмбөлөг үзэгний арын хэсэг нь хоолой хэлбэртэй бөгөөд лонхны тагны хоолойн хэсэгт нягт бэхлэгдсэн байсан бөгөөд шилний диаметр дэх алхам хэлбэр нь чийдэнгийн утас бэхлэхэд тохиромжтой байв. Хэсэгчлэн хайлсан гоёл чимэглэлийн гэрлийн утсыг авах боломжтой байв. Бүх зүйл яг таарч байв!

Алхам 3: ЭХЛЭХ ТУРШИЛТ, ХҮРГЭЛИЙН Схема

Эхний туршилтыг CPU-Fan-д 5V тэжээл өгөх ба чийдэнгийн судалтай хагас гүүрний хүчдэлийг өдөөх замаар хийсэн.

'AndroSensor' програмыг ажиллуулдаг Андройд утсыг Rate-Sensor төхөөрөмжийн хажууд байрлуулсан бөгөөд хоёуланг нь синусоид хэлбэртэйгээр гараар эргүүлсэн.

'AndroSensor' GYRO график дэлгэц нь синусоид хурдны загварыг харуулдаг. Үүний зэрэгцээ доод түвшний гүүрний гаралтыг осциллограф дээр хянадаг.

+/- 5 мВ дохиог +/- 100 градус/сек хурдтайгаар ажиглав.

Цахим хэлхээ нь үүнийг 212 -оор нэмэгдүүлж гаралтын дохиог өгдөг.

Асуудал ба шийдэл

Гаралт нь тэг түвшинд ч гэсэн дуу чимээний түвшинтэй байв. Энэ нь систем дэх агаарын тогтворгүй урсгалаас болж оношлогджээ. Үүнийг даван туулахын тулд сэнс ба чийдэнгийн элементүүдийн хооронд бөөрөнхий үзэгний хоолойны оройн үзүүрт нөгөө дугуй хэлбэртэй скотч-бритийг оруулав. Энэ нь маш их өөрчлөлтийг авчирсан.

Схем

Схемийг дурдвал:

5 В нь CPU-сэнсээр тэжээгддэг

5 В нь 68 Ом - Булцуу - Булцуу - 68 Ом цуврал хослолоор тэжээгддэг. C3 конденсатор нь чийдэнгийн утаснуудын хөдөлгүүрийн хөндлөнгийн оролцоог шүүнэ

5 В-ийг мөн индуктор-конденсаторын хослолоор шүүж, үүнийг OP-AMP-д нийлүүлэх болно

Идэвхтэй хэлхээнд MCP6022 Dual Rail-Rail OP-AMP ашигладаг.

U1B нь 2.5 В -ийн лавлагаа хангамжийн нэгдмэл байдлын буфер юм

U1A бол мэдрэгч-гүүрний дохионы бага нэвтрүүлэх шүүлтүүр бүхий 212 Gain Inverting amplifier юм.

Потенциометр R1 нь потенциал хуваагч ба мэдрэгчийн цуваа гинжин хэлхээнээс бүрдсэн бүрэн гүүрийг тэг түвшинд тэглэхэд ашигладаг.

Алхам 4: ХИЧЭЭР-СЕНСОРЫН ЭНГИЙН ТЕХНИКИЙН Тохиргоо

СТАНДАРТ ТОНОГ ТӨХӨӨРӨМЖ

Стандарт Rate-Sensor туршилтын төхөөрөмж нь програмчлагдах эргэлтийн хурдыг өгдөг моторт "Rate-Table" -ыг агуулдаг. Ийм хүснэгтийг олон тооны "гулгах цагираг" -аар хангадаг бөгөөд ингэснээр шалгагдаагүй байгаа нэгжийн оролт-гаралтын дохио, тэжээлийн хангамжийг хангах боломжтой болно.

Тохиргооны хувьд зөвхөн хурдны мэдрэгчийг ширээн дээр суурилуулсан бөгөөд бусад хэмжих хэрэгсэл, тэжээлийн хангамжийг хажууд нь байрлуулна.

МИНИЙ ШИЙДЭЛ

Харамсалтай нь DIY төхөөрөмж сонирхогчид ийм тоног төхөөрөмж авах боломжгүй байдаг. Үүнийг даван туулахын тулд DIY аргачлалыг ашиглан шинэлэг аргыг нэвтрүүлсэн.

Боломжит үндсэн зүйл бол 'Эргэдэг хажуугийн хүснэгт' байв.

Доошоо харсан дижитал камераар tripod индэр суурилуулсан.

Хэрэв энэ тавцан дээр хурд мэдрэгч, цахилгаан хангамж, гаралт хэмжих төхөөрөмж, стандарт хурдны мэдрэгчийг суурилуулж чадвал. Дараа нь хүснэгтийг цагийн зүүний дагуу, цагийн зүүний эсрэг, нөгөө тийш эргүүлж, мэдрэгчийн өөр өөр оролт өгөх боломжтой. Хөдөлж байх үед бүх өгөгдлийг дижитал камер дээр кино хэлбэрээр бичиж, дараа нь шинжилгээний үр дүнг гаргахын тулд дүн шинжилгээ хийж болно.

Үүнийг хийсний дараа дараахь зүйлийг ширээн дээр тавив.

Шингэний түвшин мэдрэгч

Гар утас-цахилгаан банк нь хурдны мэдрэгчийг 5V тэжээлээр хангах болно

Гаралтын хүчдэлийг ажиглах дижитал олон метр. Энэхүү олон метр нь харьцангуй горимтой байсан бөгөөд үүнийг тэг хувиар тэглэх боломжтой байв.

Андройд утасны OTG горимын осциллограф нь 'Gerbotronicd Xproto Plain' техник хангамж, 'NFX Development' -ээс 'Oscilloscope Pro' Андройд програмыг ашиглан дохионы өөрчлөлтийг ажиглана.

"AndroidSensor" аппликейшнийг 'Fiv Asim' дээр ажиллуулдаг өөр нэг Андройд утас. Энэ нь утасны инерцийн мэдрэгчийг ашиглан давтамжийг харуулдаг. Үүнийг z тэнхлэгт ашигласнаар туршигдаж буй шингэний хурд мэдрэгчийг турших лавлагааны утгыг өгнө..

Туршилт хийсэн бөгөөд зарим ердийн туршилтын тохиолдлуудыг мэдээлсэн болно.

CCW Z: +90 градус/сек олон метр -0.931 В, осциллограф ~ -1.0 В.

CW Z: -90 градус/сек олон метр +1.753 В, осциллограф ~ +1.8 В

Эдгээр хоёрын дундаж дээр үндэслэсэн масштабын коэффициент 100 градус/сек

Синусоидын туршилт Андройд утасны лавлагаа p-p 208 deg/sec, олон метр нь зөв хариу өгөх боломжгүй, осциллограф нь 1.8 сек, p-p хүчдэл 2.4 Div X 1.25 V/div = 3 V

Үүн дээр үндэслэн 1.8 сек хугацаа нь 200 градус/сек p-p-тэй тэнцэнэ

100 градус/сек -ийн масштабын коэффициент 1.5 В

Алхам 5: ДҮГНЭЛТ

ШАЛГАХ АРГА ХЭМЖЭЭГҮЙ

Эхэндээ мэдрэгч, осциллограф, лавлагааны хурд мэдрэгчийг эргэдэг ширээн дээр суурилуулж, өгөгдлийг гараар эсвэл хажуу талаас камер ашиглан шалгах аргыг туршиж үзсэн. Энэ нь бүдгэрсэн зураг, хүний ажиглагчид утгыг бүртгэх хариу өгөх хугацаа хангалтгүй байгаатай холбоотой юм.

ГЭРИЙН АЖИГЛАЛТЫГ АВАХ:

Энэхүү зааварчилгаанд зориулан бүтээсэн шингэний хурд мэдрэгч нь хийхээр төлөвлөж буй үзэл баримтлалаа харуулах зорилготой юм. Гэсэн хэдий ч аливаа практик зорилгод нийцсэн бол мэдрэгчийг илүү нарийвчлалтай барих шаардлагатай.

Ширээний тавцан дээрх бүх тоног төхөөрөмж, тэжээлийн хангамж бүхий эргэдэг хүснэгтийг ашиглан хурд мэдрэгчийг турших DIY аргыг зааварчилгааны хамт олонд ашиглахыг зөвлөж байна.