Šiame straipsnyje apžvelgsime, kaip galite padaryti paprastą chronografą iš nebrangių ir prieinamų dalių. Armatūra būtina, norint išmatuoti šautuvo kulkos greitį. Šie skaičiai yra reikalingi šautuvo būklei nustatyti, nes laikui bėgant kai kurios pneumatinės dalys susidėvi ir jas reikia pakeisti.
Paruošiame reikiamas medžiagas ir įrankius:
- kinų „Digispark“ (pirkimo metu jis kainavo 80 rublių);
- segmentinio tipo ekranas TM1637 (perkant kainuoja 90 rublių);
- infraraudonųjų spindulių šviesos diodai ir fototranzistoriai (10 porų) - kainavo 110 rublių;
- šimtas 220 omų varžų kainuoja 70 rublių, tačiau reikės tik dviejų iš jų.
Štai viskas, tai yra visas sąrašas daiktų, kuriuos reikės įsigyti. Beje, rezistorių galima rasti ir senuose buitiniuose prietaisuose. Galite lažintis daugiau už nominalią vertę, bet ne mažiau. Dėl to galite išlaikyti ne daugiau kaip 350 rublių, tačiau tai nėra tiek daug, atsižvelgiant į tai, kad gamyklos chronografas kainuos mažiausiai 1000 rublių, o surinkimas ten yra daug prastesnis nei mūsų naminis.
Be kitų dalykų, jums reikia kaupti tokią informaciją kaip:
- laidai;
- bent 10 cm ilgio vamzdžio gabalas (tinka plastikinis vandens vamzdis);
- viskas skirta litavimui;
- multimetras (pasirenkamas).
Pirmosios trys aprašytos detalės turi savo niuansų, todėl kiekvieną iš jų reikia nagrinėti atskirai
„Digispark“
Šis elementas yra miniatiūrinė plokštė, suderinama su ArduinoLaive ji turi ATtiny85. Kaip prijungti šį elementą prie „Arduino IDE“, galite perskaityti toliau, ten pat galite atsisiųsti tvarkykles.
Ši plokštė turi keletą variantų, viena naudoja „microUSB“, o kita turi USB jungtį, kuri yra laidinė tiesiai ant plokštės. Kadangi namų produktas neturi individualaus maitinimo šaltinio, autorius pasirinko pirmąją plokštės versiją. Jei į naminį gaminį įdėsite bateriją ar akumuliatorių, tai labai padidins jo kainą ir neturės didelės įtakos praktiškumui. Beveik visi turi laidą mobiliajam ir „Power bank“ įkrauti.
Kalbant apie savybes, jie yra panašūs į ATtiny85, čia jo galimybės yra gausios. Chronografe esantis mikrovaldiklis tik tardo jutiklius ir kontroliuoja ekraną.
Jei dar niekada nebuvote susitikę su „Digispark“, svarbiausius niuansus galite rasti lentelėje.
Svarbu atsižvelgti į tai, kad „analogRead ()“ funkcijos PIN kodai turi skirtumų. O trečiame kaištyje yra traukiamasis rezistorius, kurio nominali vertė yra 1,5 kOhm, nes jis naudojamas USB.
Keli žodžiai apie ekraną
Kiekvienas gali naudoti ekraną namuose, tačiau autorius pasirinko pigų variantą. Kad įrenginys būtų dar pigesnis, galite visiškai atsisakyti ekrano. Duomenis galima tiesiog perduoti kabeliu į kompiuterį. Čia to reikės. Aptariamas ekranas yra jo kopija.
Kaip ekranas atrodo priekyje ir užpakalyje, galite pamatyti nuotraukoje.
Kadangi atstumai tarp skaičių yra vienodi, kai dvitaškis yra išjungtas, skaičiai skaitomi be problemų. Standartinė biblioteka gali parodyti skaičius nuo 0 iki 9. raidės a – f diapazone, ir dar yra galimybė pakeisti viso ekrano ryškumą. Skaitmenų reikšmes galima nustatyti naudojant rodymo funkciją (int 0-3, int 0-15).
Kaip naudotis ekranu
Jei bandysite peržengti reikšmes [0, 15], ekrane pasirodys painiava, kuri, be viso kito, nėra statiška. Todėl, norėdami parodyti specialiuosius simbolius, pvz., Laipsnius, minusus ir tt, turite apgalvoti.
Autorius norėjo, kad ekrane būtų rodoma gatava kulkos skrydžio energija, kuri būtų apskaičiuojama atsižvelgiant į kulkos greitį ir jos masę. Reikšmės pagal idėją turėjo būti rodomos paeiliui, tačiau norint suprasti, kur kuri nors turėtų būti pažymėta, pavyzdžiui, naudojant raidę „J“. Kraštutiniais atvejais galite tiesiog panaudoti dvitaškį, tačiau autoriui tai nepatiko, ir jis užlipo į biblioteką. Dėl to, remiantis rodymo funkcija, buvo atlikta „setSegments“ funkcija (baitų pridėtojas, baitų duomenys), ji užsidega duomenyse užkoduotuose segmentuose, kuriuose yra pridėtojo numeris:
Tokie segmentai užkoduojami gana paprastai, mažiausias reikšmingas duomenų bitas yra atsakingas už viršutinį segmentą, o tada pagal laikrodžio rodyklę 7-asis bitas yra atsakingas už vidurinį segmentą. Koduojamas simbolis „1“ atrodo kaip 0b00000110. Aštuntasis reikšmingiausias bitas yra atsakingas už dvitaškį, jis naudojamas antrame skaitmenyje, o visuose kituose jis yra ignoruojamas. Vėliau autorius automatizuodavo kodų gavimo procesą naudodamas „Excel“.
Kas galiausiai nutiko, galima pamatyti nuotraukoje
Galiausiai jutikliai
Tikslios informacijos apie jutiklius nepateikta, tik žinoma, kad jų bangos ilgis yra 940 nm. Eksperimentų metu buvo nustatyta, kad jutikliai nesugeba atlaikyti didesnių kaip 40 mA srovių. Kalbant apie maitinimo įtampą, ji neturėtų būti didesnė kaip 3,3 V. Kalbant apie fototranzistorių, jis turi šiek tiek skaidrų kūną ir reaguoja į šviesą.
Mes pereiname prie namų gamybos surinkimo ir konfigūravimo:
Pirmasis žingsnis. Asamblėja
Viskas surinkta pagal labai paprastą schemą. Iš visų kaiščių reikės tik P0, P1 ir P2. Pirmieji du naudojami ekranui, o P2 - jutikliams.
Kaip matote, vienas rezistorius naudojamas apriboti šviesos diodų srovę, tačiau antrasis traukia P2 į žemę. Dėl to, kad fototranzistoriai yra sujungti lygiagrečiai, kai kulka praeina priešais bet kurį optroną, P2 įtampa kris. Norėdami nustatyti kulkos skrydžio greitį, turite žinoti atstumą tarp jutiklių, išmatuoti du galios viršįtampius ir nustatyti laiką, per kurį jie įvyko.
Atsižvelgiant į tai, kad bus naudojamas tik vienas kaištis, nesvarbu, iš kurios pusės šaudyti. Fototransistoriai vis tiek pastebės kulką.
Surinkta visa nuotraukoje matoma informacija. Norėdami viską surinkti, autorius nusprendė naudoti duonos lentą. Tada visa konstrukcija buvo padengta karštais klijais stiprumui. Ant vamzdžio uždedami jutikliai, prie jų pritvirtinami laidai.
Norėdami išvengti diodų impulsų, kai juos maitina maitinimo blokas, autorius lygiagrečiai su šviesos diodais sumontavo elektrolitą esant 100 mKf.
Taip pat svarbu atkreipti dėmesį į tai, kad P2 kaištis buvo pasirinktas dėl priežasties, tiesa, kad P3 ir P4 naudojami USB, todėl dabar, naudodamiesi P2, yra galimybė mirksėti namų sąlygomis po surinkimo.
P2 taip pat yra analoginis įėjimas, todėl nereikia naudoti pertraukimo. Galite tiesiog išmatuoti esamos ir ankstesnės reikšmės rodmenis, jei skirtumas tampa didesnis nei tam tikras slenkstis, tada tą akimirką kulka tiesiog eina šalia optoerio.
Antras žingsnis Firmware
Prescaler yra dažnio daliklis, standartiniais atvejais tokiose lentose kaip Arduino jis yra 128. Šis skaičius turi įtakos ADC apklausos dažnumui. Tai yra, kai numatytasis 16 MHz dažnis išeina 16/128 = 125 kHz. Kiekvieną suskaitmeninimą sudaro 13 operacijų, todėl kaištį galima kiek įmanoma apklausti 9600 kHz greičiu. Praktiškai tai ne daugiau kaip 7 kHz. Todėl intervalas tarp matavimų yra 120 μs, o tai yra per daug namų ruošos darbui. Jei kulka skrieja 300 m / s greičiu, per tą laiką ji įveikia 3,6 cm kelią, tai yra, valdiklis paprasčiausiai negalės to pastebėti. Kad viskas tinkamai veiktų, intervalas tarp matavimų turėtų būti bent 20 μs. Tam daliklio vertė turi būti lygi 16. Autorius padarė daliklį 8, kaip tai padaryti, galite pamatyti žemiau.
Kas nutiko išmokti eksperimento metu, galima pamatyti nuotraukoje
Programinės įrangos logika turi kelis etapus:
- išmatuoti kaiščio verčių skirtumą prieš ir po;
- jei skirtumas viršija slenkstį, tada kilpa užgęsta ir įsimenamas dabartinis laikas (micros ());
- antrasis ciklas veikia panašiai kaip pirmasis ir turi laiko skaitiklį cikle;
- jei skaitiklis pasiekė nustatytą vertę, tada siunčiamas klaidos pranešimas ir perėjimas į pradinę būseną. Tokiu atveju ciklas nepereina į amžinybę, jei kulka nebuvo netikėtai pagauta antrojo jutiklio;
- jei skaitiklis neperpildo, o vertės skirtumas yra didesnis nei slenkstis, matuojamas esamasis laikas (micros ());
- Dabar, remdamiesi laiko ir atstumo tarp jutiklių skirtumu, galite apskaičiuoti kulkos greitį ir rodyti informaciją ekrane. Na, tada viskas prasideda iš naujo.
Paskutinis etapas. Testavimas
Jei viskas bus padaryta teisingai, įrenginys veiks be problemų. Vienintelė problema yra blogas atsakas į fluorescencinį ir LED apšvietimą, kai virpėjimo dažnis yra 40 kHz. Tokiu atveju įrenginyje gali atsirasti klaidų.
Namų darbai trimis būdais:
Įjungus yra sveikinimas, o tada ekranas užpildytas juostelėmis, tai rodo, kad įrenginys laukia kadro
Jei yra klaidų, rodomas pranešimas „Err“, tada įjungiamas laukimo režimas.
Na, tada ateina greičio matavimas
Iškart po šūvio prietaisas parodys kulkos greitį (žymimą simboliu n), tada bus rodoma informacija apie kulkos energiją (simbolis J). Kai rodoma džaulė, taip pat rodomas dvitaškis.