Infrapuna täringuandur: 5 sammu

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:47

Minu nimi on Calvin ja ma näitan teile, kuidas teha infrapuna täringusensorit ja selgitan, kuidas see toimib.

Olen praegu Taylori ülikooli üliõpilane, kes õpib arvutitehnikat, ja mul paluti minu meeskonnal kavandada ja ehitada mehhanism, mis suudab sortida mis tahes objekti, mis mahub 1 -ruutu. Oleksime võinud valida lihtsa tee ja valida sorteerida m & mi lihtsa värvisensori abil, kuid otsustasime minna kaugemale ja sorteerida täringud näidatud arvu järgi. Pärast lugematuid tunde püüdnud leida juhendit, kuidas täringut nägu lugeda, sattusin siia sellele lingile:

makezine.com/2009/09/19/dice-reader-versio…

See link aga ei andnud mulle palju rohkemat kui idee, kuidas täringut nägu lugeda, nii et pakutud ideed kasutades jätkasin Arduinoga ühendatava anduri loomist ja arendamist hõlpsalt ja oskab täringute nägu võimalikult täpselt lugeda, andes meile selle infrapuna täringuanduri.

Tarvikud

Nüüd varude juurde:

Sa vajad:

1 x Arduino Uno

5 x IR vastuvõtjat

5 x IR -kiirgurit

www.sparkfun.com/products/241

5 x 270 oomi takistid

5 x 10k oomi takistid

1 x 74HC595N kiip

mitmesugused meessoost päised

1 x prototüüpplaat (kui te ei saa kohandatud freesitud tahvlit)

1. toiming: mõistke, kuidas see toimib

See andur kasutab täringute nägude lugemiseks 5 pipi asukohta. See kasutab infrapunavalgust, et nendes torupaikades täringute näolt põrgata, ja ütleb kontrollerile, kas see on valge või must.

Teil võib tekkida küsimus, miks siis ainult 5 toru asukohta? Kas poleks täringute tõhusaks lugemiseks vaja kõiki 9?

Noh, täringute sümmeetria tõttu võib täringul 5 konkreetse asukoha kasutamisest piisata, et eristada täringul olevaid erinevaid numbreid olenemata orientatsioonist (joonis 1). See muudab täringuanduri tõhusamaks, kuna see otsib ainult täpselt seda, mida ta vajab, ja mitte midagi ekstra.

Emitter läheb täpselt igasse 5 toru asukohta anduri vastuvõtja alla, andur kiirgab seejärel IR -valgust ja seejärel loeb vastuvõtja täringut näost põrganud IR -valguse kogust. (joonis 3) Kui saadud väärtus on suurem kui määratud kalibreerimisnumbrid, näeb andur seda punkti punktina, kui mitte, siis on see tühik. (pilt 2)

2. etapp: projekteerimine ja planeerimine

Esimene samm täringuanduri ehitamiseks on skeemide koostamine, see võib olla arenduse kõige raskem või lihtsam etapp. Esmalt vajate tarkvara, mida Autodesk nimetas EAGLE, see oli tarkvara, mida kasutasin skeemide loomisel.

Olen lisanud 2 erinevat tüüpi skeeme, ühel skeemil on nihkeregistri kiip, mis aitab andurit täpsemaks muuta, ja teisel on üks ilma nihkeregistri kiibita, see skeem ei tööta minu antud koodiga hiljem, nii et peate midagi ise välja töötama.

Olen lisanud ka oma tahvli paigutuse anduri jaoks, mille olen nihkeregistriga kujundanud.

Tahvli projekteerimise alustamiseks on teil 5 IR -vastuvõtjat ja 5 IR -kiirgurit, vastuvõtjad vajavad 10 k takistit ja kiirgurid 270 oomi takistit, nii et kõigi nende elementide puhul lähete:

VCC (5V) -> Takisti -> Analog Read Pin -> IR vastuvõtja -> GND

VCC (5V) -> Takisti -> IR -kiirgur -> GND

Analooglugemisnupp väljub takisti ja IR -vastuvõtja vahel teise haruna ja läheb Arduino analoogpinnale. Samuti peate veenduma, et kiirgur läheb otse vastuvõtja alla, tegin selle vea esimesel korral ja sain väga halbu tulemusi, seega veenduge, et vastuvõtja oleks peal.

Oma kohandatud tahvlil kasutan vahetusregistrit, et anda vool igale kiirguse ja vastuvõtja paarile ükshaaval, et vältida teiste kiirgajate infrapunavalgust. See annab mulle veelgi täpsema näidu igast pipi asukohast. Kui valisite vahetuste registri mitte kasutada, töötab see ikkagi teie jaoks, kuid see võib olla veidi vähem täpne. Vahetuste registris saate nööpnõelad 3-4 ja 7-8 ühendada, kuna nende päiste jaoks pole täiesti vajalik. Jätsin need päisteks ja panin päisedesse džemprid juhuks, kui soovin tulevikus arendust teha.

Pärast skemaatilise kujundamist peate oma skemaatilise plaadi paigutuse koostama. See osa võib muutuda väga keeruliseks, kuna peate veenduma, et teie teed ei kattuks, ning veenduge, et teie teed ja augud vastavad teie masina spetsifikatsioonidele. Tahvli paigutus, mille ma lisasin, oli masina jaoks spetsiifilised suurused, mida kasutasin plaadi freesimiseks. Veedan paar tundi tahvlit pannes, et see oleks võimalikult väike. Sellel plaadil oli veel arenguruumi, kuid see töötas minu jaoks, nii et jätsin selle nii, nagu see on. On olemas versioon, millel on vask GND, mis ühendab kõiki Groundi elemente, ja versioon ilma kinnituseta.

Saate oma skeemi kasutada ka leiva- või prototüüpplaadile ehitamiseks, kuna neid on palju lihtsam leida ja see on odavam valik, kuna te ei pea kohandatud plaati freesima.

Kui olete tahvli kujunduse saanud, võite liikuda järgmise sammu juurde!

3. samm: juhatuse loomine

See osa sõltub täielikult sellest, kuidas soovite tahvlit luua. Lõin anduri prototüüpplaadile, et testida, kas kontseptsioon töötab ja kui täpne see on, seega järgisin skeemi ilma vahetuste registrita ja lõin tahvli. Peate veenduma, et kõik on paigutatud nii, et jooned ei kattuks ja te ei kogemata jootma jooni, mida ei tohiks ühendada. Kui teete seda prototüüpplaadil, peate olema väga ettevaatlik, seega võtke aega ja ärge kiirustage. Samuti peaksite olema ettevaatlik avatud juhtmete suhtes, sest need võivad liikuda ja põhjustada süsteemis lühiseid.

Kui valisite plaadi freesimise, on see protsess lihtsam. Saatke tahvlifail freesijale koos konkreetsete veskiseadetega. Kui teete seda ise, tehke enne väljavõtmist veenduge, et kogu vask oleks korralikult piisavalt sügavalt freesitud.

Veenduge, et kõik on plaadile soovitud paigutusega joodetud ja võtke kindlasti aega ning kui joote trükkplaadil, siis veenduge, et joote plaadi õigel küljel.

Infrapuna vastuvõtjate ja kiirgurite pealepanemisel veenduge, et kiirgur asub täpselt vastuvõtja all. Te peate IR -komponentide jalgade painutamisega mängima, et need õigesse kohta jõuda. Hoidke ka täringut käepärast, et kontrollida, kas piipade asukohad on seal, kus nad peavad olema.

Kui olete kõik joodetud ja tahvlile lisanud, saate andurit programmeerida.

4. samm: juhatuse programmeerimine

See on keeruline osa anduri võimalikult täpseks muutmiseks, tahvli programmeerimiseks. Õnneks olen loonud teile raamatukogu, mida saate oma äsja loodud anduriga kasutada, et programmeerimine oleks palju lihtsam, peate siiski anduri kalibreerima sõltuvalt valgustusest, kus see andur asub.

Alustamiseks peab teil olema selle anduriga liidestamiseks Arduino. See kasutab 5 analoog- ja 3 digitaalset tihvti.

Teil on võimalus kasutada minu loodud raamatukogu, et valida oma analoog- ja digitaalsed tihvtid, kuid ma selgitan seda anduriga liidestamiseks kasutatavate tihvtide abil. Olen märkinud pildi, mis on seotud tihvtide numbrite ja värviliste kastidega tihvtide komplekti ümber, et hõlpsasti selgitada, milline tihvt kuhugi ühendatakse.

Anduril lähevad tihvtid 1-5 punane valikule A0-A4, punane 1 aga A0-le ja nii edasi. Nööpnõelad 1-8 Valge nõuavad natuke rohkem selgitust.

Valge 1 - andmestik, siin saadab Arduino andmed vahetuste registrisse. Seadsin selle tihvti Arduino digitaalsele tihvtile 3

Valge 2 - Q0, sel juhul vananenud, lisasin selle juhuks, kui otsustasin üldse laiendada

Valged 3 ja 4 - saab siduda, võite need kaks kokku jootma või kasutada hüppajat nagu mina.

Valge 5 lukuga tihvt, väga oluline tihvt, mis on protsessi viimane etapp, et näha, kuidas pistikud sisse ja välja lülituvad. Panin selle tihvti Arduino tihvtile 12

Valge 6 - kellanõel, see annab kella Arduino käest vahetuste registrisse. Panin selle digitaalsele tihvtile 13.

Valge 7 ja 8 - saab siduda, võite need kaks kokku jootma või kasutada hüppajat, nagu ma tegin.

Kohe valge kasti kõrval on Ground ja VCC tihvtid. Selle anduri toiteks peate pakkuma 5 V voolu Arduino või mõnest muust allikast.

PIP asukoha numbrid leiate koodist.

Nüüd, kui peate selle ühendama, peame selle kalibreerima. Minu eesmärk oli luua skript, mis saaks selle teie jaoks kalibreerida, kuid mul oli selleks aega. Kalibreerimisel peate veenduma, et andur on kontrollitud valgustuskeskkonnas ja tajub selle tundlikkust välise valguse suhtes. Peate iga pipi asukohast saama musta ja valge punktiga väärtuse ning hindama erinevust. Kalibreerimisel kasutasin täringut ainult kahel küljel, kasutasin poolt 1, külge 6 ja külge 90 pöörituna. Kui teil on iga pipi asukoha jaoks valge ja musta jaoks number, peate need keskmistama ja leidma kahe numbri keskosa. Näiteks kui ma sain esimesest piibu asukohast valge jaoks 200 ja esimese pipi asukoha tumeda väärtuse jaoks 300, siis oleks kalibreerimisnumber 250. Kui olete seda teinud kõigi 5 toru asukoha puhul, on teie andur korralikult kalibreeritud, siis saate kasutada täringuid. ReadFace (); täringu praeguse näo saamiseks.

Samm: rakendus

Olete nüüd täringuanduri edukalt loonud! Palju õnne! Selle anduri loomine on minu jaoks olnud pikk katse -eksituse tee, seega on minu eesmärk aidata kõiki, kes soovivad täringusensorit luua.

Olen lisanud mõned näited meie koostatud projektist, milles seda andurit kasutati. Esimesel pildil kasutasime mõlaratast, et asetada iga kord anduri täringud õigesti. Teine pilt oli meie projekti lõpptoode ja alus pöörleb sõltuvalt sellest, milline oli täringu nägu, ja kolmas pilt on kuvar, mille ma kavandasin ja ehitasin nende andurite kuvamiseks.

Selle anduri võimalus on lõputu, kui mõtlete sellele. Loodan, et teile tundub see õpetus nauditav ja hariv ning loodan, et proovite seda endale teha.

Jumal õnnistagu!