इन्फ्रारेड पासा सेंसर: 5 कदम

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:20

मेरा नाम केल्विन है और मैं आपको दिखाऊंगा कि इन्फ्रारेड पासा सेंसर कैसे बनाया जाता है और समझाता है कि यह कैसे काम करता है।

मैं वर्तमान में एक टेलर विश्वविद्यालय का छात्र हूं जो कंप्यूटर इंजीनियरिंग और मेरी टीम का अध्ययन कर रहा है और मुझे एक ऐसा तंत्र तैयार करने और बनाने के लिए कहा गया जो किसी भी वस्तु को 1in वर्ग में फिट कर सके। हम आसान रास्ता अपना सकते थे और एक साधारण रंग सेंसर का उपयोग करके एम एंड एम को सॉर्ट करने के लिए चुना जा सकता था, लेकिन हमने ऊपर और आगे जाने और दिखाए गए नंबर से पासा को सॉर्ट करने का फैसला किया। पासा के चेहरे को कैसे पढ़ा जाए, इस बारे में एक गाइड खोजने की अनगिनत घंटों की कोशिश के बाद मैं यहां इस लिंक में चला गया:

makezine.com/2009/09/19/dice-reader-versio…

हालाँकि, इस लिंक ने मुझे पासा के चेहरे को पढ़ने के विचार से अधिक नहीं दिया, इसलिए प्रदान किए गए विचार का उपयोग करते हुए, मैं एक सेंसर बनाने और विकसित करने के अपने रास्ते पर चला गया जिसे एक Arduino के साथ जोड़ा जा सकता है आसानी से और जितना संभव हो सके पासे के चेहरे को पढ़ सकते हैं, इस प्रकार हमें यह इन्फ्रारेड पासा सेंसर दे रहा है।

आपूर्ति

अब आपूर्ति पर:

आपको चाहिये होगा:

1 एक्स अरुडिनो यूनो

5 एक्स आईआर रिसीवर

5 एक्स आईआर एमिटर

www.sparkfun.com/products/241

5 x 270 ओम प्रतिरोधक

5 x 10k ओम प्रतिरोधक

1 x 74HC595N चिप

विभिन्न पुरुष शीर्षलेख

1 एक्स प्रोटोटाइप बोर्ड (यदि आपको कस्टम मिल्ड बोर्ड नहीं मिल रहा है)

चरण 1: यह समझना कि यह कैसे काम करता है

यह सेंसर पासा के चेहरों को पढ़ने के लिए 5 पिप स्थानों का उपयोग करता है। यह इन पाइप स्थानों पर पासे के चेहरे को उछालने के लिए इन्फ्रारेड लाइट का उपयोग करता है और नियंत्रक को बताता है कि यह सफेद या काला है या नहीं।

आप सोच रहे होंगे कि तब केवल 5 पिप लोकेशन ही क्यों? पासा को प्रभावी ढंग से पढ़ने के लिए क्या आपको सभी 9 की आवश्यकता नहीं होगी?

ठीक है, पासे की समरूपता के कारण, पासे पर 5 विशिष्ट स्थानों का उपयोग करना, अभिविन्यास की परवाह किए बिना पासे पर विभिन्न संख्याओं के बीच अंतर बताने के लिए पर्याप्त हो सकता है (चित्र 1)। यह पासा सेंसर को और अधिक कुशल बनाता है क्योंकि यह केवल वही ढूंढ रहा है जिसकी उसे आवश्यकता है और कुछ भी अतिरिक्त नहीं है।

एमिटर इन 5 पाइप स्थानों में से प्रत्येक पर सेंसर पर रिसीवर के ठीक नीचे चला जाता है, सेंसर फिर आईआर प्रकाश का उत्सर्जन करता है और फिर रिसीवर आईआर प्रकाश की मात्रा को पढ़ता है जो पासा के चेहरे पर उछलता है। (चित्र ३) यदि प्राप्त मान निर्दिष्ट अंशांकन संख्याओं से अधिक है, तो सेंसर उस स्थान को एक बिंदु के रूप में देखेगा, यदि नहीं तो यह सफेद स्थान है। (चित्र 2)

चरण 2: डिजाइनिंग और योजना

पासा सेंसर बनाने का पहला कदम योजनाबद्ध बनाना है, यह या तो सबसे कठिन या विकास का सबसे आसान कदम हो सकता है। आपको सबसे पहले Autodesk द्वारा EAGLE नामक सॉफ़्टवेयर की आवश्यकता है, यह वह सॉफ़्टवेयर था जिसका उपयोग मैंने स्कीमैटिक्स बनाने के लिए किया था।

मैंने 2 अलग-अलग प्रकार के योजनाबद्ध शामिल किए हैं, एक योजनाबद्ध में सेंसर को अधिक सटीक बनाने में मदद करने के लिए एक शिफ्ट रजिस्टर चिप है, और दूसरा बिना शिफ्ट रजिस्टर चिप के है, यह योजनाबद्ध, हालांकि, उस कोड के साथ काम नहीं करेगा जो मैं प्रदान करूंगा बाद में, इसलिए आपको अपने दम पर कुछ विकसित करना होगा।

मैंने उस सेंसर के लिए अपना बोर्ड लेआउट भी शामिल किया है जिसे मैंने शिफ्ट रजिस्टर के साथ डिजाइन किया है।

बोर्ड को डिजाइन करना शुरू करने के लिए, आपके पास 5 IR रिसीवर और 5 IR एमिटर हैं, रिसीवर्स को 10k रेसिस्टर की आवश्यकता होती है और एमिटर को 270 ओम रेसिस्टर की आवश्यकता होती है, इसलिए इनमें से प्रत्येक तत्व के लिए, आप यहां से जाते हैं:

VCC (5V) -> रेसिस्टर -> एनालॉग रीड पिन -> IR रिसीवर -> GND

VCC (5V) -> रेसिस्टर -> IR एमिटर -> GND

एनालॉग रीड पिन रेसिस्टर और IR रिसीवर के बीच एक अन्य शाखा के रूप में निकलता है और Arduino पर एनालॉग पिन पर जाता है। आपको यह भी सुनिश्चित करने की आवश्यकता है कि एमिटर सीधे रिसीवर के नीचे जाता है, मैंने पहली बार यह गलती की थी और मुझे बहुत खराब परिणाम मिले, इसलिए सुनिश्चित करें कि रिसीवर शीर्ष पर जाता है।

अपने कस्टम बोर्ड में, मैं अन्य उत्सर्जक से किसी भी IR लाइट ब्लीड से बचने के लिए एक समय में प्रत्येक एमिटर और रिसीवर जोड़े को शक्ति प्रदान करने के लिए शिफ्ट रजिस्टर का उपयोग कर रहा हूं। यह मुझे प्रत्येक पाइप स्थानों से और भी सटीक रीडिंग देता है, यदि आपने शिफ्ट रजिस्टर का उपयोग नहीं करना चुना है, तो यह अभी भी आपके लिए काम करेगा, यह थोड़ा कम सटीक हो सकता है। शिफ्ट रजिस्टर पर, आप पिन 3-4 और 7-8 को एक साथ जोड़ सकते हैं, क्योंकि उन्हें हेडर के रूप में रखना पूरी तरह से आवश्यक नहीं है। अगर मैं भविष्य में विकास करना चाहता हूं तो मैंने उन्हें हेडर के रूप में छोड़ दिया और हेडर पर जंपर्स लगा दिए।

आपके द्वारा योजनाबद्ध डिज़ाइन करने के बाद, आपको अपने योजनाबद्ध का एक बोर्ड लेआउट बनाना होगा। यह हिस्सा बहुत मुश्किल हो सकता है क्योंकि आपको यह सुनिश्चित करना होगा कि आपके पथ ओवरलैप न हों और सुनिश्चित करें कि आपके पथ और छेद आपकी मशीन के विनिर्देशों को पूरा करते हैं। मेरे द्वारा संलग्न बोर्ड लेआउट में मशीन के लिए विशिष्ट आकार थे जिनका उपयोग मैं अपने बोर्ड को मिलाने के लिए करता था। मैं बोर्ड को बनाने में कुछ घंटे लगाता हूं ताकि मैं इसे जितना छोटा बना सकूं। इस बोर्ड में अभी भी सुधार की गुंजाइश थी लेकिन इसने मेरे लिए काम किया इसलिए मैंने इसे वैसे ही छोड़ दिया। एक तांबे जीएनडी के साथ एक संस्करण है जो सभी ग्राउंड तत्वों को जोड़ता है, और एक संस्करण बिना संलग्न है।

आप इसे ब्रेडबोर्ड या प्रोटोटाइप बोर्ड पर बनाने के लिए अपने योजनाबद्ध का उपयोग कर सकते हैं, क्योंकि ये बहुत आसान हैं और एक सस्ता विकल्प है क्योंकि आपके पास कस्टम बोर्ड मिल्ड नहीं है।

एक बार आपके पास बोर्ड डिज़ाइन हो जाने के बाद आप अगले चरण पर जा सकते हैं!

चरण 3: बोर्ड का निर्माण

यह हिस्सा पूरी तरह से इस बात पर निर्भर करता है कि आप बोर्ड को कैसे बनाना चाहते हैं। मैंने यह देखने के लिए एक प्रोटोटाइप बोर्ड पर सेंसर बनाया कि क्या अवधारणा काम करती है और यह कितनी सटीक है, इसलिए मैंने शिफ्ट रजिस्टर के बिना योजनाबद्ध का पालन किया और मैंने बोर्ड बनाया। आपको सब कुछ बाहर रखना सुनिश्चित करना होगा ताकि लाइनें ओवरलैप न हों, और यह कि आप गलती से सोल्डर लाइनें नहीं जोड़ते हैं जिन्हें कनेक्ट नहीं किया जाना चाहिए। प्रोटोटाइप बोर्ड पर इसे करते समय, आपको बहुत सावधान रहना होगा, इसलिए अपना समय लें और इसे जल्दी न करें। आपको खुले तारों से भी सावधान रहना चाहिए क्योंकि वे चल सकते हैं और सिस्टम में शॉर्ट का कारण बन सकते हैं।

यदि आपने बोर्ड को मिलाना चुना है तो यह प्रक्रिया सरल है। विशिष्ट मिलर की सेटिंग के साथ बोर्ड फ़ाइल को मिलर को भेजें। यदि आप इसे स्वयं कर रहे हैं, तो इसे बाहर निकालने से पहले, सुनिश्चित करें कि सभी तांबे को अच्छी तरह से अच्छी तरह से गहरा कर दिया गया है, मैंने जो पहला बोर्ड बनाया था, तांबे को पर्याप्त गहरा नहीं मिला था और मुझे एक और मिलनी पड़ी थी।

सुनिश्चित करें कि वांछित लेआउट में बोर्ड को सब कुछ मिलाप किया गया है और अपना समय लेना सुनिश्चित करें, और यदि पीसीबी पर टांका लगाना है तो सुनिश्चित करें कि आप बोर्ड के दाईं ओर मिलाप करते हैं।

IR रिसीवर और एमिटर लगाते समय सुनिश्चित करें कि एमिटर रिसीवर के ठीक नीचे है। आपको उन्हें सही जगह पर लाने के लिए IR घटकों के पैरों को मोड़ने के साथ खेलना होगा। हाथ में पासा भी रखें ताकि यह जांचा जा सके कि पिप स्थान वहीं हैं जहां उन्हें होना चाहिए।

एक बार जब आपके पास सब कुछ मिलाप हो जाता है और बोर्ड पर जुड़ जाता है तो आप सेंसर की प्रोग्रामिंग कर रहे होते हैं।

चरण 4: बोर्ड प्रोग्रामिंग

बोर्ड को प्रोग्रामिंग करते हुए सेंसर को यथासंभव सटीक बनाने का यह मुश्किल हिस्सा है। सौभाग्य से मैंने आपके लिए प्रोग्रामिंग को इतना आसान बनाने के लिए आपके नए बनाए गए सेंसर के साथ उपयोग करने के लिए एक पुस्तकालय बनाया है, हालांकि, आपको सेंसर को उस प्रकाश के आधार पर कैलिब्रेट करना होगा जहां यह सेंसर स्थित है।

शुरू करने के लिए आपके पास इस सेंसर के साथ इंटरफेस करने के लिए एक Arduino होना चाहिए। यह 5 एनालॉग पिन और 3 डिजिटल पिन का उपयोग करता है।

आपके पास अपने स्वयं के एनालॉग और डिजिटल पिन को चुनने के लिए मेरे द्वारा बनाई गई लाइब्रेरी का उपयोग करने की क्षमता है, लेकिन मैं इसे उन पिनों का उपयोग करके समझाऊंगा जो मैंने सेंसर के साथ इंटरफेस करने के लिए किया था। मैंने पिन के सेट के चारों ओर पिन नंबर और रंगीन बक्से से जुड़ी छवि को आसानी से समझाने के लिए चिह्नित किया है कि कौन सा पिन कहां प्लग करता है।

सेंसर पर, पिन 1-5 लाल A0-A4 पर जाते हैं, इसलिए लाल 1 A0 पर जाता है और इसी तरह। पिन 1-8 व्हाइट को थोड़ा और स्पष्टीकरण की आवश्यकता है।

सफेद १ - डेटा पिन, यह वह जगह है जहाँ Arduino डेटा को शिफ्ट रजिस्टर में भेजता है। मैंने इस पिन को Arduino पर डिजिटल पिन 3 पर सेट किया है

सफेद 2 - Q0, इस मामले में अप्रचलित, मैंने इसे उस स्थिति में शामिल किया जब मैंने विस्तार करने का निर्णय लिया था

सफेद 3 और 4 - जोड़ा जाएगा, आप या तो इन दोनों को एक साथ मिला सकते हैं या एक जम्पर का उपयोग कर सकते हैं जैसा मैंने किया था।

सफेद 5 - कुंडी पिन, एक बहुत ही महत्वपूर्ण पिन जो पिप्स को चालू और बंद देखने की प्रक्रिया का अंतिम चरण है। मैंने इस पिन को Arduino पर 12 पिन करने के लिए सेट किया है

व्हाइट 6 - क्लॉक पिन, यह अरुडिनो से शिफ्ट रजिस्टर में घड़ी प्रदान करता है। मैंने इसे डिजिटल पिन 13 पर सेट किया है।

सफेद 7 और 8 - जोड़ा जाएगा, आप या तो इन दोनों को एक साथ मिला सकते हैं या एक जम्पर का उपयोग कर सकते हैं जैसा मैंने किया था।

सफेद बॉक्स के ठीक बगल में आपके पास ग्राउंड और वीसीसी पिन हैं। इस सेंसर को पावर देने के लिए आपको Arduino या किसी अन्य स्रोत से 5v प्रदान करना होगा।

कोड में PIP लोकेशन नंबर मिल सकते हैं।

अब जब आपको इसे हुक करना है, तो हमें इसे कैलिब्रेट करना होगा। मेरा लक्ष्य एक ऐसी स्क्रिप्ट बनाना था जो इसे आपके लिए कैलिब्रेट कर सके लेकिन मेरे पास ऐसा करने के लिए समय नहीं था। कैलिब्रेट करते समय आपको यह सुनिश्चित करना होगा कि सेंसर एक नियंत्रित प्रकाश वातावरण में है, यह बाहरी अनुमानित प्रकाश के प्रति संवेदनशील है। आपको प्रत्येक पीआईपी स्थान से एक ब्लैक डॉट और एक सफेद बिंदु के साथ एक मूल्य प्राप्त करना होगा और अंतर को औसत करना होगा। मैंने कैलिब्रेट करने के लिए पासा के केवल दो पक्षों का उपयोग किया, मैंने साइड 1, साइड 6 और साइड 6 को 90 डिग्री घुमाया। एक बार जब आपके पास प्रत्येक पिप स्थान के लिए सफेद और काले रंग की संख्या हो, तो आपको उनका औसत निकालना होगा और दो संख्याओं के मध्य का पता लगाना होगा। तो उदाहरण के लिए, अगर मुझे पहले पाइप स्थान से सफेद के लिए 200 और पहले पाइप स्थान के अंधेरे मूल्य के लिए 300 मिले, तो अंशांकन संख्या 250 होगी। एक बार जब आप सभी 5 पाइप स्थानों के लिए ऐसा करते हैं, तो आपका सेंसर ठीक से है कैलिब्रेटेड, फिर आप पासा का उपयोग कर सकते हैं। रीडफेस (); पासा का वर्तमान चेहरा पाने के लिए।

चरण 5: आवेदन

आपने अब सफलतापूर्वक एक पासा सेंसर बना लिया है! बधाई हो! यह सेंसर बनाने के लिए मेरे लिए परीक्षण और त्रुटि की एक लंबी सड़क रही है, इसलिए यह मेरा लक्ष्य है कि मैं किसी ऐसे व्यक्ति की मदद करूं जो पासा सेंसर बनाना चाहता है।

मैंने उस प्रोजेक्ट के कुछ उदाहरण शामिल किए हैं जो हम बनाते हैं जो इस सेंसर का उपयोग करते हैं। पहली तस्वीर, हमने हर बार सेंसर के ऊपर से पासा को ठीक से रखने के लिए पैडलव्हील का इस्तेमाल किया। दूसरी तस्वीर हमारी परियोजना का अंतिम उत्पाद थी, और पासा का चेहरा क्या था, इसके आधार पर आधार घूमेगा, और तीसरी तस्वीर एक डिस्प्ले बॉक्स है जिसे मैंने इन सेंसरों को डिस्प्ले पर लगाने के लिए डिज़ाइन और बनाया है।

यदि आप इस पर अपना दिमाग लगाते हैं तो इस सेंसर की संभावना अनंत है। मुझे आशा है कि आपको यह ट्यूटोरियल मनोरंजक और शैक्षिक लगेगा, और मुझे आशा है कि आप इसे अपने लिए बनाने का प्रयास करेंगे।

भगवान भला करे!