Isiklik piksedetektor: 5 sammu (piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:48

Selles projektis loome väikese seadme, mis hoiatab teid lähedalasuvate välgulöökide eest. Selle projekti kõikide materjalide kogumaksumus on odavam kui kaubandusliku välgunduri ostmine ja saate selle käigus lihvida oma vooluringi tegemise oskusi!

Antud projektis kasutatav andur suudab tuvastada välgulööke kuni 40 km kaugusel ning on võimeline määrama ka löögivahemaa kuni 4 km tolerantsi piires. Kuigi see on usaldusväärne andur, ei tohiks te kunagi loota, et see hoiatab teid välgu eest, kui olete väljas. Teie enda vooluahela kätetöö ei ole nii usaldusväärne kui kaubanduslik piksedetektor.

See projekt põhineb AS3935 välgusensori IC -l, millel on DFRoboti kandeahel. See tuvastab välgule iseloomuliku elektromagnetilise kiirguse ja kasutab selle teabe teisendamiseks kauguse mõõtmiseks spetsiaalset algoritmi.

Tarvikud

See projekt nõuab ainult mõnda osa. Teavet väljastatakse kasutajale piesosummeri kaudu ja vooluahelat toidetakse liitium -ioonpolümeeraku kaudu. Allpool on kõigi osade täielik loetelu:

• DFRobot välgusensor
• DFRobot Beetle
• DFRobot LiPoly laadija
• Pietsosummer (vaja ainult ühte - töötab palju erinevaid tüüpe)
• 500 mAh LiPoly (mis tahes 3,7 V LiPoly töötab)
• Lükandlüliti (iga väike lüliti töötab)

Lisaks nendele üksustele soovite järgmisi tööriistu/üksusi:

• Jootekolb
• Jootma
• Ühendusjuhe
• Traadi eemaldajad
• Kuum liimipüstol

Samuti kirjeldan üksikasjalikult selle projekti jaoks 3D-prinditud korpuse loomise protsessi. Kui teil pole 3D -printerit, on seadme kasutamine ilma ümbriseta endiselt hea.

1. samm: vooluring

Kuna selles konstruktsioonis on suhteliselt vähe osi, pole vooluring eriti keeruline. Ainsad andmeliinid on pikseanduri SCL ja SDA liinid ning üks ühendus sumisti jaoks. Seadme toiteallikaks on liitiumioon -polümeer aku, seega otsustasin lülitusahelasse integreerida ka lipolüütilise laadija.

Ülaltoodud pilt kujutab kogu vooluringi. Pange tähele, et ühendus lipool -aku ja lipool -akulaadija vahel toimub JST isas-/naissoost pistikute kaudu ega vaja jootmist. Ahela kohta lisateabe saamiseks vaadake selle projekti alguses olevat videot.

2. etapp: ahela kokkupanek

See seade sobib suurepäraselt vooluringi kokkupanekutehnikaks, mida tuntakse vabalt vormiva kujul. Selle projekti osade kinnitamise asemel substraadile, näiteks perf -plaadile, ühendame selle asemel kõik juhtmetega. See muudab projekti palju väiksemaks ja selle kokkupanek on mõnevõrra kiirem, kuid annab üldiselt vähem esteetilisi tulemusi. Mulle meeldib oma vabalt moodustatud vooluringid katta lõpus 3D-prinditud ümbrisega. Selle projekti alguses olev video kirjeldab vabalt vormimise protsessi, kuid ma vaatan üle ka kõik tekstis tehtud sammud.

Esimesed sammud

Esimese asjana tegin roheliste klemmliistude lahtiühendamise lipolüütilisest laadijast. Neid pole vaja ja need võtavad ruumi. Seejärel ühendasin lipoolaadija "+" ja "-" klemmid mardika esiosa klemmidega "+" ja "-". See toidab lipolapatarei toorpinget otse mikrokontrollerisse. Mardikas vajab tehniliselt 5 V pinget, kuid see töötab siiski umbes 4 V.

Pikseanduri juhtmestik

Lõikasin seejärel kaasasoleva 4-kontaktilise kaabli nii, et jäi umbes kaks tolli traati. Ma eemaldasin otsad, ühendasin kaabli välgusensorisse ja tegin järgmised ühendused:

• "+" pikseanduril kuni "+" mardikal
• "-" pikseanduril kuni "-" mardikal
• "C" pikseanduril mardika "SCL" padjale
• "D" pikseanduril mardika "SDA" padjale

Ühendasin ka pikseanduri IRQ tihvti mardika RX padjaga. See ühendus vajas Beetle'i riistvarakatkestust ja RX-padi (tihvt 0) oli ainus katkestust võimaldav tihvt.

Signaali ühendamine

Ühendasin sumisti lühikese juhtme Mardika (klemm) klemmiga (-) ja pika juhtme tihvtiga 11. Summuri signaaltihvt tuleks maksimaalse mitmekülgsuse huvides ühendada PWM-tihvtiga, mis on tihvt 11.

Aku vahetamine

Viimane vajalik asi on lisada akule sisse lüliti, et projekt sisse ja välja lülitada. Selleks jootsin esmalt kaks juhtmest lüliti külgnevate klemmide külge. Kinnitasin need kuuma liimiga oma kohale, kuna lüliti ühendused on habras. Seejärel lõikasin aku punase juhtme umbes poole alla ja jootsin lüliti küljest tulevad juhtmed igasse otsa. Veenduge, et katate traadi avatud osad termokahanevate torude või kuuma liimiga, kuna need võivad kergesti kokku puutuda ühe maandusjuhtmega ja tekitada lühise. Pärast lüliti lisamist saate aku akulaadijaga ühendada.

Kõik kokku voltimine

Viimane samm on juhtmete ja komponentide räpane segadus ning see mõnevõrra esinduslik välja näeb. See on delikaatne ülesanne, kuna soovite olla kindel, et te ei katkesta ühtegi juhtmest. Alustasin kõigepealt lipolüütilise laadija kuumliimimisega lipooliaku ülaosale. Seejärel liimisin selle peale Beetle'i ja lõpuks liimisin ülaosas oleva välgusensori. Jätsin helisignaali küljele istuma, nagu ülaltoodud pildil näidatud. Lõpptulemuseks on virn lauaplaate, mille juhtmed jooksevad läbi. Samuti jätsin lüliti juhtmed vabalt töötama, kuna soovin hiljem need 3D-prinditud ümbrisesse integreerida.

3. samm: programmeerimine

Selle vooluahela tarkvara on praegu lihtne, kuid on teie vajadustele kohandatav. Kui seade tuvastab välgu, piiksub see kõigepealt mitu korda, hoiatades, et välk on lähedal, seejärel piiksub teatud arv kordi, mis vastab välgu kaugusele. Kui välk asub vähem kui 10 kilomeetri kaugusel, annab seade ühe pika piiksu. Kui see asub teist rohkem kui 10 km kaugusel, jagab seade vahemaa kümnega, ümardab selle ja piiksub seda mitu korda. Näiteks kui välk lööb 26 km kaugusele, annab seade kolm korda piiksu.

Kogu tarkvara keerleb pikseanduri katkestuste ümber. Sündmuse tuvastamisel saadab välgusensor IRQ -pin kõrgele, mis käivitab katkestuse mikrokontrolleris. Andur võib saata katkestusi ka välguväliste sündmuste korral, näiteks kui müratase on liiga kõrge. Kui häired/müra on liiga kõrge, peate seadme elektroonikast eemale viima. Nendest seadmetest tulenev elektromagnetkiirgus võib kergesti välkuda kauge välklambi suhteliselt nõrga elektromagnetilise kiirgusega.

Mikrokontrolleri programmeerimiseks võite kasutada Arduino IDE -d - veenduge, et plaadi valik on "Leonardo". Samuti peate alla laadima ja installima välgusensori kogu. Selle leiate siit.

Samm: 3D-prinditud ümbris

Ma modelleerisin oma seadme jaoks korpuse. Teie vabakujulisel vooluahelal on tõenäoliselt erinevad mõõtmed, kuid ma proovisin muuta oma korpuse piisavalt suureks, et sinna mahuks veel palju erinevaid kujundusi. Failid saate siit alla laadida ja seejärel välja printida. Korpuse ülaosa klõpsab põhja, nii et korpuse jaoks ei ole vaja spetsiaalseid osi.

Võite proovida ka oma seadme mudelit teha ja sellele ümbrise luua. Ma kirjeldan seda protsessi selle projekti alguses olevas videos, kuid põhilised sammud, mida järgida, on järgmised:

1. Jäädvustage oma seadme mõõtmed
2. Modelleerige oma seadet CAD -programmis (mulle meeldib Fusion 360 - õpilased saavad selle tasuta)
3. Looge juhtum, nihutades profiili seadme mudelist. Hälve 2 mm töötab üldiselt hästi.

Samm: seadme kasutamine ja palju muud

Palju õnne, nüüd peaks teil olema täielikult toimiv pikseandur! Enne seadme reaalset kasutamist soovitan oodata, kuni teie ümber on äike, veendumaks, et seade on võimeline välku tuvastama. Minu oma töötas esimesel katsel, kuid ma ei tea selle anduri töökindlust.

Seadme laadimine on lihtne - võite lihtsalt ühendada mikro -USB -kaabli lipolüütilise laadijaga, kuni laadimistuli muutub roheliseks. Veenduge, et seade on laadimise ajal sisse lülitatud, vastasel juhul ei lae aku toiteallikat! Samuti soovitan muuta piiksud millekski, mis teile rohkem meeldib; saate kasutada raamatukogu Tone.h meeldivama kõlaga märkmete loomiseks.

Kui teil on probleeme või küsimusi, andke mulle kommentaarides teada. Rohkemate projektide nägemiseks vaadake minu veebisaiti www. AlexWulff.com.