DİJİTAL ÇOX FUNKSİYALI ÖLÇÜM TAKIMI: 21 addım (şəkillərlə)

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:45

Fusion 360 Layihələri »

Hər kəsə salam. Həmişə 3D printer yatağımı düzəltməyimə kömək edəcək bir qurğu və əyri bir səthin təxmini uzunluğunu əldə etməyimə kömək edəcək bir cihaz istəyirdim ki, bu səthə tətbiq etmək üçün lazımi stikeri asanlıqla kəsim. beləliklə israfçılığın qarşısını alır. Buna görə düşündüm ki, niyə hər iki fikri birləşdirməyim və hər ikisini də edə biləcək tək bir gadget hazırlamayım. Nəhayət, yalnız əyri xətləri və səth səviyyəsini ölçə bilməyən, həm də düz xətt məsafələrini və xəttin bucağını ölçə bilən bir cihaz qurmağı bitirdim. Beləliklə, əsasən bu gadget hamısı bir rəqəmsal səviyyədə+hökmdar+iletki+rulon ölçüsü kimi işləyir. Cihaz cibinə sığacaq qədər kiçikdir və batareyaları telefon şarj cihazı ilə asanlıqla doldurula bilər.

Bu cihaz səth səviyyəsini və bucağını dəqiq ölçmək üçün bir akselerometr və giroskop sensoru, xətti uzunluğunu təmassız olaraq ölçmək üçün kəskin İK sensoru və əyri bir səthə və ya əyri bir xəttin üzərinə yuvarlana bilən təkərli bir kodlayıcıya malikdir. uzunluğunu əldə edin.

Cihaz rejimlərində və xüsusiyyətlərində naviqasiya M (rejim), U (vahid) və 0 (sıfır) kimi işarələnmiş 3 toxunma düyməsindən istifadə etməklə aparılır.

M - Müxtəlif ölçmə növləri arasında seçim etmək

U - mm, sm, düym və metr vahidləri arasında seçim etmək

0 - Məsafəni və ya bucağı ölçdükdən sonra ölçülmüş dəyərləri sıfıra qaytarmaq üçün.

Toxunma düymələrindən istifadə etmənin səbəbi, ölçərkən cihazın mövqeyini pozmadan rejimlərdə və vahidlərdə yumşaq bir şəkildə gəzməkdir.

Cihazın ölçülən metal səthindən sürüşməməsi və sürüşməməsi üçün bazasına gömülmüş neodim maqnit var.

Korpus, cihazı mümkün qədər kompakt etmək və eyni zamanda 3D çap etmək üçün nəzərdə tutulmuşdur.

Addım 1: TƏLƏB EDİLƏN BİLEŞENLER VƏ MODÜLLƏR

Komponentlər, bu cihazın cibə sığması üçün qurulduğunu nəzərə alaraq seçildi. Buna görə tapa biləcəyim ən kiçik ekran, batareya və sensorlar istifadə edildi.

1. 3d çaplı qutu

2. Sharp GP2Y0A41SK0F IR məsafə sensoru X 1 (Aliexpress)

3. MPU6050 akselerometr/giroskop modulu X 1 (Aliexpress)

4. Boost+şarj modulu X 1 (Aliexpress)

5. Grove Mouse kodlayıcı X 1 (Aliexpress)

6. 128 X 32 OLED ekran X 1 (Aliexpress)

7. Arduino pro mini ATMEGA328 5V / 16MHz X 1 (Aliexpress)

8. 12 mm səs siqnalı X 1 (Aliexpress)

9. 3.7v, 1000mah lipo batareya X 1 (Aliexpress)

10. TTP223 toxunma düymələri modulu X 3 (Aliexpress)

11. 20x10x2mm neodim maqnit X 1 (Aliexpress)

12. CP2102 USB to UART TTL modulu X 1 (Aliexpress)

13. Emaye ilə örtülmüş mis tel (Aliexpress)

14. 10K rezistorlar X 2

15. 19 (uzunluq) X2 (dia) mm polad ox X 1

16. 3 mm led X 1

17. İstənilən vinil etiket rulonu (Aliexpress)

18. Mikro USB kabeli

MPU6050

MPU6050, 3 oxlu akselerometr və içərisində 3 oxlu giroskopdan ibarət olan bir mems cihazıdır. Bu, sürətlənməni, sürəti, istiqaməti və yerdəyişməni ölçməyə kömək edir. Bu, 3.3 ilə 5v arasında işləyən I2C əsaslı bir cihazdır. Bu layihədə MPU6050 bir səthin düz olub olmadığını ölçmək və xəttin bucağını ölçmək üçün istifadə olunur.

FAR ENCODER GROVE

Bu, dönmə istiqaməti və fırlanma sürəti ilə bağlı geribildirim məlumatları olan mexaniki artımlı dönər kodlayıcıdır. Bu kodlayıcıdan istifadə etdim, çünki tapa biləcəyim ən kiçik kodlayıcı və proqramlaşdırma hissəsi də asan idi. Bu enkoderin hər dönmə üçün 24 addımı var. Bundan istifadə edərək, təkərin diametri məlumdursa, enkoderdə təkərin hərəkət etdiyi məsafəni hesablaya bilərik. Bunun necə ediləcəyinə dair hesablamalar bu təlimatın sonrakı mərhələlərində müzakirə ediləcəkdir. Bu layihə, əyri xətlərin məsafələrini ölçmək üçün kodlayıcıdan istifadə edir.

SHARP GP2Y0A41SK0F IR DISTANCE MODULU

Bu, obyektin sensordan olan məsafəsinə əsaslanan çıxış olaraq dəyişən bir gərginlik verən analoq sensordur. Digər IR modullarından fərqli olaraq, aşkar edilən obyektin rəngi sensorun çıxışına təsir etməyəcək. Kəskin sensorların bir çox versiyası var, amma istifadə etdiyimiz cihaz 4-30 sm aralığına malikdir. Sensor 4.5 ilə 5.5 volt arasında bir gərginlik işləyir və yalnız 12 mA cərəyan çəkir. Qırmızı (+) və qara (-) tellər elektrik naqilləridir və 3-cü tel (ağ və ya sarı) analoq çıxış telidir. Sensor bu layihədə təmas olmadan xətti məsafələri ölçmək üçün istifadə olunur.

Addım 2: TƏLƏBLƏR

1. Bir qayçı

2. Qutu kəsicilər və ya hər hansı digər super iti bıçaqlar

3. cımbız

4. İsti yapışqan silahı

5. Ani yapışqan (super yapışqan kimi)

6. Kauçuk əsaslı yapışqan (fevi bağı kimi)

7. Lehimləmə dəmiri və qurğuşun

8. lazer kəsici

9. 3D printer

10. Disk kəsmə ucu olan fırlanan alət

11. Tel kəsicilər

12. Zımpara

Addım 3: 3D Çap üçün STL Faylları

Bu cihaz üçün qutu Autodesk Fusion 360 proqramında hazırlanmışdır. 3 ədəd var. Bu parçalar üçün STL faylları aşağıda verilmişdir.

"LID" və "təkər" faylları dəstək olmadan çap edilə bilər, "BODY" faylının dəstəyə ehtiyacı var. Bunları 0,2 mm təbəqə hündürlüyündə 100% doldurma ilə yaşıl PLA istifadə edərək çap etdim. İstifadə olunan printer TEVO tarantulasıdır.

Addım 4: VİNİL İLƏ MÜHASİBƏNİN KAPAKLANMASI

1. 3D çaplı parçaların bütün xarici səthlərini hamarlamaq üçün incə zımpara istifadə edin ki, vinil stiker asanlıqla yapışsın.

2. Zımpara etdikdən sonra səthdə qala biləcək bütün incə hissəciklərdən qurtulmaq üçün yaş bir parça istifadə edin.

3. Səth quruduqdan sonra vinil stikeri səthə yapışdırın. Tıxanan hava baloncuklarının olmadığından əmin olun.

4. Kenarlardakı artıq stikeri kəsmək üçün qayçı istifadə edin.

5. İndi korpusun yanlarına yapışqan çəkin və artıqlığı kəsin.

6. OLED displey, şarj portu, kodlayıcı təkər və kəskin İQ sensoru üçün delikləri kəsmək üçün bir kəsici və ya hər hansı digər ülgücdən istifadə edin.

XƏBƏRDARLIQ: KESKİN BİÇƏKLƏRİ VƏ TAKIMLARLA ÇOX DİQQƏTLİ OLUN

Addım 5: DİREKSİYAM DİQRAMLARI

PRO MINI PROGRAMLAMA

Arduino nanodan fərqli olaraq, pro mini, bir USB kabelini bağlayaraq birbaşa proqramlaşdırıla bilməz, çünki daxili TTL konvertoru yoxdur. Buna görə əvvəlcə proqramlaşdırmaq üçün xarici USB -ni pro mini -yə serial çeviriciyə bağlamalıyıq. Birinci şəkil bu əlaqələrin necə qurulacağını göstərir.

VC - 5V

GND - GND

RXI - TXD

TXD - RXI

DTR - DTR

ƏMƏK DEVRƏ diaqramı

2 -ci şəkil bu layihənin tam sxemini göstərir.

D2 - INT MPU6050

D3 - I/O (MODE)

D5 - I/O (UNIT)

D6 - G/Ç (sıfır)

D7 - +(1) ENCODER

D8 - +(2) ENCODER

A0 - I/O SHARP IR

A1 - + Buzzer

A4 - SDA (OLED VƏ MPU6050)

A5 - SCL (OLED VƏ MPU6050)

GND - BÜTÜN MODÜLLƏRİN VƏ SENSORLARININ GNDİ VƏ GÜÇLƏNDİRİLƏN MODULLARIN

VCC - + BÜTÜN MODÜL USB PORTU

B + - BATTERY +

B- BATARYA -

Üçüncü şəkil kodu hazırlayarkən çəkilmişəm. Bu, kodu, modulları və dövrəni sınamaq üçün edilən müvəqqəti bir quruluşdur. Uşaqların sınaması isteğe bağlıdır

Addım 6: MAGNETİ QURMAQ

1. Şarj portu çuxurunun altındakı mıknatısın boşluğuna ani yapışqan tətbiq edin.

2. Mıknatısı boşluğa qoyun və yapışqan maqnit olmayan bir şey istifadə edərək quruyana qədər basıb saxlayın.

Mıknatıs, metal bir səthdə istifadə edildikdə cihazın sürüşməsini və ya hərəkət etməsinin qarşısını almağa kömək edir.

Addım 7: SENSORLARIN ŞƏKİLLƏNDİRİLMƏSİ

Cihazı mümkün qədər kiçik etmək üçün, kəskin İQ sensoru və kodlayıcının montaj mötərizələri kəsici disk ucu olan fırlanan bir alətlə kəsildi.

Addım 8: OLED EKRANIN YERLƏŞDİRİLMƏSİ

1. OLED ekranın arxa tərəfindəki pin adlarını qeyd edin ki, sonra əlaqələr düzgün qurulsun.

2. OLED ekranı ikinci şəkildə göstərildiyi kimi düzgün yerə qoyun. Ekranın açılması, ekranın bir az divarlara girəcəyi şəkildə hazırlanmışdır. Bu, ekranın düzgün mövqedə və istiqamətdə olmasını və asanlıqla hərəkət etməməsini təmin edir.

3. İsti yapışqan ekranın ətrafına diqqətlə çəkilir. İsti yapışqan seçilir, çünki bir növ ekran üçün bir amortizator kimi hərəkət edir və tətbiq edildikdə ekranda stress yaratmır.

Addım 9: DOKUNMATİK DÜĞMƏLƏRƏ VƏ MPU6050 BAŞLAMAQ

1. Kauçuk əsaslı yapışqan istifadə olunur.

2. Yapışqan hər iki səthə tətbiq olunur.

3. Bütün lehimləmə nöqtələrinin qutunun açıq tərəfinə baxdığından əmin olaraq modulları şəkillərdə göstərildiyi kimi təyin olunmuş yerlərə yerləşdirin.

4. Modulu və korpusu bir -birinə yapışdırdıqdan sonra ən az 2 dəqiqə yumşaq bir şəkildə sıxılmış vəziyyətdə saxlayın.

Addım 10: BOOST+ŞARJLAMA MODÜLÜ

Bu ucuz bir tək hüceyrəli güc bankından götürdüyüm bir moduldur. Bu modulda həm batareya qoruma sistemi, həm də 5v, 1 amperlik gücləndirici çevirici var. Bütün layihə üçün güc açarı olaraq istifadə edilə bilən ON/OFF düyməsinə də malikdir. Moduldakı qadın USB portu bir lehimləmə dəmiri istifadə edərək çıxarıldı və 4 tel 4 -cü şəkildə göstərildiyi kimi +5v və topraklama terminallarına lehim edildi.

İlk iki şəkildə göstərildiyi kimi 2 kişi başlıq ucunu B+ və B-ə bağlayın və sonra modulun batareyalarla işlədiyini yoxlayın.

Modul üçün nəzərdə tutulmuş platformaya ani yapışqan tətbiq edin və modulu yumşaq bir şəkildə yerləşdirin ki, şarj portunun və açılışın mükəmməl hizalanmasını təmin edin.

Addım 11: BATARYANIN YERLƏŞTİRİLMƏSİ VƏ KESMƏLİ IR SENSÖRÜ

1. Emaye edilmiş mis telin örtüyü, izolyasiya əriyənə qədər telin ucunu lehimləmə dəmirindən və ya alışqandan istifadə edərək qızdırılır. Sonra tellər diqqətlə OLED ekrana lehimlənir. Batareyalar yerləşdirildikdən sonra bunu etmək çətin ola biləcəyi üçün indi edilir.

2. Batareya, təkər modulunun platformasının altında, tel konnektorları 3 -cü şəkildə göründüyü kimi OLED ekranın istiqamətinə baxacaq şəkildə sürüşdürülür.

3. Kəskin IR sensoru onun üçün nəzərdə tutulmuş yuvaya daxil edilir.

Addım 12: ARDUINO VƏ BUZZERƏ BAXMA

1. USB -dən serial çeviricisi, təqdim olunan dövrə diaqramına uyğun olaraq Arduino -ya lehimlənir.

2. İsti yapışqan Arduino -nu batareyaların üzərindəki korpusun ortasına yapışdırmaq üçün istifadə olunur.

3. Tellər səs siqnalının terminallarına lehimlənir və sonra səs siqnalı 7 -ci şəkildə göründüyü kimi korpusdakı dairəvi boşluğa itələyir.

Addım 13: ENCODER

1. Enkoderin terminalları bıçaqla təmizlənir.

2. Rezistorlar kodlayıcıya lehimlənir.

3. Mis telləri dövrə sxeminə görə lehimlənir.

4. Polad ox 3D çap çarxına daxil edilir. Təkər çox boşdursa, dərhal yapışqan istifadə edərək bərkidin.

5. Dingil təkəri quruluşunu kodlayıcıya daxil edin. Yenə boş olarsa, dərhal yapışqan istifadə edin. Ancaq bu dəfə heç bir yapışqan kodlayıcı mexanizmlərə girməməsi üçün çox diqqətli olun.

6. Enkoderi korpusun içərisinə elə yerləşdirin ki, təkərlər verilən açılışdan çıxsın və sərbəst döndüyündən əmin olun.

7. Enkoderi yerində bağlamaq üçün isti yapışqan istifadə edin.

Addım 14: QABLAMA VƏ Lehimləmə

1. Dövrə naqilləri əvvəllər "CIRCUIT DIAGRAM" addımında verilən dövrə diaqramına uyğun olaraq aparılır.

2. Bütün sensorlar və modulların +ve və -ve telləri paralel olaraq enerji mənbəyinə bağlanır.

3. Tellərin heç birinin İQ modulunun görünüşünü maneə törətmədiyinə və ya kodlayıcı təkərlə dolaşmadığına əmin olun.

Addım 15: KODLAMA

1. Aşağıda göstərilən kodu və kitabxanaları yükləyin.

2. Kitabxana qovluqlarını çıxarın. Bu qovluqları kompüterinizin "Sənədlərim" in içərisində olan "Arduino" qovluğundakı "kitabxanalar" qovluğuna kopyalayın (Windows istifadəçisisinizsə).

3. Arduino IDE -də verilən kodu ("filal_code") açın və Arduinoya yükləyin.

Addım 16: MPU6050 -in KALİBRASİYASI

MPU6050 sürətləndirici/giroskop modulu korpusa yeni yapışdırıldığından mükəmməl səviyyədə olmaya bilər. Bu səbəbdən bu sıfır səhvini düzəltmək üçün aşağıdakı addımlar atılır.

ADIM 1: Cihazı kompüterinizə qoşun və mükəmməl səviyyədə olduğunu bildiyiniz bir səthə qoyun (məsələn: kafel döşəməsi)

ADIM 2: "M" düyməsinə toxunaraq cihazdakı "LEVEL" rejiminə keçin və X və Y dəyərlərini qeyd edin.

ADIM 3: Bu dəyərləri koddakı "calibx" və "caliby" dəyişənlərinə təyin edin.

ADIM 4: Proqramı yenidən yükləyin.

Addım 17: ENKODERİN ADIMINDA HƏRƏKƏTLİ MƏSƏFƏLİYİN HESABLANMASI

Enkoder milinin fırlanması başına addımların sayı, N = 24 addım

Təkərin diametri, D = 12.7 mm

Təkər çevrəsi, C = 2*pi*(D/2) = 2*3.14*6.35 = 39.898 mm

Buna görə addım başına hərəkət edən məsafə = C/N = 39.898/24 = 1.6625 mm

Fərqli bir addım sayına malik fərqli bir diametrli təkər və ya kodlayıcıdan istifadə edirsinizsə, yuxarıdakı düsturda dəyərlərinizi qoyaraq mm başına köçürülən məsafəni tapın və qətnaməni tapdıqdan sonra, bu dəyəri kodda göstərildiyi kimi formula daxil edin. Şəkil.

Kodu yenidən Arduino -ya yükləyin və yükləyin.

Enkoderin kalibrlənməsi başa çatdıqdan və dəyişdirilmiş proqram yükləndikdən sonra, Arduino Pro Mini -dən USB -ni seriyalı TTL çevirici modulundan çıxara və silə bilərsiniz.

Addım 18: Davanı bağlamadan əvvəl hər şeyi sınayın

Test edilməli şeylər:

1. Şarj cihazı porta asanlıqla qoşula bilərsə və batareyalar düzgün doldurulursa.

2. Güc ON/OFF düyməsi işləyir və ya işləmir.

3. OLED, hər şeyi düzgün aralıqda düzgün istiqamətdə və mövqedə göstərir.

4. Toxunma düymələrinin hamısı düzgün işləyir və düzgün etiketlənir.

5. Enkoder döndükdə məsafə dəyərlərini verirsə.

6. MPU6050 və SHARP IR modulları işləyir və düzgün oxunuşlar verir.

7. Zil səsi gəlir.

8. Açıldıqda içəridə heç bir şeyin qızmadığından əmin olun. İstilik baş verərsə, bu, bir yerdə naqillərin səhv olduğu deməkdir.

9. Hər şeyin sabit vəziyyətdə olduğundan və korpusda hərəkət etmədiyindən əmin olun.

Addım 19: DÜĞMƏ DÜĞMƏSİNİN YERLƏŞDİRİLMƏSİ VƏ DƏYƏYƏ BAĞLANMA

DÜĞMƏ DÜĞMƏSİNİN UZAĞLIĞI İÇİN LED İSTİFADƏ EDİN

Şarj modulundakı düymənin mili, korpusdakı açılışdan çıxmaq üçün çox qısadır. Beləliklə, genişləndirici olaraq 3 mm LED başı istifadə olunur.

1. LED -lərin ayaqları tel kəsici ilə kəsilir.

2. LED -in düz tərəfi zımpara ilə hamar və düzəldilmişdir. LED əllə idarə etmək üçün çox kiçikdirsə, cımbız istifadə edin.

3. Şəkildə göstərildiyi kimi, LED başını korpusun qapağında nəzərdə tutulmuş çuxura qoyun. Ledin sıx olmadığından əmin olun, çünki düyməyə basıldıqda içəri girib çıxa bilər

VƏZİYYƏTİ TƏDBİRLƏR

1. Hər iki kauçuk əsaslı yapışdırıcıları (Fevi Bond istifadə etdim) həm gövdəyə, həm də qapağa ağız boyunca diqqətlə çəkin.

2. Yapışqan bir az quruyana qədər 5-10 dəqiqə gözləyin və sonra hər iki yarıya sıxın. Enkoder təkərinin polad oxunun sərbəst ucunun qapaq üçün nəzərdə tutulmuş çuxura daxil olduğundan əmin olun.

3. Yapışqan quruyarkən hər iki parçanın sıxılmaması üçün ağır bir yük istifadə edin (UPS akkumulyatoru istifadə etdim).

Kauçuk əsaslı bir yapışdırıcı burada tövsiyə edildi, çünki korpusun gələcəkdə batareyanın dəyişdirilməsi və ya yenidən proqramlaşdırılması üçün açılması lazım olduğu təqdirdə, birləşmə boyunca iti bıçaq və ya bıçaq çəkməklə asanlıqla edilə bilər.

Addım 20: TOUCH DÜĞMƏLƏRİNİN ETİKETLƏNMƏSİ

Etiketləmə, toxunma düymələrinin mövqelərini və funksiyalarını asanlıqla müəyyən etmək üçün edilir.

Əlifbalar mənim ev lazer kəsicimdən istifadə edərək ağ bir etiketdən kəsildi.

Kəsilmiş parçalar cımbız istifadə edərək ana təbəqədən çıxarılır və sonra düzgün mövqedə və istiqamətdə cihaza tətbiq olunur.

Maksimum Əlifba hündürlüyü: 8 mm

Maksimum Əlifba genişliyi: 10MM

XƏBƏRDARLIQ: LAZER QRAVERİ VƏ KESİCİ İŞLƏDİYİNDƏ GÜVENLİK Eynəklərini GİDİN

Addım 21: NƏTİCƏLƏR

Cihaz nəhayət hazırdır. Layihə ilə bağlı hər hansı bir şübhəniz və ya təklifiniz varsa, şərhlər vasitəsilə mənə bildirin.

ÇOX SAĞ OL

Cib Ölçüsü Yarışmasında Birinci Mükafat