เครื่องวัดความเร็วล้อหนูแฮมสเตอร์: 11 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:02

โครงการทิงเกอร์แคด »

เมื่อสามปีที่แล้ว หลานชายได้สัตว์เลี้ยงตัวแรกคือ หนูแฮมสเตอร์ชื่อนักเก็ต ความอยากรู้เกี่ยวกับกิจวัตรการออกกำลังกายของนักเก็ตเริ่มโครงการที่ใช้เวลานานนักเก็ต (RIP) คำแนะนำนี้สรุปมาตรวัดความเร็วรอบออปติคัลของวงล้อออกกำลังกาย เครื่องวัดวามเร็วล้อหนูแฮมสเตอร์ (HWT) แสดงความเร็วสูงสุด (RPM) ของหนูแฮมสเตอร์และจำนวนรอบทั้งหมด ครอบครัวมนุษย์ของนักเก็ตต้องการสิ่งที่ง่ายต่อการติดตั้งและใช้งาน แต่ไม่ได้ต้องการเวลาอยู่หน้าจออีกต่อไปสำหรับเด็กๆ ด้วยวิธีการโต้ตอบกับโลกที่เคี้ยวเอื้องของหนู ฉันคิดว่าพลังงานแบตเตอรี่ในตัวน่าจะดี HWT จะทำงานประมาณ 10 วันโดยคิดค่าบริการ สามารถบันทึกได้ถึง 120 RPM ขึ้นอยู่กับเส้นผ่านศูนย์กลางล้อ

ขั้นตอนที่ 1: รายการชิ้นส่วน

Adafruit #2771 Feather 32u4 Basic Proto (พร้อมสายไฟเสริม - ดูขั้นตอนที่ 4: ประกอบอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์)

Adafruit #3130 0.54 Quad Alphanumeric FeatherWing Display - สีแดง

Adafruit #2886 Header Kit for Feather - ชุดหัวต่อตัวเมีย 12 พินและ 16 พิน

Adafruit #805 SPDT Slide Switch ที่เป็นมิตรกับเขียงหั่นขนม

Adafruit #3898 แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนโพลิเมอร์เหมาะสำหรับขนนก - 3.7V 400mAh

Vishay TSS4038 โมดูลเซ็นเซอร์ IR 2.5-5.5v 38kHz

Vishay TSAL4400 ตัวปล่อยอินฟราเรด T-1 pkg

ตัวต้านทาน, 470, 1/4w

สวิตช์, ปุ่มกด, SPST, เปิดชั่วขณะ, ติดตั้งบนแผงควบคุม 0.25 (Jameco P/N 26623 หรือเทียบเท่า)

(4) สกรูเกลียวปล่อยไนลอน 2.5 มม. พร้อมน็อต (หรือสกรูเครื่อง 4-40 ตัว - ดูขั้นตอนที่ 6: ประกอบ HWT)

ตู้ครอบล้อหนูแฮมสเตอร์ - พิมพ์ 3 มิติ (ไฟล์ TinkerCad สาธารณะ)

กรอบมาตรวัดความเร็วล้อหนูแฮมสเตอร์ - พิมพ์ 3 มิติ (ไฟล์ TinkerCad สาธารณะ)

ตัวเรือนเซ็นเซอร์วัดรอบล้อหนูแฮมสเตอร์ - พิมพ์ 3 มิติ (ไฟล์ TinkerCad สาธารณะ)

แสดงฟิลเตอร์คอนทราสต์ มีสามตัวเลือก:

1. (54 มม. x 34 มม. x 3.1 มม.) 1/8" โพลีคาร์บอเนตรมควันสีเทาใส (estreetplastics หรือเทียบเท่า)
2. ไม่มีฟิลเตอร์คอนทราสต์
3. พิมพ์ 3 มิติตัวกรองโดยใช้ PLA โปร่งแสงแบบบางและไฟล์ TinkerCad สาธารณะนี้

สสารมืด: วัสดุสะท้อนแสงที่ไม่ใช่ IR ติดบางส่วน ฉันใช้ผ้าสักหลาดสีดำจากร้านขายงานฝีมือ Creatology Peel and Stick สักหลาดโพลีเอสเตอร์สีดำหรือเทียบเท่า ดูเพิ่มเติมที่ขั้นตอนที่ 7: การปรับเทียบ - หมายเหตุเกี่ยวกับพื้นที่มืด

หมายเหตุ: ภายในเหตุผล คุณอาจเปลี่ยนชิ้นส่วน ฉันมักจะสนับสนุน Adafruit เนื่องจากคุณภาพและการสนับสนุนจากชุมชนผู้ผลิต โอ้และฉันชอบแผ่นประสานสีทอง

ขั้นตอนที่ 2: ทฤษฎีการดำเนินงาน

HWT ใช้แสงอินฟราเรด (IR) เพื่อนับรอบการหมุนของวงล้อออกกำลังกายที่หมุนได้ ล้อออกกำลังกายพลาสติกส่วนใหญ่สะท้อนแสง IR ได้ค่อนข้างดีเช่นกัน แม้แต่ล้อพลาสติกที่โปร่งแสงในแสงที่มองเห็นได้ก็อาจสะท้อนแสง IR เพียงพอที่จะกระตุ้นเซ็นเซอร์ IR ผู้ใช้สร้างพื้นที่มืดบนล้อโดยใช้สักหลาดติดสีดำ (ดูขั้นตอนที่ 7: การปรับเทียบ - หมายเหตุเกี่ยวกับพื้นที่มืด) เมื่อ HWT ตรวจพบการเปลี่ยนแปลงจากการสะท้อนแสงเป็นความมืด การปฏิวัติหนึ่งครั้งจะถูกนับ

HWT ใช้โมดูลเซ็นเซอร์ Vishay IR และตัวปล่อย IR LED ในแอปพลิเคชันทั่วไป Vishay TSS4038 IR Sensor Module ใช้สำหรับการตรวจจับการมีอยู่ - เป็นสิ่งที่มี (สะท้อน IR) หรือบางอย่างไม่มีอยู่ นั่นไม่ใช่สิ่งที่ HWT กำลังทำอยู่ที่นี่ วงล้อออกกำลังกายพลาสติกอยู่ที่นั่นเสมอ เรากำลังหลอกเซ็นเซอร์ด้วยการเพิ่มพื้นที่มืด IR เพื่อให้วงล้อ 'หายไป' ในแสงอินฟราเรด นอกจากนี้ HWT ยังใช้ประโยชน์จากการออกแบบของ Vishay TSS4038 IR Sensor Module เพื่อให้มีระยะการทำงานที่หลากหลาย ขั้นตอนที่ 3: ส่วนรหัสและรายการรหัสมีข้อมูลเพิ่มเติม หลักฐานพื้นฐานมีระบุไว้ใน Application Note Vishay's TSSP4056 Sensor for Fast Proximity Sensing

Adafruit Feather มีไมโครคอนโทรลเลอร์ Atmel MEGA32U4 และพื้นที่สร้างต้นแบบผ่านรู

บัดกรีในพื้นที่ต้นแบบคือ Vishay TSAL4400 IR LED ซึ่งสร้างสัญญาณ IR 38 kHz ระเบิด (ภายใต้การควบคุมของไมโครคอนโทรลเลอร์ 32U4)

นอกจากนี้ การบัดกรีในพื้นที่การสร้างต้นแบบยังเป็น Vishay TSS4038 IR Sensor Module สำหรับเซนเซอร์ตัวรับ แสง Barrier และ Fast Proximity Applications

โมดูลเซ็นเซอร์ IR นี้สร้างสัญญาณหากได้รับแสง IR 38kHz ในระยะเวลาหนึ่ง

ไมโครคอนโทรลเลอร์ 32U4 สร้างการระเบิด 38kHz ทุก ๆ 32mS อัตรา 32mS กำหนด RPM ล้อออกกำลังกายสูงสุดที่สามารถวัดได้ 32U4 ยังตรวจสอบโมดูลเซ็นเซอร์ IR ด้วยการสะท้อนอินฟราเรดที่เพียงพอจากวงล้อหนูแฮมสเตอร์ การระเบิดแต่ละครั้งจะทำให้โมดูลเซ็นเซอร์อินฟราเรดตอบสนอง บริเวณที่มืดของวงล้อไม่มีการตอบสนองของเซ็นเซอร์ IR ซึ่ง 32U4 บันทึกไว้ เมื่อวงล้อแฮมสเตอร์ขยับเพื่อให้มีแสงสะท้อน IR เพียงพอ รหัส 32U4 จะบันทึกการเปลี่ยนแปลงและนับว่าเป็นการหมุนวงล้อหนึ่งครั้ง (การเปลี่ยนแสงเป็นความมืด= 1 รอบ)

ประมาณทุกนาที 32U4 จะตรวจสอบว่ารอบในนาทีสุดท้ายเกินจำนวน RPM สูงสุดก่อนหน้าหรือไม่ และอัปเดตคะแนน 'ส่วนบุคคลที่ดีที่สุด' นี้หากจำเป็น จำนวนรอบต่อนาทีในนาทีสุดท้ายจะถูกเพิ่มเข้าไปในจำนวนรอบการหมุนของล้อทั้งหมดด้วย

ปุ่มกดใช้เพื่อแสดงจำนวนรอบ (ดูขั้นตอนที่ 9:ส่วนโหมดปกติ) และใช้ในการปรับเทียบ HWT (ดูขั้นตอนที่ 7: ส่วนโหมดการปรับเทียบ)

สวิตช์เลื่อนเปิด-ปิดจะควบคุมการจ่ายไฟให้กับ HWT และมีบทบาทในการสอบเทียบ (ดูขั้นตอนที่ 7: ส่วนการปรับเทียบ)

หากทราบเส้นผ่านศูนย์กลางของล้อออกกำลังกาย ระยะทางรวมของการวิ่งจะคำนวณเป็น (เส้นผ่านศูนย์กลาง * รอบวงล้อทั้งหมด * π)

ขั้นตอนที่ 3: รหัส

ฉันถือว่าผู้ใช้รู้จักบอร์ด Arduino IDE และ Adafruit Feather 32U4 ฉันใช้ Arduino IDE มาตรฐาน (1.8.13) กับ RocketScream Low Power Library ฉันพยายามที่จะแสดงความคิดเห็นโค้ดอย่างมากมายและอาจถูกต้อง

ฉันไม่ได้บันทึกนิสัยใจคอและการโต้ตอบของระบบ Arduino IDE และระบบ Adafruit Feather 32U4 ตัวอย่างเช่น 32U4 จัดการการสื่อสาร USB กับตัวโหลด Arduino การให้โฮสต์พีซีที่รัน Arduino IDE เพื่อค้นหาการเชื่อมต่อ USB Feather 32U4 อาจเป็นปัญหาได้ มีกระทู้ฟอรัมออนไลน์ที่มีรายละเอียดเกี่ยวกับปัญหาและการแก้ไข

โดยเฉพาะไลบรารี RocketScream Low Power การทำงานของ Feather 32U4 USB หยุดชะงัก ดังนั้นในการดาวน์โหลดโค้ดจาก Arduino IDE ไปยัง 32U4 ผู้ใช้อาจต้องกดปุ่มรีเซ็ต Feather 32U4 จนกว่า IDE จะพบพอร์ตอนุกรม USB ทำได้ง่ายกว่ามากก่อนที่คุณจะประกอบ HWT

ขั้นตอนที่ 4: ประกอบอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

1. ประกอบ Adafruit #2771

   1. หากต้องการระบายพลังงานต่ำสุด ให้ตัดรอยต่อระหว่าง R7 และ LED สีแดง สิ่งนี้จะปิดใช้งาน Feather LED
   2. ติดตั้ง Adafruit #2886 Header Kit บน #2771 Feather ตามบทช่วยสอน โปรดทราบว่ามีหลายตัวเลือกสำหรับสไตล์ส่วนหัว กล่องหุ้มที่พิมพ์ด้วย HWT 3D มีขนาดสำหรับส่วนหัวนี้

   3. ติดตั้งส่วนประกอบออปติคัลบน #2771 Feather อ้างถึงรูปภาพและแผนผัง

      • Vishay TSS4038 โมดูลเซ็นเซอร์ IR
      • Vishay TSAL4400 ตัวปล่อยอินฟราเรด
      • ตัวต้านทาน, 470, 1/4w
      • ตู้เซ็นเซอร์วัดรอบล้อหนูแฮมสเตอร์ - พิมพ์ 3 มิติ (ไฟล์ TinkerCad สาธารณะ)
2. ประสานสวิตช์ปุ่มกดจอแสดงผลไปที่ชุดแผงวงจรพิมพ์ Feather 32U4 (PCBA) ตามแผนผัง
3. ประกอบ Adafruit #3130 0.54" Quad Alphanumeric FeatherWing Display ตามบทช่วยสอน

4. ประกอบสวิตช์ไฟ / ชุดแบตเตอรี่ตามภาพและแผนผัง หมายเหตุ: สวิตช์นำไปสู่ใกล้กับสวิตช์จะต้องปราศจากการบัดกรีเพื่อให้สวิตช์พอดีกับกล่องหุ้ม HWT

   • Adafruit #3898 แบตเตอรี่ LiPo
   • Adafruit #805 SPDT สวิตช์สไลด์
   • สายต่อ.

   หมายเหตุ: วางสายได้ตามต้องการ นี่เป็นเพียงวิธีที่ฉันประกอบ HWT สำหรับคำแนะนำนี้ ต้นแบบอื่นๆ มีการวางสายไฟแตกต่างกันเล็กน้อย ตราบใดที่การเดินสายของคุณเป็นไปตามแผนผังและเซ็นเซอร์ Vishay และตัวเรือน LED ยื่นออกมาที่ด้านล่างของกล่องหุ้ม HWT คุณก็ทำได้ดี

ขั้นตอนที่ 5: ชิ้นส่วนที่พิมพ์ 3 มิติ

ตัวเรือน HWT ประกอบด้วยชิ้นส่วนที่พิมพ์ 3 มิติสามชิ้น:

1. ตู้ครอบล้อหนูแฮมสเตอร์ - (ไฟล์ TinkerCad สาธารณะ)
2. กรอบมาตรวัดความเร็วล้อหนูแฮมสเตอร์ - (ไฟล์ TinkerCad สาธารณะ)
3. ที่อยู่อาศัยเซ็นเซอร์วัดรอบล้อหนูแฮมสเตอร์ - (ไฟล์ TinkerCad สาธารณะ)

ตัวเรือน HWT, กรอบจอแสดงผล HWT และตัวเรือนเซ็นเซอร์ HWT สร้างขึ้นใน Tinkercad และเป็นไฟล์สาธารณะ บุคคลสามารถดาวน์โหลดสำเนาและแก้ไขได้ตามต้องการ ฉันแน่ใจว่าการออกแบบสามารถปรับให้เหมาะสมได้ สิ่งเหล่านี้ถูกพิมพ์บน MakerGear M2 โดยใช้การควบคุม Simplify3D Adafruit มีบทช่วยสอนสำหรับเคสพิมพ์ 3 มิติสำหรับ Adafruit Feather ฉันพบว่าการตั้งค่าเครื่องพิมพ์ 3 มิตินั้นเป็นจุดเริ่มต้นที่ดีสำหรับเครื่องพิมพ์ M2 MakerGear ของฉัน

หากจำเป็น ตัวกรองความคมชัดของจอแสดงผลสามารถพิมพ์ 3 มิติโดยใช้ PLA โปร่งแสงแบบบางและไฟล์ TinkerCad สาธารณะนี้

ขั้นตอนที่ 6: ประกอบHWT

1. เชื่อมต่อชุดแบตเตอรี่/สวิตช์กับ Feather #2771 PCBA ตอนนี้ทำได้ง่ายกว่าเมื่อติด Feather #2771 เข้ากับกล่องหุ้ม HWT
2. วางสวิตช์สไลด์ลงในตำแหน่งในกล่องหุ้ม HWT
3. เดินสายไฟให้พ้นทางเมื่อคุณวาง Feather PCBA ลงในกล่องหุ้ม
4. ตัวเรือนเซ็นเซอร์ควรยื่นออกมาจากด้านหลังของกล่องหุ้ม HWT
5. น็อต 2.5 มม. ติดเข้ากับสกรู 2.5 มม. ได้ยาก คุณอาจต้องการใช้สกรูเครื่อง 4-40 ตัวตามที่อธิบายไว้ในบทแนะนำ Adafruit
6. กด PCBA แสดงผล #3130 ลงใน Feather #2771 PCBA ดูพินที่งอหรือไม่ตรงแนว
7. ติดสวิตช์เข้ากับกรอบจอแสดงผล
8. ติดขอบจอแสดงผลเข้ากับโครง HWT

ขั้นตอนที่ 7: การปรับเทียบ

ในโหมดปรับเทียบ จอแสดงผลจะแสดงเอาต์พุตจากเซ็นเซอร์ IR อย่างต่อเนื่อง การสอบเทียบช่วยในการตรวจสอบ:

1. ล้อหนูแฮมสเตอร์สะท้อนแสง IR เพียงพอ
2. บริเวณที่มืดกำลังดูดซับแสงอินฟราเรด
3. การตั้งค่าช่วงนั้นถูกต้องสำหรับระยะห่างจากวงล้อออกกำลังกาย

• ในการเข้าสู่โหมดปรับเทียบ:

  1. ปิด HWT โดยใช้สวิตช์สไลด์เปิด/ปิด
  2. กดปุ่มแสดงผลค้างไว้
  3. เปิด HWT โดยใช้สวิตช์สไลด์เปิด/ปิด
  4. HWT เข้าสู่โหมดปรับเทียบและแสดง CAL
  5. ปล่อยปุ่มแสดงผล HWT จะแสดงตัวอักษรแทนการตั้งค่าช่วง (L, M หรือ S) และการอ่านเซ็นเซอร์ โปรดทราบว่าการอ่านเซ็นเซอร์ไม่ใช่ระยะทางจริงจากล้อถึง HWT เป็นตัววัดคุณภาพของการสะท้อนกลับ

• วิธีตรวจสอบการสะท้อนแสง IR ของล้อ:

  ด้วยการสะท้อนที่เพียงพอ จอแสดงผลของเซ็นเซอร์ควรอ่านได้ประมาณ 28 ถ้าล้ออยู่ห่างจาก HWT มากเกินไป จะเกิดการสะท้อนไม่เพียงพอและจอแสดงผลของเซ็นเซอร์จะว่างเปล่า หากเป็นเช่นนั้น ให้เลื่อนล้อไปใกล้กับ HWT หมุนวงล้อ; การอ่านจะผันผวนเมื่อวงล้อหมุน ช่วง 22 ถึง 29 เป็นเรื่องปกติ การอ่านเซ็นเซอร์ไม่ควรเว้นว่างไว้ ตัวอักษรของช่วง (L, M หรือ S) จะปรากฏขึ้นเสมอ

• วิธีตรวจสอบการตอบสนองของพื้นที่มืด:

  พื้นที่ที่ดูดซับ IR (พื้นที่มืด) จะทำให้การอ่านเซ็นเซอร์ว่างเปล่า หมุนวงล้อเพื่อให้พื้นที่มืดแสดงต่อ HWT จอแสดงผลควรว่างเปล่าซึ่งหมายความว่าไม่มีการสะท้อนกลับ หากแสดงตัวเลข พื้นที่มืดอยู่ใกล้กับ HWT เกินไป หรือวัสดุสีเข้มที่ใช้ไม่ดูดซับแสง IR เพียงพอ

  หมายเหตุเกี่ยวกับพื้นที่มืด

  สิ่งใดก็ตามที่ดูดซับแสงอินฟราเรดจะได้ผล เช่น สีดำแบนหรือเทปสีดำแบน ผิวเรียบหรือด้านเป็นสิ่งสำคัญ! วัสดุสีดำมันวาวอาจสะท้อนแสงได้มากในแสงอินฟราเรด พื้นที่มืดอาจอยู่ที่เส้นรอบวงหรือด้านแบนของวงล้อออกกำลังกาย ที่คุณเลือกขึ้นอยู่กับตำแหน่งที่คุณติดตั้ง HWT

  พื้นที่มืดต้องมีขนาดเพียงพอที่เซ็นเซอร์ IR จะเห็นเฉพาะบริเวณที่มืด ไม่ใช่พลาสติกสะท้อนแสงที่อยู่ติดกัน ตัวปล่อย IR ฉายรูปกรวยของแสง IR ขนาดกรวยเป็นสัดส่วนกับระยะห่างระหว่าง HWT กับล้อ อัตราส่วนหนึ่งต่อหนึ่งทำงาน หาก HWT อยู่ห่างจากล้อ 3 นิ้ว พื้นที่มืดควรกว้าง 2-3 นิ้ว ขออภัยสำหรับหน่วยอิมพีเรียล

  ภาพแสดง LED IR TSAL4400 ที่ให้แสงสว่างแก่เป้าหมายในระยะ 3 นิ้ว ภาพนี้ถ่ายด้วยกล้อง NOIR Raspberry Pi

  คำแนะนำในการเลือกใช้วัสดุ: เมื่อฉันประกอบ HWT แล้ว ฉันใช้เป็นเครื่องวัดการสะท้อนอินฟราเรด (นั่นคือสิ่งที่เป็น) ในระหว่างการพัฒนา ฉันนำ HWT ไปที่ร้านสัตว์เลี้ยง ร้านฮาร์ดแวร์ และร้านผ้า หลายรายการถูก 'ทดสอบ' ฉันตรวจสอบวงล้อออกกำลังกายที่เป็นพลาสติก วัสดุสีเข้ม และผลกระทบต่อระยะห่างจากวัสดุ การทำเช่นนี้ทำให้ฉันเข้าใจถึงประสิทธิภาพและข้อจำกัดของ HWT ซึ่งช่วยให้ฉันสามารถระบุตำแหน่งล้อพลาสติกในกรงได้อย่างเหมาะสม และเลือกการตั้งค่าช่วงที่ถูกต้องในโหมดการปรับเทียบ ใช่ ฉันต้องอธิบายมากกว่าหนึ่งครั้งว่ากำลังทำอะไรกับพนักงานร้านที่งงงวย

• วิธีเปลี่ยนช่วง:

  1. ในโหมดปรับเทียบ อักขระที่แสดงตัวแรกคือการตั้งค่าช่วง (L, M, S):

     • (L)ong range = 1.5 ถึง 5"
     • (M) ช่วง Edium = 1.3 ถึง 3.5"
     • (S)hort range = 0.5 ถึง 2" (ตัวพิมพ์ใหญ่ S ดูเหมือนตัวเลข 5)

     หมายเหตุ: ช่วงเหล่านี้ขึ้นอยู่กับวัสดุเป้าหมายและเป็นค่าโดยประมาณ

  2. หากต้องการเปลี่ยนช่วงให้กดปุ่มแสดง อักขระที่แสดงตัวแรกจะเปลี่ยนเพื่อแสดงช่วงใหม่
  3. หากต้องการเก็บช่วงใหม่นี้ให้กดปุ่มแสดงผลค้างไว้ 4 วินาที หน้าจอจะแสดง Savd เป็นเวลาสองวินาทีเมื่อการดำเนินการเสร็จสิ้น

  หมายเหตุ: HWT จะจดจำการตั้งค่าช่วงหลังจากรีเซ็ตและแม้ว่าแบตเตอรี่จะหมด

• ความสำเร็จ? หากวงล้อออกกำลังกายสะท้อนแสง (แสดงประมาณ 28) และพื้นที่มืดดูดซับ (แสดงช่องว่าง) แสดงว่าคุณทำเสร็จแล้ว เปิดเครื่อง HWT เพื่อกลับสู่โหมดปกติ (ดูขั้นตอนที่ 9: ส่วนโหมดปกติ) มิฉะนั้น ให้เปลี่ยนระยะห่างระหว่าง HWT กับล้อ หรือเปลี่ยนช่วง HWT จนกว่าคุณจะทำสำเร็จ

หมายเหตุ: ตำแหน่งที่ติดตั้ง HWT บนโครงและการสอบเทียบของ HWT เกี่ยวข้องกัน คุณอาจไม่สามารถวางล้อในตำแหน่งที่คุณต้องการในกรงได้ เนื่องจากตำแหน่งกรงนั้นไม่อยู่ในช่วงของ HWT วัสดุล้อและวัสดุพื้นที่มืด (สักหลาดสีดำ) ที่คุณเลือกก็กลายเป็นปัจจัยเช่นกัน

ขั้นตอนที่ 8: การติดตั้งบน Cage

1. ปรับเทียบ HWT และใช้กระบวนการสอบเทียบเพื่อแจ้งว่าคุณจะวางวงล้อออกกำลังกายไว้ที่ใด และติดตั้ง HWT ไว้ที่ใดในกรง
2. HWT สามารถผูกติดกับด้านข้างของกรงได้โดยใช้รูยึดของเคส HWT ฉันใช้ที่ผูกขนมปังลวดเคลือบพลาสติก ลวดผูกทำงานด้วย
3. เมื่อติดตั้ง HWT และวางวงล้อออกกำลังกาย ให้ตรวจสอบว่าวงล้อออกกำลังกายสะท้อนแสง IR และพื้นที่มืดดูดซับ IR

4. หากจำเป็น การเปลี่ยนช่วงจะอธิบายไว้ในส่วนการปรับเทียบ ผู้ใช้สามารถเลือกช่วงระยะทางได้ใน HWT มีสามช่วงที่ทับซ้อนกัน:

   • (L)ong range = 1.5 ถึง 5"
   • (M) ช่วง Edium = 1.3 ถึง 3.5"
   • (S)ช่วงสั้น = 0.5 ถึง 2"
5. ตัวเรือนเซ็นเซอร์ HWT (ตัวปล่อย/เซ็นเซอร์ IR) ต้องไม่ถูกบังด้วยลวดกรง คุณอาจต้องกางลวดกรงเล็กน้อยเพื่อให้ชุดประกอบทะลุผ่านลวดกรงได้
6. ตรวจสอบ HWT บันทึกการหมุนวงล้อออกกำลังกายอย่างถูกต้อง (ดูขั้นตอนที่ 9: โหมดการทำงานปกติ)

ขั้นตอนที่ 9: โหมดการทำงานปกติ

1. ในโหมดปกติ HWT จะนับรอบของวงล้อออกกำลังกาย
2. ในการเข้าสู่โหมดปกติ ให้เปิด HWT โดยใช้สวิตช์สไลด์เปิด/ปิด

3. หน้าจอจะแสดง nu41 เป็นเวลาหนึ่งวินาที จากนั้นแสดงการตั้งค่าช่วงเป็นเวลาหนึ่งวินาที

   • Ra=L ระยะไกล
   • Ra=M ช่วงกลาง
   • Ra=S ระยะสั้น (ตัวพิมพ์ใหญ่ S ดูเหมือนเลข 5)
4. ระหว่างการทำงานปกติ LED ส่วนแสดงผลเดียวจะกะพริบสั้น ๆ ทุก ๆ นาที
5. ทุกนาที การนับสำหรับนาทีนั้นจะถูกเปรียบเทียบกับจำนวนสูงสุด (ส่วนตัวของหนูแฮมสเตอร์ที่ดีที่สุด) จากนาทีที่แล้ว จำนวนสูงสุดจะได้รับการอัปเดตหากจำเป็น แต่ละนาทีนับจะถูกเพิ่มเข้าไปในการนับรวม

6. กดและปล่อยปุ่มแสดงผลเพื่อดูจำนวนวงล้อ จอแสดงผลแสดงสิ่งต่อไปนี้:

   • Now= ตามด้วยจำนวนรอบของล้อตั้งแต่การตรวจสอบในนาทีสุดท้าย หมายเหตุ: ตัวเลขนี้จะถูกเพิ่มเข้าไปในยอดรวมหลังจากทำเครื่องหมายในอีกหนึ่งนาทีถัดไป
   • Max= ตามด้วยจำนวนรอบสูงสุด ส่วนตัวของ Nugget ดีที่สุดตั้งแต่การปั่นจักรยานครั้งสุดท้าย
   • ทีโอที= ตามด้วยจำนวนรอบทั้งหมดตั้งแต่รอบกำลังสุดท้าย

การหมุนเวียนพลังงาน (เปิดสวิตช์สไลด์ไฟฟ้า) HWT จะทำให้การนับทั้งหมดเป็นศูนย์ ไม่มีการดึงตัวเลขเหล่านั้นกลับมา

HWT ควรทำงานเป็นเวลาประมาณสิบวันต่อการชาร์จหนึ่งครั้ง จากนั้นเซลล์ LiPo จะปิดการทำงานอัตโนมัติ เพื่อหลีกเลี่ยงการสูญเสียการนับวงล้อออกกำลังกาย ให้ชาร์จก่อนปิดเซลล์ LiPo อัตโนมัติ

ขั้นตอนที่ 10: หมายเหตุเซลล์ LiPo:

1. เซลล์ LiPo เก็บพลังงานได้มากโดยใช้สารเคมีระเหย เพียงเพราะโทรศัพท์มือถือและแล็ปท็อปใช้อุปกรณ์เหล่านี้ ไม่ควรได้รับการปฏิบัติด้วยความระมัดระวังและให้เกียรติ
2. HWT ใช้เซลล์ลิเธียมโพลีเมอร์ (LiPo) 3.7v แบบชาร์จไฟได้ ด้านบนของเซลล์ Adafruit LiPo ถูกห่อด้วยพลาสติกสีเหลืองอำพัน สิ่งนี้ครอบคลุมวงจรความปลอดภัยการชาร์จ / การคายประจุแบบรวมบน PCBA ขนาดเล็ก ตัวนำเซลล์สีแดงและสีดำที่มีตัวเชื่อมต่อ JST นั้นถูกบัดกรีเข้ากับ PCBA เป็นคุณลักษณะด้านความปลอดภัยที่ดีมากที่มีวงจรตรวจสอบระหว่าง LiPo กับโลกภายนอก
3. HWT จะสูญเสียพลังงานหากวงจรความปลอดภัยการชาร์จ / การคายประจุของ LiPo ตัดสินใจว่าเซลล์ LiPo ต่ำเกินไป วงล้อออกกำลังกายจะหายไป!
4. หาก HWT ดูเหมือน 'ตาย' อาจจำเป็นต้องชาร์จเซลล์ใหม่ เชื่อมต่อ HWT โดยใช้สายไมโคร USB กับแหล่งพลังงาน USB มาตรฐาน
5. เมื่อชาร์จ ไฟ LED สีเหลืองจะมองเห็นได้ในกรอบพลาสติก HWT
6. LiPo จะชาร์จจนเต็มในเวลาประมาณ 4 - 5 ชั่วโมง
7. วงจรป้องกันเซลล์ LiPo จะไม่อนุญาตให้ LiPo ชาร์จไฟเกิน แต่จะถอดสาย micro-USB เมื่อไฟ LED สีเหลืองดับลง
8. ตามที่อธิบายไว้ในเอกสารประกอบของ Adafruit #3898 เดิมทีฉันตั้งใจให้เซลล์ LiPo พอดีกับระหว่าง Feather #2771 PCBA และ #3130 display PCBA ฉันพบว่าการเดินสายไฟของฉันในพื้นที่ต้นแบบ Feather #2771 สูงเกินไปสำหรับเซลล์ LiPo ที่จะพอดีโดยไม่ทำให้เซลล์ LiPo บุ๋ม นั่นทำให้ฉันประหม่า ฉันหันไปวางแบตเตอรี่ไว้ข้างๆ PCBA
9. สายอ่านและสายสีดำของวงจรความปลอดภัยการชาร์จ / การคายประจุของ LiPo ไม่ชอบถูกงอ ในระหว่างการพัฒนา ฉันได้ทำลายสายไฟมากกว่าหนึ่งชุด เพื่อให้บรรเทาความเครียดได้มากขึ้น ฉันออกแบบและพิมพ์ 3 มิติการบรรเทาความเครียด นั่นคือบล็อกสีเทาที่ด้านบนของเซลล์ LiPo ไม่จำเป็น แต่นี่คือ (ไฟล์ Public TinkerCad)

ขั้นตอนที่ 11: ประวัติการพัฒนา:

ตลอดระยะเวลาสามปีของโปรเจ็กต์ Nugget หลายเวอร์ชันส่งผลให้:

1.xProof ของแนวคิดและแพลตฟอร์มการรวบรวมข้อมูล

ประสิทธิภาพของ Nugget มีลักษณะเฉพาะ (RPM สูงสุด ยอดรวม เวลาของกิจกรรม) ในช่วงที่รุ่งโรจน์ของเขา นักเก็ตมีความเร็วถึง 100 รอบต่อนาทีและสามารถวิ่งได้ 0.3 ไมล์ต่อคืน สเปรดชีตการคำนวณข้อมูลสำหรับล้อต่างๆ ที่แนบมา สิ่งที่แนบมายังเป็นไฟล์ที่มีบันทึก Nugget RPM จริงที่จัดเก็บไว้ในการ์ด SD

• Arduino Duemilanove
• Adafruit #1141 SD card datalogger shield
• Adafruit #714+#716 โล่ LCD
• OMRON E3F2-R2C4 ออปติคัลเซนเซอร์แบบสะท้อนแสง
• หม้อแปลงไฟฟ้ากระแสสลับ (ต้องใช้ Omron 12 โวลต์)

สำรวจเซนเซอร์และฮาร์ดแวร์ 2.x

ก่อตั้งไมโครคอนโทรลเลอร์และแสดง:

• อดาฟรุ๊ต #2771 Feather 32U4
• Adafruit #3130 14 segment LED display Featherwing.

คำสั่งผสมนี้ได้รับเลือกสำหรับการใช้พลังงานต่ำ (โหมดสลีป 32U4) การจัดการแบตเตอรี่ (เครื่องชาร์จ LiPo ในตัว) และต้นทุน (ไฟ LED ราคาไม่แพงและใช้พลังงานต่ำกว่า LCD + แบ็คไลท์)

• เซ็นเซอร์คู่ออปติคัลแบบ Hall-effect และแบบแยกแสง (เช่น QRD1114) ถูกตรวจสอบ ช่วงไม่เพียงพอเสมอ ถูกทอดทิ้ง
• Adafruit #2821 Feather HUZZAH พร้อม ESP8266 ที่รายงานไปยังแดชบอร์ด Adafruit IO เวลาอยู่หน้าจอที่มากขึ้นไม่ใช่สิ่งที่ลูกค้าต้องการ ถูกทอดทิ้ง

3.xSensor ทำงาน:

ซีรีส์นี้ยังตรวจสอบเซ็นเซอร์ทางเลือก เช่น การใช้สเต็ปเปอร์มอเตอร์เป็นตัวเข้ารหัสที่คล้ายกับคำแนะนำนี้ เป็นไปได้ แต่สำหรับความแรงของสัญญาณต่ำที่ RPM ต่ำ การทำงานเพิ่มขึ้นอีกเล็กน้อยจะทำให้สิ่งนี้กลายเป็นวิธีแก้ปัญหา แต่ก็ไม่ใช่การดัดแปลงง่ายๆ กับสภาพแวดล้อมของหนูแฮมสเตอร์ที่มีอยู่ ถูกทอดทิ้ง

4.1 โซลูชันฮาร์ดแวร์/ซอฟต์แวร์ที่อธิบายไว้ในคำแนะนำนี้

5.x งานเซนเซอร์เพิ่มเติม:

ตรวจสอบ Sharp GP2Y0D810Z0F Digital Distance Sensor พร้อม Pololu Carrier ในขณะที่ยังคงใช้ Adafruit #2771 Feather 32U4 และ Adafruit #3130 14 segment LED display Featherwing ทำงานได้ดี ทำรหัสเล็กน้อย ใช้พลังงานมากกว่าโซลูชัน Vishay TSSP4038 ถูกทอดทิ้ง

6.x อนาคต?

• เปลี่ยนบอสสำหรับติดตั้งตู้ HWT บางตัวสำหรับ Adafruit #2771 Feather ด้วยเสายึด
• เปลี่ยนสวิตช์เปิด/ปิดด้วยสวิตช์ปุ่มกดที่เชื่อมต่อกับ Feather reset
• ไมโครคอนโทรลเลอร์ ATSAMD21 Cortex M0 เช่นที่พบใน Adafruit #2772 Feather M0 Basic Proto มีคุณสมบัติที่น่าสนใจมากมาย ฉันจะดูเรื่องนี้อย่างใกล้ชิดในการแก้ไขอื่น
• Vishay มีโมดูลเซ็นเซอร์ IR ใหม่ TSSP94038 มีความต้องการในปัจจุบันที่ต่ำกว่าและการตอบสนองที่ชัดเจนยิ่งขึ้น

รองชนะเลิศในการแข่งขันที่ใช้แบตเตอรี่