Šajā rakstā mēs apskatīsim, kā jūs varat izgatavot vienkāršu hronogrāfu no lētām un pieejamām detaļām. Armatūra nepieciešami, lai izmērītu lodes ātrumu šautenē. Šie skaitļi ir nepieciešami, lai noteiktu šautenes stāvokli, jo laika gaitā dažas pneimatiskās daļas nolietojas un ir jāmaina.
Mēs sagatavojam nepieciešamos materiālus un instrumentus:
- ķīniešu Digispark (pirkuma brīdī tas maksāja 80 rubļus);
- segmenta tipa displejs uz TM1637 (maksā 90 rubļi, kad iegādājas);
- infrasarkanās gaismas diodes un fototransistori (10 pāri) - izmaksas bija 110 rubļu;
- simts 220 omu rezistoru maksā 70 rubļu, bet būs nepieciešami tikai divi no tiem.
Tas ir viss, šis ir viss priekšmetu saraksts, kas jums būs jāpērk. Starp citu, rezistorus var atrast arī vecās sadzīves tehnikās. Jūs varat veikt vairāk likmju pēc nominālvērtības, bet ne mazāk. Tā rezultātā jūs varat turēt 350 rubļu robežās, bet tas nav tik daudz, ņemot vērā, ka rūpnīcas hronogrāfs maksās vismaz 1000 rubļu, un tur montāža ir daudz sliktāka nekā mūsu mājās gatavots.
Cita starpā jums ir jāuzkrāj šāda informācija:
- vadi;
- caurules gabals, kura garums ir vismaz 10 cm (piemērots ir plastmasas ūdensvads);
- viss lodēšanai;
- multimetrs (pēc izvēles).
Pirmajām trim aprakstītajām detaļām ir savas nianses, tāpēc katra no tām ir jāapsver atsevišķi
Digispark
Šī prece ir miniatūra shēmas plate, kas ir saderīga ar ArduinoUz kuģa viņai ir ATtiny85. Kā savienot šo elementu ar Arduino IDE, jūs varat lasīt, tur arī varat lejupielādēt draiverus.
Šim dēlim ir vairākas iespējas, viena izmanto microUSB, bet otra ir aprīkota ar USB savienotāju, kas ir vadīts tieši uz tāfeles. Sakarā ar to, ka pašmāju izstrādājumam nav individuāla barošanas avota, autore izvēlējās pirmo dēļa versiju. Ja vietējā izstrādājumā ievietojat akumulatoru vai akumulatoru, tas ievērojami palielinās tā cenu un praktiski to neietekmēs. Un gandrīz visiem ir kabelis mobilās un Power bankas uzlādēšanai.
Runājot par raksturlielumiem, tie ir līdzīgi ATtiny85, šeit tā iespējas ir bagātīgas. Hronogrāfā esošais mikrokontrolleris tikai vaicā sensorus un kontrolē displeju.
Ja jūs nekad iepriekš neesat ticies ar Digispark, svarīgākās nianses atrodamas tabulā.
Ir svarīgi ņemt vērā faktu, ka PINR numerācijai funkcijai analogRead () ir atšķirības. Trešajā tapā ir ievelkamais rezistors ar nominālo vērtību 1,5 kOhm, jo tas tiek izmantots USB.
Daži vārdi par displeju
Ikviens var izmantot displeju pašdarinātam, bet autors izvēlējās lētu variantu. Lai ierīci padarītu vēl lētāku, varat pilnībā atteikties no displeja. Datus var vienkārši izvadīt, izmantojot kabeli, uz datoru. Šeit tas būs vajadzīgs. Attiecīgais displejs ir displeja kopija.
Kā displejs izskatās priekšā un aizmugurē, var redzēt fotoattēlā.
Tā kā attālumi starp skaitļiem ir vienādi, tad, kad kols ir izslēgts, skaitļus nolasa bez problēmām. Standarta bibliotēka spēj parādīt numurus diapazonā no 0 līdz 9. burti diapazonā a-f, un joprojām ir iespēja mainīt visa displeja spilgtumu. Cipara vērtības var iestatīt, izmantojot displeja funkciju (int 0-3, int 0-15).
Kā lietot displeju
Ja mēģināt pārsniegt vērtības [0, 15], displejā parādīsies apjukums, kas papildus visam citam nav statisks. Tāpēc, lai parādītu īpašas rakstzīmes, piemēram, grādus, mīnusus utt., Jums ir jādomā.
Autore vēlējās, lai displejā tiktu parādīta pabeigtā lodes lidojuma enerģija, kas tiktu aprēķināta atkarībā no lodes ātruma un tās masas. Vērtības atbilstoši idejai bija jāparāda secīgi, bet, lai saprastu, kura no tām kaut kā jāiezīmē, piemēram, izmantojot burtu “J”. Ārkārtējos gadījumos jūs varat vienkārši izmantot kolu, bet autoram tas nepatika, un viņš uzkāpa bibliotēkā. Rezultātā, pamatojoties uz displeja funkciju, tika izveidota funkcija setSegments (baitu pievienotājs, baitu dati), tā iededzina datos kodētos segmentus skaitlī ar pievienojuma numuru:
Šādi segmenti tiek kodēti diezgan vienkārši, vismazāk nozīmīgais datu bits ir atbildīgs par augšējo segmentu, un pēc tam pulksteņrādītāja virzienā 7. bits ir atbildīgs par vidējo segmentu. Kodēts burts "1" izskatās kā 0b00000110. Astotais nozīmīgākais bits ir atbildīgs par kolu, to lieto otrajā cipari, un visos pārējos tas tiek ignorēts. Pēc tam autore automatizēja kodu iegūšanas procesu, izmantojot Excel.
Kas galu galā notika, to var redzēt fotoattēlā
Visbeidzot, sensori
Par sensoriem precīza informācija netika sniegta, ir tikai zināms, ka to viļņu garums ir 940 nm. Eksperimentu laikā tika noskaidrots, ka sensori nespēj izturēt strāvas, kas lielākas par 40 mA. Kas attiecas uz barošanas spriegumu, tas nedrīkst būt lielāks par 3,3 V. Kas attiecas uz fototransistoru, tam ir nedaudz caurspīdīgs korpuss un tas reaģē uz gaismu.
Mēs turpinām mājās gatavotu montāžu un konfigurēšanu:
Pirmais solis. Montāža
Viss ir samontēts pēc ļoti vienkāršas shēmas. No visiem tapām būs nepieciešami tikai P0, P1 un P2. Pirmie divi tiek izmantoti displejam, un P2 ir nepieciešams sensoriem.
Kā redzat, vienu rezistoru izmanto, lai ierobežotu gaismas diožu strāvu, bet otrs velk P2 uz zemi. Sakarā ar to, ka fototransistori ir savienoti paralēli, kad aizzīme iziet jebkura optoelementa priekšā, spriegums uz P2 samazināsies. Lai noteiktu lodes lidojuma ātrumu, jums jāzina attālums starp sensoriem, jāmēra divi jaudas pārspriegumi un jānosaka laiks, kurā tie notika.
Sakarā ar to, ka tiks izmantots tikai viens tapa, nav svarīgi, no kuras puses šaut. Fototransistori tik un tā pamanīs lodi.
Tiek apkopota visa fotoattēlā redzamā informācija. Lai savāktu visu, autore nolēma izmantot maizes dēli. Tad visu struktūru stiprības dēļ pārklāja ar karstu līmi. Sensori tiek novietoti uz caurules, un stieples ir pie tām pielodētas.
Lai diodes nevarētu pulsēt, ja to darbina strāvas banka, autore paralēli gaismas diodēm uzstādīja elektrolītu ar ātrumu 100 mKf.
Ir arī svarīgi atzīmēt, ka P2 tapa tika izvēlēta iemesla dēļ, fakts ir tāds, ka P3 un P4 tiek izmantoti USB, tāpēc tagad ar P2 palīdzību ir iespēja mirgot mājās gatavotam pēc montāžas.
P2 ir arī analogā ieeja, tāpēc nav nepieciešams izmantot pārtraukumu. Jūs varat vienkārši izmērīt nolasījumus starp pašreizējām un iepriekšējām vērtībām, ja starpība kļūst lielāka par noteiktu slieksni, tad tajā brīdī aizzīme vienkārši iet gar optoelementu.
Otrais solis Programmaparatūra
Prescaler ir frekvences dalītājs, standarta gadījumos tādās platēs kā Arduino tas ir 128. Šis skaitlis ietekmē ADC aptaujāšanas biežumu. Tas ir, ja noklusējuma 16 MHz iznāk 16/128 = 125 kHz. Katra digitalizācija sastāv no 13 operācijām, tāpēc tapu var pēc iespējas vairāk noskaidrot ar ātrumu 9600 kHz. Praksē tas nav lielāks par 7 kHz. Rezultātā intervāls starp mērījumiem ir 120 μs, kas ir par daudz mājās gatavotam darbam. Ja lode lido ar ātrumu 300 m / s, šajā laikā tā pārvarēs 3,6 cm garu ceļu, tas ir, kontrolieris to vienkārši nevarēs pamanīt. Lai viss darbotos pareizi, intervālam starp mērījumiem jābūt vismaz 20 μs. Šim dalītāja vērtībai jābūt vienādai ar 16. Autors izveidoja dalītāju 8, kā to izdarīt, var redzēt zemāk.
Kas notika, lai uzzinātu eksperimenta laikā, var redzēt fotoattēlā
Programmaparatūras loģikai ir vairāki posmi:
- izmērīt starpības vērtību tapā pirms un pēc;
- ja starpība pārsniedz slieksni, cilpa izdziest un tiek atcerēts pašreizējais laiks (micros ());
- otrais cikls darbojas līdzīgi kā pirmais, un tam ir laika skaitītājs;
- ja skaitītājs ir sasniedzis iestatīto vērtību, tiek nosūtīts kļūdas ziņojums un pāreja uz sākotnējo stāvokli. Šajā gadījumā cikls neiet mūžībā, ja lodi pēkšņi nenoķēra otrais sensors;
- ja skaitītājs neplūst un vērtību starpība ir lielāka par slieksni, mēra pašreizējo laiku (micros ());
- Tagad, pamatojoties uz laika un attāluma starpību starp sensoriem, jūs varat aprēķināt lodes lidojuma ātrumu un parādīt informāciju uz ekrāna. Tad viss sākas no jauna.
Pēdējais posms. Pārbaude
Ja viss tiek izdarīts pareizi, ierīce darbosies bez problēmām. Vienīgā problēma ir sliktā reakcija uz dienasgaismas un LED apgaismojumu ar pulsācijas frekvenci 40 kHz. Šajā gadījumā ierīcē var rasties kļūdas.
Pašdarināti darbi trīs veidos:
Pēc ieslēgšanas ir apsveikums, un pēc tam ekrāns ir piepildīts ar svītrām, tas norāda, ka ierīce gaida kadru
Ja ir kļūdas, tiek parādīts ziņojums “Err”, pēc tam tiek ieslēgts gaidīšanas režīms.
Nu, tad nāk ātruma mērīšana
Tūlīt pēc šāviena ierīce parādīs lodes ātrumu (apzīmēts ar simbolu n), un pēc tam parādīsies informācija par lodes enerģiju (simbols J). Kad tiek parādīts džouls, tiek parādīts arī kols.