Προσθήκη οπτικού ταχομέτρου με βάση το Arduino σε δρομολογητή CNC: 34 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:37

Δημιουργήστε έναν οπτικό δείκτη RPM για το δρομολογητή CNC σας με ένα Arduino Nano, έναν αισθητήρα IR LED/IR Photodiode και μια οθόνη OLED για λιγότερο από $ 30. Εμπνεύστηκα από το Measure RPM - Optical Tachometer Instructable του eletro18 και ήθελα να προσθέσω ένα στροφόμετρο στο δρομολογητή CNC μου. Απλοποίησα το κύκλωμα του αισθητήρα, σχεδίασα μια προσαρμοσμένη βάση 3D-εκτύπωσης για το δρομολογητή μου Sienci CNC. Στη συνέχεια έγραψα ένα σκίτσο Arduino για να εμφανίσω τόσο ψηφιακό όσο και αναλογικό καντράν σε οθόνη OLED

Μερικά απλά μέρη και μερικές ώρες από το χρόνο σας και μπορείτε να προσθέσετε μια ψηφιακή και αναλογική οθόνη RPM στο δρομολογητή CNC.

Ακολουθεί η λίστα με τα ανταλλακτικά που είναι διαθέσιμα για αποστολή 2 ημερών. Πιθανότατα μπορείτε να προμηθευτείτε τα εξαρτήματα για λιγότερα αν είστε πρόθυμοι να περιμένετε περισσότερο.

Λίστα μερών

6,99 $ Arduino Nano

5,99 $ IR LED/IR Φωτοδίοδος (5 ζεύγη)

Οθόνη OLED 7,99 $ 0,96 κίτρινο/μπλε I2C

Σύρματα Jumper 4,99 $

1,00 $ 30 ίντσες (75 cm) σύρμα 3 αγωγών. Μπορεί να αγοραστεί από το τοπικό κατάστημα ειδών οικιακής χρήσης (Home Depot, Lowes) στην ενότητα αγορά με τα πόδια

Αντίσταση 0,05 $ 220 ohm (6,99 $ αν θέλετε 750 διαφορετικές αντιστάσεις)

0,50 $ Σωλήνες συρρίκνωσης θερμότητας (5,99 $ αν θέλετε μια πλήρη ποικιλία)

Τρισδιάστατες αγκύλες

Arduino IDE (δωρεάν)

Σημείωση: Πρόσθεσα αρχικά έναν πυκνωτή.01μF αφού στερέωσα όλα τα καλώδια και παρατήρησα κάποιες ακανόνιστες τιμές RPM όταν κινείται το CNC. Ο πυκνωτής λειτούργησε καλά για χαμηλότερες στροφές ανά λεπτό <20K, αλλά εξομαλύωσε το σήμα πάρα πολύ για οτιδήποτε υψηλότερο. Παρακολούθησα τον θόρυβο μέχρι την τροφοδοσία του Nano και της οθόνης απευθείας από την ασπίδα CNC. Μια ξεχωριστή παροχή λειτουργεί για όλα τα RPM. Άφησα τα βήματα προς το παρόν, αλλά θα πρέπει να χρησιμοποιήσετε ξεχωριστή πηγή τροφοδοσίας USB.

Βήμα 1: Εκτυπώστε το 3D Bracket

Εκτυπώστε το στήριγμα 3D για να συγκρατήσετε το IR LED και το IR Photodiodes. Τα τρισδιάστατα αρχεία είναι εδώ και στο Thingiverse.

www.thingiverse.com/thing:2765271

Για το Sienci Mill, η γωνιακή βάση χρησιμοποιείται για την τοποθέτηση του αισθητήρα στις ράβδους γωνίας αλουμινίου, αλλά η επίπεδη βάση μπορεί να είναι καλύτερη για το έργο σας.

Βήμα 2: Προαιρετικά τρισδιάστατη εκτύπωση της θήκης οθόνης OLED και του ηλεκτρονικού περιβλήματος

Επιλέγω να συνδέσω το OLED σε γωνιακή θήκη οθόνης που βίδωσα στην κορυφή ενός περιβλήματος Sienci Electronics.

Ακολουθούν οι σύνδεσμοι για τα τρισδιάστατα τυπωμένα μέρη που χρησιμοποίησα.

Τρισδιάστατο εξάρτημα Sienci Electronics Enclosure

Βάση στήριξης οθόνης OLED 0,96"

Το περίβλημα ήταν ένα ωραίο μέρος για να τοποθετήσετε το στήριγμα οθόνης OLED και συγκρατεί το Arduino Nano όμορφα, καθώς ταιριάζει στο πίσω μέρος του Sienci Mill. Άνοιξα μερικές τρύπες στο πάνω μέρος του περιβλήματος για να στερεώσω το στήριγμα OLED.

Διάτρησα επίσης μερικές τρύπες στο κάτω μέρος για να περάσω μια μικρή φερμουάρ για να στερεώσω σταθερά την καλωδίωση

Βήμα 3: Δημιουργήστε τη διάταξη καλωδίου αισθητήρα IR

Το καλώδιο 3 αγωγών θα χρησιμοποιηθεί για την καλωδίωση του αισθητήρα. Ένα καλώδιο θα είναι ένα κοινό έδαφος τόσο για το IR LED όσο και για το IR Photodiode, με το καθένα από τα άλλα δύο να πηγαίνει στο αντίστοιχο εξάρτημα του.

Βήμα 4: Προσθέστε μια αντίσταση περιορισμού ρεύματος για το LED IR

Το IR LED απαιτεί μια αντίσταση περιορισμού ρεύματος. Ο ευκολότερος τρόπος είναι να ενσωματώσετε την αντίσταση στο συγκρότημα σύρματος.

Λυγίστε τις άκρες του καθενός σε σχήμα U και συνδέστε τις. Πτύξτε με μια πένσα και στη συνέχεια κολλήστε τα μαζί.

Βήμα 5: Σύρματα βραχυκυκλωτήρων συναρμογής

Μπορείτε να συνδέσετε καλώδια με βραχυκυκλωτήρα για να τα συνδέσετε στις καρφίτσες κεφαλίδας Arduino.

Κόψτε ένα κομμάτι σωλήνα συρρίκνωσης θερμότητας και σύρετε πάνω από το σύρμα πριν τα συνδέσετε.

Σύρετε τη σωλήνα συρρίκνωσης θερμότητας πίσω στη σύνδεση (ή ολόκληρη την αντίσταση) και συρρικνώστε τη σωλήνωση χρησιμοποιώντας ένα πιστόλι θερμότητας ή τρέχοντας μια φλόγα γρήγορα πάνω από το σωλήνα μέχρι να συρρικνωθεί. Εάν χρησιμοποιείτε φλόγα, κρατήστε την σε γρήγορη κίνηση, διαφορετικά μπορεί να αρχίσει να λιώνει.

Βήμα 6: Προσδιορίστε τα καλώδια LED LED και φωτοδιόδου

Τόσο το IR LED όσο και το IR Photodiode μοιάζουν, το καθένα έχει μακρύ (ανοδικό ή θετικό) καλώδιο και ένα σύντομο (κάθοδο ή αρνητικό) καλώδιο.

Βήμα 7: Εισάγετε διόδους στη βάση

Πάρτε το LED LED (καθαρή δίοδος) και τοποθετήστε το σε μία από τις οπές της βάσης LED. Περιστρέψτε το LED έτσι ώστε το μακρύ καλώδιο να είναι εξωτερικά. Στη φωτογραφία, μπορείτε να δείτε το καθαρό LED στην επάνω τρύπα με το μακρύ προβάδισμά του στην κορυφή.

Πάρτε τη φωτοδίοδο IR (σκοτεινή δίοδο) και τοποθετήστε την στην άλλη οπή. Περιστρέψτε τη φωτοδίοδο έτσι ώστε το μακρύ καλώδιό της να βρίσκεται στο κέντρο.

Όπως φαίνεται στη φωτογραφία, το σύντομο καλώδιο της λυχνίας LED και το μακρύ καλώδιο της φωτοδιόδου θα είναι και τα δύο στο κέντρο. Αυτά τα δύο καλώδια θα συνδεθούν με ένα κοινό καλώδιο πίσω στο arduino. (Δείτε τις τεχνικές σημειώσεις στο τέλος αν θέλετε περισσότερες λεπτομέρειες)

Πάρτε ένα μικρό κομμάτι νήματος 1,75 και τοποθετήστε το πίσω από τις διόδους. Αυτό θα κλειδώσει τις διόδους στη θέση τους και θα τους αποτρέψει από την περιστροφή ή την έξοδο.

Πέρασα από πολλές επαναλήψεις σχεδίων πριν καταλήξω σε αυτό. Το να βγαίνουν λίγο οι δίοδοι βελτιώνουν σημαντικά την ανοχή όταν την ευθυγραμμίζετε με το περικόχλιο.

Βήμα 8: Συνδέστε το νήμα κλειδώματος στο στήριγμα

Θα θελήσετε να κόψετε το κομμάτι ασφάλισης του νήματος λίγο περισσότερο από το πλάτος του συγκρατητήρα.

Θερμάνετε ένα καρφί για λίγα δευτερόλεπτα σε μέγγενη ή κρατήστε το με πένσα.

Βήμα 9: Πιέστε το άκρο του νήματος ενάντια στη θερμαινόμενη κεφαλή νυχιών

Κρατήστε το δάχτυλό σας στο αντίθετο άκρο του νήματος και πιέστε για να λιώσει και να λιώσει ο πείρος ασφάλισης στη βάση.

Βήμα 10: Τελειωμένος κάτοχος διόδου

Ξεπλύνετε και τακτοποιήστε

Βήμα 11: Συνδέστε την καλωδίωση στις διόδους

Κόψτε το σύρμα κατά μήκος για την εφαρμογή σας. Για το Sienci Mill, θα χρειαστείτε περίπου 30 ίντσες (cm 75cm) συνολικά (σύρμα + βραχυκυκλωτήρες) και έχετε χαλάρωση για να μετακινηθεί ο δρομολογητής.

Λυγίστε το καλώδιο και τις άκρες του μολύβδου σε σχήμα U για να τις μπλοκάρετε και να διευκολύνετε τη συγκόλληση.

Πάρτε μερικές λεπτές σωληνώσεις που συρρικνώνουν τη θερμότητα και κόψτε δύο κοντά κομμάτια και δύο ελαφρώς μακρύτερα κομμάτια. Περάστε τα μικρότερα κομμάτια πάνω από τα εξωτερικά καλώδια διόδου. Περάστε τα μακρύτερα κομμάτια πάνω από τα δύο κεντρικά καλώδια.

Έχοντας δύο διαφορετικά μήκη αντισταθμίζει τις αρθρώσεις συναρμογής και αντισταθμίζει τους παχύτερους αρμούς μεταξύ τους, έτσι ώστε να μειώνεται η διάμετρος της καλωδίωσης. Αποτρέπει επίσης τυχόν σορτς μεταξύ των διαφορετικών συνδέσεων σύρματος

Κόψτε τρία τεμάχια σωλήνων ελαφρώς μεγαλύτερης διαμέτρου θερμοσυρρίκνωσης και τοποθετήστε τα πάνω από καθένα από τα τρία σύρματα στην πλεξούδα καλωδίωσης.

Είναι σημαντικό να βεβαιωθείτε ότι υπάρχει ένα μικρό κενό μεταξύ των άκρων του σωλήνα συρρίκνωσης θερμότητας στα καλώδια και του σημείου σύνδεσης. Τα καλώδια θα ζεσταθούν και εάν η σωλήνωση συρρίκνωσης θερμότητας είναι πολύ κοντά, θα αρχίσουν να συρρικνώνονται στο τέλος, κάνοντάς τα πιθανώς πολύ μικρά για να γλιστρήσουν πάνω από την άρθρωση.

Βήμα 12: Βεβαιωθείτε ότι το καλώδιο με την αντίσταση είναι προσαρτημένο στο μακρύ καλώδιο της λυχνίας IR

Η τρέχουσα αντίσταση περιορισμού (220 ohm) ενσωματωμένη στην πλεξούδα καλωδίωσης, πρέπει να συνδεθεί με το μακρύ καλώδιο (ανόδου) του διαυγούς LED IR. Το καλώδιο που συνδέει τα δύο κοινά καλώδια θα συνδεθεί στη γείωση, οπότε μπορεί να θέλετε να χρησιμοποιήσετε ένα μαύρο ή γυμνό καλώδιο για αυτήν τη σύνδεση.

Συγκολλήστε τις συνδέσεις για να τις κάνετε μόνιμες.

Βήμα 13: Συρρικνώστε τη σωλήνωση συρρίκνωσης θερμότητας

Αφού συγκολληθούν οι αρμοί, χρησιμοποιήστε ένα σπίρτο ή αναπτήρα για να συρρικνώσετε πρώτα τη σωλήνωση στα καλώδια της διόδου. Πρώτα μετακινήστε τη σωλήνωση συρρίκνωσης θερμότητας στα καλώδια όσο το δυνατόν πιο μακριά από τη θερμότητα.

Διατηρήστε τη φλόγα να κινείται γρήγορα καθώς συρρικνώνεται και περιστρέφεται για να πάρει όλες τις πλευρές εξίσου. Μην καθυστερείτε αλλιώς η σωλήνωση θα λιώσει αντί να συρρικνωθεί.

Αφού συρρικνωθούν τα καλώδια της διόδου, σύρετε την ελαφρώς μεγαλύτερη σωλήνωση συρρίκνωσης θερμότητας από τα καλώδια, πάνω από τις αρθρώσεις και επαναλάβετε τη συρρίκνωση.

Βήμα 14: Προετοιμάστε το μπλοκ τοποθέτησης

Ανάλογα με την εφαρμογή σας, επιλέξτε το μπλοκ τοποθέτησης που ταιριάζει στην εφαρμογή σας. Για το Since Mill, επιλέξτε το μπλοκ τοποθέτησης γωνίας.

Πάρτε ένα παξιμάδι Μ2 και μια βίδα Μ2. Βιδώστε το παξιμάδι μόλις στο τέλος της βίδας.

Γυρίστε το μπλοκ στερέωσης και τοποθετήστε δοκιμαστικά το παξιμάδι M2 στην οπή.

Αφαιρέστε και θερμάνετε ελαφρά το παξιμάδι με ένα σπίρτο ή φλόγα και, στη συνέχεια, τοποθετήστε το γρήγορα στο πίσω μέρος του μπλοκ στερέωσης.

Ξεβιδώστε τη βίδα, αφήνοντας το παξιμάδι ενσωματωμένο στο πλαστικό μπλοκ στερέωσης. Για περισσότερη αντοχή, εφαρμόστε μια σταγόνα σούπερ κόλλας στην άκρη του παξιμαδιού για να στερεώσετε με ασφάλεια το παξιμάδι στο μπλοκ.

Βήμα 15: Βεβαιωθείτε ότι η βίδα M2 είναι το σωστό μήκος

Βεβαιωθείτε ότι η βίδα δεν είναι πολύ μακριά ή ο αισθητήρας δεν θα σφίξει στο μπλοκ στερέωσης. Για το μπλοκ τοποθέτησης γωνίας, βεβαιωθείτε ότι η βίδα M2 είναι 9mm ή λίγο μικρότερη.

Βήμα 16: Συνδέστε το μπλοκ τοποθέτησης στο δρομολογητή CNC

Για το Sienci Mill, συνδέστε το μπλοκ γωνίας στερέωσης στο κάτω μέρος του εσωτερικού του Z Rail με μερικές σταγόνες σούπερ κόλλας.

Βήμα 17: Συνδέστε τον αισθητήρα στο μπλοκ στερέωσης

Τοποθετήστε τον ρυθμιζόμενο βραχίονα στο μπλοκ στερέωσης

Τοποθετήστε τη βίδα M2 με μια ροδέλα μέσα από την υποδοχή στο ρυθμιζόμενο βραχίονα στερέωσης και βιδώστε την στο παξιμάδι.

Σύρετε τον ρυθμιζόμενο βραχίονα έως ότου η λυχνία LED και οι φωτοδιόδους είναι ομοιόμορφα με το παξιμάδι κολέτας του δρομολογητή

Σφίξτε τη βίδα

Βήμα 18: Προσθέστε αντανακλαστική ταινία σε μια πλευρά παξιμάδι Collet

Χρησιμοποιήστε μια μικρή λωρίδα ταινίας αλουμινίου (χρησιμοποιείται για αγωγούς φούρνου) και στερεώστε την σε μία όψη του παξιμαδιού. Αυτή η αντανακλαστική ταινία θα επιτρέψει στον οπτικό αισθητήρα IR να πάρει μία μόνο περιστροφή του άξονα.

Βήμα 19: Βεβαιωθείτε ότι η αντανακλαστική ταινία δεν περνάει από την άκρη σε παρακείμενες όψεις

Η ταινία πρέπει να βρίσκεται μόνο στη μία πλευρά του περικοχλίου. Η ταινία είναι αρκετά λεπτή και ελαφριά ώστε να μην παρεμβαίνει στο κλειδί για να αλλάξει τα άκρα του μύλου ή να επηρεάσει την ισορροπία των ατράκτων.

Βήμα 20: Εκτελέστε το καλώδιο αισθητήρα κατά μήκος του εσωτερικού του σιδηροδρόμου Z

Χρησιμοποιώντας λωρίδες κολλητικής ταινίας αλουμινίου, συνδέστε το σύρμα στο εσωτερικό του Z Rail. Είναι καλύτερο να τοποθετήσετε την ταινία κοντά στην άκρη της γωνιακής ράγας για να καθαρίσετε το συγκρότημα περικοχλίου βιδών μολύβδου.

Βήμα 21: Συνδέστε τον αισθητήρα στο Arduino Nano

Συνδέστε τα καλώδια στο Arduino ως εξής:

• IR LED (με ενσωματωμένη αντίσταση) -> Pin D3
• IR Photodiode -> Pin D2
• Κοινό σύρμα -> Καρφίτσα GND

Βήμα 22: Συνδέστε καλώδια βραχυκυκλωτήρων στην οθόνη OLED

Τραβήξτε ένα σετ καλωδίων άλματος 4 καλωδίων

Συνδέστε τα καλώδια στις 4 ακίδες για τη διεπαφή I2C:

• VCC
• GND
• SCL
• SDA

Βήμα 23: Συνδέστε την οθόνη OLED στο Arduino

Συνδέστε τα καλώδια του βραχυκυκλωτήρα στις ακόλουθες ακίδες. Σημείωση: Αυτά τα καλώδια δεν προσαρτώνται όλα σε παρακείμενες ακίδες, ούτε με την ίδια σειρά.

• VCC -> Καρφίτσα 5V
• GND -> Καρφίτσωμα GND
• SCL -> Pin A5
• SDA -> Pin A4

Βήμα 24: Συνδέστε την οθόνη OLED στον κάτοχό της

Χρησιμοποιώντας τις αγκύλες που εκτυπώσατε νωρίτερα, συνδέστε την οθόνη OLED στη θήκη της

Στη συνέχεια, συνδέστε την οθόνη στο πλαίσιο CNC.

Βήμα 25: Προετοιμάστε το Arduino IDE για τη φόρτωση του σχεδίου Arduino

Ένα πρόγραμμα για ένα Arduino ονομάζεται σκίτσο. Το Integrated Development Environment (IDE) για το Arduinos είναι δωρεάν και πρέπει να χρησιμοποιηθεί για τη φόρτωση του προγράμματος για τον εντοπισμό του αισθητήρα και την εμφάνιση του RPM.

Εάν δεν το έχετε ήδη, εδώ είναι ένας σύνδεσμος για να κατεβάσετε το Arduino IDE. Επιλέξτε τη δυνατότητα λήψης 1.8.5 ή νεότερη έκδοση.

Βήμα 26: Προσθέστε τις απαιτούμενες βιβλιοθήκες OLED

Για να εκτελέσετε την οθόνη OLED, θα χρειαστείτε μερικές επιπλέον βιβλιοθήκες, τη βιβλιοθήκη Adafruit_SSD1306 και τη βιβλιοθήκη Adafruit-GFX. Και οι δύο βιβλιοθήκες είναι δωρεάν και διαθέσιμες μέσω των παρεχόμενων συνδέσμων. Ακολουθήστε το σεμινάριο του Adafruit για τον τρόπο εγκατάστασης των βιβλιοθηκών για τον υπολογιστή σας.

Μόλις εγκατασταθούν οι βιβλιοθήκες, είναι διαθέσιμες για οποιοδήποτε σκίτσο Arduino δημιουργείτε.

Οι βιβλιοθήκες Wire.h και Math.h είναι τυπικές και περιλαμβάνονται αυτόματα στην εγκατάσταση IDE.

Βήμα 27: Συνδέστε το Arduino στον υπολογιστή σας

Χρησιμοποιώντας ένα τυπικό καλώδιο USB, συνδέστε το Arduino Nano στον υπολογιστή σας με το Arduino IDE.

1. Εκκινήστε το IDE
2. Από το μενού Εργαλεία, επιλέξτε Πίνακας | Arduino Nano
3. Από το μενού Εργαλεία, επιλέξτε Θύρα |

Τώρα είστε έτοιμοι να φορτώσετε το σκίτσο, να το μεταγλωττίσετε και να το ανεβάσετε στο Nano

Βήμα 28: Κατεβάστε το Arduino Sketch

Ο κώδικας Arduino Sketch επισυνάπτεται και είναι επίσης διαθέσιμος στη σελίδα μου στο GitHub, όπου θα αναρτηθούν τυχόν μελλοντικές βελτιώσεις.

Κατεβάστε το αρχείο OpticalTachometerOledDisplay.ino και τοποθετήστε το σε έναν κατάλογο εργασίας με το ίδιο όνομα (πλην του.ino).

Από το Arduino IDE, επιλέξτε Αρχείο | Ανοιξε…

Μεταβείτε στον κατάλογο εργασίας σας

Ανοίξτε το αρχείο OpticalTachometerOledDisplay.ino.ino.

Βήμα 29: Μεταγλωττίστε το σκίτσο

Κάντε κλικ στο κουμπί 'Έλεγχος' ή επιλέξτε Σκίτσο | Επαλήθευση/Μεταγλώττιση από το μενού για τη σύνταξη του σκίτσου.

Θα πρέπει να δείτε την περιοχή μεταγλώττισης στο κάτω μέρος, με μια γραμμή κατάστασης. Σε λίγα δευτερόλεπτα θα εμφανιστεί το μήνυμα "Done Compiling" και κάποια στατιστικά στοιχεία για το πόση μνήμη καταλαμβάνει το σκίτσο. Μην ανησυχείτε για το μήνυμα "Διαθέσιμο χαμηλή μνήμη", δεν επηρεάζει τίποτα. Το μεγαλύτερο μέρος της μνήμης χρησιμοποιείται από τη βιβλιοθήκη GFX που απαιτείται για να σχεδιάσει τις γραμματοσειρές στην οθόνη OLED και όχι το ίδιο το πραγματικό σκίτσο.

Εάν δείτε κάποια σφάλματα, είναι πιθανότατα το αποτέλεσμα της έλλειψης βιβλιοθηκών ή ζητήματα διαμόρφωσης. Ελέγξτε ξανά ότι οι βιβλιοθήκες έχουν αντιγραφεί στο σωστό κατάλογο για το IDE.

Εάν αυτό δεν διορθώσει το πρόβλημα, ελέγξτε τις οδηγίες σχετικά με τον τρόπο εγκατάστασης μιας βιβλιοθήκης και δοκιμάστε ξανά.

Βήμα 30: Μεταφόρτωση στο Nano

Πατήστε το κουμπί «Βέλος» ή επιλέξτε Σκίτσο | Ανεβάστε από το μενού για να μεταγλωττίσετε και να ανεβάσετε το σκίτσο.

Θα δείτε το ίδιο μήνυμα "Compiling..", ακολουθούμενο από ένα μήνυμα "Uploading.." και τέλος ένα μήνυμα "Done Uploading" Done Uploading. Το Arduino ξεκινά την εκτέλεση του προγράμματος μόλις ολοκληρωθεί η μεταφόρτωση ή μόλις τεθεί σε ισχύ μετά.

Σε αυτό το σημείο, η οθόνη OLED θα πρέπει να ζωντανέψει με οθόνη RPM: 0 με τον επιλογέα στο μηδέν.

Εάν έχετε ξαναβάλει το δρομολογητή, μπορείτε να ενεργοποιήσετε το διακόπτη και να δείτε την οθόνη να διαβάζει το RPM καθώς προσαρμόζετε την ταχύτητα.

Συγχαρητήρια!

Βήμα 31: Χρησιμοποιήστε μια αποκλειστική πηγή ενέργειας

ΣΗΜΕΙΩΣΗ: Αυτή ήταν η πηγή του θορύβου σήματος που προκάλεσε τις ακανόνιστες οθόνες RPM. Ερευνώ να βάλω κάποια καλύμματα φίλτρων στους βραχυκυκλωτήρες, αλλά προς το παρόν θα πρέπει να το τροφοδοτήσετε μέσω ξεχωριστού καλωδίου USB.

Μπορείτε να εκτελέσετε την οθόνη που είναι συνδεδεμένη στον υπολογιστή σας με το καλώδιο USB, αλλά τελικά θα θέλετε μια αποκλειστική πηγή τροφοδοσίας.

Έχετε μερικές επιλογές, μπορείτε να πάρετε έναν τυπικό φορτιστή τοίχου USB και να εκτελέσετε το Arduino από αυτόν.

Or μπορείτε να εκτελέσετε το Arduino απευθείας από τα ηλεκτρονικά του δρομολογητή CNC. Η οθόνη Arduino/OLED αντλεί μόνο 0,04 αμπέρ, οπότε δεν πρόκειται να υπερφορτώσει τα υπάρχοντα ηλεκτρονικά σας.

Εάν διαθέτετε ηλεκτρονικά Arduino/CNC Router Shield (όπως το Sienci Mill), τότε μπορείτε να χρησιμοποιήσετε μερικές αχρησιμοποίητες ακίδες για να αξιοποιήσετε τα απαιτούμενα 5 βολτ ισχύος.

Στην επάνω αριστερή πλευρά της θωράκισης του δρομολογητή CNC, μπορείτε να δείτε ότι υπάρχουν μερικές ακέραιες ακίδες με ετικέτα 5V/GND. Συνδέστε ένα ζεύγος καλωδίων βραχυκυκλωτήρα σε αυτές τις δύο ακίδες.

Βήμα 32: Συνδέστε το Arduino με τους βραχυκυκλωτήρες

Αυτό είναι εύκολο, αλλά όχι τόσο όμορφα επισημασμένο.

Στο Arduino Nano, υπάρχει ένα σετ 6 ακίδων στο τέλος του πίνακα. Δεν φέρουν ετικέτα, αλλά έχω συμπεριλάβει το διάγραμμα pin out και μπορείτε να δείτε ότι οι δύο εξωτερικές ακίδες που είναι πιο κοντά στις ενδεικτικές λυχνίες LED φέρουν την ένδειξη GND και 5V στο διάγραμμα.

Συνδέστε το βραχυκυκλωτήρα από τον πείρο 5V της θωράκισης CNC στον πιο κοντινό πείρο προς αυτόν με την ένδειξη VIN (μην τον συνδέσετε με VIN, αλλά με τον εσωτερικό γωνιακό πείρο της ομάδας των 6 ακίδων). Το VIN είναι για τροφοδοσία του Nano με ισχύ 7V-12V.

Συνδέστε το βραχυκυκλωτήρα από τον πείρο GND στην ασπίδα CNC στον πείρο που βρίσκεται πλησιέστερα στον πείρο TX1.

Τώρα, όταν ενεργοποιείτε τα ηλεκτρονικά του δρομολογητή CNC, θα εμφανιστεί επίσης η οθόνη OLED RPM.

Βήμα 33: Τεχνικές σημειώσεις για το κύκλωμα

Το κύκλωμα αισθητήρα χρησιμοποιεί ζεύγος IR LED/IR Φωτοδιόδου.

Το IR LED λειτουργεί όπως κάθε κανονικό LED. Το θετικό καλώδιο (το μακρύτερο ή η άνοδος) συνδέεται με θετική τάση. Σε ένα Arduino Nano, είναι ένας πείρος εξόδου που έχει οριστεί σε HIGH. Το αρνητικό καλώδιο (μικρότερο ή κάθοδος) συνδέεται με τη γείωση για να ολοκληρωθεί το κύκλωμα. Δεδομένου ότι τα LED είναι ευαίσθητα σε υπερβολικό ρεύμα, μια μικρή αντίσταση τοποθετείται σε σειρά με το LED για να περιορίσει την ποσότητα ρεύματος. Αυτός ο αντιστάτης μπορεί να βρίσκεται οπουδήποτε στο κύκλωμα, αλλά είναι πιο λογικό να το τοποθετήσετε στη θετική πλευρά του κυκλώματος, καθώς ο αρνητικός αγωγός μοιράζεται μια σύνδεση με τη γείωση με τη φωτοδίοδο.

Η φωτοδιόδος IR συμπεριφέρεται όπως κάθε άλλη δίοδος (συμπεριλαμβανομένων των LED που εκπέμπουν φως) διότι μεταφέρουν ηλεκτρική ενέργεια μόνο προς μία κατεύθυνση, εμποδίζοντας την ηλεκτρική ενέργεια προς την αντίθετη κατεύθυνση. Γι 'αυτό είναι σημαντικό να είναι σωστή η πολικότητα για να λειτουργούν τα LED.

Η σημαντική διαφορά με τις Φωτοδιόδους είναι ότι όταν ανιχνεύουν φως, οι φωτοδιόδους θα επιτρέψουν τη ροή του ηλεκτρισμού με κάθε τρόπο. Αυτή η ιδιότητα χρησιμοποιείται για την κατασκευή ανιχνευτή φωτός (στην περίπτωση αυτή υπέρυθρο φως ή υπέρυθρο). Το IR Photodiode συνδέεται σε αντίθετη πολικότητα (ονομάζεται αντίστροφη μεροληψία) με το θετικό 5V στον πείρο Arduino να συνδέεται με το αρνητικό καλώδιο της φωτοδιόδου και το θετικό καλώδιο συνδέεται μέσω ενός κοινού καλωδίου μαζί με το IR LED στη γείωση.

Χωρίς φως IR, η φωτοδίοδος IR μπλοκάρει την ηλεκτρική ενέργεια, επιτρέποντας στον πείρο Arduino με την εσωτερική αντίσταση έλξης να βρίσκεται σε Υ HIGHΗΛΗ κατάσταση. Όταν η φωτοδιόδος IR ανιχνεύει το φως IR, επιτρέπει τη ροή ηλεκτρικού ρεύματος, γειώνοντας τον πείρο και προκαλώντας την πτώση της υψηλής τιμής στον πείρο φωτοδιόδων προς το έδαφος προκαλώντας πτώση του άκρου που μπορεί να εντοπίσει το Arduino.

Αυτή η αλλαγή κατάστασης στον πείρο Arduino χρησιμοποιείται στο σκίτσο για την καταμέτρηση των περιστροφών.

Η λωρίδα ταινίας αλουμινίου στο περικόχλιο, αντανακλά το φως IR από το πάντοτε αναμμένο IR LED στη φωτοδίοδο IR κάθε φορά που περιστρέφεται πέρα από τον αισθητήρα.

Βήμα 34: Τεχνικές σημειώσεις για το σκίτσο Arduino

Το σκίτσο Arduino οδηγεί την οθόνη OLED και ταυτόχρονα αντιδρά στον αισθητήρα IR LED/IR Photodiode.

Το Sketch προετοιμάζει την οθόνη OLED σε όλο το πρωτόκολλο I2C (Inter-integrated Circuit). Αυτό το πρωτόκολλο επιτρέπει σε πολλές οθόνες/αισθητήρες να μοιράζονται μια σύνδεση και μπορούν να διαβάζουν ή να γράφουν σε μια συγκεκριμένη συνδεδεμένη συσκευή με ελάχιστα καλώδια (4). Αυτή η σύνδεση μειώνει τον αριθμό των συνδέσεων μεταξύ του Arduino και της οθόνης OLED.

Στη συνέχεια, ανάβει το LED IR, ρυθμίζοντας την ακίδα Υ HIGHΗΛΗ παρέχοντας τα 5V που απαιτούνται για το LED.

Συνδέει μια λειτουργία διακοπής σε μια καρφίτσα που καλείται όταν ανιχνεύει μια αλλαγή στην κατάσταση της καρφίτσας. Σε αυτήν την περίπτωση, η συνάρτηση incrementRevolution () καλείται κάθε φορά που ανιχνεύεται ακμή ΠΤΩΣΗΣ στο Pin 2.

Μια συνάρτηση διακοπής κάνει ακριβώς αυτό που σημαίνει, διακόπτει οτιδήποτε γίνεται αυτήν τη στιγμή, εκτελεί τη συνάρτηση και στη συνέχεια συνεχίζει τη δράση ακριβώς εκεί που διακόπηκε. Οι λειτουργίες διακοπής πρέπει να είναι όσο το δυνατόν πιο σύντομες, στην περίπτωση αυτή προσθέτει μόνο μία σε μια μεταβλητή μετρητή. Το μικρό Arduino Nano τρέχει στα 16 MHz - 16 εκατομμύρια κύκλους το δευτερόλεπτο - αρκετά γρήγορα για να διαχειριστεί τη διακοπή των 30, 000 RPM, που είναι μόνο 500 στροφές ανά δευτερόλεπτο.

Η συνάρτηση Loop () είναι η κύρια συνάρτηση ενέργειας για κάθε σκίτσο Arduino. Ονομάζεται συνεχώς, ξανά και ξανά όσο το Arduino έχει δύναμη. Παίρνει την τρέχουσα ώρα, ελέγχει αν έχει παρέλθει ένα συγκεκριμένο διάστημα (1/4 δευτερόλεπτο = 250 χιλιοστά του δευτερολέπτου). Εάν ναι, καλεί τη συνάρτηση updateDisplay () για να εμφανίσει τη νέα τιμή RPM.

Η λειτουργία βρόχου θα μειώσει επίσης την οθόνη μετά από 1 λεπτό και θα απενεργοποιήσει την οθόνη μετά από 2 λεπτά - πλήρως ρυθμιζόμενη στον κώδικα.

Η συνάρτηση updateDisplay () καλεί τη λειτουργία calcRpm (). Αυτή η συνάρτηση λαμβάνει τον αριθμό των περιστροφών που η συνάρτηση διακοπής αυξάνει σταθερά και υπολογίζει το RPM καθορίζοντας τον ρυθμό περιστροφών ανά χρονικό διάστημα και εκθέτοντάς τον στον αριθμό των στροφών ανά λεπτό.

Εμφανίζει την αριθμητική τιμή και χρησιμοποιεί κάποια σκανδάλη για το Λύκειο για να σχεδιάσει μια αναλογική κλήση και το βραχίονα ένδειξης για να αντικατοπτρίζει τις ίδιες τιμές.

Οι σταθερές στο πάνω μέρος του σκίτσου μπορούν να τροποποιηθούν, εάν θέλετε έναν επιλογέα RPM με διαφορετικές μεγάλες και μικρές τιμές.

Το διάστημα ενημέρωσης και το μέσο διάστημα μπορούν επίσης να τροποποιηθούν.