في هذه المقالة ، سنلقي نظرة على كيفية إنشاء كرونوغراف بسيط من أجزاء غير مكلفة وبأسعار معقولة. المباراة ضرورية لقياس سرعة الرصاصة في البندقية. هذه الأرقام مطلوبة لتحديد حالة البندقية ، لأنه بمرور الوقت ، تتآكل بعض أجزاء الهواء المضغوط وتتطلب استبدالها.
نقوم بإعداد المواد والأدوات اللازمة:
- Digispark الصيني (وقت الشراء يكلف 80 روبل) ؛
- عرض نوع القطعة على TM1637 (يكلف 90 روبل عند الشراء) ؛
- مصابيح LED بالأشعة تحت الحمراء والترانزستورات الضوئية (10 أزواج) - كانت التكلفة 110 روبل ؛
- مائة 220 أوم مقاومة تكلف 70 روبل ، لكن هناك حاجة إلى اثنين منها فقط.
هذا كل شيء ، هذه هي القائمة الكاملة للعناصر التي ستحتاج إلى شرائها. بالمناسبة ، يمكن العثور على المقاومات في الأجهزة المنزلية القديمة. يمكنك المراهنة أكثر بالقيمة الاسمية ، ولكن ليس أقل. ونتيجة لذلك ، يمكنك الاحتفاظ في حدود 350 روبل ، ولكن هذا ليس كثيرًا ، نظرًا لأن جهاز الكرونوغراف المصنع سيكلف 1000 روبل على الأقل ، والتجمع هناك أسوأ بكثير من مجموعتنا. محلية الصنع.
من بين أمور أخرى ، تحتاج إلى تخزين تفاصيل مثل:
- الأسلاك ؛
- قطعة أنبوب بطول 10 سم على الأقل (أنبوب ماء بلاستيكي مناسب) ؛
- جميع للحام ؛
- متعدد (اختياري).
التفاصيل الثلاثة الأولى الموصوفة لها فروق دقيقة خاصة بها ، لذلك يجب النظر في كل منها على حدة
Digispark
هذا البند هو لوحة دوائر مصغرة متوافقة مع اردوينوعلى متن الطائرة لديها ATtiny85. كيفية توصيل هذا العنصر بـ Arduino IDE ، يمكنك القراءة ، يمكنك أيضًا تنزيل برامج التشغيل له هناك.
تحتوي هذه اللوحة على العديد من الخيارات ، أحدها يستخدم microUSB ، والآخر مجهز بموصل USB ، والذي يتم توصيله مباشرة على اللوحة. نظرًا لحقيقة أن المنتج محلي الصنع لا يحتوي على مصدر طاقة فردي ، فقد اختار المؤلف الإصدار الأول من اللوحة. إذا قمت بتثبيت بطارية أو بطارية في منتج محلي الصنع ، فسيؤدي ذلك إلى زيادة سعره بشكل كبير ، ولن يؤثر بشكل كبير على التطبيق العملي. وكل شخص لديه تقريبًا كابل لشحن الهاتف المحمول وبنك الطاقة.
أما بالنسبة للخصائص فهي تشبه ATtiny85 ، وهنا قدراتها وفيرة. يستجوب المتحكم الدقيق في الكرونوغراف أجهزة الاستشعار فقط ويتحكم في العرض.
إذا لم تقابل Digispark من قبل ، يمكن العثور على أهم الفروق الدقيقة في الجدول.
من المهم مراعاة حقيقة أن ترقيم رقم PIN للدالة analogRead () له اختلافات. وعلى الطرف الثالث يوجد مقاومة قابلة للسحب بقيمة اسمية 1.5 كيلو أوم ، حيث يتم استخدامه في USB.
بضع كلمات حول العرض
يمكن لأي شخص استخدام الشاشة محلية الصنع ، لكن المؤلف اختار خيارًا رخيصًا. لجعل الجهاز أرخص ، يمكنك التخلي عن الشاشة تمامًا. يمكن ببساطة إخراج البيانات عبر كابل إلى جهاز كمبيوتر. ستكون هناك حاجة هنا. الشاشة المعنية هي نسخة من الشاشة.
يمكن رؤية كيف تبدو الشاشة في الأمام والخلف في الصورة.
نظرًا لأن المسافات بين الأرقام هي نفسها ، عندما يكون النقطتين متوقفتين ، تتم قراءة الأرقام دون مشاكل. المكتبة القياسية قادرة على عرض الأرقام في النطاق 0-9. الحروف في النطاق a-f ، ولا تزال هناك فرصة لتغيير سطوع الشاشة بأكملها. يمكن تعيين قيم الأرقام باستخدام وظيفة العرض (int 0-3 ، int 0-15).
كيفية استخدام الشاشة
إذا حاولت تجاوز قيم [0 ، 15] ، فسوف تُظهر الشاشة الارتباك ، والتي ، بالإضافة إلى كل شيء آخر ، ليست ثابتة. لذلك ، لعرض الأحرف الخاصة ، مثل الدرجات والناقصات ، وما إلى ذلك ، يجب عليك العبث.
أراد المؤلف أن تعرض الشاشة الطاقة النهائية لرحلة الرصاصة ، والتي سيتم حسابها اعتمادًا على سرعة الرصاصة وكتلتها. يجب عرض القيم وفقًا للفكرة بالتسلسل ، ولكن من أجل فهم المكان الذي يجب الإشارة إليه بطريقة أو بأخرى ، على سبيل المثال ، باستخدام الحرف "J". في الحالات القصوى ، يمكنك ببساطة استخدام القولون ، لكن المؤلف لم يعجبه ، وصعد إلى المكتبة. نتيجة لذلك ، بناءً على وظيفة العرض ، تم إنشاء وظيفة setSegments (بايت بايت ، بيانات بايت) ، تضيء الأجزاء المشفرة في البيانات في الرقم برقم العنوان:
يتم ترميز هذه المقاطع ببساطة شديدة ، ويكون الجزء الأقل أهمية من البيانات مسؤولًا عن الجزء العلوي ، ثم في اتجاه عقارب الساعة ، فإن البت السابع مسؤول عن الجزء الأوسط. الحرف "1" عندما يبدو مشفرًا مثل 0b00000110. الجزء الثامن الأكثر أهمية هو المسؤول عن القولون ، ويستخدم في الرقم الثاني ، ويتم تجاهله في جميع الأرقام الأخرى. بعد ذلك ، قام المؤلف بأتمتة عملية الحصول على الرموز باستخدام Excel.
ما حدث في النهاية يمكن رؤيته في الصورة
وأخيرا أجهزة الاستشعار
لم يتم تقديم معلومات دقيقة عن أجهزة الاستشعار ، ومن المعروف فقط أن طولها 940 نانومتر. خلال التجارب ، وجد أن أجهزة الاستشعار غير قادرة على تحمل تيارات أكثر من 40 مللي أمبير. أما بالنسبة لجهد الإمداد فلا يجب أن يكون أعلى من 3.3 فولت. أما بالنسبة للترانزستور الضوئي ، فهو ذو جسم شفاف قليلاً ويتفاعل مع الضوء.
ننتقل إلى تجميع وتكوين محلية الصنع:
الخطوة الأولى. التجمع
كل شيء يسير وفق مخطط بسيط للغاية. من بين جميع المسامير ، ستكون هناك حاجة فقط P0 و P1 و P2. يتم استخدام الأولين للعرض ، وهناك حاجة إلى P2 لأجهزة الاستشعار.
كما ترى ، يتم استخدام المقاوم واحد للحد من التيار لمصابيح LED ، ولكن الثاني يسحب P2 إلى الأرض. نظرًا لحقيقة توصيل الترانزستورات الضوئية بالتوازي ، عندما تمر الرصاصة أمام أي optocoupler ، سينخفض الجهد على P2. لتحديد سرعة الطيران للرصاصة ، تحتاج إلى معرفة المسافة بين أجهزة الاستشعار ، وقياس طفرات الطاقة وتحديد الوقت الذي حدثت فيه.
نظرًا لحقيقة أنه سيتم استخدام دبوس واحد فقط ، فلا يهم أي جانب يتم التصوير منه. ستلاحظ الترانزستورات الضوئية رصاصة على أي حال.
يتم جمع كل التفاصيل التي تظهر في الصورة. لجمع كل شيء ، قرر المؤلف استخدام لوحة توصيل. ثم تم تغطية الهيكل بأكمله بغراء ساخن للقوة. يتم وضع أجهزة الاستشعار على الأنبوب ويتم لحام الأسلاك بها.
لمنع الثنائيات من النبض عند تشغيلها بواسطة بنك طاقة ، قام المؤلف بتركيب إلكتروليت عند 100 mKf بالتوازي مع مصابيح LED.
من المهم أيضًا ملاحظة أنه تم اختيار دبوس P2 لسبب ما ، والحقيقة هي أن P3 و P4 يستخدمان في USB ، لذلك الآن بمساعدة P2 هناك فرصة وميض محلي الصنع بعد التجميع.
P2 هو أيضًا إدخال تناظري ، لذلك ليست هناك حاجة لاستخدام المقاطعة. يمكنك ببساطة قياس القراءات بين القيم الحالية والسابقة ، إذا أصبح الفرق أعلى من عتبة معينة ، فعندئذٍ تمر الرصاصة بالقرب من optocoupler.
الخطوة الثانية البرامج الثابتة
Prescaler هو مقسم تردد ، في الحالات القياسية في لوحات مثل Arduino هو 128. يؤثر هذا الرقم على عدد المرات التي يتم فيها استطلاع ADC. أي ، بشكل افتراضي 16 ميجا هرتز ، 16/128 = 125 كيلو هرتز يخرج. تتكون كل رقمنة من 13 عملية ، بحيث يمكن استدلال الدبوس قدر الإمكان بسرعة 9600 كيلو هرتز. في الممارسة العملية ، هذا لا يزيد عن 7 كيلو هرتز. ونتيجة لذلك ، فإن الفاصل الزمني بين القياسات هو 120 ميكرو ثانية ، وهو أكثر مما يتطلبه العمل المنزلي. إذا كانت الرصاصة تطير بسرعة 300 م / ث ، فسوف تتغلب على مسار يبلغ 3.6 سم خلال هذه الفترة ، أي أن وحدة التحكم لن تتمكن من ملاحظته. لكي يعمل كل شيء بشكل صحيح ، يجب أن يكون الفاصل الزمني بين القياسات 20 ميكرو ثانية على الأقل. لهذا ، يجب أن تكون قيمة المقسوم عليها 16. جعل المؤلف مقسم 8 ، كيف يمكن القيام بذلك ، يمكن رؤيته أدناه.
ما حدث للتعلم أثناء التجربة ، يمكن رؤيته في الصورة
يحتوي منطق البرامج الثابتة على عدة مراحل:
- قياس الفرق في القيم على الدبوس قبل وبعد ؛
- إذا تجاوز الفرق العتبة ، تخرج الحلقة وتتذكر الوقت الحالي (micros ()) ؛
- تعمل الدورة الثانية على غرار الدورة الأولى ولها عداد زمني في الدورة ؛
- إذا وصل العداد إلى القيمة المحددة ، فسيتم إرسال رسالة خطأ والانتقال إلى الحالة الأولية. في هذه الحالة ، لا تذهب الدورة إلى الأبد إذا لم يتم التقاط الرصاصة فجأة بواسطة المستشعر الثاني ؛
- إذا لم يكن هناك تجاوز عكسي وكان الفرق في القيمة أكبر من العتبة ، يتم قياس الوقت الحالي (ميكرو ()) ؛
- الآن ، بناءً على الاختلاف في الوقت والمسافة بين أجهزة الاستشعار ، يمكنك حساب سرعة طيران الرصاصة وعرض المعلومات على الشاشة. حسنًا ، بعد ذلك يبدأ كل شيء من جديد.
المرحلة النهائية. الاختبار
إذا تم عمل كل شيء بشكل صحيح ، فسيعمل الجهاز بدون مشاكل. المشكلة الوحيدة هي الاستجابة الضعيفة لإضاءة الفلورسنت وإضاءة LED ، مع تردد مضاعف يبلغ 40 كيلو هرتز. في هذه الحالة ، قد تحدث أخطاء في الجهاز.
يعمل في المنزل في ثلاثة أوضاع:
بعد التشغيل ، هناك تحية ، ثم تمتلئ الشاشة بخطوط ، وهذا يشير إلى أن الجهاز ينتظر لقطة
إذا كانت هناك أخطاء ، يتم عرض الرسالة "Err" ، ثم يتم تشغيل وضع الاستعداد.
حسنًا ، يأتي قياس السرعة
بعد اللقطة مباشرة ، سيعرض الجهاز سرعة الرصاصة (المشار إليها بالرمز n) ، ثم سيتم عرض معلومات حول طاقة الرصاصة (الرمز J). عند عرض الجول ، يتم عرض النقطتين أيضًا.