Hacked Digital Vernier Caliper Using Arduino: 7 Βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:34

Λοιπόν, τι γίνεται με τις μετρήσεις με το Digital Vernier Caliper και το Arduino σας να κάνει κάποια εργασία με αυτές τις μετρήσεις; Maybeσως να τα αποθηκεύσετε, να κάνετε κάποιους βασισμένους σε υπολογισμούς ή να προσθέσετε αυτές τις μετρήσεις σε έναν βρόχο ανατροφοδότησης από τη μηχανική σας συσκευή. Σε αυτό το διδακτικό θα αποσυναρμολογήσουμε μια ψηφιακή δαγκάνα Vernier, θα συνδέσουμε μερικά καλώδια και θα συνδέσουμε τη δαγκάνα με το Arduino εμφανίζει τις μετρημένες τιμές του στο Arduino Serial Monitor.

Βήμα 1: Πώς μπορεί να γίνει

Αποδεικνύεται ότι ορισμένες ψηφιακές δαγκάνες είναι σε θέση να μεταδώσουν τα μετρημένα δεδομένα που εμφανίζονται στις οθόνες τους χρησιμοποιώντας διαφορετικά πρωτόκολλα που θα χρησιμοποιηθούν από άλλες συσκευές.

Πραγματικά ΥΠΑΡΧΕΙ μια θέση για μια πρίζα διεπαφής στον πίνακα δαγκάνας, αλλά τίποτα δεν είναι κολλημένο σε αυτό.

Μπορείτε απλώς να γλιστρήσετε το επάνω κάλυμμα στην οθόνη (όχι το κάλυμμα της μπαταρίας) και θα βρείτε 4 επιθέματα που υποτίθεται ότι έχουν μια πρίζα για να επικοινωνούν με τη δαγκάνα, αλλά δεν είναι:(.

Αυτό το γεγονός ανακαλύφθηκε πριν από πολλά χρόνια σε διαφορετικές δαγκάνες και αυτό το διδακτικό εστιάζει στο ακριβές μοντέλο της κινεζικής ψηφιακής δαγκάνας vernier που μπορείτε να δείτε στις εικόνες, οπότε βεβαιωθείτε ότι το δικό σας είναι το ίδιο μοντέλο καθώς διαφορετικό μοντέλο μπορεί να έχει διαφορετικά πρωτόκολλα. Συνεργασία με, Επομένως, διαφορετικούς κωδικούς για χρήση, Αλλά η κύρια ιδέα είναι η ίδια μεταξύ των περισσότερων από αυτούς τους κινέζικους.

Θα κάνουμε:

• Αποσυναρμολογήστε τη δαγκάνα
• Βρείτε πού μπορούμε να κολλήσουμε μια πρίζα διασύνδεσης στον πίνακα
• Προσδιορίστε το pin-out του Connector
• Συγκολλήστε το και συναρμολογήστε τη Δαγκάνα
• Αντίστροφη μηχανική τα μεταδιδόμενα δεδομένα για να μάθει πώς λειτουργεί το πρωτόκολλό του
• Αλλαγή επιπέδου των σημάτων δαγκάνας για να ταιριάζει στο Arduino
• Ανεβάστε τον κωδικό και αυτό είναι:)

Τι θα χρειαστείτε:

• Digitalηφιακή δαγκάνα Vernier
• Arduino (Οποιοσδήποτε τύπος θα κάνει τη δουλειά)
• Logic Converter Board (επισυνάπτω ένα σχηματικό για ένα)
• Ένα λεπτό καθαρό άκρο συγκόλλησης
• Λεπτό σύρμα συγκόλλησης
• Μερικά καλώδια βραχυκυκλωτήρων

Βήμα 2: Αποσυναρμολογήστε τη δαγκάνα

• Πρώτα απ 'όλα αφαιρέστε τη μπαταρία του δαγκάνα από το κλιπ της.
• Για αυτό το μοντέλο θα βρείτε ένα ασημί χαρτί οδηγό στην πλάτη του και θα βρείτε τέσσερις βίδες στερέωσης κάτω από αυτό. Κρατούν τη θήκη μαζί και πρέπει να τα ξεβιδώσουμε χρησιμοποιώντας ένα κατσαβίδι Philips. Μπορείτε απλά να περπατήσετε το κατσαβίδι σας πάνω από το χαρτί στις πλευρές και θα εντοπίσετε τις οπές στερέωσής τους.

Στη συνέχεια, θα δείτε ότι το PCB είναι τοποθετημένο στον μπροστινό πίνακα με τέσσερις βίδες. Πρέπει να τις ξεβιδώσετε απαλά χρησιμοποιώντας ένα λεπτό οδηγό κατσαβίδι Philips

Προσέξτε να μην γρατσουνίσετε ή κόψετε κανένα ίχνος και στις δύο πλευρές του PCB

• Τώρα αφού έβγαλε όλες τις βίδες και τις έβαλα σε ασφαλές μέρος, δεν θα μπορούσαν να χαθούν:),
• Πρέπει να σηκώσετε το PCB προσεκτικά, καθώς η οθόνη και τα τρία ελαστικά κουμπιά ενδέχεται να διαλυθούν.
• Σε αυτό το σημείο μπορείτε να τραβήξετε την οθόνη και τα κουμπιά από το PCB και να τα βάλετε με τις βίδες και να συνεχίσετε την εργασία σας με το γυμνό PCB.

Βήμα 3: Βρείτε τα απαραίτητα μαξιλάρια για να κολλήσετε την πρίζα

Τώρα, όταν κοιτάζετε την επάνω πλευρά του PCB, μπορείτε εύκολα να εντοπίσετε πού πρέπει να τοποθετηθεί ο σύνδεσμος δεδομένων.

Μπορείτε επίσης να δείτε ότι οι γενικές κεφαλίδες καρφιτσών δεν μπορούν να συγκολληθούν χωρίς πολύ μεγάλη προσαρμογή, καθώς το βήμα σύνδεσης είναι μικρότερο από το δικό τους (βήμα: απόσταση μεταξύ των κέντρων δύο παρακείμενων μαξιλαριών στο σύνδεσμο)

Η κλίση των κεφαλίδων καρφιτσών είναι 100 mil ή 2,54 mm, ώστε να μπορείτε είτε να τις λυγίσετε ελαφρά και να τις κολλήσετε είτε να βρείτε άλλη πρίζα.

Και εδώ είναι όταν το πλήρες κουτί μου που κάθισα γύρω από τα PCB χρησιμοποιήθηκε καλά.

Βρήκα έναν τέλειο σύνδεσμο εύκαμπτου καλωδίου 4 ακίδων (σύνδεσμος FPC) σε ένα από τα παλιά PCB της μονάδας CD-ROM και αποφάσισα να το χρησιμοποιήσω με τη δαγκάνα.

Δεν χρειάζεται να πείτε ότι πρέπει να είστε προσεκτικοί κατά την αποκόλληση των συνδετήρων PCB, καθώς το πλαστικό τους περίβλημα μπορεί να λιώσει.

Προσέξτε επίσης ότι είτε επιλέξατε να χρησιμοποιήσετε κεφαλίδες καρφιτσών είτε μια ειδική υποδοχή ως σύνδεσμο που χρειάζεστε αυτό το βύσμα για να μπορεί να ταιριάζει μηχανικά στο άνοιγμα του συνδέσμου στην προθήκη δαγκάνας. (Μπορείτε να δείτε την εικόνα για περισσότερες διευκρινήσεις)

Βήμα 4: Προσδιορίστε το Pin-out του Connector

Τώρα αφού βρούμε τα απαραίτητα μαξιλάρια, πρέπει να γνωρίζουμε σε τι είναι συνδεδεμένο το κάθε μαξιλάρι.

Λοιπόν, έχει ήδη βρεθεί σε άλλα έργα Reverse Engineering για αυτές τις δαγκάνες και τις περισσότερες φορές έχουν την ίδια διαμόρφωση (GND, DATA, CLOCK, VCC)

Για να το διαμορφώσετε με τον εαυτό σας:

Αφαιρέστε την μπαταρία

• ρυθμίστε το πολύμετρο στην κατάσταση Buzzer (δοκιμή συνέχειας)
• Ξεκινήστε με τη σύνδεση ενός αισθητήρα στον ακροδέκτη Battery -VE (GND) και βρείτε ποια ακίδα του συνδετήρα είναι συνδεδεμένη στη γείωση χρησιμοποιώντας τον άλλο αισθητήρα
• Κάντε το ίδιο με το τερματικό Battery +VE

Μπορείτε να δώσετε στους άλλους δύο πείρους που συνδέονται με το τσιπ οποιαδήποτε δύο ονόματα (EX: D0 και D1) καθώς θα γνωρίζουμε τις λειτουργίες τους αργότερα στο αντίστροφο βήμα τους

Εάν δεν θέλετε να διαμορφώσετε το pin-out, μπορείτε να εκτιμήσετε το pin-out της σύνδεσης ως:

(GND, DATA, CLOCK, VCC)

Το GND είναι το πλησιέστερο πληκτρολόγιο στην οθόνη

Το VCC είναι το πλησιέστερο μαξιλάρι στην άκρη του PCB

και τα δύο μεγαλύτερα μαξιλάρια στην άκρη του συνδετήρα για τοποθέτηση συνδέσμου συνδέονται με το GND (μπορείτε να τα ελέγξετε με πολύμετρο)

Βήμα 5: Αντίστροφη Μηχανική του Πρωτοκόλλου Επικοινωνίας

Αφού ερευνήσετε και τα δύο σήματα ακίδων ψηφιακής εξόδου με παλμογράφο, εδώ φαίνεται πώς φαίνεται.

μπορείτε να δείτε ότι μία από τις ακίδες λειτουργεί ως ρολόι για συγχρονισμό της μετάδοσης δεδομένων (γραμμή CLK) και η άλλη είναι η γραμμή δεδομένων, οπότε έχουμε να κάνουμε με ένα συγχρονισμένο πρωτόκολλο μετάδοσης δεδομένων.

Αποδεικνύεται: περίπου 200 mS μεταξύ του τέλους κάθε πακέτου δεδομένων και της αρχής του άλλου

αποφάσισα να δοκιμάσω τα δεδομένα στην ανερχόμενη άκρη του ρολογιού, οπότε αφού δοκίμασα με διαφορετικά μέτρα τη δαγκάνα και άλλαξα τη λειτουργία της από (mm σε) και επίσης εμφανίσαμε μερικές αρνητικές τιμές, πήρα αυτόν τον πίνακα (3ες εικόνες) για τις συνθήκες δοκιμής μου και άρχισα να βρίσκω το πρωτόκολλο επικοινωνίας

Έτσι, μετά τη μελέτη των δεδομένων που έχουν καταγραφεί:

- σε λειτουργία mm: τα δυαδικά ψηφία 1 έως 16 είναι η δυαδική αναπαράσταση του εμφανιζόμενου αριθμού στη δαγκάνα (πολλαπλασιασμένη επί 100)- στη λειτουργία (ίντσα): τα δυαδικά ψηφία 2 έως 17 είναι η δυαδική αναπαράσταση για τον εμφανιζόμενο αριθμό στο δαγκάνα (πολλαπλασιασμένο με 1000)

- το bit αριθ. 21 αντιπροσωπεύει το αρνητικό πρόσημο (1 εάν ο εμφανιζόμενος αριθμός είναι αρνητικός και 0 αν είναι θετικός)

- το bit αριθ. 24 αντιπροσωπεύει τη μονάδα μέτρησης (1 εάν η μονάδα είναι (σε) και 0 εάν η μονάδα είναι (mm))

- σε λειτουργία (ίντσα): το bit no.1 αντιπροσωπεύει το τμήμα 0,5 mil (1 εάν προστίθεται και 0 αν δεν είναι)

Βήμα 6: Δημιουργία λογικού μετατροπέα

Τώρα πρέπει να αλλάξουμε το επίπεδο τάσης των δεδομένων δαγκάνας (1,5 βολτ δεν είναι κατάλληλο για εργασία με Arduino, είναι πολύ χαμηλό) Έχω προσθέσει ένα σχηματικό σχήμα για τον μετατροπέα λογικής που έφτιαξα για αυτό το έργο, αλλά όπως μπορείτε να δείτε τα δεδομένα τώρα Εκτός από τη μετατόπιση σε λογικό επίπεδο 5 βολτ, θα είναι επίσης ανεστραμμένο, οπότε πρέπει να το αντισταθμίσουμε στον κώδικα.

Βήμα 7: Κωδικός Arduino

Και τώρα είστε έτοιμοι να το συνδέσετε με το Arduino. Μπορείτε να βρείτε τον κωδικό που επισυνάπτεται. Συνδέστε την καρφίτσα ρολογιού στην καρφίτσα 2 ή 3 στο Arduino uno, nano ή pro-mini (θα χρειαστείτε ένα pin με δυνατότητα διακοπής) συνδέστε τον ακροδέκτη δεδομένων σε οποιαδήποτε άλλη καρφίτσα. Ανεβάστε τον κωδικό και ανοίξτε τη σειριακή οθόνη για να δείτε τα μετρημένα δεδομένα

Ο κώδικας μπορεί να ανιχνεύσει αυτόματα σε ποια λειτουργία λειτουργεί η δαγκάνα σαρώνοντας το 24ο bit δεδομένων