Pocket Metal Locator - Arduino. 8 քայլ (նկարներով)

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:50

TechKiwiGadgetsTechKiwiGadgets- ը Instagram- ում Հետևեք հեղինակի ավելին.

Մասին. Խենթանում եմ տեխնոլոգիայի և այն հնարավորությունների մասին, որոնք այն կարող է բերել: Ես սիրում եմ եզակի իրեր կառուցելու մարտահրավերը: Իմ նպատակն է տեխնոլոգիան դարձնել զվարճալի, համապատասխան առօրյա կյանքին և օգնել մարդկանց հաջողության հասնել թույնի մեջ: Ավելին TechKiwiGadgets- ի մասին »

Փոքրիկ գրպանային մետաղական այս տեղորոշիչը բավական զգայուն է փայտի փոքր մեխերն ու ամրակները որոշելու համար և բավական կոմպակտ է `անհարմար տարածությունների մեջ տեղավորվելու համար, ինչը հարմար է դարձնում մետաղի տեղադրման և օգտագործման համար:

Միավորն ունի չորս անկախ որոնման կծիկ և գունավոր LED ցուցիչներ, ինչը թույլ է տալիս արագ ծածկել ավելի մեծ որոնման տարածք ՝ միևնույն ժամանակ կարողանալով ճշգրիտ որոշել թիրախը:

Այս կոկիկ փոքր սարքը ինքնակալիբրիզացվում է մեկ կոճակով, վերալիցքավորվում է USB պորտի միջոցով և օգտագործում է գունավոր LED- ներ, ձայն և թրթռում `նշելու թիրախային ուժը:

Հրահանգի մեջ ներառված են բոլոր նախագծերը, թեստերը, ծածկագիրը և 3D ֆայլերը, որոնք անհրաժեշտ են ինքնուրույն կառուցելու համար: Հուսով եմ, որ ձեզ դուր կգա կառուցել և օգտագործել այն այնքան, որքան ես ունեմ !!

Քայլ 1: Նյութերի ցուցակ և ինչպես է այն աշխատում

1. Ինչպես է այն աշխատում

Pocket Metal Locator- ը օգտագործում է չորս անկախ Pulse Induction Search Coils, որոնք սնուցվում են Arduino Pro Mini- ով: Յուրաքանչյուր որոնման կծիկ կազմված է առանձին TX և RX կծիկից, որտեղ զարկերակ է առաջանում TX կծիկի մեջ, որը ստեղծում է էլեկտրամագնիսական դաշտ RX կծիկի շուրջը: Փոփոխվող դաշտը լարում է առաջացնում RX կծիկի մեջ, որը հայտնաբերվում և ուժեղանում է նախքան ազդանշանի զարկերակի լայնությունը Arduino- ի կողմից կարդալը:

Arduino կոդի հարթեցման ալգորիթմը օգտագործվում է վավեր իմպուլսներից աղմուկը հեռացնելու համար `այն դարձնելով շատ կայուն:

Կոդի ճշգրտման ալգորիթմը միջինում ընթերցումներ է կատարում գործարկման կարճ ժամանակահատվածի ընթացքում և սահմանում է մի շարք շեմեր `համեմատած ազդանշանը:

Երբ մետաղական առարկան հայտնվում է էլեկտրամագնիսական դաշտի տիրույթում, դաշտը խախտվում է, և էներգիայի մի մասը RX կծիկից շեղվում է դեպի «օբյեկտի հոսանքներ», որոնք ձևավորվում են նպատակային օբյեկտում: Թիրախային օբյեկտի այս մակաբույծ ազդեցությունը հանգեցնում է RX կծիկում հայտնաբերված զարկերակի լայնության նվազմանը: Ըստ էության, մենք չափում ենք թիրախային օբյեկտի էներգիայի կորուստը:

Երբ RX կծիկում հայտնաբերված զարկերակի լայնությունը նվազում է շեմից ներքև, LED- ները վառվում են, ազդանշանը հնչում է, իսկ Haptic Feedback շարժիչը գործարկվում է `կախված թիրախային ազդանշանի կանխորոշված չափից:

Դրա սխեման վերջին մեկ տարվա ընթացքում վերածվել է շատ կայուն և հուսալիորեն աշխատող դետեկտորի: Կծիկի կոնֆիգուրացիան և կողմնորոշումը միտումնավոր են նախագծված `առավելագույնի հասցնելու կայունությունն ու խորության հայտնաբերումը:

2. Նյութերի ցուցակ

1. 3.7v 350mAh LiPo մարտկոցի չափը `38 մմ x 20 մմ x 7.5 մմ
2. TP4056 USB LiPo մարտկոցի լիցքավորիչՏվյալների թերթ
3. 4.7 Կ ռեզիստոր ՝ LiPo մարտկոցի լիցքավորման հոսանքը մինչև 300 մԱ -ից ցածր սահմանափակելու համար
4. Arduino Pro Mini
5. FTDI USB սերիական մոդուլ Mini Pro- ի ծրագրավորման համար
6. LM339 Չորս դիֆերենցիալ համեմատական ինտեգրալ միացում
7. Vero Board - 2 կտոր կտրված 20x9 անցքերի և 34x9 (տես լուսանկարը ճիշտ կողմնորոշման համար)
8. BC548 NPN տրանզիստոր x 4
9. 2N7000 MOSFET անջատիչ x 5
10. Պիեզո Բուզզեր
11. Մետաղադրամների թրթռման շարժիչ `հապտիկ արձագանքի համար
12. WS2812 RGB LED մոդուլ x 4
13. 1k դիմադրություն x 4
14. 10k դիմադրություն x 4
15. 47 Օմ դիմադրություն x 4
16. 2.2K դիմադրություն x 4
17. 150pf կերամիկական կոնդենսատոր x 8
18. 0.18uF Պոլիեսթեր կոնդենսատոր x 4
19. Գլանափաթեթ 0.3 մմ էմալ պղնձե մետաղալարով (սովորաբար գալիս է գլանափաթեթներով ՝ մոտ 25 գ քաշ)
20. PCB- ի վրա տեղադրված սեղմիչ կոճակի անջատիչ
21. Տաք սոսինձ ատրճանակ
22. 10 մմ փորվածք
23. Ձեռքի փորվածք
24. Պիտակի ատրճանակ կամ կպչուն ժապավեն, որը հարմար է 16 առանձին լարերի պիտակավորման համար
25. Մուտք դեպի 3D տպիչ

3. Համեմատական գործողություն

Ես մի շարք հարցեր ունեի LM339- ի աշխատանքի վերաբերյալ, ուստի մտածեցի, որ ավելի հստակ բացատրություն կտամ:

LM339- ը գործում է բացառապես որպես լարման համեմատիչ ՝ համեմատելով դրական և բացասական կապերի միջև եղած դիֆերենցիալ լարումը և թողնելով տրամաբանական ցածր կամ բարձր դիմադրողականություն (տրամաբանական բարձր քաշումով) `ելնելով մուտքային դիֆերենցիալ բևեռայնությունից:

Այս սխեմայում համեմատիչի դրական մուտքը միացված է Vcc գծին, իսկ Vcc- ի ձգվող դիմադրությունը կիրառվում է համեմատիչի ելքի վրա: Այս կազմաձևում, գործնականում, համեմատիչի ելքային լարումը մնում է բարձր, մինչև բացասական մուտքի մուտքային լարումը գերազանցի 3.5 վ

Գործողությունը կարելի է բացատրել LM339 տվյալների թերթիկից, որն ուրվագծում է «մուտքային լարման տիրույթը» `0 Վ-ից մինչև Vsup-1.5 Վ

Երբ երկուսն էլ IN– և IN+ երկուսն էլ գտնվում են ընդհանուր ռեժիմի տիրույթում, եթե IN–- ը IN +- ից ցածր է և անջատված լարումը, ելքը բարձր դիմադրողականություն է, և ելքային տրանզիստորը չի անցկացնում

Երբ IN– ը սովորական ռեժիմից բարձր է, և IN+ - ը ընդհանուր ռեժիմում է, ելքը ցածր է, և ելքային տրանզիստորը խորտակում է հոսանքը: Հղում դեպի Տվյալների թերթիկ և բացատրություն ստորև ՝

Քայլ 2: Տպեք գործը

3D տպագրված պատյանը կատարվել է 5 առանձին տպագրությունների միջոցով: Չափերը և 3D ֆայլերը կարելի է գտնել այստեղ Thingiverse- ում: Դիզայնը կենտրոնացած էր սարքը դյուրին պահելու վրա ՝ միևնույն ժամանակ ապահովելով, որ որոնման կծիկներն այնքան մոտ լինեն որոնվող տարածքին:

Fullyգուշորեն տպեք պատյանը և հեռացրեք ավելցուկային պլաստիկը: Կարևոր է այժմ կատարել այս քայլը, որպեսզի էլեկտրոնային բաղադրիչները կարողանան դասավորված լինել պատյանում մինչև վերջնական միացումն ու փորձարկումը:

Ես ներառեցի մի քանի տարբեր պատյանների դիզայնի նկար, որը ես փորձարկեցի նախքան վերջնական դիզայնը հաստատելը, որն ավելի կոմպակտ և էրգոնոմիկ հաճելի էր պահել:

Քայլ 3. Կառուցեք և ամրացրեք որոնման կծիկները

Վերցրեք տպագիր կծիկի ձևավորողները և քշեք պղնձե մետաղալարերի 25 պտույտ դրանցից յուրաքանչյուրի վրա: Համոզվեք, որ հիմնական միավորին թողնում եք լավ 20 սմ լրացուցիչ պղնձե մետաղալար:

Օգտագործեք ձևաչափերի մեջ տպված անցքերը `յուրաքանչյուրի համար հետևողական քամի և ոլորունների կողմնորոշում թույլ տալու համար: Երբ դա անում եք, առաջինը գլխիվայր շրջեք և աստիճանաբար սոսնձեք առաջինը հիմնական միավորի մեջ:

Հետևեք լուսանկարների հավաքածուին, ինչպես տրամադրված է, արդյունքը 8 կծիկ է, որոնք տեղադրված են կծիկի հավաքման մեջ ՝ բոլոր լարերը հետևողականորեն կողմնորոշված, և բավական երկար ՝ վերին պատյանում գտնվող հիմնական տախտակի միավորին միանալու համար:

Օգտագործեք երկու մետաղալար ուղեցույց բլոկներ, որոնք ունեն տպված յուրաքանչյուր կծիկի համար անցքեր `յուրաքանչյուր հատուկ կծիկին հետևելու համար:

Ներքին կծիկների համար լարերը տեղադրեցի վերևի մասում և արտաքին պարույրների վրա `մետաղալարերի բլոկի ներքևի մասում, որպեսզի կարողանայի հետևել յուրաքանչյուր հատուկ կծիկին, ինչը հեշտացնում է հիմնական տախտակին միանալը:

Քայլ 4: Կառուցեք շրջանը

Միավորն ունի չորս առանցքային սխեմաներ `ինքնուրույն կառուցելու համար` Վարորդի տախտակ, Հիմնական տախտակ, LED հավաքում և վերալիցքավորվող սնուցման աղբյուր: Այս քայլով մենք կկառուցենք Վարորդների խորհուրդը և Գլխավոր խորհուրդը:

1. Վարորդական տախտակ

Օգտագործեք արհեստական դանակ ՝ 22x11 անցքերի երկայնքով կտրելու մի կտոր Vero տախտակ, որի արդյունքում ստացվեց Vero տախտակի մի կտոր 20x9 անցքերով, որը կողմնորոշված է ըստ ներառված նկարի: Ավելի լավ է մի քանի անգամ գրավել տախտակի երկու կողմերի անցքերը, այնուհետև նրբորեն պոկել ավելորդ տախտակը: Ստուգեք, որ տախտակը նստած է պարիսպի հիմքում ՝ երկու կողմերում էլ բավականաչափ ազատությամբ:

Օգտագործելով լուսանկարները և 10 մմ տրամաչափի փորված ձեռքը, զգուշորեն կոտրեք Vero տախտակի ներքևում պատկերված ամրակները: Հետևեք սխեմայի դիագրամին և բաղադրիչների լուսանկարների դասավորությանը `տպատախտակը հավաքելու համար` զգույշ լինելով, որ կարճ կարճ հետքեր չկան:

Այս տախտակը մի կողմ դրեք ՝ հետագայում փորձարկելու համար:

2. Գլխավոր խորհուրդը

Օգտագործեք արհեստական դանակ ՝ կտրելու մի կտոր Vero տախտակ 36x11 անցքերի երկայնքով, արդյունքում ստացեք Vero տախտակի մի կտոր ՝ 34x9 անցքերով, որը կողմնորոշված է ըստ ներառված նկարի: Ավելի լավ է մի քանի անգամ գրավել տախտակի երկու կողմերի անցքերը, այնուհետև նրբորեն պոկել ավելորդ տախտակը: Ստուգեք, որ տախտակը նստած է պարիսպի հիմքում ՝ երկու կողմերում էլ բավականաչափ ազատությամբ:

Օգտագործելով լուսանկարները և 10 մմ տրամաչափի փորված ձեռքը, զգուշորեն կոտրեք Vero տախտակի ներքևում պատկերված ամրակները:

Հետևեք Arduino- ի և LM339 IC- ի և այլ բաղադրիչների սխեմային և լուսանկարների դասավորությանը `տպատախտակը հավաքելու համար` զգույշ լինելով, որ կարճ կարճ հետքեր չկան:

Այս տախտակը մի կողմ դրեք ՝ հետագայում փորձարկելու համար:

Քայլ 5: Ավելացրեք LED ցուցիչներ

Ես օգտագործել եմ WS2182 LED- ներ, որոնք ունեն ներկառուցված IC, որը հնարավորություն է տալիս Arduino- ին հասցեագրել դրանք երեք առանձին լարերով, սակայն գույների և պայծառության լայն տեսականի կարող է ստեղծվել ՝ LED- ին հրաման ուղարկելով: Դա արվում է հատուկ գրադարանի միջոցով, որը բեռնված է թեստավորման բաժնում ընդգրկված Arduino IDE- ում:

1. LED- ների տեղադրում կծիկի պարիսպի կափարիչում

LEDգուշորեն տեղադրեք չորս LED- ները, որպեսզի նրանք ճիշտ կողմնորոշվեն այնպես, որ VCC և GND միացումները հավասարեցված լինեն, և նրանք նստած են անցքերի կենտրոնում:

Օգտագործեք տաք սոսինձ ՝ LED- ները ամրացնելու համար:

2. LED- ների միացում

Fullyգուշորեն շղթայեք և տեղադրեք երեք 25 սմ երկարությամբ մեկ առանցքային միացման մետաղալարեր LED- ների կոնտակտների վրա:

Տեղադրեք դրանք տեղում և համոզվեք, որ կենտրոնի տվյալների հաղորդալարը միացված է IN և OUT կոնտակտներին `ըստ լուսանկարի:

3. Գործերի հավասարեցման ստուգում

Ստուգեք, որ պատյանի կափարիչը համընկնում է կծիկի պարիսպի հետ, այնուհետև տաք սոսինձով ամրացրեք լարերը կափարիչի հիմնական ծայրին տեղում:

Սա մի կողմ դրեք ՝ հետագայում փորձարկելու համար:

Քայլ 6: Սարքի հավաքում և փորձարկում

1. Պատրաստվում է հավաքի

Հավաքվելուց առաջ մենք յուրաքանչյուր տախտակ աստիճանաբար փորձարկելու ենք, որպեսզի ավելի հեշտ լինի խնդիրների լուծումը:

Arduino Pro Mini- ն ձեր համակարգչի կողմից ծրագրավորվելու համար պահանջում է USB սալիկ: Սա հնարավորություն է տալիս տախտակին ավելի փոքր լինել, քանի որ դրա վրա սերիական ինտերֆեյս չկա: Այս տախտակները ծրագրավորելու համար դուք պետք է ներդրումներ կատարեք դրանց մասերի ցուցակում նշվածը ձեռք բերելու համար:

Մինչև Arduino ծածկագիրը բեռնելը, ձեզ հարկավոր է ավելացնել «FastLED.h» գրադարանը ՝ որպես գրադարան, WS2182 LED- ները վարելու համար: Խնդիրների առկայության դեպքում անսարքությունների վերացման համար տրամադրվել է մի շարք օսիլոսկոպի հետքեր:

Կա նաև IDE սերիական տվյալների թողարկման սքրինշոթ ՝ օգտագործելով Graph Plot գործառույթը, որը ցույց է տալիս ալիքներից յուրաքանչյուրի զարկերակի լայնությունը, ինչպես նաև շեմի արժեքը: Սա օգտակար է թեստավորման ժամանակ, քանի որ կարող եք տեսնել, թե արդյոք յուրաքանչյուր ալիք կատարում է զգայունության նույն մակարդակները:

Ես ընդգրկել եմ ծածկագրի երկու օրինակ: Մեկն ունի փորձարկման սերիական տվյալների հոսք `խնդիրների լուծման նպատակով:

Ո NOTՇԱԴՐՈԹՅՈՆ. Մի միացրեք LiPo մարտկոցի միավորը մինչև վերջին քայլը, քանի որ հավաքման ընթացքում դրա պատահական կարճացումը կարող է հանգեցնել սարքի գերտաքացման կամ նույնիսկ բռնկման:

2. Փորձարկեք հիմնական խորհուրդը

Նախքան հիմնական տախտակը որևէ բանի միացնելը, նպատակահարմար է կցել Arduino սերիական մալուխը և ստուգել, որ ծածկագիրը բեռնված է:

Սա պարզապես կստուգի, որ Arduino- ն ֆիզիկապես միացված է, և որ IDE- ն և գրադարանները բեռնված են: Բեռնեք կոդը IDE- ի միջոցով, որը պետք է բեռնվի առանց սխալների և ոչ մի բաղադրիչից ծուխ չպետք է դուրս գա !!

3. Միացրեք Վարորդի տախտակը

Հետեւեք սխեմայի սխեմային `Վարորդի տախտակը հիմնական տախտակին միացնելու համար և սարքը ֆիզիկապես տեղադրեք պատյանում` ապահովելու համար, որ տարրերը տեղավորվեն պարիսպի մեջ: Սա փորձության և սխալի դեպք է և պահանջում է համառություն:

Բեռնեք կոդը IDE- ի միջոցով, որը պետք է բեռնվի առանց սխալների և ոչ մի բաղադրիչից ծուխ չպետք է դուրս գա !!

4. Միացրեք կծիկները Հետևեք սխեմայի դիագրամին ՝ Կծիկները Գլխավոր տախտակին միացնելու համար և սարքը ֆիզիկապես տեղադրեք պատյանում `տարրերի համապատասխան տեղն ապահովելու համար: Fullyգուշորեն համոզվեք, որ կծիկները համընկնում են Վարորդի տախտակի և Գլխավոր տախտակի մուտքերի հետ `ըստ սխեմայի:

Թեստային ծածկագիրը բեռնված սերիական նավահանգիստը զարկերակի լայնությունը կցուցադրի ընդունիչ կծիկի վրա 5000 - 7000uS միջակայքում: Սա կարող է դիտվել նաև IDE Graph Plotter- ի միջոցով:

Սա թույլ կտա ձեզ լուծել ալիքներից յուրաքանչյուրը, ինչպես նաև տեսնել որոնման կծիկի մոտ մետաղադրամի տեղափոխման ազդեցությունը, որը պետք է նվազեցնի զարկերակի լայնությունը, քանի որ թիրախը մոտենում է որոնման կծիկին:

Եթե ունեք օսլիլոսկոպ, կարող եք նաև ստուգել ալիքի ձևերը միացման տարբեր փուլերում `խնդիրները ախտորոշելու համար:

Երբ բոլոր ալիքները կաշխատեն ըստ սպասված դիրքի, լարերը այնպես, որ պատյանների պարիսպը ճիշտ հավաքվի և փակվի:

5. Միացրեք LED- ները

Coil Enclosure LED- երից զգուշորեն վերցրեք երեք լարերը և միացրեք դրանք հիմնական տախտակին: Տեղադրեք ծածկագիրը և ստուգեք, որ LED- ները ճիշտ են աշխատում: Օգտագործեք սոսինձ ՝ կծիկի պարիսպի կափարիչը տեղում ամրացնելու համար:

Քայլ 7: Լիցքավորվող մարտկոցի միացում

ՆՇՈՒՄ:

1. Մի միացրեք LiPo մարտկոցի միավորը մինչև վերջին քայլը, քանի որ հավաքման ընթացքում դրա պատահական կարճացումը կարող է հանգեցնել սարքի գերտաքացման կամ նույնիսկ կրակի բռնկման:

2. Մարտկոցի և լիցքավորիչի հետ աշխատելիս համոզվեք, որ զգույշ եղեք, որպեսզի չկտրեք մարտկոցի միացումները:

3. LiPo մարտկոցները տարբերվում են այլ վերալիցքավորվող սարքերից և գերհզոր հոսանքի լիցքավորումը կարող է վտանգավոր լինել, այնպես որ ապահովեք լիցքավորման սխեման ճիշտ կազմաձևելը:

4. Մի միացրեք Arduino- ի սերիական մալուխը սարքին, երբ հոսանքի կոճակը սեղմված է, հակառակ դեպքում մարտկոցը կարող է վնասվել:

1. Փոփոխեք լիցքավորիչի ընթացիկ սահմանաչափը

Pocket Metal Locator- ը օգտագործում է LiPo մարտկոց, որը կարող է լիցքավորվել ՝ օգտագործելով Micro USB հեռախոսի լիցքավորիչ: TP4056 USB LiPo Batt Charger Board- ը նախ փոփոխվել է 4.7K դիմադրիչով `լիցքավորման հոսանքը մինչև 300 մԱ -ից ցածր սահմանելու համար: Թե ինչպես կարելի է դա անել, կարող եք գտնել այստեղ:

Սա պահանջում է, որ դուք հեռացնեք գոյություն ունեցող մակերևույթի վրա տեղադրված դիմադրությունը և փոխարինեք դիմադրիչով, ինչպես ցույց է տրված լուսանկարում: Տեղադրվելուց հետո պաշտպանեք դիմադրության ցանկացած չպլանավորված շարժում ինչ -որ տաք սոսինձ ատրճանակով:

Հիմնական տախտակին միանալուց առաջ ստուգեք, որ լիցքավորիչը ճիշտ է աշխատում ՝ բջջային հեռախոսի լիցքավորիչը միացնելով Micro USB պորտին: Կարմիր լիցքավորման լույսը պետք է վառվի ճիշտ աշխատելիս:

2. Տեղադրեք The Push Button Power անջատիչը

Համոզվեք, որ սեղմման կոճակը տեղադրված է ճիշտ դիրքում, որպեսզի այն դուրս գա պարիսպի կափարիչի կենտրոնով, այնուհետև կպցրեք կոճակը տեղում: Տեղադրեք լարեր Push կոճակի անջատիչի և Charger Output- ի և Arduino- ի VCC գծի միջև, ըստ սխեմայի սխեմայի:

Installedիշտ տեղադրվելիս անջատիչը սեղմելը կակտիվացնի միավորը:

Մարտկոցը տաք սոսինձով ամրացրեք դիրքում և համոզվեք, որ Micro USB վարդակը հավասարեցված է պատյանի կափարիչի անցքին, որպեսզի այն լիցքավորվի:

Քայլ 8: Վերջնական փորձարկում և շահագործում

1. Ֆիզիկական հավաք

Վերջնական քայլը լարերը ուշադիր վերադասավորելն է, որպեսզի պատյանը ճիշտ փակվի: Օգտագործեք տաք սոսինձ ՝ մայր տախտակը ամրացնելու համար կափարիչի մեջ, այնուհետև փակեք կափարիչը իր դիրքում:

2. Միավորի շահագործում

Սարքը գործում է չափաբերման միջոցով հոսանքի կոճակը սեղմելուց և պահելուց հետո: Բոլոր LED- ները կթարթեն, երբ սարքը պատրաստ լինի շահագործման: Որոնելիս սեղմեք կոճակը ներքև: LED- ները փոխվում են կապույտ-կանաչից, կարմիրից, մանուշակագույնից ՝ թիրախային օբյեկտի ուժի հիման վրա: Հապտիկ արձագանքը տեղի է ունենում, երբ LED- ները դառնում են մանուշակագույն:

Դուք պատրաստ չեք գնալ և օգտագործել գործնական ծրագրերի համար !!