Measurino: एक मापने वाला पहिया अवधारणा का प्रमाण: 9 कदम

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:22

Measurino बस एक पहिया के घुमावों की संख्या की गणना करता है और तय की गई दूरी सीधे पहिया के त्रिज्या के समानुपाती होती है। यह एक ओडोमीटर का मूल सिद्धांत है और मैंने इस परियोजना को मुख्य रूप से यह अध्ययन करने के लिए शुरू किया है कि सर्किट को कैसे रखा जाए (एक Arduino माइक्रोकंट्रोलर द्वारा नियंत्रित), कई दूरी की दूरी के साथ, मिलीमीटर से किलोमीटर तक, और संभावित समस्याओं या सुधारों का मूल्यांकन करने के लिए।

चरण 1: भाग और घटक

• अरुडिनो नैनो रेव.3
• 128×64 OLED डिस्प्ले (SSD1306)
• वृद्धिशील फोटोइलेक्ट्रिक रोटरी एनकोडर (४००पी/आर)
• मॉडल विमान के लिए रबर व्हील (51 मिमी व्यास)
• 2 पुशबटन
• 9वी बैटरी

चरण 2: एनकोडर

इस परियोजना के लिए मैंने कई सस्ते रोटरी एन्कोडर का परीक्षण किया है, लेकिन सटीक/संवेदनशीलता के मुद्दों के कारण मैंने उन्हें तुरंत त्याग दिया। इसलिए मैं DFRobot के इंक्रीमेंटल फोटोइलेक्ट्रिक रोटरी एनकोडर - 400P/R SKU: SEN0230 पर गया। यह एल्यूमीनियम सामग्री, धातु खोल और स्टेनलेस स्टील शाफ्ट के साथ एक औद्योगिक वृद्धिशील फोटोइलेक्ट्रिक रोटरी एन्कोडर है। यह झंझरी डिस्क और ऑप्टोकॉप्लर के रोटेशन के माध्यम से एबी दो-चरण ऑर्थोगोनल पल्स सिग्नल उत्पन्न करता है। प्रत्येक चरण के लिए 400 दालें/दौर, और दोहरे चरण के लिए 1600 दाल/दौर 4 गुना उत्पादन। यह रोटरी एनकोडर अधिकतम 5000 r/min गति का समर्थन करता है। और इसका उपयोग गति, कोण, कोणीय वेग और अन्य डेटा माप के लिए किया जा सकता है।

फोटोइलेक्ट्रिक रोटरी एनकोडर में एक एनपीएन ओपन कलेक्टर आउटपुट होता है, इसलिए आपको पुलअप रेसिस्टर्स का उपयोग करने या आंतरिक Arduino के पुल-अप को सक्षम करने की आवश्यकता होती है। यह 750L05 वोल्टेज रेगुलेटर चिप का उपयोग कर रहा है, जिसमें DC4.8V-24V वाइड रेंज पावर इनपुट है।

चरण 3: संवेदनशीलता

इस ऑप्टोइलेक्ट्रिक रोटरी एनकोडर में वास्तव में एक बड़ी संवेदनशीलता है, जो इसे शाफ्ट-कंट्रोलिंग और पोजिशनिंग अनुप्रयोगों के लिए एकदम सही बनाती है। लेकिन मेरे उद्देश्य के लिए यह बहुत ज्यादा समझदार था। 51 मिमी व्हील के साथ, इस एन्कोडर में 0.4 मिमी की संवेदनशीलता है, जिसका अर्थ है कि यदि आपके हाथ में कम से कम कंपन है, तो उन्हें रिकॉर्ड किया जाएगा। इसलिए मैंने रुकावट दिनचर्या में हिस्टैरिसीस जोड़कर संवेदनशीलता को कम किया:

शून्य रुकावट ()

{चार मैं; i = digitalRead (B_PHASE); अगर (i == 1) गिनती +=1; अन्य गिनती - = 1; अगर (पेट (गिनती)> = हिस्टैरिसीस) {flag_A = flag_A+गिनती; गिनती = 0; } }

माप को अच्छी स्थिरता देने के लिए यह तरकीब काफी थी।

चरण 4: मापन

माप की अपनी इकाई (दशमलव या इंपीरियल) का चयन करें और फिर अपने माप की शुरुआत में पहिया को उसके संपर्क बिंदु के साथ रखें, रीसेट पुशबटन दबाएं और इसे अंत तक घुमाते रहें। बाएं से दाएं माप बढ़ता है और योग करता है, दाएं से बाएं यह घटता और घटाता है। आप वक्र वस्तुओं को भी माप सकते हैं (आपकी कार का आकार, एक सर्पिल सीढ़ी की रेलिंग, कोहनी मुड़ी हुई कंधे से कलाई तक आपकी बांह की लंबाई, आदि)।

व्यास = डी के साथ एक पहिया का पूरा घुमाव D*π की लंबाई को मापेगा। मेरे मामले में, 51 मिमी व्हील के साथ, यह 16.02 सेमी है और प्रत्येक टिक 0.4 मिमी मापता है (संवेदनशीलता अनुच्छेद देखें)।

चरण 5: कोडांतरण

सर्किटरी को प्रदर्शित करने के लिए पीओसी को ब्रेडबोर्ड पर बनाया गया है। प्रत्येक घटक बोर्ड पर संलग्न किया गया है और रोटरी एन्कोडर 2x2 पोल स्क्रू टर्मिनल ब्लॉक से जुड़ा हुआ है। बैटरी एक 9v मानक बैटरी है और सर्किट की कुल बिजली खपत लगभग 60mA है।

चरण 6: कोड

प्रदर्शन के लिए, मैंने U8g2lib का उपयोग किया जो इस प्रकार के OLED डिस्प्ले के लिए बहुत लचीला और शक्तिशाली है, जिससे फोंट की एक विस्तृत पसंद और अच्छी स्थिति वाले कार्यों की अनुमति मिलती है। मैंने डिस्प्ले को सूचनाओं से भरने में ज्यादा समय बर्बाद नहीं किया, क्योंकि यह सिर्फ एक Poc था।

एन्कोडर को पढ़ने के लिए, मैं 2 चरणों में से एक द्वारा उत्पन्न इंटरप्ट का उपयोग कर रहा हूं: हर बार एन्कोडर शाफ्ट चलता है, यह आवेग के बढ़ने पर बंधे Arduino के लिए एक बाधा उत्पन्न करता है।

अटैचइंटरप्ट (डिजिटलपिनटोइंटरप्ट (A_PHASE), इंटरप्ट, राइजिंग);

डिस्प्ले स्वचालित रूप से मिलीमीटर से मीटर, किलोमीटर और (यदि पुशबटन से चयनित हो) इंच से गज, मील तक स्विच हो जाता है, जबकि आरएसटी पुशबटन माप को शून्य पर रीसेट करता है।

चरण 7: योजनाबद्ध

चरण 8: PoC से उत्पादन तक

यह अवधारणा का प्रमाण क्यों है? कई सुधारों के कारण जो एक पूर्ण कार्यशील उपकरण के निर्माण से पहले किए जा सकते थे/होने चाहिए थे। आइए विवरण में सभी संभावित सुधार देखें:

• पहिया। मेसुरिनो की संवेदनशीलता/सटीकता पहिए पर निर्भर करती है। एक छोटा पहिया आपको छोटी लंबाई (मिलीमीटर से सेंटीमीटर के क्रम में) मापने में बेहतर सटीकता दे सकता है। एक विस्तार बूम के साथ एक बहुत बड़ा पहिया सड़क पर चलने और किलोमीटर को मापने की अनुमति देगा। छोटे पहियों के लिए, सामग्री पर विचार किया जाना चाहिए: एक पूर्ण-रबर पहिया थोड़ा विकृत हो सकता है और परिशुद्धता को प्रभावित कर सकता है, इसलिए उस स्थिति में मैं पर्ची से बचने के लिए केवल एक पतली टेप के साथ एक एल्यूमीनियम/स्टील व्हील का सुझाव दूंगा। एक तुच्छ सॉफ़्टवेयर संपादन (स्विच के साथ सही व्हील व्यास का चयन करें) के साथ, आप 4-पिन कनेक्टर (यानी: यूएसबी पोर्ट) का उपयोग करके, किसी भी माप के अनुकूल होने के लिए इंटरचेज करने योग्य पहियों पर विचार कर सकते हैं।
• सॉफ्टवेयर। एक और पुशबटन जोड़कर, सॉफ्टवेयर आयतों या कोणों के आयाम के क्षेत्रों को मापने का भी ध्यान रख सकता है। मैं अंत में माप को स्थिर करने के लिए "होल्ड" पुशबटन जोड़ने की भी सलाह देता हूं, डिस्प्ले पर मूल्य पढ़ने से पहले अनजाने में पहिया को स्थानांतरित करने से परहेज करता हूं।
• पहिया को स्पूल से बदलें। छोटे उपायों के लिए (कुछ मीटर के भीतर) पहिया को स्प्रिंग वाले स्पूल से बदला जा सकता है जिसमें धागा या टेप होता है। इस तरह आपको केवल धागे को खींचने की जरूरत है (एनकोडर शाफ्ट को घुमाते हुए), अपना माप लें और डिस्प्ले पर देखें।
• बैटरी स्थिति का प्रदर्शन जोड़ें। एडीसी कनवर्टर के लिए आधार के रूप में 3.3v Arduino संदर्भ पिन (1% के भीतर सटीक) का उपयोग किया जा सकता है। इसलिए, 3.3V पिन पर डिजिटल रूपांतरण का एनालॉग करके (इसे A1 से जोड़कर) और फिर सेंसर से रीडिंग के खिलाफ इस रीडिंग की तुलना करके, हम एक वास्तविक-से-जीवन रीडिंग को एक्सट्रपलेशन कर सकते हैं, चाहे VIN कोई भी हो (जब तक यह 3.4V से ऊपर है)। मेरे इस अन्य प्रोजेक्ट में एक कामकाजी उदाहरण मिल सकता है।

चरण 9: छवि गैलरी