एल ई डी और गुरुत्वाकर्षण ?: 4 कदम

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

इस परियोजना का कोई व्यावहारिक उपयोग नहीं है, लेकिन एक Arduino पर सी-कोड में गुरुत्वाकर्षण से संबंधित भौतिकी सूत्रों को लागू करने में एक अभ्यास के रूप में शुरू किया गया था। चीजों को दृश्यमान बनाने के लिए, ७४ एलईडी के साथ एक नियोपिक्सल एलईडी-पट्टी का उपयोग किया गया था। किसी वस्तु पर गुरुत्वाकर्षण त्वरण के प्रभाव को MPU-6050 एक्सेलेरोमीटर और जाइरोस्कोप चिप का उपयोग करके प्रदर्शित किया जाता है। यह चिप एलईडी-पट्टी से भौतिक रूप से जुड़ी होती है, इसलिए जब एलईडी-पट्टी को एक निश्चित कोण पर रखा जाता है, तो चिप एलईडी पट्टी के कोण को मापता है और Arduino इस जानकारी का उपयोग आभासी वस्तु की स्थिति को अद्यतन करने के लिए करता है जैसे कि यह एक गेंद थी जो बीम पर संतुलित होती है और यदि बीम को एक कोण पर रखा जाता है तो एक तरफ से दूसरी तरफ लुढ़क जाती है। आभासी वस्तु की स्थिति एलईडी पट्टी पर एक एकल एलईडी के रूप में इंगित की जाती है जो प्रकाशित होती है।

गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव में पृथ्वी पर गिरने वाली आभासी वस्तु की स्थिति को अद्यतन करने के लिए, हम सूत्र का उपयोग करते हैं:

y = y0 + (V0 * t) + (0.5 * a * t^2)

साथ में:

y = मीटर में तय की गई दूरी y0 = मीटर में शुरू की दूरी v0 = मीटर/सेकंड में शुरू वेग a = मीटर/सेकंड में त्वरण (गुरुत्वाकर्षण)^2 t = सेकंड में समय

चरण 1: सर्किट

Arduino Pro Mini एक +5V आपूर्ति को सीधे +5V पिन में फीड करके संचालित होता है, जो कि ऑनबोर्ड 5V रेगुलेटर का आउटपुट है। यह थोड़ा रूढ़िवादी लग सकता है, लेकिन जब विन को खुला छोड़ दिया जाता है, तो यह तब तक कोई समस्या नहीं पैदा करता जब तक कि आप ध्रुवीयता को उलट नहीं देते, क्योंकि यह निश्चित रूप से आपके Arduino को टोस्ट करेगा।

MPU6050 एक्सेलेरोमीटर और जाइरोस्कोप चिप कम शक्ति वाले 5V से 3V3 कनवर्टर मॉड्यूल के माध्यम से संचालित होता है और I2C इंटरफ़ेस (SDA, SCL) के माध्यम से Arduino से बात करता है। Arduino Pro Mini के साथ, SDA A4 से जुड़ा है और SCL A5 से जुड़ा है, जो दोनों Arduino Pro Mini PCB पर स्थित हैं। मेरे द्वारा उपयोग किए जाने वाले प्रो मिनी संस्करण के साथ, ए 4 और ए 5 पीसीबी (2 छेद) के भीतर स्थित थे और पीसीबी के किनारों पर पिन हेडर के माध्यम से सुलभ नहीं थे। MPU6050 में एक इंटरप्ट आउटपुट (INT) भी होता है जिसका उपयोग नया डेटा उपलब्ध होने पर Arduino को बताने के लिए किया जाता है। 74 LED के साथ WS2812B neopixel LED स्ट्रिप सीधे 5V आपूर्ति द्वारा संचालित होती है और इसमें 1 डेटा लाइन (DIN) होती है जो Arduino के आउटपुट से जुड़ी होती है।

चरण 2: सॉफ्टवेयर

मैंने सभी ड्राइवरों को स्केच (.ino) द्वारा उपयोग किए जाने वाले सभी ड्राइवरों को उसी फ़ोल्डर में रखा है जो कि पुस्तकालयों का उपयोग करने के बजाय स्केच के रूप में है। इसका कारण यह है कि मैं नहीं चाहता कि ड्राइवरों को अपडेट किया जाए, बग्स को घुसने से रोकने के लिए और उन परिवर्तनों को रोकने के लिए जो मैंने ड्राइवरों में किए थे, अपडेट द्वारा अधिलेखित हो जाएंगे।

यहाँ परियोजना फाइलों की एक सूची है:

• Balancing_LED_using_MPU6050gyro.ino: स्केच फ़ाइल
• MPU6050.cpp / MPU6050.h: MPU6050 एक्सेलेरोमीटर और जाइरोस्कोप ड्राइवर
• MPU6050_6Axis_MotionApps20.h: MPU6050 DMP (डिजिटल मोशन प्रोसेसर) परिभाषाएँ और कार्य
• helper_3dmath.h: quaternions और पूर्णांक या फ्लोट वैक्टर के लिए वर्ग परिभाषाएँ।
• I2Cdev.cpp / I2Cdev.h: I2C ड्राइवर Arduino वायर लाइब्रेरी का उपयोग कर रहा है
• LEDMotion.cpp / LEDMotion.h: MPU6050 द्वारा मापी गई LED पट्टी और कोण का उपयोग करके गुरुत्वाकर्षण LED संतुलन का कार्यान्वयन

चरण 3: चित्र