Arduino Laser негизиндеги убакыт системасы: 6 кадам (сүрөттөр менен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:39

Окутуумдун бир бөлүгү катары, моделдик унаанын 10 метр аралыкты канчалык ылдам басып өткөнүн так өлчөө системасы керек болчу. Башында, мен eBay же Aliexpressтен даяр даяр системаны сатып алам деп ойлогом, бул системалар көбүнчө жарык дарбазалары, фото дарбазалар же ушуга окшош деп аталат. Алдын ала курулган жарык дарбазаларды эсептөө системалары чындыгында абдан кымбат экени аныкталды, ошондуктан мен өзүмдү курууну чечтим.

Жарык дарбазасынын убакыт системасынын иштеши абдан жөнөкөй. Ар бир жарык дарбазасы бир жагында лазер модулунан турат, бул лазер такты экинчи жагындагы жарыкка көз каранды резистор модулуна (LDR) проектирлейт. LDR өндүрүшүн өлчөө менен, система лазер нуру качан сынганын аныктай алат. Бул дарбазалардын экөөнү колдонуп, система биринчи нур үзүлгөндө таймерди баштайт жана экинчи нур үзүлгөнүн сезгенде таймерди токтотот. Жыйынтыгында жазылган убакыт ЖК экранында көрсөтүлөт.

Студенттер менен мындай системаны куруу - бул коддоого эң сонун киришүү, ал бүткөндөн кийин класстын пайдалуу булагы болуп саналат. Системанын бул түрү STEM иш -чаралары үчүн эң сонун жана резеңке тилкелүү унаалар, чычкан капкактуу унаалар же кызыл карагай дерби машиналары сыяктуу белгиленген нерселердин ылдамдыгын өлчөө үчүн колдонулушу мүмкүн.

Disclaimer: Бул жерде берилген чечим оптималдуу эмес. Мен кээ бир нерселер алда канча жакшы же эффективдүү болушу мүмкүн экенин билем. Бул долбоор башында абдан кыска мөөнөттө чогулган жана белгиленген максатта таптакыр жакшы иштеген. Менде жакшыртуулар менен бул системанын 2 жана 3 -версияларын чыгаруу пландары бар, сураныч, акыркы кадамды караңыз. Райондун жана коддун ишке ашырылышы сиздин жеке тобокелиңизде.

Жабдуулар

• Arduino R3 (же ылайыктуу такта) - £ 4.50
• Adafruit мамык канат протобоард - Протобордун ар кандай түрүнүн кичинекей бөлүгү да жакшы - 1 фунт
• ЖК тергич калканч - Бул сиздеги arduino версиясына ылайыкталганын текшериңиз - £ 5
• 2 x Light Resendor Resistor (LDR) модулу - "arduino LDR" үчүн ebay издөө көптөгөн варианттарды көрсөтүшү керек - ар бири 2,30 фунт.
• 2 x Лазердик модуль - "arduino laser" үчүн ebay издөө көптөгөн варианттарды көрсөтүшү керек. Лазердин күчү 5 мВттан ашпасын текшериңиз. - £ 2.25 үч
• 4 x Small tripod - £ 3.50 ар бири
• 4x 1/4 дюймдук гайка - Стандарттык штатив жипке ылайыкташуу үчүн - 2 фунт
• Ардуино корпусу үчүн тунук акрил £ 3
• М3 жаңгактар жана болттор - 2 фунт
• Пластикалык PCD тирешүүлөрү - Булардын комплекттерин Ebayде абдан арзан баада сатып алууга болот. - £ 6.80
• 4 х 3D басылган корпустар - Материалдык баасы 5 фунт стерлингди түзгөн.
• Тасма кабели - 5 фунт

Жалпы наркы 55 фунт стерлингди түздү, бул лазер кескичке жана 3D принтерге жетүүнү болжолдойт. Бул жердеги баалардын көбү корпустарга, гайкаларга жана болтторго ж.б.у.с. электрониканын чыныгы наркы болгону 22 фунт стерлингди түзөт, андыктан бул жерде оптималдаштырууга көп орун бар.

1 -кадам: Adrunio программасы

Төмөндөгү кодду Arduinoго жүктөңүз. Эгер сиз муну кантип жасоону билбесеңиз, анда бул эң сонун көрсөтмөнү карап көрүңүз.

Коддун негизги логикасы төмөнкүчө:

1. Лазердик модулдарды күйгүзүңүз жана ар бир LDR лазер нурун "көрө аларын" текшериңиз.
2. LDR 1 лазер нурунун үзүлүшүн аныктаганга чейин күтө туруңуз, таймерди дароо баштаңыз.
3. LDR 2 лазер нурунун үзүлүшүн аныктаганга чейин күтө туруңуз, таймерди дароо токтотуңуз.
4. Жыйынтыгын ЖК экранда миллисекундтарда көрсөтүңүз.

Код бир гана иштөө үчүн иштелип чыккан, экрандан көрсөтүлгөн убакыт калкандагы баштапкы абалга келтирүү баскычы программаны кайра баштоо үчүн колдонулат.

ARDUINO КОДУНА ШИЛТЕМЕ

(Маалымат: код create.arduino.cc сайтында жайгаштырылган жана мен бул жерге кодду киргизгим келет, бирок Instructables редактору камтылган iframeдин туура иштешине жол бербейт. Эгерде Instructables'тан кимдир бирөө муну окуп жатса, сураныч муну келечекте өзгөчөлүк катары ишке ашырыңыз, рахмат)

2 -кадам: 3D Басып чыгаруу тиркемелери

Лазер жана LDR модулдары модулдардын жылышынын натыйжасында эч кандай нур үзүлбөшүн камсыздоо үчүн кармалышы керек. Төмөндөгү корпустарды 3D басып чыгарыңыз жана модулдарды болт менен бекиңиз, лазердик модулду сыдырма галстук менен кармоо керек, анткени анын болт тешиги жок.

Ар бир корпустун ичинде 1/4 дюймдук гайканы кармаганыңызды унутпаңыз, бул кийинчерээк бул иштер штативдерге туташууга мүмкүндүк берүү үчүн колдонулат. Корпустун эки жарымы M3 гайкалар жана болттор менен бирге өткөрүлөт.

3 -кадам: Laser Cut Arduino Case

Төмөндөгү файлдарды 4 мм коюу акрилден лазер менен кесип алыңыз. Arduino R3 жана протобоартты акрил бөлүктөрүндөгү тешиктер менен тизип, болт менен ордуна коюңуз. Корпустун үстүнкү бөлүгүн түбүнө бөлүп, PCD тирөөчтөрүн боштук катары колдонуңуз.

4 -кадам: Райондук зым

Бул долбоордо колдонулган ЖК калканы бул эң сонун көрсөтмөдө кеңири түшүндүрүлгөн. LCD экраны жана киргизүү баскычтары ардуинонун кээ бир I/O төөнөгүчтөрүн колдонушат, бирок ушул себептен лазер модулдары үчүн бардык I/O жана LDRдин 1, 2, 12 жана 13 пиндери колдонулат.

Электр өткөргүчтөрү өтө аз талап кылынат, бирок схемада көрсөтүлгөндөй туташууну камсыз кылыңыз. Мен лазер менен LDR модулунун зымдарына JST түрүндөгү кээ бир туташтыргычтарды кошуп, бүт орнотууну оңой эле ажыратып, сактоого мүмкүнчүлүк бердим.

Ооба, 1 жана 2 arduino казыктары лазер модулдарын линиядагы каршылыгы жок түздөн-түз иштетет. Тандалган лазер модулдары arduino менен колдонуу үчүн атайын иштелип чыккандыктан, бул маселе болбошу керек. Лазердик модулдар 5 мВт максималдуу кубаттуулукту тартат, демек, пиндин 5В камсыздоо чыңалуусунда, модуль 1 мАнын тегерегинде тартылышы керек, бул arduino I/O казыктарына ~ 40mA чегинен бир топ төмөн.

5 -кадам: Чогултуу жана тууралоо

Акыр -аягы, сиз баарын чогултууга даярсыз.

1. LDR жана Laser модулдук корпустарын кичинекей штативдерге орнотуңуз.
2. Лазердик модулдарды LDR сенсоруна түз жаркыроо үчүн жайгаштырыңыз

Бул этапта нерселерди кичине тууралашыңыз керек болот. LDR модулдары санариптик сигналды чыгарат, эч кандай лазер нуру табылбаганын көрсөткөн жогорку сигнал (5V), ал эми төмөн белги (0V) лазер нурун көрө аларын көрсөтөт. Жарык интенсивдүүлүгүнүн босогосу 5Вдан 0Вга чыгуу сигналына өтөт (жана виза тескерисинче) LDR тактасындагы потенциометр менен башкарылат. Потенциалды өлчөгүчтү жөндөөңүз керек болот, ошондо модуль сиз күткөндө 0V менен 5V ортосунда которулат.

Же потенциометрди системанын күтүлгөндөй иштешине чейин тууралаңыз же LDR модулунун көлөмүн өлчөө үчүн мультиметрди колдонуңуз.

6 -кадам: Иштетүү жана андан аркы иш

Сиз азыр системаны колдонууга даяр болушуңуз керек! Сүрөттөр иштөө этаптарын көрсөтөт.

1. Системаны баштоо үчүн тандоо баскычын басыңыз.
2. Лазерлерди түздөңүз, алар LDR сенсоруна түз тийет.
3. Система азыр куралданган. Унааңызга үлгүдөгү унаа коюңуз.
4. Биринчи лазер нуру үзүлгөндөн кийин система убакытты баштайт.
5. Экинчи лазер нуру үзүлгөндө система токтойт.
6. Андан кийин убакыт миллисекунд менен экранда көрсөтүлөт.
7. Дагы бир жолу иштетүү үчүн баштапкы абалга келтирүү баскычын басыңыз.

Мен, балким, бул системанын 2.0 версиясын түзөм, анткени айрым жакшыртуулар болушу мүмкүн:

1. Ардуинодон лазер модулдарын иштетүүнүн кажети жок, алар батарея менен иштейт жана керек болгондо жөн эле күйгүзүлөт. Мен системаны иштеп чыкканымда, лазер модулдарын Arduinoго бийликке туташтыруу эң жөнөкөй чечимдей көрүндү, иш жүзүндө бул жолго тоскоолдук жараткан узун кабелдик чуркоолорго алып келет.
2. Конденсатор линзалары LDR корпусуна чындап керек. Лазер чекитин (өтө кичине) LDR сенсорунун борборуна такап коюу өтө татаал жана кээде бир нече мүнөткө созулушу мүмкүн, конденсатор линзасын колдонуу колдонуучуга лазер чекити менен багытталган чоңураак максатты берет.

Мен азыр толугу менен зымсыз 3.0 ноутбугума Bluetooth аркылуу туташкан 3.0 версиясы жөнүндө да ойлонуп жатам, бирок бул башка күн үчүн бир топ чоң долбоор.

Экинчи орун STEM сынагында