Ինքնամփոփ տվյալների անտոմետր ՝ 11 քայլ (նկարներով)

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:46

Ես սիրում եմ հավաքել և վերլուծել տվյալները: Ես նաև սիրում եմ կառուցել էլեկտրոնային գործիքներ: Մեկ տարի առաջ, երբ հայտնաբերեցի Arduino- ի արտադրանքը, ես անմիջապես մտածեցի. «Ես կցանկանայի հավաքել բնապահպանական տվյալներ»: Պորտլենդում քամոտ օր էր, այնպես որ ես որոշեցի ֆիքսել քամու տվյալները: Ես նայեցի անեմոմետրերի որոշ հրահանգներին և գտա դրանք բավականին օգտակար, բայց անհրաժեշտ էին որոշ ինժեներական փոփոխություններ կատարելու համար: Նախ, ես ուզում էի, որ սարքը մեկ շաբաթ աշխատի ինքնամփոփ, դրսում: Երկրորդ, ես ուզում էի, որ այն կարողանա գրանցել քամու շատ փոքր պոռթկումներ, այստեղ նախագծերից մի քանիսը բավական ուժեղ քամիներ պահանջելու համար էին: Ի վերջո, ես ուզում էի գրանցել տվյալները: Ես որոշեցի գնալ իսկապես թեթև ռոտորների դիզայնի ՝ հնարավորինս փոքր իներցիայով և դիմադրությամբ: Դա իրականացնելու համար ես օգտագործեցի պլաստմասե բոլոր մասերը (ներառյալ թելերով վինիլային ձողերը), գնդիկավոր կրող կապերը և օպտիկական տվիչները: Այլ նմուշներ օգտագործում էին մագնիսական տվիչներ կամ փաստացի DC շարժիչներ, բայց երկուսն էլ դանդաղեցնում են ռոտորը, օպտիկան մի փոքր ավելի շատ էներգիա է օգտագործում, բայց մեխանիկական դիմադրություն չի ցուցաբերում: Տվյալների գրանցամատյանը պարզապես Atmega328P է ՝ 8 mbit ֆլեշ չիպով: Ես մտածում էի SD գնալու մասին, բայց ուզում էի ծախսերը, էներգիայի սպառումը և բարդությունը ցածր պահել: Ես գրեցի մի պարզ ծրագիր, որը գրանցում էր երկու բայթ ռոտացիայի հաշվարկը ամեն վայրկյան: 8 մեգաբիթ հզորությամբ ես հասկացա, որ կարող եմ հավաքել մոտ մեկ շաբաթվա տվյալներ: Իմ սկզբնական ձևավորման մեջ ես մտածեցի, որ ինձ պետք է 4 C բջիջ, բայց մեկ շաբաթ անց դրանք դեռ լիովին լիցքավորված էին, ուստի ես պետք է անջատված լինեի էներգիայի սպառման մեծության կարգով: Ես չօգտագործեցի գծային կարգավորիչներ, ես բոլոր լարման ռելսերը հասցրեցի մինչև 6 Վ (չնայած որոշ մասերի գնահատականը 3.3 Վ էր: Այո, գերձևավորում): Տվյալները ներբեռնելու համար ես ունեի մի բարդ համակարգ, որը կարդում էր ֆլեշը և այն գցում arduino սերիական մոնիտորի վրա, և ես կտրեցի և տեղադրեցի Excel- ում: Ես ժամանակ չեմ ծախսել ՝ պարզելու համար, թե ինչպես գրել հրամանի տող USB ծրագիր ՝ ֆլեշը ստանդարտ մակարդակից հեռացնելու համար, բայց ինչ -որ պահի պետք է դա պարզել: Արդյունքը բավականին զարմանալի էր, ես կարողացա դիտել մի քանի շատ հետաքրքիր միտումներ, որոնք ես խնայում եմ մեկ այլ զեկույցի համար: Հաջողություն!

Քայլ 1: Կառուցեք ռոտորը

Ես փորձեցի մի շարք տարբեր գաղափարներ ռոտորի բաժակների համար `terատկի ձվեր, պինգ -պոնգի գնդակներ, պլաստմասե բաժակներ և դատարկ տոնածառի զարդերի գնդակներ: Ես կառուցեցի մի քանի ռոտորներ և բոլորը փորձարկեցի վարսահարդարիչով, որն ապահովեց քամու մի շարք արագություններ: Չորս նախատիպերից զարդանախշերն ամենալավն էին աշխատում: Նրանք նաև ունեին այս փոքրիկ ներդիրները, որոնք հեշտացնում էին ամրացումը և պատրաստված էին կոշտ պլաստիկից, որը լավ էր աշխատում պոլիկարբոնատ ցեմենտի հետ: Ես փորձեցի մի քանի տարբեր լիսեռների երկարություններ ՝ փոքր, միջին և մեծ (մոտ 1 " - ից մինչև 6") և պարզեցի, որ ավելի մեծ չափերը շատ են պտտվում և լավ չեն արձագանքում քամու ցածր արագություններին, ուստի գնացի փոքր չափերի լիսեռներով:. Քանի որ ամեն ինչ թափանցիկ պլաստիկ էր, ես պատրաստեցի փոքր տպագիր, որը կօգնի լուսավորել երեք շեղբերը: Նյութեր. Namարդանախշերը եկել են Oriental Trading Company- ից, «48/6300 DYO CLEAR ORNAMENT» ապրանք, 6 $ գումարած $ 3 առաքում: Պլաստիկ հանքերը և կառուցվածքային սկավառակը եկել են տեղական TAP Plastics խանութից, մասամբ ՝ մոտ 4 դոլարով:

Քայլ 2: Կառուցեք վերին բազա

Պտտվող իներցիան նվազեցնելու համար ես օգտագործեցի McMaster Karr- ի թելքով նեյլոնե գավազան: Ես ուզում էի առանցքակալներ օգտագործել, բայց մեքենայի առանցքակալները փաթեթավորված են ռոտորները դանդաղեցնող քսուքով, ուստի գնեցի մի քանի էժան սքեյթբորդի առանցքակալներ, որոնք չունեին: Նրանք պարզապես տեղավորվեցին CPVC ներքին տրամագծի 3/4 "խողովակի ադապտերի ներսում: Մինչև կառուցվածքը հավաքելը ես հասկացա, որ չմուշկներով առանցքակալները բռնում են հարթ բեռը, և ես ուղղահայաց բեռ էի կիրառում, ուստի պետք է օգտագործեի մղիչ առանցքակալ:, բայց նրանք լավ աշխատեցին, և, հավանաբար, օգնեցին կառավարել շփման պրոցեսիայի պտույտը: Ես պլանավորում էի օպտիկական սենսոր ամրացնել լիսեռի ներքևում, այնպես որ ես CPVC կցորդիչը տեղադրեցի ավելի մեծ բազայի մեջ: Home Depot- ը զվարճալի վայր է խառնելու և համապատասխանի CPVC/PVC կցամասերին: Ի վերջո, ես կարողացա 3/4 դյույմանոց CPVC կցորդիչով կցորդիչը լցնել PVC 3/4 դյույմից մինչև 1-1/2 "ռեդուկտոր: Ամեն ինչ տեղավորելու համար շատ խաղեր տևեցին, բայց բավականաչափ տեղ թողեց էլեկտրոնիկայի համար: Նյութեր ՝ 98743A235-Սև թելերով նեյլոնե ձող (5/16 "-18 թել) 94900A030-Սև նեյլոնե վեցանկյուն ընկույզներ (5/16" -18 թել) Էժան չմուշկներով առանցքակալներ 3/4 "թելերով CPVC ադապտեր 3/4" դեպի 1 -1/2 "PVC նվազեցնող 3/4" խողովակով դեպի խողովակ Նշում. PVC և CPVC միացման չափերը նույնը չեն, հավանաբար պատահական չարաշահումը կանխելու համար. այնպես որ սովորական PVC 3/4 "սովորական ադապտեր փոխելը չի աշխատի, այնուամենայնիվ, ակոսավոր ադապտերի THREADS- ը նույնն են, ինչը բոլորովին տարօրինակ է: CPVC կցորդիչ թելերը PVC ադապտերների թփի մեջ: Ադապտեր … թուղթ … միացում … Ես, հավանաբար, խառնում եմ այս բոլոր պայմանները, բայց Home Depot- ի սանտեխնիկայի միջանցքում 15 րոպեն ձեզ ուղիղ կդնի:

Քայլ 3: Օպտիկական միջամտող

Երբ պտտվում է ռոտորը, նրա պտույտը հաշվվում է օպտիկական անջատիչով: Ես մտածեցի սկավառակի օգտագործման մասին, բայց դա նշանակում էր, որ ես պետք է ուղղահայաց կցեմ լուսավորման աղբյուրը և դետեկտորը, ինչը հավաքելը շատ դժվար կլինի: Փոխարենը ես ընտրեցի հորիզոնական հենակետը և գտա մի քանի փոքրիկ բաժակ, որոնք նստում են աթոռների ներքևին ՝ փայտե հատակները պաշտպանելու համար: Ես նկարեցի և կպցրեցի վեց հատված, որոնք ինձ կտան տասներկու (գրեթե) միատեսակ եզրեր, կամ 12 տիզ `ռոտորի մեկ պտույտի համար: Ես մտածում էի ավելին անելու մասին, բայց այնքան էլ ծանոթ չէի դետեկտորի արագությանը կամ նրա օպտիկայի տեսադաշտին: Այսինքն, եթե ես շատ նեղ գնայի, LED- ը կարող է սողալ եզրերով և ակտիվացնել սենսորը: Սա հետազոտության մեկ այլ ոլորտ է, որը ես չեմ հետապնդել, բայց լավ կլիներ ուսումնասիրել: Ես սոսնձեցի ներկված բաժակը ընկույզի վրա և ամրացրեցի այն լիսեռի ծայրին: Նյութեր. Աթոռի ոտքի պաշտպանիչ բաժակ Home Depot- ի սև ներկից

Քայլ 4: Կցեք ռոտորը:

Այս պահին այն սկսեց բավականին զով տեսք ունենալ: Նեյլոնե ընկույզներն իսկապես սայթաքուն են, ուստի ես ստիպված էի օգտագործել բազմաթիվ կողպեքներ (այն դեպքում, երբ նախորդ նկարներից չեք նկատել): Նաև ստիպված էի հատուկ հարթ բանալի պատրաստել, որպեսզի տեղավորվի ռոտորի տակ գտնվող կափարիչի մեջ, որպեսզի կարողանամ կողպել երկու ընկույզները:

Քայլ 5: Կառուցեք ստորին հիմքը

Ստորին հիմքում տեղադրված են մարտկոցները և ապահովում է հենարանային կառուցվածք: Ես առցանց գտա բավականին թույն անջրանցիկ տուփ մի ընկերության կողմից, որը կոչվում էր Polycase: Դա իսկապես փայլուն պատյան է, որը ամուր կնքում է, իսկ պտուտակները հիմքում ավելի լայն են, որպեսզի հեշտությամբ չընկնեն վերևից: Ես PVC զուգընկեր եմ օգտագործել PVC- ի վերին թփի համար: Այս ստորին բազային զուգընկերը ընդամենը 1-1/2 "PVC կցորդիչ է: Վերին ռոտորի բազայի ճնշումը տեղավորվում է ստորին բազայի մեջ այս միացման միջոցով: Ինչպես հետագայում կտեսնեք, ես այս կտորները չեմ կպցրել, քանի որ ուզում էի կարողանա բացել այն և անհրաժեշտության դեպքում ճշգրտումներ կատարել, գումարած ՝ սալիկներն ամրացնելիս տպատախտակները ամրացնելիս: Նյութեր. Անջրանցիկ տուփ Polycase- ից, հատ # WP-23F, $ 12.50 Ամրացված 1-1/2 "PVC կցորդիչ

Քայլ 6: Կառուցեք օպտիկական տվիչ

Սենսորային մեխանիզմը 940nm LED և Schmitt- ձգան ընդունիչ է: Ես սիրում եմ սեր, սիրում եմ Schmitt- ի ձգանման շղթան, այն հոգում է իմ բոլոր դեբոնսինգի կարիքները և ուղարկում է CMOS/TTL համատեղելի ազդանշան: Միակ բացասական կողմը: 5 Վ լարում: Այո, ես ամբողջ դիզայնը գերազանցեցի մինչև 6 Վ, բայց կարող էի գնալ 3.3 Վ, եթե չլիներ այս հատվածը: Գաղափարն այն է, որ այս սխեման տեղադրվում է ռոտորի բաժակի տակ, որն ընդհատում է ճառագայթը պտտվելիս ՝ առաջացնելով տրամաբանական անցումներ յուրաքանչյուր եզրերի համար: Ես լավ պատկերացում չունեմ, թե ինչպես է դա տեղադրվել: Ես հիմնականում երկու պլաստմասե օֆսեթ սոսնձեցի ստորին հիմքի PVC կցորդիչի մեջ և դրանք պտուտակեցի վերևից: Ես ստիպված էի մանրացնել տախտակի եզրերը, որպեսզի այն կոկիկ տեղավորվի: Ես դրա համար նույնիսկ սխեմատիկ պատկերացում չունեմ, դա իսկապես հեշտ է. Պարզապես գործարկեք Vin- ից 1k դիմադրիչ և միացրեք այն այնպես, որ LED- ը միշտ միացված լինի, իսկ դետեկտորի ելքը `դրա կապում: Նյութեր. 1 940nm LED 1k դիմադրություն 1 OPTEK OPL550 տվիչ 1 եռափեղկ վարդակ (էգ) 1 1,5 "x1.5" տպատախտակ Տարբեր երկարությունների մետաղալարեր atերմասեղման խողովակներ, եթե ձեզ դուր են գալիս ձեր լարերը փաթեթավորված

Քայլ 7: Կառուցեք տվյալների անտառահատ

Arduino- ի նախատիպերի տախտակը մեծ ճանապարհ էր `տեղավորվելու շասսիի մեջ: Ես EagleCAD- ով օգտագործեցի ավելի փոքր տպատախտակ տեղադրելու համար, և կորածը հանեցի մեկ շերտը … կան չորս տգեղ լարեր, որոնք ինձ անհրաժեշտ էին մի քանի բացեր հաղթահարելու համար:

(Ես կարծում էի, որ դա չափել եմ 50 մՎտ operating աշխատանքային հզորությամբ, և մարտկոցների Վատ-ժամի հիման վրա ես կարծում էի, որ մեկ շաբաթվա ընթացքում կիջնեմ 5 Վ-ից, բայց կամ իմ էներգիայի չափումը, կամ մաթեմատիկան սխալ էր, քանի որ 4 C բջիջներ պահվում էին բավականին երկար դասավորություն.) Բավականին պարզ դասավորություն. պարզապես ռեզոնատոր, ATmega328, ֆլեշ չիպ, վրիպազերծիչ jumper, վրիպազերծման լուսադիոդ, էներգիայի մատակարարման կափարիչ, և վերջ: Կա մի բան, որը կոչվում է DorkBoard, որը ես նույնպես կարող էի օգտագործել, դա հիմնականում այն ամենն է, ինչ անհրաժեշտ է ATMega328 dev տախտակի համար ՝ DIP վարդակի չափով: Ես մտածեցի գնել մեկը, բայց իմ դիսկրետ մոտեցումը մոտ 50% -ով ավելի էժան էր: Ահա dorkboard- ի հղումը ՝

Ահա հիմնական գաղափարը (սկզբնաղբյուրը հետագայում կներառվի), թե ինչպես է աշխատում տախտակը. Թռչկոտիչը դրեց «կարգաբերման» ռեժիմ. Օպտիկական սենսորների ելքին կցեք փոփոխման արժեքի ընդմիջում և թեստի LED- ն միացրեք դետեկտորի հետ: Սա շատ օգտակար էր վրիպազերծման համար: Թռիչքը սահմանեց «ձայնագրման» ռեժիմ. Միևնույն ընդհատումը կցեք հաշվիչին, իսկ հիմնական հանգույցում ՝ հետաձգեք 1000 վայրկյան: 1000 մկվ-ի վերջում գրեք եզրերի համարների # թիվը 256 բայթ ֆլեշ էջի վրա, իսկ երբ էջը լիքն է, դուրս գրեք այն և վերակայեք հաշվարկը: Պարզ, այնպես չէ՞: Բավականին շատ. Ինձ շատ դուր են գալիս Winbond ֆլեշ սարքերը, ես 90 -ականներին ֆլեշ էի նախագծում, ուստի նրանց ծրագրելը կրկին հաճելի էր: SPI ինտերֆեյսը փայլուն է: Այնքան պարզ է օգտագործման համար: Ես թույլ կտամ, որ սխեմաներն ու սկզբնաղբյուրը խոսեն իրենց մասին: Նշեցի, որ EagleCAD- ը հիանալի է: Դա իսկապես այդպես է: YouTube- ում կան մի քանի հիանալի ձեռնարկներ:

Քայլ 8: Կցեք էլեկտրոնիկան

Կրկին, ես այստեղ շատ լավ նկարներ չունեմ, բայց եթե պատկերացնում եք, որ PVC- ի ներսում սոսնձված են երկու պլաստմասե եզրեր, երկու տախտակները պտուտակված են դրա մեջ: Ահա անտառահատ տախտակի մի կադր, որը միացված է ներքևին: Դետեկտորային տախտակը գտնվում է տանիքի ներսում:

Քայլ 9: Կալիբրացում

Ես փորձնական սարք պատրաստեցի գազանը չափագրելու համար, որպեսզի կարողանամ ռոտորների հումքի քանակը վերածել MPH- ի: Այո, դա 2x4 է: Մի ծայրին կցեցի անեմոմետրը, իսկ մյուսին ՝ վրիպազերծող Arduio- ին: LCD- ում ցուցադրվում են ռոտորների հաշվարկները: Գործընթացն ընթացավ այսպես. 1) Գտեք երկար ուղիղ ճանապարհ, առանց երթևեկի: 2) 2x4- ը պահեք այնպես, որ այն հնարավորինս դուրս գցի պատուհանից 3) Միացրեք ձայնագրությունը ձեր iPhone- ում կամ Android- ում 4) Միացրեք թվային GPS արագաչափ ձեր նախընտրած ձեռքի սարքում 5) կայուն շարժվեք մի քանի արագությամբ և հայտարարեք ձեր ձայնագրիչի համար ռոտորի արագությունը և միջին հաշվարկը 6) Մի վթարի ենթարկեք 7): 8) Հետագայում, երբ մեքենա չեք վարում, վերարտադրեք ձեր հեռախոսի հաղորդագրությունը և տվյալները մուտքագրեք Excel- ում և հուսացեք, որ 99% -ից մեծ R- քառակուսի արժեք ունեցող գծային կամ ցուցիչ կամ բազմանդամը կհամապատասխանի: Այս փոխակերպման # հետագայում կօգտագործվի: Սարքը գրավում է միայն չմշակված տվյալները, այն հետամշակել եմ MPH (կամ KPH) Excel- ում: (Արդյո՞ք ես նշեցի, որ ես կիրառել եմ ձիթապտղի խիտ ներկի վատ շերտ: Ես դա կանվանեի «Տակտիկական տվյալների գրանցման անեմոմետր», բայց հետո հիշեցի, որ «Տակտիկական» նշանակում է «սև»):

Քայլ 10: Գնացեք հավաքեք քամու որոշ տվյալներ:

Դա բավականին շատ է: Կարծում եմ, որ մի քանի նկար բացակայում է, օրինակ. ցույց չեն տրված չորս C- բջիջները, որոնք սեղմված են ստորին հիմքում: Ես չկարողացա տեղավորել գարնանային բեռնախցիկ, այնպես որ ես վերջացրեցի լարերը դեպի մարտկոցները: Ես գրում եմ սա ուսանելի, այն կառուցելուց մեկ տարի անց, և վերանայված թիվ 2 -ում ես օգտագործեցի AA մարտկոցներ, քանի որ կոպիտ գերագնահատել էի էներգիայի սպառումը: AA- ի օգտագործումը թույլ տվեց ավելացնել անջատիչ անջատիչ և իսկապես ազատեց որոշ տարածք ներսում, հակառակ դեպքում այն բավականին սեղմ էր: Ընդհանուր առմամբ, ես բավականին գոհ էի դիզայնից: Ստորև բերված գրաֆիկը ցույց է տալիս մեկ շաբաթվա միջինացված տվյալները: Մարտկոցները սկսեցին մարել յոթերորդ օրը: Ես կարող էի բարելավել մարտկոցի կյանքը ՝ LED- ն ավելի ցածր աշխատանքային ցիկլով գործարկելով մոտ 1 կՀց հաճախությամբ և ոչ մի եզր չէի կորցնի ռոտորի անկյունային արագության համեմատաբար ցածր լինելու պատճառով:

Զվարճանալ! Թույլ տվեք ինձ տեղյակ պահել, եթե բարելավման որևէ տեղ տեսնեք:

Քայլ 11: Աղբյուրի ծածկագիր

Կցված է մեկ Arduino սկզբնական ֆայլ: Ես դա GPL արեցի, քանի որ, այո, GPL:

Խմբագրել. Ես կցանկանայի նշել, որ 1 վայրկյան () կիրառման իմ իրականացումը սարսափելի գաղափար է և h- ում Ֆլեշին գրելու և սենսորը կարդալու համար պահանջվող ժամանակը կարող է փոքր թվալ, բայց 7 -ի ընթացքում -10 -ական թվականներին այն ավելացնում է ինչ -որ նշանակալի շեղում: Փոխարենը, օգտագործեք 1 Հց ժամաչափի ընդհատում (8ամաչափ #1 -ը 328P- ում կարելի է ճշգրտորեն ճշգրտել մինչև 1 Հց): Անվտանգ լինելու համար դուք պետք է ծածկագրեք ցանկապատի մեջ, եթե ինչ-ինչ պատճառներով էջի գրելը և ընթերցումը տևում է ավելի քան 1 վայրկյան (բռնեք նմուշները), բայց ժամանակաչափի ընդհատումը այն միջոցներն են, որոնք պետք է ժամանակ, ճշգրիտ. Ողջույն