ปรับปรุงเครื่องตรวจจับการรั่วไหลของที่อยู่อาศัยกล้องใต้น้ำ: 7 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2025 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2025-01-23 15:12

รุ่นก่อนหน้าของเครื่องตรวจจับการรั่วไหลของตัวเรือนกล้องใต้น้ำนี้ถูกโพสต์ใน Instructables เมื่อปีที่แล้วซึ่งการออกแบบนั้นใช้ AdaFruit Trinket ของ Atmel AVR เวอร์ชันที่ปรับปรุงนี้ใช้ AdaFruit Trinket ของ Atmel SAMD M0 ผลที่ได้คืออายุการใช้งานแบตเตอรี่ที่ยาวนานขึ้นมากเมื่อพิจารณาจากไมโครโปรเซสเซอร์ Atmel ที่เหนือกว่า

ปัญหาเกี่ยวกับการออกแบบ AVR ส่วนหนึ่งเป็นผลมาจากการเลือกชิ้นส่วน AVR ของ AdaFruit แรงดันไฟในการทำงานขั้นต่ำของโปรเซสเซอร์ AVR คือ 2.7 โวลต์ โดยที่แบตเตอรี่ (CR2032) จะมีค่า 3 โวลต์ในนาม ผลลัพธ์สุทธิคือตัวประมวลผลจะรีเซ็ตทันทีที่แรงดันแบตเตอรี่ลดลงเหลือ ~2.7 โวลต์ (เช่น ภายใต้โหลดจากการกะพริบ LED ของเครื่องตรวจจับรอยรั่ว)

โปรเซสเซอร์ของ SAMD M0 สามารถทำงานได้ถึง 1.6 โวลต์และมีการใช้พลังงานสแตนด์บายที่ต่ำกว่ามาก (3.5 uA เทียบกับ 25 uA สำหรับ AVR รุ่นเก่า) ผลที่ได้คืออายุการใช้งานแบตเตอรี่ประมาณ 3 ปี โชคดีที่ AdaFruit Trinket M0 นั้นเหมือนกันทั้งในแง่ของฟอร์มแฟคเตอร์และพินเอาต์เมื่อเทียบกับ AVR รุ่นเก่า

ตัวเรือนกล้องใต้น้ำไม่ค่อยรั่ว แต่ถ้าเหตุการณ์นี้เกิดขึ้น ผลลัพธ์มักจะเป็นหายนะ ทำให้เกิดความเสียหายต่อตัวกล้องและเลนส์ที่ไม่สามารถแก้ไขได้

SparkFun เผยแพร่โครงการเครื่องตรวจจับน้ำในปี 2556 โดยที่การออกแบบดั้งเดิมนั้นมีวัตถุประสงค์เพื่อทดแทนเซ็นเซอร์การรั่วไหลของ NautiCam โปรเจ็กต์นี้ปรับการออกแบบ SparkFun ให้เป็น AdaFruit Trinket การใช้งานที่ได้มีขนาดเล็กพอที่จะใส่ในเคสของ Olympus PT-EP14 (เช่น สำหรับตัวกล้อง Olympus OM-D E-M1 Mark II)

ขั้นตอนที่ 1: ตัด Vero Board และแนบสายริบบิ้น

ส่วนหนึ่งของบอร์ด Vero ใช้สำหรับสร้างเซ็นเซอร์ที่ด้านล่างของตัวกล้องใต้น้ำ บอร์ด Vero มีแถบทองแดงขนานกัน ซึ่งปกติจะสร้างส่วนสำหรับโหนดวงจรแต่ละอัน

บอร์ด Vero สามารถตัดด้วยเครื่องมือจำนวนหนึ่ง แต่วิธีแก้ปัญหาที่สะอาดที่สุดคือการใช้ใบเลื่อยเพชร (เช่น ปกติใช้สำหรับตัดกระเบื้อง) โดยที่ใบมีดไม่จำเป็นต้องใช้น้ำ ความกว้างของเซ็นเซอร์คือแถบทองแดงกว้างสองแถบ และความยาวเท่าใดก็ตามที่เหมาะสมกับตัวเรือนที่เป็นปัญหา ปกติเรือนของโอลิมปัสจะมีร่องสองร่องที่กึ่งกลางด้านล่างของตัวเรือนซึ่งใช้สำหรับดักกระเป๋าสารดูดความชื้น เซ็นเซอร์อยู่ระหว่างร่องตามที่แสดงในภาพ ติดสายแพ (ตัวนำกว้างสองตัว) เข้ากับปลายด้านหนึ่งของบอร์ด Vero และเพิ่มท่อหดด้วยความร้อนที่ส่วนท้ายของบอร์ด โดยปิดรอยต่อประสาน

ขั้นตอนที่ 2: ซอฟต์แวร์แฟลช

ใช้ Arduino IDE แฟลชเฟิร์มแวร์ไปที่ Trinket โดยใช้สาย USB โดยไม่ต้องติดตั้งแบตเตอรี่ CR2032 ไฟล์ทั้งสองต้องอยู่ในไดเร็กทอรีชื่อ "H2OhNo"

Wiring.c ได้รับการแก้ไขเพื่อให้หมุดของโปรเซสเซอร์อยู่ในสถานะเริ่มต้นแทนที่จะบังคับให้กำหนดค่าเป็นอินพุต การตั้งค่าพินของโปรเซสเซอร์เป็นอินพุตโดยไม่มีการดึงขึ้นหรือดึงลงจะทำให้สิ้นเปลืองพลังงานมากเกินไป AdaFruit Trinket ไม่มีตัวต้านทานแบบดึงขึ้นหรือแบบดึงลง

ทดสอบตัวตรวจจับรอยรั่วโดยการทำให้แถบทองแดงของการตรวจจับ vero เปียกก่อนขั้นตอนต่อไป

หมายเหตุ: เมื่อถอดตัวควบคุมออกหรือยกพินเอาต์พุต 3V CR2032 จะไม่จ่ายแรงดันไฟฟ้าเพียงพอที่จะแฟลชโปรเซสเซอร์ SAMD ดังนั้นจะต้องดำเนินการขั้นตอนการกะพริบก่อนที่จะถอดตัวควบคุม หรือแหล่งจ่ายไฟภายนอกที่ตั้งค่าไว้ที่ 3.3 V จะต้องใช้งานขณะกระพริบ

ขั้นตอนที่ 3: ถอด DotStar LED และ Lift Regulator Output Pin

น่าเสียดายที่ AdaFruit M0 Trinket มีพิกเซล DotStar LED แม้ว่าเมื่อสแตนด์บายจะดึงเกือบ 1 mA ซึ่งส่งผลเสียต่ออายุการใช้งานแบตเตอรี่ นำ DotStar ออกจาก Trinket

ตัวควบคุมออนบอร์ดตามเอกสารข้อมูลมีพลังงานต่ำมาก แต่ในทางปฏิบัติการบริโภคนั้นอยู่ที่ 10 เท่าของแผ่นข้อมูล วิธีแก้ปัญหาคือเราเชื่อมต่อแบตเตอรี่ CR2032 กับโปรเซสเซอร์โดยตรง และยกพินเอาต์พุตของตัวควบคุมเพื่อแยกแบตเตอรี่ออก เพื่อให้แน่ใจว่าจะไม่ดึงพลังงานออกมา ถอดตัวควบคุมหรือยกพินเอาต์พุต

ขั้นตอนที่ 4: ย้ายตัวต้านทานไปที่ด้านหลังของแผงวงจร

น่าเสียดายที่โปรเซสเซอร์ SAMD พยายามดิ้นรนเพื่อดึงความต้านทานอินพุตแบบอะนาล็อก ดังนั้นเราจึงจำเป็นต้องเพิ่มตัวต้านทานให้กับวงจรโดยการนำส่วนประกอบที่มีอยู่แล้วบนบอร์ดกลับมาใช้ใหม่ เครื่องประดับเล็กมีไฟ LED ซึ่งเราไม่ต้องการเพราะจะทำให้แบตเตอรี่หมด ตัวต้านทานสำหรับ LED นี้จะถูกลบออกและย้ายไปที่ด้านหลังของบอร์ด ซึ่งเชื่อมต่อระหว่างแผ่น 3V และ SCL

ขั้นตอนที่ 5: ติดตั้งลงในที่อยู่อาศัย

ที่ใส่แบตเตอรี่และเครื่องประดับเล็ก ๆ ติดอยู่กับตัวเรือนใต้น้ำโดยใช้จุดเวลโคร (เช่น เส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 1 นิ้ว) ตัวแปลงสัญญาณแบบเพียโซมีวงแหวนแบบมีกาวในตัว โดยที่ตัวแปลงสัญญาณจะติดกับผนังของตัวเรือนใกล้กับเครื่องประดับ เซ็นเซอร์มีแรงเสียดทานพอดีกับส่วนล่างของตัวเรือนโอลิมปัส เรือนอื่นๆ อาจต้องการที่พักพิเศษ มีการใช้สีโป๊วแขวนรูปภาพเพื่อยึดเซ็นเซอร์เมื่อไม่มีคุณสมบัติตัวเรือนที่เหมาะสม

หมายเหตุ: ต้องติดตั้งตัวแปลงสัญญาณแบบเพียโซกับพื้นผิว มิฉะนั้น ปริมาตรของเอาต์พุตจะเป็นส่วนหนึ่งของสิ่งที่ทำได้เมื่อเส้นรอบวงจำกัด

ขั้นตอนที่ 6: ทดสอบ

ใช้นิ้วเปียกและสัมผัสแถบกระดาน Vero ไฟ LED ควรกะพริบและตัวแปลงสัญญาณแบบเพียโซสร้างเสียงเตือนที่ได้ยิน

ขั้นตอนที่ 7: รายการวัสดุ

- AdaFruit Trinket M0

- ไฟ LED สีแดง

- ตัวต้านทาน 47K โอห์ม

- ตัวแปลงสัญญาณ Piezo (TDK PS1550L40N)

- ที่ใส่แบตเตอรี่ CR2032 (อุปกรณ์ป้องกันหน่วยความจำ P/N BA2032SM)

-แบตเตอรี่CR2032