Arduino का उपयोग करके हैक किया गया डिजिटल वर्नियर कैलिपर: 7 कदम

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

तो, अपने डिजिटल वर्नियर कैलिपर के साथ कुछ माप करने और इन मापों के साथ कुछ काम करने के लिए अपने Arduino होने के बारे में क्या? हो सकता है कि उन्हें सहेजना, कुछ गणना-आधारित गणना करना या इन मापों को अपने यांत्रिक उपकरण से फीडबैक लूप में जोड़ना। इस निर्देश में हम एक डिजिटल वर्नियर कैलिपर को अलग करने जा रहे हैं, इसमें कुछ तारों को हुक करें और कैलिपर को Arduino के साथ इंटरफ़ेस करें। Arduino सीरियल मॉनिटर पर इसके मापा मूल्यों को प्रदर्शित करें।

चरण 1: यह कैसे किया जा सकता है

यह पता चला है कि कुछ डिजिटल कैलिपर अन्य उपकरणों द्वारा उपयोग किए जाने वाले विभिन्न प्रोटोकॉल का उपयोग करके उनके डिस्प्ले पर प्रदर्शित होने वाले मापा डेटा को प्रसारित करने में सक्षम हैं।

वास्तव में कैलीपर बोर्ड पर एक इंटरफ़ेस सॉकेट के लिए एक जगह है, लेकिन उस पर कुछ भी नहीं मिला है।

आप केवल डिस्प्ले में ऊपरी कवर को खिसका सकते हैं (बैटरी कवर नहीं) और आपको 4 पैड मिलेंगे जिन पर कैलीपर के साथ संचार करने के लिए एक सॉकेट होना चाहिए, लेकिन वे नहीं हैं:(।

यह तथ्य कई साल पहले अलग-अलग कैलिपर्स पर खोजा गया था और यह निर्देशयोग्य चीनी डिजिटल वर्नियर कैलीपर के सटीक मॉडल पर ध्यान केंद्रित कर रहा है जिसे आप तस्वीरों में देख सकते हैं, इसलिए कृपया सुनिश्चित करें कि आपका मॉडल एक ही मॉडल है क्योंकि अलग-अलग मॉडल में अलग-अलग प्रोटोकॉल हो सकते हैं। के साथ काम करें, इसलिए उपयोग करने के लिए अलग-अलग कोड, लेकिन इन चीनी लोगों में से अधिकांश में मुख्य विचार समान है।

जा रहे थे:

• कैलिपर को अलग करें
• पता लगाएं कि हम बोर्ड को इंटरफ़ेस सॉकेट कहां मिला सकते हैं
• कनेक्टर के पिन-आउट को पहचानें
• इसे मिलाप करें और कैलिपर को इकट्ठा करें
• इसका प्रोटोकॉल कैसे काम करता है, यह जानने के लिए ट्रांसमिटेड डेटा को रिवर्स इंजीनियर करें
• Arduino के अनुरूप कैलिपर सिग्नल को लेवल शिफ्ट करें
• कोड अपलोड करें और बस:)

आपको किस चीज़ की ज़रूरत पड़ेगी:

• एक डिजिटल वर्नियर कैलिपर
• Arduino (कोई भी प्रकार काम करेगा)
• लॉजिक कन्वर्टर बोर्ड (मैं एक के लिए एक योजनाबद्ध संलग्न करूँगा)
• एक बढ़िया साफ टिप सोल्डरिंग आयरन
• पतला सोल्डरिंग तार
• कुछ जम्पर तार

चरण 2: कैलिपर को अलग करें

• सबसे पहले कैलिपर बैटरी को उसके क्लिप से हटा दें।
• इस मॉडल के लिए आपको इसकी पीठ पर एक सिल्वर गाइड पेपर मिलेगा और इसके नीचे आपको चार माउंटिंग स्क्रू मिलेंगे। वे मामले को एक साथ पकड़ रहे हैं और हमें फिलिप्स स्क्रू ड्राइवर का उपयोग करके उन्हें खोलना होगा। आप बस अपने स्क्रू ड्राइवर को कागज के ऊपर से चला सकते हैं और आप उनके बढ़ते छेदों को देखेंगे।

उसके बाद आप देखेंगे कि पीसीबी चार स्क्रू के साथ फ्रंट पैनल पर लगा हुआ है, आपको ठीक टिप फिलिप्स स्क्रू ड्राइवर का उपयोग करके उन्हें धीरे से खोलना होगा।

पीसीबी के दोनों किनारों पर किसी भी निशान को खरोंचने या काटने के लिए सावधान रहें।

• अब सभी पेंच निकालने और उन्हें सुरक्षित स्थान पर रखने के बाद वे खो नहीं सकते:),
• आपको पीसीबी को सावधानी से उठाने की जरूरत है क्योंकि डिस्प्ले और रबर के तीन बटन अलग हो सकते हैं।
• इस बिंदु पर आप पीसीबी से डिस्प्ले और बटन खींच सकते हैं और उन्हें स्क्रू के साथ लगा सकते हैं और नंगे पीसीबी के साथ अपना काम जारी रख सकते हैं।

चरण 3: सॉकेट को मिलाप करने के लिए आवश्यक पैड खोजें

अब, जब आप पीसीबी के ऊपर की तरफ देखते हैं तो आप आसानी से पता लगा सकते हैं कि डेटा कनेक्टर को कहाँ रखा जाना चाहिए।

आप यह भी देख सकते हैं कि जेनेरिक पिन हेडर को बिना ज्यादा ट्विकिंग के सोल्डर नहीं किया जा सकता है क्योंकि कनेक्टर की पिच उनकी तुलना में छोटी होती है (पिच: कनेक्टर पर दो आसन्न पैड के केंद्रों के बीच की दूरी)

पिन हेडर पिच १०० मील या २.५४ मिमी है ताकि आप या तो उन्हें थोड़ा मोड़ सकें और उन्हें मिलाप करवा सकें, या आप एक और सॉकेट पा सकते हैं।

और यहाँ वह समय है जब मेरे पीसीबी के आसपास बैठने का मेरा पूरा बॉक्स एक अच्छे उपयोग में आया।

मुझे पुराने सीडी-रोम ड्राइव पीसीबी में से एक पर एक आदर्श 4 पिन फ्लेक्स केबल कनेक्टर (एफपीसी कनेक्टर) मिला और इसे कैलिपर के साथ उपयोग करने का फैसला किया।

यह कहने की आवश्यकता नहीं है कि पीसीबी कनेक्टरों को डीसोल्डर करते समय आपको सावधान रहना चाहिए क्योंकि उनका प्लास्टिक आवरण पिघल सकता है।

इस बात से भी सावधान रहें कि या तो आपने कनेक्टर के रूप में पिन हेडर या एक विशेष सॉकेट का उपयोग करना चुना है जिसे आपको कैलिपर डिस्प्ले केस में कनेक्टर के उद्घाटन में यांत्रिक रूप से फिट करने में सक्षम होने के लिए इस कनेक्टर की आवश्यकता है। (अधिक स्पष्टीकरण के लिए आप चित्र देख सकते हैं)

चरण 4: कनेक्टर के पिन-आउट की पहचान करें

अब आवश्यक पैड खोजने के बाद, हमें यह जानना होगा कि प्रत्येक पैड किससे जुड़ा है।

खैर, यह पहले से ही इन कैलिपर्स के लिए अन्य रिवर्स इंजीनियरिंग परियोजनाओं में पाया गया है और ज्यादातर समय उनके पास एक ही कॉन्फ़िगरेशन (जीएनडी, डेटा, क्लॉक, वीसीसी) होता है।

इसे अपने साथ कॉन्फ़िगर करने के लिए:

बैटरी निकालें

• बजर स्थिति पर अपना मल्टी-मीटर सेट करें (निरंतरता परीक्षण)
• एक जांच को बैटरी-वीई टर्मिनल (जीएनडी) से जोड़ने के साथ शुरू करें और पता लगाएं कि कनेक्टर पर कौन सा पिन दूसरी जांच का उपयोग करके जमीन से जुड़ा है
• बैटरी +वीई टर्मिनल के साथ भी ऐसा ही करें

आप चिप से जुड़े अन्य दो पिनों को कोई भी दो नाम (EX: D0 और D1) दे सकते हैं क्योंकि हम उनके कार्यों को उनके रिवर्स इंजीनियरिंग चरण में बाद में जानेंगे।

यदि आप पिन-आउट को कॉन्फ़िगर नहीं करना चाहते हैं तो आप कनेक्टर पिन-आउट का अनुमान इस प्रकार लगा सकते हैं:

(जीएनडी, डेटा, घड़ी, वीसीसी)

GND डिस्प्ले का सबसे नज़दीकी पैड है

वीसीसी पीसीबी किनारे का सबसे नजदीकी पैड है

और कनेक्टर माउंटिंग के लिए कनेक्टर के किनारे पर दोनों बड़े पैड GND से जुड़े हैं (आप उन्हें मल्टीमीटर से जांच सकते हैं)

चरण 5: रिवर्स इंजीनियरिंग संचार प्रोटोकॉल

एक आस्टसीलस्कप के साथ दोनों डिजिटल आउटपुट पिन संकेतों की जांच करने के बाद यह कैसा दिखता है।

आप देख सकते हैं कि एक पिन डेटा ट्रांसमिशन (CLK लाइन) को सिंक्रोनाइज़ करने के लिए एक घड़ी के रूप में काम करता है और दूसरा डेटा लाइन है, इसलिए हम एक सिंक्रोनाइज़्ड डेटा ट्रांसमिशन प्रोटोकॉल के साथ काम कर रहे हैं।

यह पता चला है कि: - डेटा 1.5 वोल्ट के तर्क स्तर में भेजा जाता है (तार्किक लगता है क्योंकि यह वर्नियर बैटरी के समान वोल्टेज है) - डेटा कुल 24 बिट्स के साथ 6 निबल्स (6 x 4 बिट्स) में भेजा जाता है - है प्रत्येक डेटा पैकेट के अंत और दूसरे की शुरुआत के बीच लगभग 200 mS

मैंने घड़ी के बढ़ते किनारे पर डेटा का नमूना लेने का फैसला किया, इसलिए कैलीपर पर विभिन्न उपायों के साथ प्रयास करने और इसके मोड को (मिमी से इंच) में बदलने और कुछ नकारात्मक मूल्यों को प्रदर्शित करने के बाद मुझे अपनी परीक्षण स्थितियों के लिए यह तालिका (तीसरी तस्वीरें) मिली। और मैंने संचार प्रोटोकॉल का पता लगाना शुरू कर दिया

तो कैप्चर किए गए डेटा का अध्ययन करने के बाद:

- मिमी मोड में: बिट्स नंबर 1 से 16 कैलिपर पर प्रदर्शित संख्या के लिए द्विआधारी प्रतिनिधित्व हैं (100 से गुणा) - (इंच) मोड में: बिट्स नंबर 2 से 17 पर प्रदर्शित संख्या के लिए बाइनरी प्रतिनिधित्व हैं कैलिपर (1000 से गुणा)

- बिट संख्या 21 ऋणात्मक चिह्न का प्रतिनिधित्व करता है (1 यदि प्रदर्शित संख्या ऋणात्मक है और 0 यदि यह धनात्मक है)

- बिट संख्या 24 मापने वाली इकाई का प्रतिनिधित्व करता है (1 यदि इकाई (में) है और 0 यदि इकाई (मिमी) है)

- इन (इंच) मोड: बिट नंबर 1 0.5 मिलियन सेगमेंट का प्रतिनिधित्व करता है (यदि इसे जोड़ा गया है और 0 यदि यह नहीं है)

चरण 6: लॉजिक कन्वर्टर बनाना

अब हमें कैलिपर डेटा के वोल्टेज स्तर को स्थानांतरित करने की आवश्यकता है (1.5 वोल्ट Arduino के साथ काम करने के लिए उपयुक्त नहीं है, यह बहुत कम है) मैंने इस प्रोजेक्ट के लिए बनाए गए तर्क कनवर्टर के लिए एक योजनाबद्ध जोड़ा है, लेकिन जैसा कि आप अभी डेटा देख सकते हैं 5 वोल्ट के तर्क स्तर पर स्थानांतरित होने के अलावा इसे उलटा भी किया जाएगा, इसलिए हमें कोड में इसकी भरपाई करने की आवश्यकता है।

चरण 7: Arduino कोड

और अब आप इसे Arduino के साथ जोड़ने के लिए तैयार हैं। आप संलग्न कोड पा सकते हैं। Arduino uno, nano या pro-mini (आपको एक इंटरप्ट सक्षम पिन की आवश्यकता होगी) पर क्लॉक पिन को पिन 2 या 3 से कनेक्ट करें। डेटा पिन को कनेक्ट करें कोई अन्य पिन। मापा डेटा देखने के लिए कोड अपलोड करें और सीरियल मॉनिटर खोलें

24 वें डेटा बिट को स्कैन करके कोड स्वचालित रूप से पता लगा सकता है कि कैलिपर किस मोड पर काम कर रहा है