สโตรโบสโคป: 5 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:04

สโตรโบสโคปเป็นอุปกรณ์ที่สร้างแฟลชด้วยความถี่ที่แม่นยำ ใช้ในการวัดเมล็ดของการหมุนของจานหรือล้อที่หมุนเร็ว สโตรโบสโคปแบบดั้งเดิมทำด้วยวงจรแฟลชและไฟกะพริบที่เหมาะสม แต่เพื่อให้ทุกอย่างเรียบง่ายและราคาไม่แพง ฉันจึงใช้ไฟ LED สีขาวขนาด 5 มม. 25 มม. เช่นเดียวกับสมองของระบบ AtmelAtmega328 ถูกใช้ใน Arduino nano สำหรับโปรเจ็กต์ขั้นสูงและแฟนซีนิดหน่อย ฉันใช้จอแสดงผล OLED ขนาด.94 นิ้ว เพื่อแสดงความถี่

คลิกที่นี่เพื่อดูหน้าวิกิสำหรับเอฟเฟกต์สโตรโบสโคป

วิดีโอ 1

วิดีโอ2

ขั้นตอนที่ 1: Easy Peasy LED Matrix

บัดกรี 25 Leds ในการจัดเรียง 5x5 เพื่อให้เป็นรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัสที่สวยงาม ตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณมีแอโนดและแคโทดทั้งหมดอยู่ในแนวเดียวกัน เพื่อให้ง่ายต่อการสร้างการเชื่อมต่อทางไฟฟ้า งวดปัจจุบันคาดว่าจะมีขนาดใหญ่ ดังนั้นงานบัดกรีที่เหมาะสมจึงมีความสำคัญ

ลองดูรูปถ่าย (ส่วนตัวเก็บประจุจะอธิบายเพิ่มเติมด้านล่าง) สายสีเหลืองแสดงถึงแคโทด เช่น ค่าลบหรือกราวด์ และลวดสีแดงแสดงถึงแรงดันไฟฟ้าซึ่งในกรณีนี้คือ 5V DC

นอกจากนี้ยังไม่มีตัวต้านทานจำกัดกระแสด้วยไฟ LED เนื่องจากกระแสไฟในที่จะจ่ายในช่วงเวลาสั้น ๆ ประมาณ 500 ไมโครวินาทีในกรณีนี้ ไฟ LED สามารถจัดการกับกระแสชนิดนี้ได้ในระยะเวลาอันสั้น ฉันประมาณการวาดปัจจุบันของ 100mA ต่อ led ซึ่งแปลเป็น 2.5 แอมป์ !! นั่นเป็นกระแสและงานบัดกรีที่ดีเป็นสิ่งสำคัญ

ขั้นตอนที่ 2: พาวเวอร์ซัพพลาย

ฉันเลือกที่จะทำให้มันเรียบง่ายและด้วยเหตุนี้ฉันจึงขับเคลื่อนอุปกรณ์ด้วยธนาคารพลังงานที่เรียบง่าย ดังนั้นฉันจึงใช้ mini USB ของ arduino nano เป็นอินพุตพลังงาน แต่ไม่มีทางที่พาวเวอร์แบงค์จะสามารถปรับให้เข้ากับกระแสไฟที่ไหลเร็ว 2.5 A ได้ นี่คือจุดที่เราเรียกเพื่อนที่ดีที่สุดของเราว่าคาปาซิเตอร์ วงจรของฉันมีตัวเก็บประจุ 100microFarad 13 ตัว ซึ่งแปลว่า 1.3mF ซึ่งมาก แม้จะมีความจุมาก แต่แรงดันไฟฟ้าขาเข้าก็พังทลายลง แต่ Arduino ไม่รีเซ็ตตัวเองซึ่งเป็นสิ่งสำคัญ

ในฐานะที่เป็นสวิตช์ที่รวดเร็ว ฉันเลือก N-channel mosfet (IRLZ44N ให้แม่นยำ) การใช้มอสเฟตเป็นสิ่งสำคัญ เนื่องจาก BJT จะไม่สามารถดูแลกระแสไฟฟ้าขนาดใหญ่เช่นนี้ได้หากไม่มีแรงดันไฟฟ้าตกมาก การลดลงของ BJT 0.7 V จะลดการดึงปัจจุบันลงอย่างมาก มอสเฟตแบบหยด 0.14 V มีราคาถูกกว่ามาก

ตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณใช้สายไฟที่มีความหนาเพียงพอ 0.5 มม. ก็เพียงพอแล้ว

5V-ขั้วบวก

กราวด์- แหล่งที่มาของมอสเฟต

แคโทด- ท่อระบายน้ำของมอสเฟต

Gate- พินดิจิตอล

ขั้นตอนที่ 3: ส่วนต่อประสานผู้ใช้ - อินพุต

เป็นอินพุต ฉันใช้โพเทนชิโอมิเตอร์สองตัว ตัวหนึ่งเป็นการปรับแบบละเอียด และอีกตัวเป็นการปรับแบบหยาบ ทั้งสองมีชื่อว่า F และ C

อินพุตสุดท้ายเป็นอินพุตรวมของหม้อทั้งสองในรูปของ

อินพุต=27x(อินพุตแบบหยาบ)+(อินพุตแบบละเอียด)

สิ่งหนึ่งที่ต้องได้รับการดูแลคือความจริงที่ว่าไม่มี ADC ใดเป็นนายอำเภอและด้วยเหตุนี้ 10 บิต ADC ของ Arduino จะให้ค่าที่ผันผวนด้วยค่า 3-4 โดยทั่วไปนี่ไม่ใช่ปัญหา แต่การคูณ 27 จะทำให้อินพุตบ้าและอาจผันผวนสำหรับค่า 70-100 การเพิ่มความจริงที่ว่าอินพุตปรับรอบการทำงานและไม่ใช่ความถี่โดยตรงทำให้สิ่งต่าง ๆ แย่ลงมาก

ดังนั้นฉันจึงจำกัดค่าไว้ที่ 1,013 ดังนั้นหากหม้อหยาบอ่านมากกว่า 1,013 การอ่านจะถูกปรับเป็น 1,013 ไม่ว่ามันจะผันผวนจาก 1,014 ถึง 1024

สิ่งนี้ช่วยให้ระบบมีเสถียรภาพอย่างแท้จริง

ขั้นตอนที่ 4: ผลลัพธ์ (ไม่บังคับ)

ฉันเพิ่มจอแสดงผล LED OLED ลงในสโตรโบสโคปเพื่อเป็นส่วนเสริม สามารถใช้แทนจอภาพแบบอนุกรมของ Arduino IDE ได้ทั้งหมด ฉันได้แนบรหัสสำหรับทั้งจอแสดงผลและ Serial Monitor จอแสดงผล oled ช่วยได้เพราะช่วยให้โปรเจ็กต์พกพาได้อย่างแท้จริง การคิดถึงแล็ปท็อปที่เชื่อมต่อกับโปรเจ็กต์เล็กๆ เช่นนี้ เป็นการยึดโปรเจ็กต์เล็กน้อย แต่ถ้าคุณเพิ่งเริ่มต้นกับ Arduino ฉันแนะนำให้คุณข้ามการแสดงผลหรือกลับมาใหม่ในภายหลัง ระวังอย่าให้กระจกของจอแสดงผลแตก มันฆ่ามัน:(

ขั้นตอนที่ 5: รหัส

สมองในระบบจะไม่ทำงานหากไม่มีการศึกษาที่เหมาะสม นี่คือช่วงฤดูร้อนสั้น ๆ ของรหัส ลูปตั้งค่าตัวจับเวลา การเปิดและปิดแฟลชถูกควบคุมด้วยการขัดจังหวะของตัวจับเวลา ไม่ใช่ด้วยลูป สิ่งนี้ทำให้แน่ใจได้ว่ามีจังหวะเวลาที่เหมาะสมของเหตุการณ์ และนี่เป็นสิ่งสำคัญสำหรับเครื่องมือดังกล่าว

ส่วนหนึ่งของรหัสทั้งสองคือฟังก์ชันปรับ ปัญหาที่ฉันพบคือความถี่ที่คาดหวังไม่เหมือนกับที่ฉันคาดไว้ ดังนั้นฉันจึงตัดสินใจที่จะขี้เกียจและสำรวจสโตรโบสโคปของฉันด้วยออสซิลโลสโคปแบบดิจิทัลและพล็อตความถี่จริงเทียบกับความถี่และพล็อตจุดในแอปทางคณิตศาสตร์ที่ฉันโปรดปราน Geogebra ในการพล็อตกราฟทำให้ฉันนึกถึงการชาร์จตัวเก็บประจุทันที ดังนั้นฉันจึงเพิ่มพารามิเตอร์และพยายามปรับการรักษาให้พอดีกับจุดต่างๆ

ดูกราฟแล้ว HAPPY STROBOSCOPE !!!!!!