Sensori i zareve infra të kuqe: 5 hapa

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:16

Emri im është Calvin dhe unë do t'ju tregoj se si të bëni një sensor me zare me rreze infra të kuqe dhe t'ju shpjegoj se si funksionon.

Unë jam aktualisht një student i Universitetit Taylor duke studiuar Inxhinieri Kompjuterike dhe ekipin tim dhe më është kërkuar të krijoj një mekanizëm që mund të rendisë çdo objekt që mund të përshtatet në një katror 1in. Ne mund të kishim marrë rrugën e lehtë dhe të kishim zgjedhur për të renditur m & m -të duke përdorur një sensor të thjeshtë ngjyrash, por vendosëm të shkonim përtej dhe përtej dhe të renditnim zaret sipas numrit të treguar. Pas orëve të panumërta të përpjekjes për të gjetur një udhëzues se si të lexoni faqen e zarit, hasa në këtë lidhje këtu:

makezine.com/2009/09/19/dice-reader-versio…

Kjo lidhje, megjithatë, nuk më dha më shumë sesa ideja se si të lexoja faqen e zarit, kështu që duke përdorur idenë që u dha, unë shkova në rrugën time për të ndërtuar dhe zhvilluar një sensor që mund të lidhet me një Arduino me lehtësi dhe mund të lexojë faqen e zarit sa më saktë që të jetë e mundur, duke na dhënë kështu këtë Sensor të Zareve Infrared.

Furnizimet

Tani për furnizimet:

Do t'ju duhet:

1 x Arduino Uno

5 x Marrës IR

5 x Emetues IR

www.sparkfun.com/products/241

Rezistenca 5 x 270 ohm

Rezistenca 5 x 10k Ohm

1 x çip 74HC595N

tituj të ndryshëm meshkuj

1 x bord prototip (nëse nuk po merrni një dërrasë të bluar me porosi)

Hapi 1: Kuptimi se si funksionon

Ky sensor përdor 5 vende për të lexuar fytyrat e zarit. Ai përdor dritën infra të kuqe për të kërcyer nga faqja e zarit në këto vende pipesh dhe i tregon kontrolluesit nëse është e bardhë apo e zezë.

Ju mund të pyesni veten, pse atëherë vetëm 5 lokacione pipash? A nuk do t'ju duheshin të 9 -të për të lexuar zarin në mënyrë efektive?

Epo, për shkak të simetrisë së zarit, përdorimi i 5 vendndodhjeve specifike në zare mund të jetë i mjaftueshëm për të treguar ndryshimin midis numrave të ndryshëm në zare pavarësisht nga orientimi (figura 1). Kjo e bën sensorin e zareve më efikas sepse kërkon vetëm atë që i nevojitet dhe asgjë shtesë.

Emetuesi shkon pikërisht nën marrësin në sensor në secilën prej këtyre 5 vendndodhjeve të pipave, sensori pastaj lëshon dritën IR dhe më pas marrësi lexon sasinë e dritës IR që kërcen në faqen e zarit. (figura 3) Nëse vlera e marrë është më e madhe se numrat e specifikuar të kalibrimit, atëherë sensori do ta shohë atë vend si një pikë, nëse jo atëherë është hapësirë e bardhë. (foto 2)

Hapi 2: Projektimi dhe Planifikimi

Hapi i parë për të ndërtuar një sensor zare është krijimi i skemave, ky mund të jetë hapi më i vështirë ose më i lehtë i zhvillimit. Së pari keni nevojë për një softuer të quajtur EAGLE nga Autodesk, ky ishte programi që kam përdorur për të krijuar skemat.

Unë kam përfshirë 2 lloje të ndryshme skematike, njëra skematike ka një çip të regjistrit të ndërrimit për të ndihmuar që sensori të jetë më i saktë, dhe tjetri është një pa çip regjistrues ndërrimi, kjo skematike, megjithatë, nuk do të funksionojë me kodin që do të ofroj më vonë, kështu që ju do të duhet të zhvilloni diçka vetë.

Unë gjithashtu kam përfshirë paraqitjen time të bordit për sensorin që kam krijuar me regjistrin e ndërrimit.

Për të filluar hartimin e tabelës, keni 5 Marrës IR dhe 5 Emetues IR, marrësit kërkojnë një rezistencë 10k dhe emetuesit kërkojnë një rezistencë 270 ohm, kështu që për secilin nga këto elemente, ju shkoni nga:

VCC (5V) -> Rezistencë -> Pin Analog Leximi -> Marrës IR -> GND

VCC (5V) -> Rezistencë -> emetues IR -> GND

Kunja e leximit analog del në mes të rezistencës dhe Marrësit IR si një degë tjetër dhe shkon te kunja analoge në Arduino. Ju gjithashtu duhet të siguroheni që emetuesi të shkojë direkt nën marrësin, unë e bëra këtë gabim herën e parë që e bëra dhe mora rezultate shumë të këqija, prandaj sigurohuni që Marrësi të jetë në krye.

Në tabelën time të personalizuar, unë jam duke përdorur regjistrin e ndërrimit për të siguruar energji për secilin nga çiftet e emetuesit dhe marrësit një nga një për të shmangur çdo rrjedhje të dritës IR nga emetuesit e tjerë. Kjo më jep një lexim edhe më të saktë nga secila prej vendndodhjeve të pipit, nëse keni zgjedhur të mos përdorni regjistrin e ndërrimit, ai përsëri do të funksionojë për ju, thjesht mund të jetë pak më pak i saktë. Në regjistrin e ndërrimit, mund të bashkoni kunjat 3-4 dhe 7-8 së bashku, pasi nuk është plotësisht e nevojshme t'i keni ato si tituj. I lashë ato si kokë dhe vendosa kërcyesit në kokë në rast se do të doja të bëja zhvillim në të ardhmen.

Pasi të keni hartuar skemën, duhet të bëni një paraqitje të tabelës së skemës suaj. Kjo pjesë mund të bëhet shumë e ndërlikuar sepse duhet të siguroheni që shtigjet tuaja të mos mbivendosen dhe të siguroheni që shtigjet dhe vrimat tuaja të plotësojnë specifikimet e makinës tuaj. Paraqitja e tabelës që bashkangjita kishte madhësitë specifike për makinën që kam përdorur për të bluar bordin tim. Unë kaloj disa orë duke vendosur tabelën që të jetë aq e vogël sa mund ta bëja. Kishte akoma vend për përmirësim në këtë tabelë, por funksionoi për mua, kështu që e lashë ashtu siç është. Ekziston një version me një GND bakri që lidh të gjithë elementët e Tokës dhe një version pa bashkangjitur.

Ju gjithashtu mund të përdorni skemën tuaj për ta ndërtuar atë në një tabelë buke ose prototip, pasi këto janë shumë më të lehta për tu arritur dhe është një opsion më i lirë pasi nuk keni pse të keni një tabelë të personalizuar të bluar.

Pasi të keni hartuar tabelën, mund të kaloni në hapin tjetër!

Hapi 3: Ndërtimi i Bordit

Kjo pjesë varet plotësisht nga mënyra se si dëshironi të krijohet bordi. Kam krijuar sensorin në një bord prototip për të provuar nëse koncepti funksionon dhe sa i saktë është, kështu që ndoqa skemën pa regjistrin e ndërrimit dhe krijova tabelën. Duhet të siguroheni që të vendosni gjithçka në mënyrë që linjat të mos mbivendosen dhe të mos bashkoni aksidentalisht linjat që nuk duhet të lidhen. Kur e bëni atë në një bord prototip, duhet të jeni shumë të kujdesshëm, kështu që merrni kohën tuaj dhe mos nxitoni. Ju gjithashtu duhet të jeni të kujdesshëm ndaj telave të hapur sepse ato mund të lëvizin dhe të shkaktojnë pantallona të shkurtra në sistem.

Nëse keni zgjedhur që pllaka të jetë e bluar atëherë ky proces është më i thjeshtë. Dërgo skedarin e bordit tek mullixhiu me cilësimet specifike të mullirit. Nëse e bëni vetë, bëni para se ta nxirrni, sigurohuni që i gjithë bakri të jetë i bluar siç duhet mjaft thellë, Tabela e parë që kisha bërë, bakri nuk ishte bluar mjaft thellë dhe më duhej të bëja një tjetër të bluar.

Sigurohuni që gjithçka është ngjitur në tabelë në paraqitjen e dëshiruar dhe sigurohuni që të merrni kohën tuaj, dhe nëse bashkoni në PCB atëherë sigurohuni që të lidhni në anën e duhur të tabelës.

Kur vendosni Marrësit dhe Emetuesit IR, sigurohuni që emetuesi të jetë saktësisht nën marrësin. Ju do të duhet të luani me përkuljen e këmbëve të përbërësve IR për t'i vendosur ato në vendin e duhur. Mbani një zar në dorë gjithashtu për të kontrolluar nëse vendet e tubave janë aty ku duhet të jenë.

Pasi të keni bashkuar dhe shtuar gjithçka në tabelë, do të programoni sensorin.

Hapi 4: Programimi i Bordit

Kjo është pjesa e ndërlikuar e bërjes së sensorit sa më të saktë të jetë e mundur, duke programuar tabelën. Për fat të mirë unë kam krijuar një bibliotekë për ta përdorur me sensorin tuaj të sapo krijuar për ta bërë programimin aq më të lehtë, megjithatë, ju do të duhet të kalibroni sensorin në varësi të ndriçimit ku ndodhet ky sensor.

Për të filluar, duhet të keni një Arduino për t'u ndërlidhur me këtë sensor. Përdor 5 kunja analoge dhe 3 kunja dixhitale.

Ju keni aftësinë për të përdorur bibliotekën që kam bërë për të zgjedhur kunjat tuaja analoge dhe dixhitale, por unë do ta shpjegoj duke përdorur kunjat që kam bërë për t'u ndërlidhur me sensorin. Unë kam shënuar imazhin e lidhur me numrat e kunjave dhe kutitë me ngjyra rreth grupit të kunjave për të shpjeguar me lehtësi se cila kunj futet ku.

Në sensor, kunjat 1-5 E kuqja shkon në A0-A4, kështu që Kuqja 1 shkon në A0 dhe kështu me radhë. Kunjat 1-8 E bardha kërkojnë pak më shumë shpjegim.

E bardha 1 - Pina e të dhënave, këtu Arduino dërgon të dhënat në regjistrin e ndërrimit. Këtë kunj e vendosa në pinin dixhital 3 në Arduino

White 2 - Q0, i vjetëruar në këtë rast, e përfshiva në rast se vendosa të zgjerohesha fare

White 3 & 4 - Do të çiftëzohet, ose mund t'i lidhni këto të dyja së bashku ose të përdorni një bluzë siç bëra unë.

E bardhë 5 - kunja e shulit, një kunj shumë i rëndësishëm që është hapi i fundit në proces për të parë pikat të ndizen dhe fiken. Unë e vendosa këtë kunj në pin 12 në Arduino

White 6 - Pin Clock, Kjo siguron orën nga Arduino në regjistrin e ndërrimit. E vendosa këtë në pinin dixhital 13.

White 7 & 8 - Do të çiftëzohet, ose mund t'i lidhni këto të dyja së bashku ose të përdorni një bluzë siç bëra unë.

Pranë kutisë së bardhë keni kunjat Ground dhe VCC. Duhet të siguroni 5v nga Arduino ose një burim tjetër për të fuqizuar këtë sensor.

Numrat e Vendndodhjes PIP mund të gjenden në kod.

Tani që ju duhet ta lidhni atë, ne duhet ta kalibrojmë atë. Qëllimi im ishte të krijoja një skenar që mund ta kalibronte atë për ju, por më mbaroi koha për ta bërë këtë. Kur kalibroni, duhet të siguroheni që sensori të jetë në një mjedis ndriçimi të kontrolluar se ai është i ndjeshëm ndaj dritës së nënkuptuar të jashtme. Ju duhet të merrni një vlerë nga secila vendndodhje e pipave me një pikë të zezë dhe një pikë të bardhë dhe të mesatarizoni ndryshimin. Kam përdorur vetëm dy anët e zarit për të kalibruar, kam përdorur anën 1, anën 6 dhe anën 6 të rrotulluar 90 gradë. Pasi të keni një numër për të bardhë dhe të zi për secilën vendndodhje të pipave, ju duhet t'i mesatarizoni ato dhe të gjeni mesin e dy numrave. Kështu për shembull, nëse kam marrë 200 për të bardhë nga vendndodhja e parë e gypave, dhe 300 për vlerën e errët të vendndodhjes së pipës së parë, atëherë numri i kalibrimit do të jetë 250. Pasi ta bëni këtë për të 5 vendet e pipave, sensori juaj është siç duhet kalibruar, atëherë mund të përdorni zare. ReadFace (); për të marrë fytyrën aktuale të zarit.

Hapi 5: Aplikimi

Tani keni krijuar me sukses një sensor zare! Urime! Kjo ka qenë një rrugë e gjatë e provës dhe gabimit për mua për të krijuar këtë sensor, kështu që është qëllimi im për të ndihmuar këdo që dëshiron të krijojë një sensor zare.

Unë kam përfshirë disa shembuj të projektit që kemi ndërtuar që ka përdorur këtë sensor. Fotografia e parë, ne përdorëm një rrotë për të vendosur siç duhet zarin sipër sensorit çdo herë. Fotografia e dytë ishte produkti përfundimtar i projektit tonë, dhe baza do të rrotullohet në varësi të asaj që ishte fytyra e zareve, dhe fotografia e tretë është një kuti e ekranit që unë projektova dhe ndërtova për t'i vënë këto sensorë në ekran.

Mundësia për këtë sensor është e pafund nëse i kushtoni vëmendje. Shpresoj se do ta gjeni këtë mësim të këndshëm dhe edukativ, dhe shpresoj që të përpiqeni ta bëni një për veten tuaj.

Zoti bekofte!