Kädessä pidettävä IR-pohjainen kierroslukumittari: 9 vaihetta

2025 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2025-01-23 14:44

Tämä käyttöohje perustuu piiriin, jonka electro18 on kuvannut kannettavassa digitaalisessa kierroslukumittarissa. Ajattelin, että olisi hyödyllistä saada kämmenlaite ja että se olisi hauska projekti rakentaa.

Pidän siitä, miten laite osoittautui - muotoilua voidaan käyttää kaikenlaisiin muihin mittauslaitteisiin vaihtamalla anturikotelo, johdotus ja Arduino -koodi. Se, että se näyttää räjähtäjältä tai sädepistoolilta vintage -SF -elokuvasta, on vain lisäbonus!

Kierroslukumittarissa on liipaisin ja se mittaa liipaisinta painettaessa. Merkkivalo palaa mittauksen aikana. Laite saa virran USB: n tai 9 V: n pariston kautta. Laite käynnistyy, jos USB on liitetty. Jos käytetään akkua, kierroslukumittari kytketään päälle virtakytkimestä.

Mittauksen aikana nestekidenäytössä näkyy nykyinen kierrosluku ensimmäisellä rivillä ja keskimääräinen ja suurin kierrosluku toisella rivillä. Jos liipaisinta ei paineta eikä mittaus ole käynnissä, se näyttää edellisen mittausjakson keskimääräisen ja enimmäiskierrosluvun.

Jos infrapunavalodiodi laukaisee ympäristön lämmön, nestekidenäytössä näkyy "HIGH" osoittaen, että herkkyys on vähennettävä. Herkkyyttä säädetään LCD -näytön takana olevalla pyörällä.

Kierroslukumittarin käyttämiseksi sinun on asetettava mittausheijastimeen kääntyvä kohde. Yksinkertainen valomaalarin teippi toimii hyvin. Olen myös käyttänyt akryylivalkoista maalia ja olen nähnyt ihmisten käyttävän kiiltävää metallilevyä tai pintaan liimattua alumiinifoliota. Hyvin liimattu pintaan, koska mitä tahansa mittaat, pyörii melko nopeasti ja heijastimeen kohdistuu paljon keskipakovoimaa. Olen saanut maalarin nauhan lentämään 10 000 rpm.

Videon musiikki on Jukedeckiltä - luo oma osoitteessa

Vaihe 1: Piiri

Kierroslukumittarin "nenässä" on anturikotelo, joka sisältää IR -LEDin ja IR -ilmaisimen. Kun ilmaisinta ei laukaista, sen pitäisi toimia normaalina diodina ja siirtää virta positiivisesta (pitkä johdin) maahan (lyhyt johto). Kun ilmaisin laukeaa, se alkaa päästää virran vastakkaiseen suuntaan - negatiivisesta positiiviseen. Huomasin kuitenkin, että ilmaisimeni ei näytä koskaan kulkevan virtaa "normaaliin" suuntaan (positiivinen maahan) - kilometrimäärä voi vaihdella saamastasi ilmaisimesta riippuen.

Kun asetamme piiriä, meillä on mahdollisuus antaa Arduinon tuloportin olla LOW, kun signaalia ei ole, tai olla HIGH, kun signaalia ei ole.

Jos perustila on KORKEA, Arduino käyttää sisäistä vetovoimaa, kun taas jos perustilan pitäisi olla MATALA, on lisättävä ulkoinen vedettävä vastus. Alkuperäinen Instructable käytti LOW -perustilaa, kun taas optisessa kierroslukumittarissa CNC -tmbarbourille käytettiin KORKEA perustilana. Vaikka tämä säästää vastusta, nimenomaisen ulosvedettävän vastuksen avulla voimme säätää laitteen herkkyyttä. Koska osa virrasta vuotaa vastuksen läpi, mitä suurempi vastus, sitä herkempi laite. Jotta laitetta voidaan käyttää erilaisissa ympäristöissä, herkkyyden säätö on ratkaisevan tärkeää. Electro18s-mallin mukaan käytin 18K-vastusta sarjassa, jossa oli kaksi 0-10K-ruukkua, joten vastusta voidaan muuttaa 18K: sta 38K: iin.

IR -LED ja IR -diodivirta ohjataan portista D2. Portti D3 laukeaa RISING -keskeytyksen kautta, kun IR -ilmaisin laukeaa. Portti D4 on asetettu HIGH ja maadoitettu, kun liipaisinta painetaan. Tämä käynnistää mittauksen ja sytyttää myös merkkivalon, joka on liitetty porttiin D5.

Ottaen huomioon hyvin rajallinen virta, jota voidaan käyttää mihin tahansa tuloportteihin, käytä jännitteitä vain muiden Nano -porttien lukemiseen, älä koskaan suoraan akusta. Huomaa myös, että sekä IR- että merkkivalot ovat 220 ohmin vastuksen takana.

Käyttämässäni nestekidenäytössä on sarjaadapterikortti ja se tarvitsee vain neljä liitäntää - vcc, ground, SDA ja SCL. SDA siirtyy porttiin A4 ja SCL porttiin A5.

Vaihe 2: Osaluettelo

Tarvitset seuraavat osat:

• Arduino Nano
• 16x2 LCD -näyttö sarjasovittimella, kuten LGDehome IIC/I2C/TWI
• 2 220 ohmin vastukset
• 18K vastus
• kaksi pientä 0-10K potentiometriä
• 5 mm: n IR -LED ja IR -vastaanottodiodi
• 3 mm: n LED -valo mittausilmaisimelle
• 5 30 mm: n M3 -ruuvia ja 5 mutteria
• halkaisijaltaan noin 7 mm: n jousi liipaisinta ja 9 V: n paristokiinnitystä varten. Sain omani ACE: lta, mutta en muista mikä oli varastonumero.
• pieni pala, jos ohut ohutlevy eri kontakteille (minun oli noin 1 mm paksu) ja runsas paperiliitin
• 28AWG johto
• pieni pala 16AWG -kierrelankaa liipaisinta varten

Ennen kuin rakennat itse kierroslukumittarin, sinun on rakennettava potentiometrin pyörä herkkyyden säätöä varten, liipaisinkokoonpano ja virtakytkin.

Vaihe 3: STL -tiedostot

body_left ja body_right muodostavat kierroslukumittarin päärungon. lcd_housing tekee kotelon pohjan, joka asettuu kierroslukumittarin runkoon, ja kotelon, joka pitää itse nestekidenäytön. anturikotelo tarjoaa asennuspaikkoja IR -LEDille ja ilmaisimelle, kun taas battery_vcover tekee paristokotelon liukukannen. liipaisin ja kytkin tekevät näiden kahden kokoonpanon painetut osat.

Olen tulostanut kaikki nämä osat PLA: ssa, mutta melkein mikä tahansa materiaali toimii. Tulostuslaadulla ei ole niin väliä. Itse asiassa minulla oli tulostinongelmia (eli tyhmiä käyttäjävirheitä) tulostettaessa molempia rungon puolia ja kaikki sopivat edelleen hyvin.

Kuten aina, kun painoin pääosia, eri asiat olivat hieman pielessä. Olen korjannut nämä ongelmat tämän Instructable -tiedoston tiedostoihin, mutta en tulostanut sitä uudelleen, koska voisin saada kaiken toimimaan pienellä kaarevuudella ja hionnalla.

Liitän OpenSCAD -lähdetiedostot myöhempään vaiheeseen.

Vaihe 4: Herkkyyden säätökokoonpano

Olen julkaissut tämän kokoonpanon Thingiversessa. Muista, että suurempi vastus tarkoittaa suurempaa herkkyyttä. Rakenteessani pyörän siirtäminen eteenpäin lisää herkkyyttä. Olen havainnut hyödylliseksi merkitä pyörän herkimmän pään, jotta voin tarkistaa visuaalisesti kuinka herkkyys on asetettu.

Vaihe 5: Liipaisinkokoonpano

Alkuperäisessä mallissani käytettiin hieman lankaa kosketukseen liikkuvan osan pohjassa, mutta huomasin, että ohut metallilevy toimii paremmin. Liikkuva osa yhdistää kaksi kosketinta kotelon takana. Käytin vähän 16AWG -kierrelankaa, joka oli liimattu paikalleen molemmille koskettimille.

Vaihe 6: Virtakytkin

Tämä on se osa, joka antoi minulle eniten vaivaa, koska yhteystiedot osoittautuivat hienovaraisiksi - niiden on oltava aivan oikein. Vaikka kytkin mahdollistaa kaksi liitintä, sinun tarvitsee vain kytkeä yksi. Suunnittelun ansiosta jousi pakottaa kytkimen kahden asennon välillä, mutta en ole saanut sitä osaa toimimaan.

Liimaa johdot koteloon. Kierroslukumittarin rungossa ei ole paljon tilaa, joten tee johdot lyhyiksi.

Vaihe 7: Kokoonpano

Kuiva sovita kaikki osat vartaloon. Leikkaa kaksi lyhyttä jousenpalaa ja pujota ne akkutelineen reikien läpi. Body_left -sprintti on VCC, body_right -jousi on maadoitettu. Olen käyttänyt body_leftia pitämään kaikki kappaleet kokoonpanon aikana.

Viilaa infrapuna -LED ja ilmaisin litteästi toisiinsa päin - LEDin pitkä (positiivinen) johto tulee juottaa ilmaisimen lyhyeen johtoon ja D2 -porttiin johtavaan johtoon.

Pidin tarpeellisena kiinnittää merkkivalo paikalleen liimalla.

Nestekidenäyttö on erittäin tiukasti kiinni kotelossa. Itse asiassa minun oli hiottava hiukan piirilevyäni. Olen kasvattanut kotelon kokoa hieman, joten toivottavasti se sopii sinulle paremmin. Taivutin hieman LED -valojen liitäntäjohtoja saadakseni enemmän tilaa ja juotin johdot niihin - ei ole tilaa kytkeä mitään. Nestekidenäyttö menee oikein vain yhteen suuntaan koteloon ja pohja kiinnittyy myös vain yhteen suuntaan.

Juottaa kaikki yhteen ja sovittaa osat takaisin paikalleen. Minulla oli Nano otsikoilla - olisi ollut parempi olla suoraan juotettava versio. Varmista, että vedät nestekidenäytön johdot nestekidenäytön läpi ennen juottamista.

Kaikki näyttää melko siistiltä, koska olin jättänyt johdot hieman liian pitkiksi. Sulje runko ja kiristä ruuvit.

Vaihe 8: Arduino -luonnos

Tarvitset nestekidenäytön ajamiseen nestekidenäytön I2C -kirjaston.

Jos kiinnität kierroslukumittarin sarjamonitoriin, tilastot lähetetään sarjamonitorin yli mittauksen aikana.

Jos kohinaa esiintyy, olen sisällyttänyt algoritmiin yksinkertaisen alipäästösuodattimen. Luonnoksessa on kolme muuttujaa, jotka määräävät, kuinka usein näyttö päivitetään (tällä hetkellä puolen sekunnin välein), kuinka usein RPM lasketaan (tällä hetkellä 100 sekunnin välein) ja mittojen määrä suodatintuessa (tällä hetkellä 29). Jos kierrosluku on alhainen (esimerkiksi alle 300), todellinen RPM -arvo vaihtelee, mutta keskiarvo on tarkka. Voit lisätä suodattimen tukea saadaksesi tarkemman käynnin kierrosluvun.

Kun olet ladannut luonnoksen, voit aloittaa!

Vaihe 9: OpenSCAd -lähdekoodi

Liitän kaikki openSCAD -lähteet. En rajoita tätä koodia - voit muokata, käyttää, jakaa jne. Haluamallasi tavalla. Tämä koskee myös Arduinon luonnosta.

Jokaisessa lähdetiedostossa on kommentteja, joista toivon olevan hyötyä. Tärkeimmät kierroslukumittarin osat ovat päähakemistossa, virtakytkin on rakenteet -hakemistossa, kun taas potinpyörä ja liipaisin ovat komponenttien hakemistossa. Kaikki muut lähteet haetaan pääosan tiedostoista.