Bu yazıda, ucuz ve uygun fiyatlı parçalardan nasıl basit bir kronograf yapabileceğinize bakacağız. adaptasyon tüfek mermisinin hızını ölçmek için gereklidir. Bu rakamlar, tüfeğin durumunu belirlemek için gereklidir, çünkü zamanla pnömatikin bazı parçaları yıpranır ve değiştirilmesi gerekir.
Gerekli malzemeleri ve araçları hazırlarız:
- Çin Digispark (satın alma sırasında 80 ruble maliyeti);
- TM1637'de segment tipi ekran (satın alındığında 90 rubleye mal oluyor);
- kızılötesi LED'ler ve fototransistörler (10 çift) - maliyet 110 ruble;
- yüz 220 Ohm direnç 70 ruble maliyeti, ancak bunlardan sadece iki tanesi gerekli olacak.
Hepsi bu, satın almanız gereken öğelerin listesi. Bu arada, dirençler eski ev aletlerinde de bulunabilir. Nominal değerde daha fazla bahis oynayabilirsiniz, daha az değil. Sonuç olarak, 350 ruble içinde tutabilirsiniz, ancak fabrika kronografının en az 1000 rubleye mal olacağı ve montajın bizimkinden çok daha kötü olduğu göz önüne alındığında, bu çok fazla değil. ev yapımı.
Diğer şeylerin yanı sıra, aşağıdaki gibi ayrıntıları stoklamanız gerekir:
- teller;
- en az 10 cm uzunluğunda bir boru parçası (plastik bir su borusu uygundur);
- hepsi lehimleme için;
- multimetre (isteğe bağlı).
Açıklanan ilk üç detayın kendi nüansları vardır, bu nedenle her birinin ayrı ayrı ele alınması gerekir
Digispark
Bu öğe, uyumlu bir minyatür devre kartıdır. ArduinoGemide ATtiny85 var. Bu öğeyi Arduino IDE'ye nasıl bağlayabilir, okuyabilirsiniz, ayrıca bunun için sürücüleri indirebilirsiniz.
Bu kartın birkaç seçeneği vardır, biri microUSB kullanır, diğeri doğrudan tahtaya bağlanan bir USB konektörü ile donatılmıştır. Ev yapımı ürünün bireysel bir güç kaynağına sahip olmaması nedeniyle, yazar tahtanın ilk versiyonunu seçti. Ev yapımı bir ürüne bir pil veya pil takarsanız, bu fiyatını büyük ölçüde artıracak ve pratikliği büyük ölçüde etkilemeyecektir. Ve hemen hemen herkesin bir mobil ve Güç bankasını şarj etmek için bir kablosu var.
Özelliklere gelince, ATtiny85'e benzerler, burada yetenekleri bol. Kronograftaki mikro denetleyici yalnızca sensörleri sorgular ve ekranı kontrol eder.
Daha önce hiç Digispark ile tanışmadıysanız, en önemli nüanslar tabloda bulunabilir.
AnalogRead () işlevi için pim numaralandırmasının farklılıklara sahip olduğunu dikkate almak önemlidir. Ve üçüncü pimde, USB'de kullanıldığı için nominal değeri 1.5 kOhm olan bir çekme direnci vardır.
Ekran hakkında birkaç kelime
Herkes ekranı ev yapımı için kullanabilir, ancak yazar ucuz bir seçenek seçti. Cihazı daha da ucuz hale getirmek için ekranı tamamen terk edebilirsiniz. Veriler kabloyla bilgisayara aktarılabilir. Burada gerekli olacak. Söz konusu ekran ekranın bir kopyasıdır.
Ekranın ön ve arkada nasıl göründüğü fotoğrafta görülebilir.
Sayılar arasındaki mesafeler aynı olduğundan, iki nokta üst üste kapalıyken, sayılar sorunsuz bir şekilde okunur. Standart kütüphane 0-9 aralığındaki sayıları gösterebilir. a-f aralığındaki harfler ve tüm ekranın parlaklığını değiştirme fırsatı hala var. Rakam değerleri görüntüleme fonksiyonu kullanılarak ayarlanabilir (int 0-3, int 0-15).
Ekran nasıl kullanılır?
[0, 15] değerlerinin ötesine geçmeye çalışırsanız, ekranda karışıklık görülecektir, bu da diğer her şeye ek olarak statik değildir. Bu nedenle, dereceler, eksiler vb.Gibi özel karakterleri görüntülemek için tinker yapmanız gerekir.
Yazar, ekranın, merminin hızına ve kütlesine bağlı olarak hesaplanacak olan merminin uçuşunun bitmiş enerjisini göstermesini istedi. Fikre göre değerlerin sırayla gösterilmesi gerekiyordu, ancak hangisinin nerede not edilmesi gerektiğini anlamak için, örneğin “J” harfini kullanarak. Aşırı durumlarda, iki nokta üst üste kullanabilirsiniz, ancak yazar onu beğenmedi ve kütüphaneye tırmandı. Sonuç olarak, görüntüleme işlevine bağlı olarak, setSegments işlevi (bayt addr, bayt verileri) yapıldı, addr numarasıyla verilerde kodlanan segmentleri aydınlatır:
Bu tür segmentler oldukça basit bir şekilde kodlanır, en az önemli veri biti üst segmentten sorumludur ve daha sonra saat yönünde orta segmentten 7. bit sorumludur. Kodlandığında "1" karakteri 0b00000110'a benzer. Sekizinci en önemli bit kolondan sorumludur, ikinci basamakta kullanılır ve diğer tümlerinde göz ardı edilir. Daha sonra yazar, Excel kullanarak kod alma işlemini otomatikleştirdi.
Sonunda ne oldu fotoğrafta görülebilir
Son olarak, sensörler
Sensörler hakkında doğru bilgi verilmemiştir, sadece 940 nm dalga boyuna sahip oldukları bilinmektedir. Deneyler sırasında, sensörlerin 40 mA'nın üzerindeki akımlara dayanamadığı bulunmuştur. Besleme voltajına gelince, 3.3V'dan yüksek olmamalıdır. Fototransistöre gelince, hafif şeffaf bir gövdeye sahiptir ve ışığa tepki verir.
Ev yapımı montaj ve konfigürasyonuna devam ediyoruz:
İlk adım. montaj
Her şey çok basit bir şemaya göre monte edilir. Tüm pimler arasından sadece P0, P1 ve P2 gerekecektir. İlk ikisi ekran için kullanılır ve sensörler için P2 gereklidir.
Gördüğünüz gibi, LED'lerin akımını sınırlamak için bir direnç kullanılır, ancak ikincisi P2'yi yere çeker. Fototransistörlerin paralel bağlanması nedeniyle, mermi herhangi bir optokuplörün önünden geçtiğinde, P2 üzerindeki voltaj düşecektir. Bir merminin uçuş hızını belirlemek için, sensörler arasındaki mesafeyi bilmeniz, iki güç dalgalanmasını ölçmeniz ve gerçekleştikleri süreyi belirlemeniz gerekir.
Sadece bir pimin kullanılacağı için hangi taraftan ateş edileceği önemli değildir. Fototransistörler yine de bir mermi fark edecekler.
Fotoğrafta görünen tüm detaylar toplanır. Her şeyi toplamak için yazar bir breadboard kullanmaya karar verdi. Daha sonra tüm yapı mukavemet için sıcak tutkal ile kaplandı. Sensörler boru üzerine yerleştirilir ve teller lehimlenir.
Bir güç bankası tarafından çalıştırıldığında diyotların titreşmesini önlemek için yazar, LED'lere paralel olarak 100 mKf'ye bir elektrolit yerleştirdi.
P2 piminin bir nedenden dolayı seçildiğine dikkat etmek de önemlidir, gerçek şu ki P3 ve P4'ün USB'de kullanıldığı, şimdi P2'nin yardımıyla montajdan sonra ev yapımı yanıp sönme fırsatı var.
P2 aynı zamanda bir analog giriştir, bu yüzden kesme kullanmaya gerek yoktur. Fark belirli bir eşikten daha yüksek olursa, mevcut ve önceki değerler arasındaki okumaları ölçebilirsiniz, o anda mermi optokuplörün yanından geçer.
İkinci Adım sokma
Ön ölçekleyici bir frekans bölücüdür, Arduino gibi kartlarda standart durumlarda 128'dir. Bu şekil ADC'nin ne sıklıkta yoklanacağını etkiler. Yani, varsayılan 16 MHz için 16/128 = 125 kHz çıkıyor. Her sayısallaştırma 13 işlemden oluşur, bu nedenle pim 9600 kHz hızında mümkün olduğunca sorgulanabilir. Uygulamada, bu 7 kHz'den fazla değildir. Sonuç olarak, ölçümler arasındaki aralık ev yapımı çalışma için çok fazla olan 120 μs'dir. Mermi 300 m / s hızında uçarsa, bu süre zarfında 3.6 cm'lik bir yolun üstesinden gelir, yani kontrolör bunu fark edemez. Her şeyin düzgün çalışması için, ölçümler arasındaki aralık en az 20 μs olmalıdır. Bunun için bölen değeri 16'ya eşit olmalıdır. Yazar bir bölücü 8 yaptı, bunun nasıl yapılacağı aşağıda görülebilir.
Deney sırasında öğrenilenler fotoğrafta görülebilir
Yazılımın mantığının birkaç aşaması vardır:
- pim üzerindeki değerlerden önceki ve sonraki farkın ölçülmesi;
- fark eşiği aşarsa, döngü söner ve geçerli saat (mikros ()) hatırlanır;
- ikinci döngü birinciye benzer şekilde çalışır ve döngüde bir zaman sayacı vardır;
- sayaç ayarlanan değere ulaştıysa, bir hata mesajı gönderilir ve başlangıç durumuna geçer. Bu durumda, mermi aniden ikinci sensör tarafından yakalanmadıysa, döngü sonsuzluğa girmez;
- sayaç taşmazsa ve değer farkı eşikten büyükse, geçerli zaman ölçülür (mikros ());
- Şimdi, sensörler arasındaki zaman ve mesafeye bağlı olarak, merminin uçuş hızını hesaplayabilir ve bilgileri ekranda görüntüleyebilirsiniz. O zaman her şey yeniden başlar.
Son aşama. test
Her şey doğru şekilde yapılırsa, cihaz sorunsuz çalışacaktır. Tek sorun, 40 kHz dalgalanma frekansı ile floresan ve LED aydınlatmaya zayıf yanıttır. Bu durumda, cihazda hatalar meydana gelebilir.
Ev yapımı üç modda çalışır:
Açtıktan sonra bir selamlama var ve sonra ekran çizgilerle dolu, bu cihazın bir çekim beklediğini gösterir
Hatalar varsa, “Err” mesajı görüntülenir ve ardından bekleme modu açılır.
Sonra hız ölçümü geliyor
Atıştan hemen sonra, cihaz merminin hızını gösterecektir (n sembolü ile gösterilir) ve ardından merminin enerjisi hakkında bilgi (J sembolü) görüntülenir. Bir joule görüntülendiğinde, iki nokta üst üste de görüntülenir.