Cib Metal Lokatoru - Arduino: 8 addım (şəkillərlə birlikdə)

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:47

Müəllif tərəfindən daha çox təqib edin:

Haqqında: Texnologiya və gətirə biləcəyi imkanlar haqqında dəli. Unikal şeylər qurmaq problemini sevirəm. Məqsədim, texnologiyanı gündəlik həyatla əlaqəli əyləncəli etmək və insanların sərin bir şəkildə qurmaqda uğur qazanmalarına kömək etməkdir … TechKiwiGadgets haqqında daha çox »

Bu sərin kiçik Cib Metal Yerləşdiricisi, ağacdakı kiçik dırnaqları və yapışqanları müəyyən etmək üçün kifayət qədər həssasdır və metal yerləşdirmə üçün daşımaq və istifadə etmək üçün əlverişsiz hala gətirən yöndəmsiz məkanlara sığacaq qədər yığcamdır.

Bölmədə dörd müstəqil axtarış bobini və rəngli LED göstəriciləri var ki, hədəfi dəqiq müəyyən etməklə daha böyük bir axtarış sahəsini tez bir zamanda əhatə edir.

Bu səliqəli kiçik cihaz bir düymə əməliyyatı ilə özünü kalibr edir, USB portu ilə doldurulur və hədəf gücünü göstərmək üçün rəngli LEDlər, səs və vibrasiya istifadə edir.

Təlimatlandırmaya öz üzərində qurmaq üçün lazım olan bütün dizaynlar, testlər, kodlar və 3D sənədlər daxildir. Ümid edirəm ki, bunu mənim kimi qurub istifadə etməkdən zövq alırsınız !!

Addım 1: Materialların siyahısı və necə işləyir

1. Necə işləyir

Cib Metal Yerləşdiricisi, Arduino Pro Mini ilə təchiz edilmiş dörd müstəqil Pulse İnduksiya Axtarış Bobini istifadə edir. Hər bir Axtarış Bobini ayrı bir TX və RX bobindən ibarətdir ki, burada RX bobininin ətrafında elektromaqnit sahəsi yaradan TX bobininə nəbz daxil olur. Dəyişən sahə, siqnalın nəbz genişliyi Arduino tərəfindən oxunmadan əvvəl aşkar edilən və gücləndirilən RX bobininə bir gərginlik gətirir.

Arduino kodundakı hamarlaşdırma alqoritmi, etibarlı impulslardan gələn səsləri çox sabit hala gətirmək üçün istifadə olunur.

Koddakı bir kalibrləmə alqoritmi, qısa bir başlanğıc müddətində orta oxunuşları alır və siqnalın əksinə müqayisə etmək üçün bir sıra eşiklər təyin edir.

Metal bir cisim elektromaqnit sahəsinə daxil olduqda, sahə pozulur və enerjinin bir hissəsi RX bobindən hədəf obyektdə əmələ gələn "Eddie cərəyanlarına" yönəldilir. Hədəf obyektinin bu parazitar təsiri, RX bobininin daralmasının daralması ilə nəticələnir. Əsasən, hədəf obyektə güc itkisini ölçürük.

RX bobinində aşkar edilən nəbz genişliyi eşikdən aşağı düşdükdə LEDlər yanır, səs siqnalı çalınır və Haptik Geribildirim motoru işə düşür - hədəf siqnalının əvvəlcədən müəyyən edilmiş ölçüsündən asılıdır.

Bunun dövrəsi son bir ildə çox sabit və etibarlı işləyən bir detektora çevrildi. Bobin konfiqurasiyası və istiqaməti, sabitliyi və dərinliyi aşkarlamağı maksimum dərəcədə artırmaq üçün qəsdən hazırlanmışdır.

2. Materialların siyahısı

1. 3.7v 350mAh LiPo Batareya Ölçüsü: 38mm x 20mm x 7.5mm
2. TP4056 USB LiPo Batareya Şarj Cihazı Məlumat Hesabatı
3. LiPo batareyasının şarj cərəyanını 300mA -dan aşağıya endirmək üçün 4.7K rezistor
4. Arduino Pro Mini
5. Mini Pro proqramlaşdırmaq üçün FTDI USB Serial Modulu
6. LM339 Dörd Diferensial Müqayisəçi İnteqrasiya edilmiş Dövrə
7. Vero Board - 20x9 çuxura və 34x9 ölçüdə 2 ədəd kəsilmiş (düzgün istiqamətləndirmə üçün şəkilə baxın)
8. BC548 NPN Transistor x 4
9. 2N7000 MOSFET Switch x 5
10. Piezo Buzzer
11. Haptik Geribildirim üçün Sikkə Vibrasiya Motoru
12. WS2812 RGB LED Modulu x 4
13. 1k rezistor x 4
14. 10k rezistor x 4
15. 47 Ohm Rezistor x 4
16. 2.2K Rezistor x 4
17. 150pf Seramik Kondansatör x 8
18. 0.18 uF Polyester kondansatör x 4
19. 0.3 mm Emaye Mis Telindən rulon (normalda təxminən 25 qram çəkilərdə olur)
20. PCB quraşdırılmış düymə açarı
21. İsti Yapışqan Tabancası
22. 10 mm qazma ucu
23. Əl Matkabı
24. Etiket Tabancası və ya Yapışqan Bant, 16 ayrı telin bağlanması üçün əlverişlidir
25. 3D printerə giriş

3. Müqayisəçi Əməliyyatı

LM339 -un işləməsi ilə bağlı bir sıra suallarım var, buna görə daha aydın bir izahat verəcəyimi düşündüm.

LM339, pozitiv və mənfi sancaqlar arasındakı diferensial gərginliyi müqayisə edərək giriş diferensial polaritesinə əsaslanaraq aşağı və ya yüksək empedans (çəkmə ilə yüksək məntiq) çıxararaq yalnız bir gərginlik müqayisəedicisi kimi fəaliyyət göstərir.

Bu dövrədə komparatorun müsbət girişi Vcc xəttinə qoşulur və Vcc-ə çəkmə müqaviməti müqayisənin çıxışına tətbiq olunur. Bu konfiqurasiyada, praktiki olaraq, mənfi girişdəki giriş gərginliyi 3,5v -dən çox olana qədər müqayisənin çıxış gərginliyi yüksək olaraq qalır.

Əməliyyat, 0 V ilə Vsup-1.5 V arasında olan "giriş gərginliyi aralığını" əks etdirən LM339 Məlumat Vərəqindən izah edilə bilər.

Həm IN-həm də IN+ ümumi rejim aralığında olduqda, IN-IN+ və ofset gərginliyindən aşağıdırsa, çıxış yüksək empedansdır və çıxış tranzistoru keçirmir

IN - ümumi rejimdən daha yüksək olduqda və IN+ ümumi rejimdə olduqda, çıxış aşağı olur və çıxış tranzistoru cərəyan edir. Məlumat Vərəqinə keçid və aşağıda verilən izahat

Addım 2: Davanı çap edin

3D çap qutusu 5 ayrı çapdan istifadə etməklə hazırlanmışdır. Ölçüləri və 3D faylları burada Thingiverse -də tapa bilərsiniz. Dizayn, axtarış bobinlərinin axtarılan əraziyə yaxın olmasını təmin edərkən cihazı tutmağı asanlaşdırmaq üzərində qurulmuşdu.

Kassanı diqqətlə çap edin və artıq plastik çıxarın. Bu addımı indi etmək vacibdir, belə ki, elektron komponentlər son bağlanma və sınaqdan əvvəl halda uyğunlaşdırıla bilər.

Daha kompakt və erqonomik baxımdan xoş olan son dizayn üzərində qərar verməzdən əvvəl sınaqdan keçirdiyim bir çox fərqli kassa dizaynının şəklini daxil etdim.

Addım 3: Axtarış Bobinlərini qurun və quraşdırın

Çap edilmiş bobin hazırlayıcıları götürün və hər birinə 25 növ mis tel çəkin. Əsas qurğuya qoşulmaq üçün yaxşı bir 20 sm əlavə mis tel buraxdığınızdan əmin olun.

Küləklərin ardıcıl bir külək və oriyentasiyasını təmin etmək üçün formerlərdə çap edilmiş deliklərdən istifadə edin. Bunu edərkən, birincisini tərs çevirin və tədricən birincini baza hissəsinə yapışdırın.

Təmin edildiyi kimi fotoşəkil montajını izləyin, nəticədə bütün tellər ardıcıl olaraq yönəldilmiş və üst korpusdakı ana lövhə birliyinə qoşulmaq üçün kifayət qədər uzun olan bobin qurğusuna quraşdırılmış 8 rulondan ibarətdir.

Hər bir xüsusi bobini izləmək üçün çap edilmiş baza üçün hər bir bobin üçün deşikləri olan iki tel bələdçi blokundan istifadə edin.

Əsas lövhəyə qoşulmağı asanlaşdıran hər bir spesifikasiyanı izləyə biləcəyim üçün Daxili Bobinlər üçün telləri yuxarı və tel blokunun alt tərəfinə yerləşdirdim.

Addım 4: Dövrə qurun

Cihaz müstəqil olaraq qurulacaq dörd əsas sxemə malikdir - Sürücü Kartı, Ana Kart, LED montajı və Şarj Edilən Güc Təchizatı. Bu addımda Sürücü Kartı və Ana Kartı quracağıq.

1. Sürücü lövhəsi

Bir sənət bıçağı istifadə edərək, 22x11 çuxur boyunca Vero lövhəsini kəsin və nəticədə şəkilə uyğun olaraq 20x9 delikli Vero lövhəsi alın. Lövhənin hər iki tərəfindəki delikləri dəfələrlə vurmaq daha yaxşıdır, sonra artıq lövhəni yumşaq bir şəkildə yıxın. Lövhənin hər iki tərəfində kifayət qədər boşluq olan korpusun əsasına oturduğunu yoxlayın.

Fotoşəkillərdən və əl ilə 10 mm -lik bir matkapdan istifadə edərək Vero lövhəsinin altındakı lövhələri diqqətlə sındırın. Qısaldılmış cığırların olmadığından əmin olmaq üçün dövrə lövhəsini yığmaq üçün sxemə və komponentlərin şəkil sxeminə əməl edin.

Bu lövhəni daha sonra sınamaq üçün kənara qoyun.

2. Ana lövhə

Bir sənət bıçağı istifadə edərək 36x11 delik boyunca Vero lövhəsini kəsin və nəticədə şəkilə uyğun olaraq 34x9 delikli Vero lövhəsi alın. Lövhənin hər iki tərəfindəki delikləri dəfələrlə vurmaq daha yaxşıdır, sonra artıq lövhəni yumşaq bir şəkildə yıxın. Lövhənin hər iki tərəfində kifayət qədər boşluq olan korpusun əsasına oturduğunu yoxlayın.

Fotoşəkillərdən və əl ilə 10 mm -lik bir matkapdan istifadə edərək Vero lövhəsinin altındakı lövhələri diqqətlə sındırın.

Arduino və LM339 IC və digər komponentlərin dövrə diaqramını və fotoşəkil sxemini və qısa lövhələr olmadığından əmin olmaq üçün elektron lövhəni yığmaq üçün baxın.

Bu lövhəni daha sonra sınamaq üçün kənara qoyun.

Addım 5: LED Göstəriciləri əlavə edin

Daxili IC olan WS2182 LED-lərindən istifadə etdim, bu da Arduino tərəfindən üç ayrı tel istifadə edilməsinə imkan verir, lakin LED-ə bir əmr göndərməklə geniş rəng və parlaqlıq rəngləri yaradıla bilər. Bu, test bölməsində əhatə olunan Arduino IDE -yə yüklənmiş xüsusi kitabxana vasitəsilə edilir.

1. LED -lərin Bobin Qapaq Qapağına Montajı

Dörd LED -i diqqətlə yerləşdirin ki, VCC və GND əlaqələri hizalansın və çuxurların mərkəzində otursunlar.

LED -ləri mövqeyinə bağlamaq üçün İsti Yapışqan istifadə edin.

2. LED -lərin naqillərinin çəkilməsi

Diqqətlə LED -lərin kontaktları boyunca 25 sm uzunluğunda üç nüvəli bağlama telini soyun və yerləşdirin.

Bunları yerə lehimləyin və mərkəzi məlumat telinin fotoşəkilə uyğun olaraq IN və OUT kontaktları ilə əlaqəli olduğundan əmin olun.

3. Case Alignment Check

Çantanın qapağının Bobin Qutusu ilə eyni səviyyədə oturacağını yoxlayın, sonra telləri qapağın alt ucunda yerində saxlamaq üçün İsti Yapışqan istifadə edin.

Bunu daha sonra sınamaq üçün kənara qoyun.

Addım 6: Qurğunun montajı və sınağı

1. Məclisə hazırlaşmaq

Quraşdırmadan əvvəl, problemləri həll etməyi asanlaşdırmaq üçün hər bir lövhəni tədricən yoxlayacağıq.

Arduino Pro Mini, kompüteriniz tərəfindən proqramlaşdırıla bilməsi üçün USB seriyalı lövhə tələb edir. Bu, lövhənin daha kiçik olmasına imkan verir, çünki üzərində seriyalı interfeys yoxdur. Bu lövhələri proqramlaşdırmaq üçün, hissə siyahısında göstərildiyi kimi almaq üçün sərmayə qoymalısınız.

Arduino kodunu yükləməzdən əvvəl WS2182 LED -lərini idarə etmək üçün "FastLED.h" Kitabxanasını kitabxana olaraq əlavə etməlisiniz. Problemlər varsa problemlərin aradan qaldırılması üçün bir sıra Osiloskop İzləri təqdim edilmişdir.

Hər bir kanalın nəbz genişliyi çıxışını və eşik dəyərini göstərən Graph Plot funksiyasından istifadə edərək IDE serial məlumatlarının ekran görüntüsü də var. Bu test zamanı faydalıdır, çünki hər bir kanalın oxşar həssaslıq səviyyəsinə malik olub olmadığını görə bilərsiniz.

Kodun iki nüsxəsini daxil etdim. Birində problemi həll etmək üçün test serial məlumat axını var.

DİQQƏT: LiPo Batareya cihazını son mərhələyə qədər bağlamayın, çünki montaj zamanı təsadüfən onu qısaltmaq cihazın həddindən artıq istiləşməsinə və hətta yanmasına səbəb ola bilər.

2. Ana lövhəni sınayın

Ana lövhəni hər hansı bir şeyə bağlamadan əvvəl Arduino Serial Kabelini bağlamaq və kodun yükləndiyini yoxlamaq məsləhətdir.

Bu, Arduinonun fiziki olaraq düzgün bağlandığını və IDE və kitabxanaların yükləndiyini sınayacaq. Kodu heç bir komponent olmadan heç bir tüstü və tüstü çıxmamalı olan IDE vasitəsilə yükləyin!

3. Sürücü lövhəsini qoşun

Sürücü lövhəsini Ana lövhəyə bağlamaq üçün sxemə əməl edin və korpusun içərisindəki əşyaların uyğun olmasını təmin etmək üçün cihazı korpusa yerləşdirin. Bu sınaq və səhv haldır və inadkarlıq tələb edir.

Kodu səhvsiz yükləməli və heç bir komponentdən tüstü çıxmamalı olan IDE vasitəsilə yükləyin !!

4. Bobinləri bağlayın Bobinləri Ana Karta bağlamaq üçün dövrə diaqramına əməl edin və əşyaların uyğun şəkildə uyğunlaşmasını təmin etmək üçün vahidi korpusa fiziki olaraq yerləşdirin. Bobinlərin sxem diaqramına uyğun olaraq Sürücü Kartı və Ana Kart girişləri ilə hizalandığından əmin olun.

Test kodu yükləndikdə, seriya portu 5000 - 7000 uS arasında bir yerdə qəbul bobinindəki nəbz genişliyini göstərəcəkdir. Buna IDE Graph Plotter istifadə edərək də baxmaq olar.

Bu, kanalların hər birində problemi həll etməyinizə və hədəfin axtarış bobininə yaxınlaşdıqca nəbz genişliyini azaltmalı olan axtarış sikkəsinin yaxınlığında bir sikkə hərəkət etməsinin təsirini görməyə imkan verəcəkdir.

Bir osiloskopunuz varsa, problemlərin diaqnozu üçün dövrənin müxtəlif mərhələlərində dalğa formalarını da yoxlaya bilərsiniz.

Bütün kanallar gözlənilən mövqedə işlədikdən sonra tellər, korpusun düzgün yığılıb bağlanması üçün.

5. LEDləri qoşun

Diqqətlə üç teli Bobin Mühafizəsi LEDlərindən götürün və ana lövhəyə qoşun. Kodu yükləyin və LED -lərin düzgün işlədiyini yoxlayın. Bobin qapağının qapağını yerinə bağlamaq üçün yapışqan istifadə edin.

Addım 7: Yenidən doldurulan batareyanı bağlayın

QEYD:

1. LiPo Batareya qurğusunu son mərhələyə qədər bağlamayın, çünki montaj zamanı təsadüfən onu qısaltmaq cihazın həddindən artıq istiləşməsinə və hətta yanmasına səbəb ola bilər.

2. Batareya və şarj cihazı ilə işləyərkən batareyanın əlaqələrini qısaltmamaq üçün diqqətli olun.

3. LiPo batareyaları digər şarj cihazlarından fərqli olaraq çox yüklənmə təhlükəli ola bilər, buna görə şarj dövrəsini düzgün qurduğunuzdan əmin olun.

4. Güc düyməsinə basıldığı zaman Arduino Serial Kabelini cihaza bağlamayın, əks halda batareya zədələnə bilər.

1. Şarj cihazının cari limitini dəyişdirin

Pocket Metal Locator, Micro USB telefon şarj cihazı ilə doldurula bilən LiPo Batareyasından istifadə edir. TP4056 USB LiPo Batt Şarj Cihazı lövhəsi əvvəlcə şarj cərəyanını 300mA -dan aşağı həddə endirmək üçün 4.7K rezistorla dəyişdirildi. Bunun necə edilə biləcəyinə dair təlimatı burada tapa bilərsiniz.

Bu, mövcud səthə quraşdırılmış rezistoru çıxarmağı və fotoşəkildə göstərildiyi kimi bir rezistorla əvəz etməyinizi tələb edir. Yerinə gəldikdən sonra rezistorun planlaşdırılmamış hərəkətini bir az isti yapışqan tabancası ilə qoruyun.

Ana lövhəyə qoşulmadan əvvəl, cib telefonu şarj cihazını Micro USB portu ilə bağlayaraq şarj cihazının düzgün işlədiyini yoxlayın. Düzgün işləyərkən qırmızı şarj işığı yanmalıdır.

2. Push Button Power Switch -i quraşdırın

Push Buttonun korpus qapağının ortasından çıxması üçün doğru mövqedə quraşdırıldığından əmin olun və sonra Push Buttonu yerində lehimləyin. Düymə düyməsinə keçid və Şarj Cihazı Çıxışı ilə Arduino üzərindəki VCC xətti arasında sxemlərə uyğun olaraq tellər quraşdırın.

Düzgün quraşdırıldıqda, düyməni basaraq cihazı işə salacaqsınız.

Batareyanı isti yapışqan istifadə edərək düzəldin və şarj oluna bilməsi üçün Micro USB yuvasının çantanın qapağındakı çuxura uyğunlaşdırıldığından əmin olun.

Addım 8: Son Test və Əməliyyat

1. Fiziki məclis

İşin düzgün bağlanması üçün son addım telləri diqqətlə yenidən təşkil etməkdir. Anakartı qapağa bağlamaq üçün isti yapışqan istifadə edin və sonra qapağı yerinə bağlayın.

2. Bölmənin istismarı

Cihaz güc düyməsini basıb saxladıqdan sonra kalibrləmə ilə işləyir. Cihaz istifadəyə hazır olduqda bütün LEDlər yanıb -sönəcək. Axtarış zamanı düyməni aşağı saxlayın. LEDlər hədəf obyektinin gücünə görə Mavi-Yaşıl, Qırmızı, Bənövşəyi rənglərdən dəyişir. LED -lərin bənövşəyi rəngə çevrilməsi zamanı haptik rəy yaranır.

Gedib praktik tətbiqlər üçün istifadə etməyə hazır deyilsiniz!