Ταχύμετρο τροχού χάμστερ: 11 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:31

Έργα Tinkercad »

Πριν από περίπου τρία χρόνια, οι ανιψιές απέκτησαν το πρώτο τους κατοικίδιο, ένα χάμστερ με το όνομα Nugget. Η περιέργεια για τη ρουτίνα άσκησης του Νάγκετ ξεκίνησε ένα έργο που είχε πολύ καιρό να διαρκέσει το Nugget (RIP). Αυτό το Instructable σκιαγραφεί ένα λειτουργικό οπτικό στροφόμετρο τροχού άσκησης. Το στροφόμετρο τροχού χάμστερ (HWT) εμφανίζει την υψηλότερη ταχύτητα (σ.α.λ.) του χάμστερ και τον συνολικό αριθμό στροφών. Η ανθρώπινη οικογένεια του Nugget ήθελε κάτι απλό για εγκατάσταση και χρήση, αλλά δεν ήθελε περισσότερο χρόνο οθόνης για τα παιδιά. Δεδομένου του τρόπου αλληλεπίδρασης των τρωκτικών με τον κόσμο, σκέφτηκα ότι η αυτοδύναμη ισχύς της μπαταρίας θα ήταν καλή. Το HWT θα λειτουργεί για περίπου 10 ημέρες με χρέωση. Μπορεί να καταγράψει έως και 120 σ.α.λ., ανάλογα με τη διάμετρο του τροχού.

Βήμα 1: Λίστα μερών

Adafruit #2771 Feather 32u4 Basic Proto (με πρόσθετη καλωδίωση- δείτε Βήμα 4: Συναρμολόγηση Ηλεκτρονικών)

Adafruit #3130 0.54 Quad Alphanumeric FeatherWing Display - Red

Adafruit #2886 Header Kit for Feather-12-pin και 16-pin γυναικεία κεφαλίδα

Adafruit #805 Διακόπτης διαφανειών φιλικός προς το Breadboard SPDT

Adafruit #3898 Μπαταρία ιόντων λιθίου Ιδανική για φτερά - 3.7V 400mAh

Vishay TSS4038 IR Sensor Module 2.5-5.5v 38kHz

Vishay TSAL4400 Υπέρυθρο πομπό T-1 pkg

Αντίσταση, 470, 1/4w

Διακόπτης, κουμπί, SPST, στιγμιαία ενεργοποιημένη, βάση στήριξης 0,25 (Jameco P/N 26623 ή αντίστοιχο)

(4) βίδες νάιλον μηχανής 2,5 mm με παξιμάδια (ή βίδα μηχανής 4-40 - βλ. Βήμα 6: Συναρμολόγηση του HWT)

Περίβλημα ταχομέτρου τροχού χάμστερ - τρισδιάστατη εκτύπωση. (Δημόσιο αρχείο TinkerCad)

Παντζούρι στροφόμετρου Hamster Wheel - τρισδιάστατη εκτύπωση. (Δημόσιο αρχείο TinkerCad)

Περίβλημα αισθητήρα Ταχομέτρου τροχού Hamster - τρισδιάστατη εκτύπωση. (Δημόσιο αρχείο TinkerCad)

Φίλτρο αντίθεσης οθόνης. Υπάρχουν τρεις επιλογές:

1. (54mm x 34mm x 3.1mm) 1/8 "Διαφανές γκρι καπνιστό πολυανθρακικό (estreetplastics ή ισοδύναμο).
2. Χωρίς φίλτρο αντίθεσης
3. Εκτυπώστε ένα φίλτρο 3D χρησιμοποιώντας λεπτό ημιδιαφανές PLA και αυτό το αρχείο Public TinkerCad.

Σκοτεινή ύλη: κάποιο ανακλαστικό υλικό που δεν κολλάει στο IR. Χρησιμοποίησα κολλητή μαύρη τσόχα από κατάστημα χειροτεχνίας. Creatology Peel and Stick Μαύρη πολυεστερική τσόχα ή ισοδύναμη. Δείτε επίσης Βήμα 7: Βαθμονόμηση - Σημειώσεις για τη σκοτεινή περιοχή.

Σημείωση: Εντός λόγου, μπορείτε να αντικαταστήσετε ανταλλακτικά. Τείνω να υποστηρίζω το Adafruit λόγω της ποιότητας και της υποστήριξης της κοινότητας των κατασκευαστών. Ω και λατρεύω τα μαξιλάρια συγκόλλησης με χρυσή λάμψη.

Βήμα 2: Θεωρία Λειτουργίας

Το HWT χρησιμοποιεί υπέρυθρο φως (IR) για να μετρήσει τις στροφές ενός περιστρεφόμενου τροχού άσκησης. Οι περισσότεροι πλαστικοί τροχοί άσκησης αντανακλούν το φως IR αρκετά καλά, πολύ καλά. Ακόμη και οι πλαστικοί τροχοί που είναι ημιδιαφανείς στο ορατό φως ενδέχεται να αντανακλούν αρκετό IR για να ενεργοποιήσουν αισθητήρες IR. Ο χρήστης δημιουργεί μια σκοτεινή περιοχή στον τροχό χρησιμοποιώντας μαύρη τσόχα (βλ. Βήμα 7: Βαθμονόμηση - Σημειώσεις για τη σκοτεινή περιοχή). Όταν ανιχνεύεται μια αντανακλαστική προς σκοτεινή μετάβαση από το HWT, υπολογίζεται μία περιστροφή.

Το HWT χρησιμοποιεί μονάδα αισθητήρα IR Vishay και πομπό IR LED. Σε μια τυπική εφαρμογή, η μονάδα αισθητήρων IR Vishay TSS4038 χρησιμοποιείται για ανίχνευση παρουσίας - είναι κάτι εκεί (αντανακλά το IR) ή κάτι δεν είναι εκεί. Αυτό δεν είναι ακριβώς αυτό που κάνει το HWT εδώ. Ο πλαστικός τροχός άσκησης είναι πάντα εκεί. Χαζεύουμε τον αισθητήρα προσθέτοντας μια σκοτεινή περιοχή IR για να «εξαφανιστεί» ο τροχός στο φως IR. Επιπλέον, το HWT κάνει χρήση του σχεδιασμού του Vishay TSS4038 IR Sensor Module για να παρέχει μεταβλητή απόσταση λειτουργίας. Βήμα 3: Η ενότητα κώδικα και η λίστα κωδικών έχουν περισσότερες πληροφορίες. Η βασική προϋπόθεση περιγράφεται στο Application Note Vishay's TSSP4056 Sensor for Fast Proximity Sensing.

Το φτερό Adafruit διαθέτει μικροελεγκτή Atmel MEGA32U4 και περιοχή πρωτοτύπων μέσω οπών.

Συγκολλημένο στην περιοχή πρωτοτύπων είναι ένα LED Vishay TSAL4400 IR που δημιουργεί εκρήξεις σημάτων IR 38 kHz (υπό τον έλεγχο του μικροελεγκτή 32U4).

Επίσης συγκολλημένη στην περιοχή πρωτοτύπων είναι μια μονάδα αισθητήρα IR Vishay TSS4038 για αντανακλαστικό αισθητήρα, φράγμα φωτός και εφαρμογές γρήγορης εγγύτητας.

Αυτή η μονάδα αισθητήρα IR παράγει ένα σήμα εάν ληφθεί μια έκρηξη φωτός IR 38kHz για συγκεκριμένο χρονικό διάστημα.

Ο μικροελεγκτής 32U4 παράγει μια έκρηξη 38kHz κάθε 32mS. Ο ρυθμός 32mS καθορίζει τις μέγιστες στροφές ανά λεπτό του τροχού άσκησης που μπορούν να μετρηθούν. Το 32U4 παρακολουθεί επίσης τη μονάδα αισθητήρα IR. Με επαρκή ανάκλαση IR από τον τροχό του χάμστερ, κάθε έκρηξη θα πρέπει να προκαλέσει την απόκριση της μονάδας αισθητήρα IR. Μια σκοτεινή περιοχή του τροχού δεν δίνει απόκριση αισθητήρα IR που σημειώνει η 32U4. Όταν ο τροχός του χάμστερ κινείται έτσι ώστε να υπάρχει αρκετή αντανάκλαση υπέρυθρων ακτίνων, ο κώδικας 32U4 σημειώνει την αλλαγή και υπολογίζει αυτό ως μία περιστροφή του τροχού (μετάβαση από το φως στο σκοτάδι = 1 περιστροφή).

Σχεδόν κάθε λεπτό, το 32U4 ελέγχει εάν οι στροφές του τελευταίου λεπτού έχουν ξεπεράσει τον προηγούμενο υψηλότερο αριθμό στροφών ανά λεπτό και ενημερώνει αυτό το «καλύτερο βέλτιστο» σκορ αν χρειαστεί. Ο αριθμός των RPM το τελευταίο λεπτό προστίθεται επίσης στο συνολικό αριθμό περιστροφών των τροχών.

Ένα κουμπί ώθησης χρησιμοποιείται για την εμφάνιση του αριθμού των περιστροφών (βλ. Βήμα 9: ενότητα Κανονική λειτουργία) και χρησιμοποιείται για τη βαθμονόμηση του HWT (ανατρέξτε στην ενότητα Βήμα 7: Λειτουργία βαθμονόμησης).

Ένας διακόπτης ON-OFF ελέγχει την ισχύ του HWT και έχει ρόλο στη βαθμονόμηση (βλ. Βήμα 7: Ενότητα βαθμονόμησης).

Εάν η διάμετρος του τροχού άσκησης είναι γνωστή, η συνολική απόσταση διαδρομής υπολογίζεται ως (Διάμετρος * Συνολικές στροφές τροχού * π).

Βήμα 3: Κωδικός

Υποθέτω ότι ο χρήστης γνωρίζει τον δρόμο του γύρω από τον πίνακα Arduino IDE και Adafruit Feather 32U4. Χρησιμοποίησα το τυπικό Arduino IDE (1.8.13) με τη βιβλιοθήκη χαμηλής ισχύος RocketScream. Προσπάθησα να σχολιάσω τον κώδικα άφθονα και ίσως με ακρίβεια.

Δεν έχω τεκμηριώσει παραξενιές και αλληλεπιδράσεις του Arduino IDE και του συστήματος Adafruit Feather 32U4. Για παράδειγμα, το 32U4 χειρίζεται την επικοινωνία USB με τον φορτωτή Arduino. Το να τρέχει ο κεντρικός υπολογιστής που εκτελεί το Arduino IDE για να βρει τη σύνδεση USB Feather 32U4 μπορεί να είναι ενοχλητικός. Υπάρχουν διαδικτυακά νήματα φόρουμ που περιγράφουν λεπτομερώς προβλήματα και διορθώσεις.

Ειδικά με τη βιβλιοθήκη RocketScream Low Power, οι λειτουργίες USB του Feather 32U4 διακόπτονται. Έτσι, για να κατεβάσετε κώδικα από το Arduino IDE στο 32U4, ο χρήστης μπορεί να χρειαστεί να πατήσει το κουμπί επαναφοράς Feather 32U4 μέχρι το IDE να βρει σειριακή θύρα USB. Αυτό είναι πολύ πιο εύκολο να το κάνετε προτού συναρμολογήσετε το HWT.

Βήμα 4: Συναρμολόγηση ηλεκτρονικών

1. Συναρμολογήστε το Adafruit #2771

   1. Εάν επιθυμείτε τη χαμηλότερη εκκένωση ισχύος, κόψτε το ίχνος μεταξύ R7 και Κόκκινου LED. Αυτό απενεργοποιεί το LED Feather.
   2. Εγκαταστήστε το Adafruit #2886 Header Kit στο φτερό #2771 σύμφωνα με το σεμινάριό τους. Σημειώστε ότι υπάρχουν αρκετές επιλογές για στυλ κεφαλίδας. Το περίβλημα HWT με 3D εκτύπωση έχει μέγεθος για αυτήν την κεφαλίδα.

   3. Εγκαταστήστε τα οπτικά εξαρτήματα στο φτερό #2771. Ανατρέξτε στις εικόνες και το σχηματικό.

      • Μονάδα αισθητήρα IR Vishay TSS4038
      • Vishay TSAL4400 Υπέρυθρο πομπό
      • Αντίσταση, 470, 1/4w
      • Περίβλημα αισθητήρα ταχομέτρου τροχού Hamster - τρισδιάστατη εκτύπωση. (Δημόσιο αρχείο TinkerCad)
2. Συγκολλήστε το διακόπτη του κουμπιού οθόνης στη διάταξη της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος Feather 32U4 (PCBA) σύμφωνα με το σχηματικό σχήμα.
3. Συγκεντρώστε την τετραπλή αλφαριθμητική οθόνη FeatherWing Adafruit #3130 0.54 "ανά σεμινάριο.

4. Συναρμολογήστε το συγκρότημα διακόπτη ισχύος / μπαταρίας σύμφωνα με τις εικόνες και το σχηματικό σχήμα. Σημείωση: οι αγωγοί του διακόπτη κοντά στον διακόπτη πρέπει να είναι χωρίς συγκόλληση για να χωρέσει σωστά ο διακόπτης στο περίβλημα HWT.

   • Μπαταρία Liafo Adafruit #3898.
   • Adafruit #805 SPDT Slide Switch.
   • Σύρμα σύνδεσης.

   Σημείωση: Μη διστάσετε να καλωδιώσετε όπως θέλετε. Έτσι ακριβώς συγκέντρωσα το HWT για αυτό το Instructable. Άλλα πρωτότυπα είχαν καλώδια τοποθετημένα ελαφρώς διαφορετικά. Εφόσον η καλωδίωσή σας είναι σύμφωνη με το σχηματικό και ο αισθητήρας Vishay και το περίβλημα LED σκαρφαλώνουν στο κάτω μέρος του περιβλήματος HWT, είστε καλοί.

Βήμα 5: Τρισδιάστατα τυπωμένα μέρη

Το περίβλημα HWT αποτελείται από τρία κομμάτια 3D εκτύπωσης:

1. Περίβλημα ταχομέτρου τροχού χάμστερ - (δημόσιο αρχείο TinkerCad)
2. Πλαίσιο στροφόμετρου τροχού Hamster - (δημόσιο αρχείο TinkerCad)
3. Περίβλημα αισθητήρα στροφόμετρου τροχού Hamster - (δημόσιο αρχείο TinkerCad)

Το περίβλημα HWT, το πλαίσιο οθόνης HWT και το περίβλημα αισθητήρα HWT δημιουργήθηκαν στο Tinkercad και είναι δημόσια αρχεία. Ένα άτομο μπορεί να κατεβάσει αντίγραφα και να τροποποιήσει όπως θέλει. Είμαι βέβαιος ότι ο σχεδιασμός μπορεί να βελτιστοποιηθεί. Αυτά εκτυπώνονται σε ένα MakerGear M2 χρησιμοποιώντας το στοιχείο ελέγχου Simplify3D. Το Adafruit διαθέτει ένα σεμινάριο για μια τρισδιάστατη θήκη για φτερό Adafruit. Βρήκα ότι αυτές οι ρυθμίσεις 3D εκτυπωτή ήταν ένα καλό σημείο εκκίνησης για τον εκτυπωτή μου M2 MakerGear.

Εάν χρειάζεται, ένα φίλτρο αντίθεσης οθόνης μπορεί να εκτυπωθεί 3D χρησιμοποιώντας λεπτό ημιδιαφανές PLA και αυτό το αρχείο Public TinkerCad.

Βήμα 6: Συναρμολογήστε το HWT

1. Συνδέστε το συγκρότημα μπαταρίας/διακόπτη στο Feather #2771 PCBA. Είναι πολύ πιο εύκολο να το κάνετε τώρα από ό, τι όταν το φτερό #2771 είναι βιδωμένο στο περίβλημα HWT.
2. Τοποθετήστε τον διακόπτη διαφάνειας στη θέση του στο περίβλημα HWT.
3. Δρομολογήστε τα καλώδια εκτός δρόμου καθώς τοποθετείτε το Feather PCBA στο περίβλημα.
4. Το περίβλημα του αισθητήρα πρέπει να βγαίνει στο πίσω μέρος του περιβλήματος HWT.
5. Τα παξιμάδια 2,5 mm είναι δύσκολο να συνδεθούν στις βίδες των 2,5 mm. Μπορεί να θέλετε να χρησιμοποιήσετε 4-40 βίδες μηχανής όπως περιγράφεται στο σεμινάριο του Adafruit.
6. Πατήστε το PCBA οθόνης #3130 στο Feather #2771 PCBA. Προσέξτε για λυγισμένες ή εσφαλμένες καρφίτσες.
7. Συνδέστε το διακόπτη στο πλαίσιο της οθόνης.
8. Τοποθετήστε το πλαίσιο της οθόνης στο περίβλημα HWT.

Βήμα 7: Βαθμονόμηση

Στη λειτουργία βαθμονόμησης, η οθόνη εμφανίζει συνεχώς την έξοδο από τον αισθητήρα IR. Η βαθμονόμηση βοηθά στην επαλήθευση:

1. Ο τροχός χάμστερ αντανακλά επαρκές φως IR.
2. Η σκοτεινή περιοχή απορροφά το υπέρυθρο φως.
3. Οι ρυθμίσεις εύρους είναι σωστές για την απόσταση από τον τροχό άσκησης.

• Για να μπείτε στη λειτουργία βαθμονόμησης:

  1. Απενεργοποιήστε το HWT χρησιμοποιώντας τον διακόπτη Power.
  2. Πατήστε παρατεταμένα το κουμπί Οθόνη.
  3. Ενεργοποιήστε το HWT χρησιμοποιώντας τον διακόπτη Power.
  4. Το HWT εισέρχεται στη λειτουργία βαθμονόμησης και εμφανίζει CAL.
  5. Αφήστε το κουμπί Οθόνη. Το HWT εμφανίζει τώρα ένα γράμμα που αντιπροσωπεύει τη ρύθμιση εύρους (L, M ή S) και την ένδειξη του αισθητήρα. Σημειώστε ότι η ένδειξη του αισθητήρα δεν είναι η πραγματική απόσταση από τον τροχό έως το HWT. Είναι ένα μέτρο της ποιότητας της αντανάκλασης.

• Πώς να ελέγξετε τις αντανακλάσεις IR τροχού:

  Με επαρκή αντανάκλαση, η οθόνη του αισθητήρα πρέπει να διαβάζεται περίπου 28. Εάν ο τροχός είναι πολύ μακριά από το HWT δεν υπάρχει επαρκής αντανάκλαση και η οθόνη του αισθητήρα θα μείνει κενή. Αν ναι, μετακινήστε τον τροχό πιο κοντά στο HWT. Περιστρέψτε τον τροχό. οι ενδείξεις θα κυμαίνονται καθώς γυρίζει ο τροχός. Ένα εύρος από 22 έως 29 είναι φυσιολογικό. Η ένδειξη του αισθητήρα δεν πρέπει να είναι κενή. Το γράμμα εύρους (L, M ή S) θα εμφανίζεται πάντα.

• Πώς να ελέγξετε την απόκριση της σκοτεινής περιοχής:

  Μια περιοχή που απορροφά την υπέρυθρη ακτινοβολία (σκοτεινή περιοχή) θα προκαλέσει την κενή ανάγνωση του αισθητήρα. Περιστρέψτε τον τροχό έτσι ώστε η σκοτεινή περιοχή να εμφανίζεται στο HWT. Η οθόνη θα πρέπει να μείνει κενή, χωρίς καμία αντανάκλαση. Εάν εμφανίζονται αριθμοί, η σκοτεινή περιοχή είναι πολύ κοντά στο HWT OR το σκοτεινό υλικό που χρησιμοποιείται δεν απορροφά επαρκές φως IR.

  Σημειώσεις για τη σκοτεινή περιοχή

  Οτιδήποτε απορροφά το φως IR θα λειτουργήσει, π.χ. επίπεδη μαύρη βαφή ή επίπεδη μαύρη ταινία. Ένα επίπεδο ή ματ φινίρισμα είναι σημαντικό! Ένα γυαλιστερό μαύρο υλικό μπορεί να αντανακλά πολύ στο φως IR. Η σκοτεινή περιοχή μπορεί να βρίσκεται στην περιφέρεια ή στην επίπεδη πλευρά του τροχού άσκησης. Αυτό που επιλέγετε εξαρτάται από το πού τοποθετείτε το HWT.

  Η σκοτεινή περιοχή πρέπει να είναι επαρκούς μεγέθους ώστε ο αισθητήρας IR να βλέπει μόνο τη σκοτεινή περιοχή και όχι το παρακείμενο ανακλαστικό πλαστικό. Ο εκπομπός IR προβάλλει έναν κώνο φωτός IR. Το μέγεθος του κώνου είναι ανάλογο με την απόσταση μεταξύ του HWT και του τροχού. Μια αναλογία ένα προς ένα λειτουργεί. Εάν το HWT απέχει 3 ίντσες από τον τροχό, η σκοτεινή περιοχή θα πρέπει να έχει 2-3 ίντσες. Συγγνώμη για τις αυτοκρατορικές μονάδες.

  Η εικόνα δείχνει το TSAL4400 IR LED που φωτίζει έναν στόχο από 3 ίντσες μακριά. Η εικόνα τραβήχτηκε με μια κάμερα NOIR Raspberry Pi.

  Υπόδειξη επιλογής υλικού: Μόλις συγκέντρωσα ένα HWT, το χρησιμοποίησα ως μετρητή ανακλαστικότητας IR (αυτό είναι). Κατά τη διάρκεια της ανάπτυξης, πήρα το HWT σε καταστήματα κατοικίδιων ζώων, καταστήματα υλικού και καταστήματα υφασμάτων. Πολλά είδη «δοκιμάστηκαν». Εξέτασα τους πλαστικούς τροχούς άσκησης, τα σκοτεινά υλικά και τις επιδράσεις στην απόσταση από τα υλικά. Κάνοντας αυτό είχα μια αίσθηση της απόδοσης και των περιορισμών του HWT. Αυτό μου επέτρεψε να εντοπίσω σωστά τον πλαστικό τροχό στο κλουβί και επέλεξα τη σωστή ρύθμιση εύρους στη λειτουργία βαθμονόμησης. Ναι, περισσότερες από μία φορές, όντως έπρεπε να εξηγήσω τι έκανα στο προβληματισμένο προσωπικό του καταστήματος.

• Πώς να αλλάξετε το εύρος:

  1. Στη λειτουργία βαθμονόμησης, ο πρώτος χαρακτήρας εμφάνισης είναι η ρύθμιση εύρους (L, M, S):

     • (L) εύρος ong = 1,5 έως 5"
     • (Μ) εύρος edium = 1,3 έως 3,5"
     • (S) εύρος στροφών = 0,5 έως 2 "(το κεφαλαίο S μοιάζει με έναν αριθμό 5)

     Σημείωση: Αυτά τα εύρη εξαρτώνται από τα υλικά -στόχους και είναι πολύ κατά προσέγγιση.

  2. Για να αλλάξετε το εύρος πατήστε το κουμπί Οθόνη. Ο πρώτος χαρακτήρας οθόνης θα αλλάξει για να εμφανίσει το νέο εύρος.
  3. Για να διατηρήσετε αυτό το νέο εύρος, πατήστε και κρατήστε πατημένο το κουμπί Οθόνη για 4 δευτερόλεπτα. Η οθόνη θα εμφανίσει το Savd για δύο δευτερόλεπτα όταν ολοκληρωθεί η ενέργεια.

  Σημείωση: Το HWT θα θυμάται τις ρυθμίσεις εύρους μετά την επαναφορά και ακόμη και αν η μπαταρία έχει τελειώσει.

• Επιτυχία? Εάν ο τροχός άσκησης αντανακλά (η οθόνη είναι περίπου 28) και η σκοτεινή περιοχή απορροφάται (κενά οθόνης) τελειώσατε. Κυκλώστε το HWT για να συνεχίσετε την Κανονική λειτουργία (ανατρέξτε στην ενότητα Βήμα 9: Κανονική λειτουργία). Διαφορετικά, αλλάξτε την απόσταση μεταξύ του HWT και του τροχού ή αλλάξτε το εύρος HWT μέχρι να πετύχετε.

Σημείωση: Όπου το HWT είναι εγκατεστημένο στο κλουβί και η βαθμονόμηση του HWT σχετίζεται. Ενδεχομένως να μην μπορείτε να βάλετε τον τροχό όπου θέλετε στο κλουβί επειδή αυτή η θέση του κλουβιού δεν είναι στην περιοχή του HWT. Το υλικό του τροχού και το υλικό της σκοτεινής περιοχής (μαύρη τσόχα) που έχετε επιλέξει γίνονται επίσης παράγοντας.

Βήμα 8: Εγκατάσταση στο κλουβί

1. Βαθμονομήστε το HWT και χρησιμοποιήστε τη διαδικασία βαθμονόμησης για να ενημερώσετε πού θα τοποθετήσετε τον τροχό άσκησης και πού είναι εγκατεστημένο το HWT στο κλουβί.
2. Το HWT μπορεί να δεθεί στο πλάι του κλουβιού χρησιμοποιώντας τις οπές στερέωσης της θήκης HWT. Χρησιμοποίησα συρμάτινες γραβάτες για ψωμί. Οι συρματόδεσμοι λειτουργούν επίσης.
3. Με το HWT εγκατεστημένο και τον τροχό άσκησης τοποθετημένο, βεβαιωθείτε ότι ο τροχός άσκησης αντανακλά το φως IR και η σκοτεινή περιοχή απορροφά το IR.

4. Εάν χρειάζεται, η αλλαγή της εμβέλειας περιγράφεται στην ενότητα Βαθμονόμηση. Ένα εύρος αποστάσεων μπορεί να επιλεγεί από το χρήστη στο HWT. Υπάρχουν τρεις επικαλυπτόμενες περιοχές:

   • (L) εύρος ong = 1,5 έως 5"
   • (Μ) εύρος edium = 1,3 έως 3,5"
   • (S) εύρος θορύβου = 0,5 έως 2"
5. Το περίβλημα του αισθητήρα HWT (πομπός IR/αισθητήρας) δεν πρέπει να καλύπτεται από το καλώδιο του κλουβιού. Σως χρειαστεί να απλώσετε ελαφρώς το σύρμα του κλωβού για να επιτρέψετε στο συγκρότημα να περάσει από τα καλώδια του κλωβού.
6. Επαληθεύστε ότι το HWT καταγράφει σωστά τις στροφές των τροχών άσκησης (βλ. Βήμα 9: Κανονική λειτουργία).

Βήμα 9: Κανονική λειτουργία λειτουργίας

1. Σε κανονική λειτουργία, το HWT μετρά τις στροφές του τροχού άσκησης.
2. Για να μπείτε στην κανονική λειτουργία, ενεργοποιήστε το HWT χρησιμοποιώντας τον διακόπτη Power.

3. Η οθόνη θα εμφανίσει το nu41 για ένα δευτερόλεπτο και στη συνέχεια θα εμφανίσει τη ρύθμιση εύρους για ένα δευτερόλεπτο.

   • Ra = L μεγάλης εμβέλειας
   • Ra = M μεσαίο εύρος
   • Μικρό εύρος Ra = S (κεφαλαίο S μοιάζει με αριθμό 5)
4. Κατά τη διάρκεια της κανονικής λειτουργίας, ένα τμήμα LED μιας οθόνης αναβοσβήνει πολύ σύντομα κάθε λεπτό.
5. Κάθε λεπτό, η καταμέτρηση για εκείνο το λεπτό συγκρίνεται με τη μέγιστη καταμέτρηση (η καλύτερη επίδοση του χάμστερ) από τα προηγούμενα λεπτά. Ο μέγιστος αριθμός ενημερώνεται εάν χρειάζεται. Κάθε λεπτό η καταμέτρηση προστίθεται σε μια συνολική καταμέτρηση.

6. Πατήστε και αφήστε το κουμπί Οθόνη για να δείτε τον αριθμό των τροχών. Στην οθόνη εμφανίζονται τα εξής:

   • Τώρα = ακολουθείται από τον αριθμό των περιστροφών των τροχών από τον έλεγχο της τελευταίας στιγμής. Σημείωση: Αυτός ο αριθμός θα προστεθεί στο σύνολο μετά το τσιμπούρι του επόμενου λεπτού.
   • Max = ακολουθούμενο από τον μεγαλύτερο αριθμό περιστροφών. Το καλύτερο προσωπικό του Νάγκετ από τότε που κυκλοφόρησε τελευταία.
   • Tot = ακολουθείται από τον συνολικό αριθμό στροφών από τον τελευταίο κύκλο ισχύος.

Ποδηλασία ισχύος (απενεργοποίηση διαφάνειας ισχύος) το HWT μηδενίζει όλες τις μετρήσεις. Δεν υπάρχει δυνατότητα επιστροφής αυτών των αριθμών.

Το HWT θα πρέπει να λειτουργεί για περίπου δέκα ημέρες με φόρτιση και στη συνέχεια το κελί LiPo θα κάνει αυτόματο κλείσιμο. Για να αποφύγετε την απώλεια του αριθμού των τροχών άσκησης, επαναφορτίστε πριν από την αυτόματη απενεργοποίηση της κυψέλης LiPo.

Βήμα 10: Σημειώσεις LiPo Cell:

1. Τα κύτταρα LiPo αποθηκεύουν πολλή ενέργεια χρησιμοποιώντας πτητικές χημικές ουσίες. Ακριβώς επειδή τα κινητά τηλέφωνα και οι φορητοί υπολογιστές τα χρησιμοποιούν, δεν πρέπει να αντιμετωπίζονται με προσοχή και σεβασμό.
2. Το HWT χρησιμοποιεί μια επαναφορτιζόμενη κυψέλη πολυμερούς λιθίου (LiPo) 3.7v. Η κορυφή των κυττάρων Adafruit LiPo είναι τυλιγμένη με κεχριμπαρένιο πλαστικό. Αυτό καλύπτει ένα ολοκληρωμένο κύκλωμα ασφαλείας φόρτισης / εκφόρτισης σε ένα μικρό PCBA. Τα καλώδια των κόκκινων και μαύρων κυττάρων με το σύνδεσμο JST είναι πραγματικά συγκολλημένα στο PCBA. Είναι πολύ ωραίο χαρακτηριστικό ασφαλείας που έχει το κύκλωμα παρακολούθησης μεταξύ του LiPo και του εξωτερικού κόσμου.
3. Το HWT θα χάσει ισχύ εάν το κύκλωμα ασφάλειας ενσωματωμένης φόρτισης / εκφόρτισης LiPo αποφασίσει ότι η κυψέλη LiPo είναι πολύ χαμηλή. Ο αριθμός των τροχών άσκησης θα χαθεί!
4. Εάν το HWT φαίνεται «νεκρό», πιθανότατα χρειάζεται επαναφόρτιση κυψέλης. Συνδέστε το HWT χρησιμοποιώντας ένα καλώδιο micro USB σε μια τυπική πηγή τροφοδοσίας USB.
5. Κατά τη φόρτιση, ένα κίτρινο LED θα είναι ορατό στο πλαστικό περίβλημα HWT.
6. Το LiPo θα φορτιστεί πλήρως σε περίπου 4 - 5 ώρες.
7. Το κύκλωμα προστασίας κυψελών LiPo δεν θα επιτρέψει την υπερφόρτιση του LiPo, αλλά αποσυνδέστε το καλώδιο micro-USB όταν σβήσει η κίτρινη λυχνία LED.
8. Όπως περιγράφεται στην τεκμηρίωση Adafruit #3898, είχα αρχικά σκοπό το κελί LiPo να ταιριάζει μεταξύ του PCBA Feather #2771 και του PCBA οθόνης #3130. Διαπίστωσα ότι η καλωδίωσή μου στο πρωτότυπο Feather #2771 ήταν πολύ ψηλή για να χωρέσει το κελί LiPo χωρίς να χαλάει το κελί LiPo. Αυτό με έκανε νευρικό. Καταφεύγω στην τοποθέτηση της μπαταρίας στο πλάι της δίπλα στα PCBA.
9. Σε αυτά τα διαβασμένα και μαύρα καλώδια του κυκλώματος ασφάλειας ενσωμάτωσης / εκφόρτισης LiPo δεν αρέσει να κάμπτονται. Στην πορεία της ανάπτυξης έχω σπάσει περισσότερα από ένα σετ καλωδίων. Για να παρέχω περισσότερη ανακούφιση από την καταπόνηση, σχεδίασα και εκτύπωσα 3D μια ανακούφιση από το στέλεχος. Αυτό είναι το γκρι μπλοκ πάνω από το κελί LiPo. Δεν χρειάζεται, αλλά εδώ είναι (δημόσιο αρχείο TinkerCad).

Βήμα 11: Ιστορικό ανάπτυξης:

Κατά τη διάρκεια της τριετούς ζωής του έργου Nugget, προέκυψαν διάφορες εκδόσεις:

1.xΑπόδειξη της έννοιας και της πλατφόρμας συλλογής δεδομένων.

Το εύρος των επιδόσεων του Nugget χαρακτηρίστηκε (μέγ. Σ.α.λ., σύνολα, χρόνοι δραστηριότητας). Στην ακμή του, ο Nugget πέτυχε 100 στροφές ανά λεπτό και ήταν σε θέση να τρέξει 0,3 μίλια τη νύχτα. Επισυνάπτεται υπολογιστικό φύλλο υπολογισμών δεδομένων για διάφορους τροχούς. Επισυνάπτεται επίσης ένα αρχείο με πραγματικές εγγραφές RPM Nugget αποθηκευμένες στην κάρτα SD.

• Arduino Duemilanove
• Adafruit #1141 Ασπίδα καταγραφής καρτών SD
• Adafruit #714+ #716 ασπίδα LCD
• OMRON E3F2-R2C4 Retroreflective Optical Sensor
• Μετασχηματιστής τοίχου AC (Omron χρειαζόταν 12 βολτ)

2.x Εξερευνήθηκαν αισθητήρες και υλικό.

Δημιουργήθηκε ο μικροελεγκτής και εμφανίζει:

• Adafruit #2771 Φτερό 32U4
• Adafruit #3130 Οθόνη LED 14 τμημάτων Featherwing.

Αυτός ο συνδυασμός επιλέχθηκε για χαμηλή κατανάλωση ενέργειας (λειτουργίες ύπνου 32U4), διαχείριση μπαταρίας (ενσωματωμένος φορτιστής LiPo) και κόστος (φθηνά LED και χαμηλότερη ισχύ από LCD+οπίσθιο φωτισμό).

• Εξετάστηκαν μαγνητικοί και διακριτοί αισθητήρες οπτικού ζεύγους (δηλαδή QRD1114). Το εύρος ήταν πάντα ανεπαρκές. Εγκαταλειμμένος.
• Adafruit #2821 Φτερό HUZZAH με ESP8266 που αναφέρθηκε σε πίνακα ελέγχου Adofruit IO. Ο περισσότερος χρόνος οθόνης δεν ήταν αυτό που ήθελε ο πελάτης. Εγκαταλειμμένος.

3.xΕργασία αισθητήρα:

Αυτή η σειρά ερεύνησε επίσης εναλλακτικούς αισθητήρες, όπως η χρήση ενός βηματικού κινητήρα ως κωδικοποιητή παρόμοιου με αυτό του Instructable. Είναι εφικτό αλλά για χαμηλή ισχύ σήματος σε χαμηλές στροφές ανά λεπτό. Λίγη περισσότερη δουλειά θα το μετέτρεπε σε μια βιώσιμη λύση, αλλά δεν είναι μια απλή μετασκευή με το υπάρχον περιβάλλον χάμστερ. Εγκαταλειμμένος.

4.1 Η λύση υλικού/λογισμικού που περιγράφεται στο παρόν Εγχειρίδιο.

5.x Περισσότερες εργασίες αισθητήρα:

Examined Sharp GP2Y0D810Z0F Digitalηφιακός αισθητήρας απόστασης με Pololu Carrier ενώ εξακολουθείτε να χρησιμοποιείτε Adafruit #2771 Feather 32U4 και Adafruit #3130 14 segment LED οθόνη Featherwing. Δούλεψε καλά. Έκανε ασήμαντο κώδικα. Χρησιμοποίησε περισσότερη ισχύ από τη λύση Vishay TSSP4038. Εγκαταλειμμένος.

6.x Το μέλλον;

• Αντικαταστήστε μερικά από τα αφεντικά στερέωσης του περιβλήματος HWT για το φτερό Adafruit #2771 με στύλους στερέωσης.
• Αντικαταστήστε τον διακόπτη ενεργοποίησης/απενεργοποίησης με έναν διακόπτη που είναι συνδεδεμένος με την επαναφορά φτερών.
• Ο μικροελεγκτής ATSAMD21 Cortex M0, όπως βρίσκεται στο Adafruit #2772 Feather M0 Basic Proto, έχει πολλά ελκυστικά χαρακτηριστικά. Θα το έβλεπα προσεκτικά σε μια άλλη αναθεώρηση.
• Το Vishay διαθέτει μια νέα μονάδα αισθητήρα IR, το TSSP94038. Έχει χαμηλότερες τρέχουσες ανάγκες και πιο καθορισμένη απόκριση.

Επόμενος στο Διαγωνισμό με μπαταρία