Stroboskop: 5 kroków

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:29

Stroboskop to urządzenie, które wytwarza błyski z dokładną częstotliwością. Jest to wykorzystywane do pomiaru nasion rotacji szybko obracającej się tarczy lub koła. Tradycyjny stroboskop jest wykonany z odpowiednią lampą błyskową i obwodem błyskowym. Ale żeby wszystko było proste i niedrogie, użyłem 25 białych diod LED o średnicy 5 mm. Również, jako mózg systemu, AtmelAtmega328 został użyty w Arduino nano. W przypadku nieco bardziej zaawansowanego i fantazyjnego projektu użyłem wyświetlacza OLED o przekątnej.94 cala do wyświetlania częstotliwości.

Kliknij tutaj, aby przejść do strony wiki dotyczącej efektu stroboskopowego.

Wideo 1

Wideo 2

Krok 1: Prosta matryca LED

Przylutuj 25 Leds w układzie 5x5, aby uzyskać ładny kwadratowy kształt. Upewnij się, że wszystkie anody i katody są odpowiednio ustawione, aby można było łatwo nawiązać połączenia elektryczne. Również spodziewany pobór prądu jest duży. Dlatego ważne jest prawidłowe lutowanie.

Spójrz na zdjęcia. (Część kondensatora wyjaśniono poniżej.) Żółte przewody reprezentują katody, tj. ujemna lub uziemienie, a czerwony przewód reprezentują napięcie zasilania, które w tym przypadku wynosi 5 V DC.

Ponadto z diodami LED nie ma rezystorów ograniczających prąd. Dzieje się tak, ponieważ prąd ma być dostarczany przez bardzo krótki okres w tym przypadku około 500 mikrosekund. Diody LED mogą wytrzymać taki prąd przez tak krótki czas. Szacuję, że pobór prądu wynosi 100mA na diodę LED, co przekłada się na 2,5 ampera! To dużo prądu, a dobra praca lutownicza jest niezbędna.

Krok 2: Zasilanie

Postanowiłem zachować prostotę i dlatego zasilałem urządzenie prostym powerbankiem. Dlatego jako wejście zasilania użyłem mini USB arduino nano. Ale nie ma mowy, żeby power bank mógł dostosować się do szybkiego poboru prądu 2,5 A. To właśnie tutaj nazywamy kondensatorami naszego najlepszego przyjaciela. Mój obwód ma 13 kondensatorów 100microFarad, co przekłada się na 1,3mF, czyli dużo. Nawet przy tak dużej pojemności napięcie wejściowe spada, ale arduino nie resetuje się samoczynnie, co jest ważne.

Jako szybki przełącznik wybrałem N-kanałowy mosfet (dokładnie IRLZ44N). Korzystanie z mosfetu jest ważne, ponieważ BJT nie poradzi sobie z tak dużym prądem bez ogromnych spadków napięcia. Spadek napięcia BJT o 0,7 V znacznie zmniejszy pobór prądu. Kropla mosfetu o napięciu 0,14 V jest znacznie tańsza.

Upewnij się również, że używasz drutów o wystarczającej grubości. Wystarczyłoby 0,5 mm.

5V-anoda

Ground-Źródło mosfetu

Katoda - dren mosfetu

Brama-cyfrowy pin

Krok 3: Interfejs użytkownika - wejście

Jako wejście użyłem dwóch potencjometrów, jednego do precyzyjnej regulacji, a drugiego do zgrubnej regulacji. Dwa z nich są oznaczone F i C.

Ostateczny wkład to połączony wkład obu doniczek w postaci

Input=27x(dane wejściowe zgrubne)+(dane wejściowe dokładne)

Jedną rzeczą, o którą należy zadbać, jest fakt, że żaden ADC nie jest doskonały, a zatem 10-bitowy ADC arduino poda wartość, która waha się o 3-4 wartości. Generalnie nie stanowi to problemu, ale mnożenie 27 spowoduje, że dane wejściowe zwariują i mogą się wahać dla 70-100 wartości. Dodanie faktu, że wejście dostosowuje cykl pracy, a nie bezpośrednio częstotliwość, bardzo pogarsza sytuację.

Więc ograniczyłem jego wartość do 1013. Więc jeśli gruby garnek odczytuje powyżej 1013, odczyt zostanie dostosowany do 1013, niezależnie od tego, czy waha się od 1014 do 1024.

To naprawdę pomaga ustabilizować system.

Krok 4: Wyjście (OPCJONALNIE)

Jako opcjonalną część dodałem wyświetlacz LED do mojego stroboskopu. Można to całkowicie zastąpić szeregowym monitorem arduino IDE. Załączam kod zarówno dla wyświetlacza, jak i monitora szeregowego. Wyświetlacz oled pomaga, ponieważ pomaga projektowi być naprawdę przenośnym. Myślenie o laptopie dołączonym do tak małego projektu to trochę zakotwiczenie projektu, ale jeśli dopiero zaczynasz z arduino, radzę pominąć wyświetlanie lub wrócić później. Uważaj również, aby nie stłuc szkła wyświetlacza. Zabija go:(

Krok 5: Kodeks

Mózgi w systemie nie będą działać bez odpowiedniej edukacji. Oto krótkie podsumowanie kodu. Pętla ustawia timer. Włączanie i wyłączanie lampy jest sterowane przerwaniem czasowym, a nie pętlą. Gwarantuje to odpowiedni czas wydarzeń, a to ma kluczowe znaczenie dla takiego instrumentu.

Jedną częścią obu kodów jest funkcja dostosowania. Problem, z którym się spotkałem, polega na tym, że oczekiwana częstotliwość nie jest taka sama, jak się spodziewałem. Postanowiłem więc być leniwym i zbadałem mój stroboskop cyfrowym oscyloskopem i wykreśliłem rzeczywistą częstotliwość w stosunku do częstotliwości i wykreśliłem punkty w mojej ulubionej aplikacji matematycznej Geogebra. Na wykresie od razu przypomniał mi się ładowany kondensator. Dodałem więc parametry i próbowałem dopasować lekarstwo do punktów.

Zapraszamy do obejrzenia wykresu i HAPPY STROBOSCOPE !!!!!!