Bluetoothi juhtmeta liides Mitutoyo pidurisadulatele ja näidikutele: 8 sammu (piltidega)

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

Tänapäeval on maailmas miljoneid Mitutoyo Digimatic pidurisadulaid, mikromeetreid, indikaatoreid ja muid seadmeid. Paljud minusugused kasutavad neid seadmeid andmete otse arvutisse kogumiseks. See välistab vajaduse mõnikord sadu väärtusi sisse logida ja sisestada, kuid esitab ka probleeme, mis on seotud sülearvuti poes leidmisega, kus sülearvutid võivad maha kukkuda või muul viisil kahjustuda. See kehtib eriti siis, kui mõõtmised tehakse suurtel osadel või olukordades, kus tavaline Mitutoyo andmekaabel pole lihtsalt piisavalt pikk.

Mõni aasta tagasi ehitasin sarnase seadme, mis põhineb HC-05 Bluetooth-moodulitel ja mõningatel Arduino mikrokontrolleriplaatidel, mis võimaldaksid mul sülearvuti lauale turvaliselt jätta ja ronida kuni 50 jalga mõõtmisi tehes. See seade töötas suurepäraselt, kuid sellel oli mitmeid probleeme. Puudusid andmed selle kohta, millal saatja aku oli täielikult laetud, bluetooth -ühenduse olekut ja edukat andmeedastust. See oli ka suur ja kohmakas ning nägi sõna otseses mõttes välja nagu teadusprojekt! Isegi nende piirangute korral eelistasid teised poes olevad mehed seda kasutada Mitutoyo USB -andmekaabli kaudu.

See projekt ületab need vana seadme piirangud, lisab rohkem funktsioone ja on natuke professionaalsem, hinnaga alla 100 dollari.

1. toiming: kuidas see toimib:

Liides koosneb kahest osast, saatjast ja vastuvõtjast. Ühendage saatja mõõturiga, kasutades selleks püsivalt ühendatud andmekaablit ja ühendage vastuvõtja mikro -USB -andmekaabli abil arvutiga.

Saatjal lülitab lüliti kaabli otsa suunas sisse, kui see sisse lülitatakse. Vastuvõtja otsas vilgub esialgu sinine LED, mis näitab ühenduse puudumist; ühenduse loomisel lõpetab LED vilkumise ja põleb pidevalt. Saatja ja vastuvõtja on nüüd ühendatud.

Saatja (fotol alumine seade) ühendub gabariidiga ja loeb Mitutoyo algandmevoogu iga kord, kui vajutatakse nuppu "andmed". Seejärel vormindab see andmed andmevoos oleva teabe, näiteks kümnendkoha asukoha, märgi ja ühikute abil. Seejärel konstrueerib see nendest andmetest ASCII stringi ja saadab selle saatja HM-10 Bluetooth-mooduli kaudu vastuvõtja poolel olevale HM-10-le.

Vastuvõtjal (foto ülemine seade) saadab HM-10 edastavast HM-10-st saadetud ASCII märgid, mis sisaldavad mõõtmist, Arduino Pro Micro, mis seejärel saadab need USB-kaabli kaudu arvutisse. See emuleerib selleks klaviatuuri, nii et andmed süstitakse avatud rakendusse, minu puhul selle Excelisse. Andmetele järgnevad märgid, mille tõttu kursor langeb järgmisele reale. Selle juures on tore see, et kui soovite kohandatud tarkvarasse andmeid sisestada, saate seda muuta nii, nagu soovite. Seejärel saadab vastuvõtja saatja HM-10-le taotluse LED-i sinise poole vilkumiseks, andes operaatorile teada, et andmed on edukalt vastu võetud. Vastuvõtja moodul eemaldab ka sümbolid HM-10 kaugjuhtimisega seotud sissetulevast andmevoost.

Saatja laadimine toimub mikro -USB -laadimise või kaabli abil, mis on ühendatud saatja USB -pesasse, vastuvõtja LED -tuli süttib laadimise ajal punaselt ja kustub, kui laadimine on lõppenud.

Hiljem käsitletakse ka muid töötlemise funktsioone, mida saab teha, et veenduda, et kõik väärtused on meetermõõdustikus või standardühikutes, või hoiatada, kui olete kogemata vajutanud nuppu +/-, muutes kõik mõõtmised negatiivseks. Saate isegi kontrollida saatja aku pinget.

2. etapp: Ettevalmistus:

Lisaks selles juhendis mainitud materjalidele on HM-10 Bluetooth-moodulite ja mikrokontrollerite konfigureerimiseks ja programmeerimiseks veel mõned üksused. Bluetooth -moodulite konfigureerimiseks vajate USB -TTL UART -jadaadapterit, Arduino -d, mis toimib ATTiny85 mikrokontrolleri programmeerijana (või sarnase programmeerijana, mis saab töötada koos Arduino IDE -ga), ja muidugi hüppajajuhtmeid, et konfigureerida ja programmeerimine. Selle juhendi ATTiny85 programmeeriti, kasutades Arduino Nano klooni ja 10 uf elektrolüütkondensaatorit, mis oli ühendatud RST ja GND tihvtide vahele. Muu riistvara töötab, kui teil see on, kuid peate võib -olla uurima selle jaoks vajalikke protseduuri muudatusi. Selles juhendis eeldatakse, et olete Arduino IDE -ga tuttav ja kasutate seda mõnevõrra mugavalt, vastasel juhul on vaja Google'i ja natuke kannatlikkust.

Enne Bluetooth-moodulite konfigureerimist oleks hea lugeda Martyn Currey BLE-õpetust aadressil https://www.martyncurrey.com/hm-10-bluetooth-4ble-modules/ See artikkel sisaldab teavet selle kohta, kuidas tõelisi mooduleid öelda võltsingutest, seadistage käesolevas juhendis kasutatud HM-10 moodulite sidumine, rollid, režiimid ja püsivara värskendusteave.

Hoiduge võltsitud HM-10-de eest turul. Selles juhendis sisalduv BOM -i link on päris (või vähemalt need, millel oli eelmisel sügisel nende ostmisel tõeline püsivara). Võltside hankimine ei ole tehingute katkestaja, kuid kui võltsingutega lõpuks kokku puutute, võtab see veel mõned sammud, et need Instructable'i jaoks vajalikul viisil tööle saada, kuna neil peab olema õige püsivara, enne kui neid saab õigesti konfigureerida. Kui saate võltsingu, saate sellele tõelise püsivara välgutada, kasutades järgmist õpetust. moodulid (võltsingud). Selle Instructable'i fotodel on näha võltsmooduleid, mida pidin selle liidese loomise ajal HM-10 püsivaraga välgutama (see on kolmas, mille olen ehitanud). Päris need on umbes 6 dollarit paari kohta ja võltsid 3 dollarit paari kohta, see on väärt 3 dollarit lisatasu, et saada päris. Soovitan tungivalt osta tõelisi HM-10 mooduleid!

Selles juhendis kasutatud Sparkfun Arduino Pro Micro ja ATTiny85 mikrokontrolleri jaoks on vaja paar määratlust, mida Arduino IDE vaikimisi ei sisalda.

Saate nende osade toe Arduino IDE -le lisada, lisades oma tahvlite haldurile järgmised lingid.

ATTiny85 jaoks:

raw.githubusercontent.com/damellis/attiny/ide-1.6.x-boards-manager/package_damellis_attiny_index.json

Sparkfun Arduino Pro Micro jaoks:

raw.githubusercontent.com/sparkfun/Arduino_Boards/master/IDE_Board_Manager/package_sparkfun_index.json

Eraldage need kaks kirjet komaga, nagu pildil näidatud.

Lisaks vajate saatja mooduli jaoks spetsiaalset väikese jalajäljega jadakogu:

SendOnlySoftwareSerial:

3. samm: juhatus

Selle juhendi jaoks kavandatud tahvlit saab tellida JLCPCB -st või mõnelt muult saidilt, näiteks Seedstudio ect, kui kasutate sellele juhendile lisatud gerber -faile. Kujundasin selle saidil easyeda.com. Siin on link easyeda tahvlile. https://easyeda.com/MrFixIt87/mitutoyo-bluematic-spc-smt-mcp73831 Kui huvi on piisavalt suur, võin lasta mõned PCBd teha ja need ebayst odavalt müüa.

See plaat tuleb lõigata kaheks eraldi plaadiks (üks saatja ja teine vastuvõtja jaoks). Lõiked järgivad ülaltoodud pildil PCB keskel asuvaid valgeid jooni ja saatjaplaadi ühte nurka. Need kärped järgivad ülaltoodud trükkplaadi pildile joonistatud punaseid jooni. Olge plaatide lõikamisel ettevaatlik, eriti saatjaplaadi nurkade sälkudes. Need kärped lähevad laual olevatele jälgedele väga lähedale. Siin tuleb kasuks peenfailide komplekt.

Enamikku komponente saab tellida firmalt Digi-Key või Mouser jne. Digi-Key osade numbrid sisalduvad nende olemasolevate esemete tootekirjelduses. Mõned esemed ostsin eBayst, Amazonist või AliExpressist. Vajadusel olen lisanud BOM -is lingid nende saitide üksustele.

BOM.pdf -faili on kõige lihtsam lugeda ja URL -id on klõpsatavad lingid.

Samm: HM-10 mooduli konfigureerimine, Arduino Pro mikroprogrammeerimine

Hea mõte on hankida HM-10 moodulid enne kõike muud ja veenduda, et olete need õigesti konfigureerinud ja paarina töötavad, kuna turul on palju võltsitud mooduleid ja reaalse installimiseks on vaja paar täiendavat sammu. püsivara võltsingutel. Ainult tõeline HM-10 püsivara võimaldab vastuvõtjal "andmete" nupu vajutamisel kaugjuhtida saatja LED-i. Ärge uuendage püsivara versiooni V6.05.

Martyn Currey õpetus on selleks väga mugav. Kui te seda järgite, pole teil probleeme. Selle sammu jaoks hankige kindlasti ka paljad kastellitud moodulid, nagu pildil paremal. Vajadusel jootke need trükkplaadile, et aidata konfigureerimiseks ajutisi juhtmeid kinnitada. Ärge jootke muid komponente ühelegi trükkplaadile enne, kui teil on paar töötavat BLE -moodulit. Jootma peavad ainult tihvtid 1, 2, 12-15, 21-25.

Tx trükkplaadil vajab HM-10 järgmist konfiguratsiooni:

Sidumine: sidumine teise HM-10-ga (kasutage jadamonitori, et testida moodulite vahelist andmevoogu, kui see on ühendatud)

Roll: perifeerne

Režiim: 2

Rx trükkplaadil vajab HM-10 järgmist konfiguratsiooni:

Sidumine: tuleb siduda ülaltoodud perifeerse HM-10-ga

Roll: keskne

Režiim: (puudub, ainult välisseadmel on režiim)

Programmeerige Arduino pro micro ülaltoodud visandiga Mitutoyo_Klaviatuur…. Veenduge, et valite Arduino IDE tahvelarvutisse laadimisel Arduino Pro mikro 3.3V 8MHz versiooni. Veenduge ka, et teil oleks kõik viidatud teegid installitud. Ma kasutasin Pro mikro (punane) versiooni Sparkfun, kuid ebayst on saadaval kloonid, mis ka töötavad, lihtsalt veenduge, et saate 3,3 V 8MHz plaadi koos Atmel 32U4 mikrokontrolleriga ja EI ATMega328P -ga. Hankige ka sinine, mis näeb selles juhendis välja nagu punane Sparkfun, mitte must, mustad on liiga laiad, et need sobiksid trükkplaadil oleva avamustriga).

Samm: komponentide kokkupanek, trükkplaatide paigaldamine korpustesse

Tx trükkplaadi puhul jootke teised komponendid trükkplaadile. Hea mõte on enne teiste selle piirkonna komponentide jootmist BLE Tx -plaadil olev USB -pistik. Võib olla hea mõte joota ICSP päis viimati BLE Tx tahvlile. Pange tähele, kuidas kahevärvilise LED-i juhtmed on "kokku volditud", algselt oli see mõte, et see peaks läbima korpuse külje, kuid hiljem otsustasin kasutada poolläbipaistvat korpust, et LED-i ei oleks vaja väänata kuigi kokkupanekul auk. Samuti lisab see mõnusa efekti, kui LED -i sinine pool pärast mõõtmise edastamist vilgub. Kahevärvilise LED-i puhul on lühim juhe sinine, keskel on tavaline anood.

Mõõtke praegu lüliti, USB -pistiku asukohta ja tehke nende esemete jaoks korpuses augud. Leidsin, et kõige parem on toita andmekaabel karbi vasakust küljest (nagu pildil) (0,25 -tolline ava, mille keskpunkt on korpuse laius ja kõrgus). Proovige hoolikalt PCB -d, kohandades selle suurust auke, kuni lüliti vabalt liigub ja USB -pistik sobitub avasse. Paigaldage 2 #2 kruvi, et PCB paigal hoida (aga kui see on hästi ühendatud, jääb trükkplaat niikuinii kinni ja ei vaja kruvisid).

Rx PCB jootmisel Arduino pro micro trükkplaadile, kasutades kahte 7 -kontaktilist päist. Reguleerige ava Rx PCB korpuse USB -pistiku küljel, et PCB saaks kindlalt vastu korpuse sisemust. Pange selle koostu pildil tähele, et LED ulatub plaadist eemale. See on PCB kindlalt karbis leidmiseks ja töötab tegelikult hästi väiksema tihendiga. Reguleerige valgusdioodi juhtmepikkust ettevaatlikult nii, et pärast kokkupanekut oleks see sobiv. PCB on tähistatud punase ja sinisega, LED -i lühem juhe on sinine juhe, keskel on tavaline anood. Klõpsake Rx -korpuse kaas, see on valmis.

6. samm: programmeerige ATTiny85, jootke andmesidekaabli ühendused, ühendage aku

Nüüd on aeg programmeerida ATTiny85. Kasutasin Arduino Nano klooni, mis käitas Arduino Interneti -teenuse pakkuja näitejoonist. Nano vajab programmeerimiseks 10uf elektrolüütkondensaatorit, mis on paigaldatud GND ja RST vahele (- viib GND-ni). Tihvtiühenduse üksikasjad on Arduino ISP visandis. Selle projekti trükkplaadil oleval ICSP päisel on nööpnõelad nihutatud, nii et ühendused peaksid olema otse edasi.

Veenduge, et teil on ATTiny85, 8kB välklambi ja sisemise 8MHz kella valikud tahvlihalduris valitud, kui laadite ATTiny85 -sse üles nagu pildil näidatud.

Kui see on tehtud, paigaldage suur tihend. Lõika andmekaabel instrumendi otsast umbes 8 "-10" ja eemaldage välimine ümbris, paljastades paar tolli sisejuhtmeid. Jätke varjestuskiud triibulisest kaanest umbes 1/2 tolli kaugusele, nagu joonisel näidatud. Jootsin andmesidekaabli varjestuse lülitile, et anda sellele tugevus väljatõmbamise vastu, kuigi PCB -s on ka suur auk selle jaoks Kui soovite seda teed minna, jootke üksikud juhtmed trükkplaadile, nagu näidatud, trükitakse andmesidejuhtmete värvid siiditrükiga sobivatele aukudele.

Ühendage aku nii, nagu näidatud, olge polaarsusega ettevaatlik, sest tagurpidi pööramine põletab lühikese aja jooksul PCB -l oleva LiPo laadija/halduri kiibi (ärge küsige, kust ma tean …)

7. samm: lisafunktsioonide testimine, kasutamine, menüü

Nüüd paigaldage kate. Sa oled valmis!

Kõigil 4 minu seni ehitatud seadmel on takjapael, et kinnitada saatja instrumendi külge ja vastuvõtja sülearvuti kaane ülaossa. Praktikas töötab see väga hästi. Paigaldage takjapael (udune) (silmus) külg sülearvuti kaane ülaossa, jäme (konks) pool vastuvõtja korpuse külge. Paigaldage hägune (silmus) pool saatja korpuse külge ja jäme (konks) pool pidurisadula või näidiku tagaküljele. Nii toimides saate salvestada saatja ja vastuvõtja koos, kui neid ei kasutata, ning sellel on ka sülearvuti kaanel pehme udune pool.

Testige aku laadimist, ühendades mikro -USB -kaabli Tx -mooduli USB -pistikusse, kui aku pole täielikult laetud, peaks LED -tuli helendama punaselt. Mõnikord on LiPo nii laetud, et laadija IC ei lae seda, nii et ärge muretsege, kui LED esialgu ei sütti.

Nüüd saate ühendada andmesidekaabli nihikuga või indikaatoriga (kõik, mis kasutab teie kasutatavat kaablit).

Ühendage Rx -ots mikro -USB -andmekaabliga (see peab olema andmekaabel, mitte ainult laadimiskaabel) ja arvuti USB -porti. Võimalik, et see peab installima draiveri, mis võimaldab sellel toimida klaviatuurina, kuid see peaks olema automaatne. Lülitage Tx moodul lüliti abil sisse. Rx -mooduli valgusdiood peaks mõneks sekundiks vilkuma, seejärel jääma põlema, kui ühendus on loodud.

Testige, vajutades anduri nuppu kaablil, mis ühendab pidurisadula saatja mooduliga. Mõõtmist peaksite nägema arvuti ekraanil. Arduino Pro Micro töötab HID -klaviatuurina ja lisab sissetulevad mõõtmised otse kõikjale, kus kursor teie arvutis asub.

Saatemooduli programmeerimine võimaldab valikuid. Sellele menüüle pääsete juurde, mõõtes viis korda järjest 0. Kui olete menüürežiimis, saate menüüvaliku valimiseks mõõta negatiivset väärtust, mis algab menüü valiku numbrist, näiteks kõigi mõõtmiste automaatseks muutmiseks meetriks, mõõtke negatiivset väärtust, mille esimene number on nullist erinev. (Näiteks -1.xx mm või -0.1 tolli). Normaalrežiimi naasmiseks mõõtke viis korda 0, seejärel mõõtke negatiivset väärtust, mis algab 3-ga kui esimene nullist erinev number). See on programmeeritud nii, et vältida juhuslikult suvandite seadistamist. Kui menüürežiimis mõõtmine uuesti 0 või mõni positiivne väärtus automaatselt tühistab menüürežiimi ja naaseb tavarežiimi.

Menüüvalikud on järgmised:

1. Teisendage kõik mõõtmised automaatselt mõõtühikuteks (vajadusel)
2. Teisendage kõik mõõtmised automaatselt standardühikuteks (vajadusel)
3. Tühista ühikute automaatne teisendamine
4. Keeldu negatiivsetest mõõtmistest (prindib hoiatusteate)
5. Tühista negatiivsete mõõtmiste tagasilükkamine
6. Mõõtke ja printige saatja aku pinge (pole menüüs dokumenteeritud)

Menüürežiimi sisenedes prinditakse kõik kehtivad suvandid üleval, et meenutada kehtivaid valikuid. Kõik valikud salvestatakse EEPROM -i ja need jäävad alles pärast seadme väljalülitamist või aku tühjenemist. Minu ehitatud üksuste aku kestvus on umbes 45 tundi pidevat kasutamist ja laadimine võtab umbes 3 tundi pärast tühjenemist.

Dokumenteerimata funktsioon on siseneda menüürežiimi (0 viis korda), seejärel mõõta negatiivset väärtust, alustades 6-ga esimese nullist erineva numbrina, mis põhjustab selle praeguse aku pinge mõõtmise ja printimise, nagu on näidatud lisatud videos.

Minu kogemus minu ehitatud kolme seadmega on see, et avatud kaupluskeskkonnas on vahemik kuni umbes 50 jalga.

8. samm: lõplikud mõtted - võimalikud muudatused / uued funktsioonid / häkkimine

Kuigi praegusel hetkel on teil täiesti kasutatav liides, mida saab kasutada miljonite seadmetega maailmas, pole see sugugi valmis selles mõttes, et midagi ei saa enam teha. Üks meeldivaid asju selle lähenemisviisi kasutamisel Mitutoyo U-Wave'i ostmise asemel on see, et nüüd on teil seade, mida saab mitmel viisil kohandada.

Kui teie seade kasutab teist kaablit, saate saatjaga ühenduse loomiseks kasutada muid Mitutoyo kaableid, mitte seda, mida ma selle juhendi jaoks kasutasin. Sisemiste juhtmete ja signaalide värvid peaksid kõigil Mitutoyo kaablitel olema ühesugused. Pidage ainult meeles, et kaabel vajaks mõõtmise käivitamiseks andmenuppu või oleks mõõtmise käivitamiseks välja mõeldud mõni muu vahend. Mõõtmissoovi saab gabariidile saata, ühendades korraks rohelise/valge juhtmepaari maandusega (näidiku kaabli sinine juhe). Seda saab teha, kui paigaldada nende juhtmetega ühendatud saatjakasti lüliti või 1/8 tolli helipistik ja ühendada selle kaudu väline lüliti. Kui teie indikaator on kinnitatud kinnitusseadmesse või ei pea mõõturit puudutama helipistiku lähenemine oleks ideaalne.

Kui vajate ainult seeriaandmeid (RS232 TTL, SPI, I2C jne), mida saab teha vastuvõtja koodimuudatustega ja ühendades otse Pro Micro tihvtidega, mida soovite andmete väljastamiseks kasutada.

Kaugjuhtimispult: Veel üks huvitav võimalus oleks ühendada transistor rohelise/valge paari ja gabariidi sinise maa vahel, kui värav on ühendatud HM-10 tihvtiga 26. Seejärel ühendage vastuvõtja otsas 38 kHz IR-kaugjuhtimispult väljundpistik vastuvõtjale Arduino Pro Micro pin 7. seejärel muutke selle mikrokontrolleri koodi, et otsida konkreetseid käske mis tahes infrapunakaugjuhtimispuldilt ja seejärel käivitage saatjasse paigaldatud transistor AT+PI031 / AT+PI030 kaugkõne kaudu. kuidas see nüüd saatja sinist LED -i vilgutab. See annaks võimaluse käivitada lugemisi kaugest asukohast, mis võib teatud tingimustel olla väga mugav. Võin kujundada teise PCB selle funktsionaalsusega.

Olen kindel, et on ka palju muid funktsioone, mis on võimalikud, palun kommenteerige ettepanekute, mõtete ja ideedega.

Nüüd on Mitutoyost saadaval kaubanduslik traadita andmesideseade, kuid kui ma seda kontrollisin, oli selle süsteemi hind umbes 800 dollarit. Selle seadme ehitamise kogumaksumus on umbes 100 dollarit ja see võib olla väiksem, eriti kui kasutate Arduino Pro Micro või kui teil on mõõturiga ühendamiseks mitutoyo andmekaabel, kuna need on kaks kõige kulukamat toodet BOM. Ma kahtlen tõsiselt, et Mitutoyo U-Wave on häkkitav, et lisada selliseid funktsioone nagu see.

Loodan, et teile meeldis see Instructable, see on minu esimene!

Palun jätke kommentaare, küsimusi, tagasisidet, ideid ja ettepanekuid! Kui teile meeldib, palun hääletage selle poolt PCB konkursil! Aitäh !!!!

PCB -võistluse teine koht