Στροβοσκόπιο: 5 βήματα

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

Το στροβοσκόπιο είναι μια συσκευή που δημιουργεί αναλαμπές με ακριβή συχνότητα. Αυτό χρησιμοποιείται για τη μέτρηση του σπόρου περιστροφής ενός δίσκου ή τροχού γρήγορης περιστροφής. Ένα παραδοσιακό στροβοσκόπιο κατασκευάζεται με ένα κατάλληλο κύκλωμα φλας και αναλαμπής. Αλλά για να κρατήσω τα πράγματα απλά και προσιτά, έχω χρησιμοποιήσει 25 λευκά led 5 mm. Επίσης, ως εγκέφαλοι του συστήματος, το AtmelAtmega328 χρησιμοποιήθηκε σε ένα Arduino nano. Για λίγο προηγμένο και φανταχτερό έργο, χρησιμοποίησα μια οθόνη OLED 0,94 ιντσών για να εμφανίσω τη συχνότητα.

Κάντε κλικ εδώ για τη σελίδα wiki για στροβοσκοπικό αποτέλεσμα.

Βίντεο 1

Βίντεο 2

Βήμα 1: Easy Peasy LED Matrix

Συγκολλήστε 25 Leds σε διάταξη 5x5 για να δώσετε ένα ωραίο τετράγωνο σχήμα. Βεβαιωθείτε ότι έχετε όλες τις άνοδος και τις καθόδους σας ευθυγραμμισμένες σωστά, έτσι ώστε να είναι εύκολο να δημιουργήσετε ηλεκτρικές συνδέσεις. Επίσης η αναμενόμενη τρέχουσα κλήρωση είναι μεγάλη. Επομένως, μια σωστή εργασία συγκόλλησης είναι σημαντική.

Ρίξτε μια ματιά στις φωτογραφίες. (Το μέρος του πυκνωτή εξηγείται παρακάτω παρακάτω.) Τα κίτρινα σύρματα αντιπροσωπεύουν τις καθόδους, δηλαδή το αρνητικό ή τη γείωση και το κόκκινο σύρμα αντιπροσωπεύει την τάση τροφοδοσίας που είναι στην περίπτωση αυτή 5V DC.

Επίσης, δεν υπάρχουν αντιστάσεις περιορισμού ρεύματος με τις λυχνίες LED. Αυτό συμβαίνει επειδή το ρεύμα που πρέπει να παρέχεται για πολύ σύντομο χρονικό διάστημα περίπου 500 μικροδευτερόλεπτα σε αυτήν την περίπτωση. Οι λυχνίες LED μπορούν να χειριστούν αυτό το είδος ρεύματος για τόσο μικρό χρονικό διάστημα. Εκτιμώ μια τρέχουσα κλήρωση 100mA ανά led που μεταφράζεται σε 2,5 αμπέρ !! Αυτό είναι πολύ τρέχον και μια καλή δουλειά συγκόλλησης είναι ζωτικής σημασίας.

Βήμα 2: Τροφοδοσία

Επέλεξα να το κρατήσω απλό και ως εκ τούτου τροφοδότησα τη συσκευή με ένα απλό power bank. Έτσι χρησιμοποίησα το mini USB του arduino nano ως είσοδο τροφοδοσίας. Αλλά δεν υπάρχει τρόπος που η τράπεζα δύναμης μπορεί να προσαρμοστεί στην ταχεία αντλία ρεύματος 2,5 Α. Εδώ ονομάζουμε τον καλύτερο φίλο μας, τους πυκνωτές. Το κύκλωμά μου έχει 13 πυκνωτές 100microFarad, που μεταφράζεται σε 1.3mF που είναι πολλά. Ακόμη και με μια τόσο μεγάλη χωρητικότητα, η τάση εισόδου καταρρέει, αλλά το arduino δεν επαναφέρεται αυτό που είναι σημαντικό.

Ως γρήγορος διακόπτης επέλεξα ένα mosfet καναλιού Ν (για την ακρίβεια IRLZ44N). Η χρήση ενός mosfet είναι σημαντική καθώς το BJT δεν θα μπορεί να φροντίσει για τόσο μεγάλο ρεύμα χωρίς τεράστιες πτώσεις τάσης. Η πτώση του BJT κατά 0,7 V θα μειώσει σημαντικά την τρέχουσα κλήρωση. Μια σταγόνα mosfet 0,14 V είναι πολύ πιο προσιτή.

Βεβαιωθείτε επίσης ότι χρησιμοποιείτε καλώδια με επαρκές πάχος. 0,5 mm θα ήταν αρκετά.

5V-άνοδος

Έδαφος- Πηγή mosfet

Cathode- Αποστράγγιση mosfet

Πύλη- Digitalηφιακή καρφίτσα

Βήμα 3: Διεπαφή χρήστη- Εισαγωγή

Ως είσοδος, χρησιμοποίησα δύο ποτενσιόμετρα, το ένα ως λεπτή ρύθμιση και το άλλο ως χονδροειδή ρύθμιση. Οι δύο από αυτές φέρουν την ετικέτα F και C.

Η τελική είσοδος είναι μια συνδυασμένη είσοδος και των δύο δοχείων με τη μορφή

Είσοδος = 27x (Είσοδος χονδροειδούς)+(Εισαγωγή πρόστιμου)

Ένα πράγμα που πρέπει να προσέξετε είναι το γεγονός ότι κανένα ADC δεν είναι νομάρχης και ως εκ τούτου το 10bit ADC του arduino θα δώσει μια τιμή που κυμαίνεται με 3-4 τιμές. Γενικά αυτό δεν είναι πρόβλημα, αλλά ο πολλαπλασιασμός του 27 θα κάνει την είσοδο να τρελαθεί και μπορεί να κυμαίνεται για τιμές 70-100. Προσθέτοντας το γεγονός ότι η είσοδος προσαρμόζει τον κύκλο λειτουργίας και όχι άμεσα η συχνότητα επιδεινώνει πολύ τα πράγματα.

Έτσι, έβαλα την τιμή του στο 1013. Έτσι, εάν το χοντρό δοχείο διαβάζει πάνω από το 1013, η ένδειξη θα προσαρμοστεί στο 1013, ανεξάρτητα από το αν κυμαίνεται από 1014 έως 1024.

Αυτό πραγματικά βοηθά στη σταθεροποίηση του συστήματος.

Βήμα 4: Η έξοδος (ΠΡΟΑΙΡΕΤΙΚΑ)

Ως προαιρετικό μέρος, πρόσθεσα μια οθόνη OLED led στο στροβοσκόπιο μου. Αυτό μπορεί να αντικατασταθεί πλήρως με τη σειριακή οθόνη του arduino IDE. Έχω επισυνάψει τον κωδικό και για τα δύο, για την οθόνη και για τη Σειριακή οθόνη. Η λαδωμένη οθόνη βοηθάει καθώς βοηθά το έργο να είναι πραγματικά φορητό. Η σκέψη ενός φορητού υπολογιστή που είναι προσαρτημένο σε ένα τόσο μικρό έργο είναι λίγο αγκυροβόληση του έργου, αλλά αν ξεκινάτε με το arduino, σας συνιστώ να παραλείψετε την οθόνη ή να επιστρέψετε αργότερα. Φροντίστε επίσης να μην σπάσετε το γυαλί της οθόνης. Το σκοτώνει:(

Βήμα 5: Ο Κώδικας

Ο εγκέφαλος στο σύστημα δεν θα λειτουργήσει χωρίς κατάλληλη εκπαίδευση. Εδώ είναι ένα σύντομο καλοκαιρινό κώδικα. Ο βρόχος ρυθμίζει το χρονόμετρο. Η ενεργοποίηση και απενεργοποίηση του φλας ελέγχεται με διακοπή χρονοδιακόπτη και όχι με το βρόχο. Αυτό εξασφαλίζει τον κατάλληλο χρόνο των γεγονότων και αυτό είναι ζωτικής σημασίας για ένα τέτοιο όργανο.

Ένα μέρος και στους δύο κωδικούς είναι η λειτουργία προσαρμογής. Το πρόβλημα που συνάντησα είναι ότι η αναμενόμενη συχνότητα δεν είναι η ίδια που περίμενα. Αποφάσισα λοιπόν να είμαι τεμπέλης και εξέτασα το στροβοσκόπιο μου με ψηφιακό παλμογράφο και σχεδίασα την πραγματική συχνότητα έναντι της συχνότητας και σχεδίασα τα σημεία στην αγαπημένη μου μαθηματική εφαρμογή, Geogebra. Σχεδιάζοντας το γράφημα μου θύμισε αμέσως πυκνωτή φόρτισης. Έτσι πρόσθεσα τις παραμέτρους και προσπάθησα να ταιριάξω τη θεραπεία στα σημεία.

Ρίξτε μια ματιά στο γράφημα και ΚΑΛΟ ΣΤΡΟΒΟΣΚΟΠΙΟ !!!!!!