MJETI DIGJITAL I MATJES SUL SHUMFUNKSIONIT: 21 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:17

Projektet Fusion 360 »

Pershendetje te gjitheve. Unë gjithmonë kisha kërkuar një pajisje që do të më ndihmonte në rrafshimin e shtratit tim të printerit 3D dhe ndonjë pajisje tjetër që do të më ndihmonte të merrja një gjatësi të përafërt të një sipërfaqe të lakuar në mënyrë që të mund të shkurtoja me lehtësi gjatësinë e duhur të afisheve për t'u aplikuar në atë sipërfaqe dhe duke parandaluar kështu humbjen. Kështu që unë mendova pse të mos i kombinojmë të dy idetë dhe të krijojmë një vegël të vetme që mund t'i bëjë të dyja. Më në fund, përfundova duke ndërtuar një pajisje që jo vetëm që mund të masë linjat e lakuara dhe nivelin e sipërfaqes, por gjithashtu mund të masë distancat e drejta dhe këndin e një linje. Pra, në thelb kjo vegël funksionon si një nivel dixhital i të gjitha+një sundimtar+protraktor+masë-rrotull. Pajisja është aq e vogël sa të futet brenda një xhepi dhe bateritë e saj mund të rimbushen lehtësisht duke përdorur një karikues telefoni.

Kjo pajisje përdor një akselerometër dhe sensor xhiroskopi për të matur me saktësi nivelin dhe këndin e sipërfaqes, një sensor IR të mprehtë për të matur gjatësinë lineare në një mënyrë pa kontakt dhe një kodues me një rrotë i cili mund të rrotullohet mbi një sipërfaqe të lakuar ose një vijë të lakuar në merrni gjatësinë e saj.

Lundrimi nëpër mënyrat dhe veçoritë e pajisjes bëhet duke përdorur 3 butona prekës të shënuar si M (modaliteti), U (njësi) dhe 0 (zero)

M - Për të zgjedhur midis llojeve të ndryshme të matjeve

U - Për të zgjedhur midis njësive mm, cm, inç dhe metër

0 - Për të rivendosur vlerat e matura në 0 pas matjes së distancës ose këndit.

Arsyeja e përdorimit të butonave me prekje është të lundroni butësisht nëpër mënyrat dhe njësitë pa prishur pozicionin e pajisjes gjatë matjes.

Pajisja ka një magnet neodymium të ngulitur në bazën e saj në mënyrë që të mos rrëshqasë ose të rrëshqasë nga sipërfaqja metalike që matet.

Zorra është projektuar për ta bërë pajisjen sa më kompakte të jetë e mundur dhe gjithashtu të printohet lehtësisht 3D.

Hapi 1: KOMPONENTT DHE MODULAT E KRKUARA

Komponentët u zgjodhën duke pasur parasysh se kjo pajisje është ndërtuar për t'u përshtatur brenda një xhepi. Kështu që u përdorën më të vegjlit nga ekrani, bateria dhe sensorët që mund të gjeja.

1. Kase 3d e shtypur

2. Sensori i distancës së mprehtë GP2Y0A41SK0F IR 1 (Aliexpress)

3. MPU6050 moduli i përshpejtuesit/xhiroskopit X 1 (Aliexpress)

4. Boost+moduli i karikimit X 1 (Aliexpress)

5. Kodifikues Grove Mouse X 1 (Aliexpress)

6. Ekran 128 X 32 OLED X 1 (Aliexpress)

7. Arduino pro mini ATMEGA328 5V / 16MHz X 1 (Aliexpress)

8. Zile 12 mm X 1 (Aliexpress)

9. Bateri 3.7v, 1000mah lipo X 1 (Aliexpress)

10. Moduli i butonit të prekjes TTP223 X 3 (Aliexpress)

11. Magnet neodymium 20x10x2mm X 1 (Aliexpress)

12. Moduli CP2102 USB to UART TTL X 1 (Aliexpress)

13. Teli bakri i emaluar (Aliexpress)

14. Rezistenca 10K X 2

15. 19 (gjatësi) X2 (dia) mm bosht çeliku X 1

16. 3mm led X 1

17. Çdo rrotull ngjitës vinyl (Aliexpress)

18. Kabllo mikro USB

MPU6050

MPU6050 është një pajisje mems e cila përbëhet nga një akselerometër me 3 boshte dhe një xhiroskop me 3 boshte në të. Kjo na ndihmon të masim nxitimin, shpejtësinë, orientimin dhe zhvendosjen. Kjo është një pajisje e bazuar në I2C që funksionon nga 3.3 në 5v. Në këtë projekt, MPU6050 përdoret për të matur nëse një sipërfaqe është e barabartë ose jo dhe gjithashtu për të matur këndin e një linje.

KRYES KODI I MOUSE

Ky është një kodues rrotullues mekanik shtesë me të dhëna kthyese të drejtimit rrotullues dhe shpejtësisë rrotulluese. Unë e përdor këtë kodues sepse ishte koduesi më i vogël që mund të gjeja dhe pjesa programuese e tij ishte gjithashtu e lehtë. Ky kodues ka 24 hapa për rrotullim. Duke përdorur këtë ne mund të llogarisim distancën e lëvizur nga rrota në kodues nëse dihet diametri i rrotës. Llogaritjet se si ta bëni këtë diskutohen në hapat e mëvonshëm të këtij udhëzuesi. Ky projekt përdor koduesin për të matur distancat e linjave të lakuara.

MODULI SHARP GP2Y0A41SK0F IR DISTANCE

Ky është një sensor analog i cili jep një tension të ndryshueshëm si dalje bazuar në distancën e objektit nga sensori. Ndryshe nga modulet e tjerë IR, ngjyra e objektit që zbulohet nuk do të ndikojë në daljen e sensorit. Ka shumë versione të sensorëve të mprehtë, por ai që ne po përdorim ka një gamë prej 4 - 30 cm. Sensori operon një tension midis 4.5 dhe 5.5 volt dhe tërheq vetëm 12 mA rrymë. Telat e kuq (+) dhe të zi (-) janë telat e energjisë dhe tela e tretë (e bardhë ose e verdhë) është tela dalëse analoge. Sensori përdoret në këtë projekt për të matur distancat lineare pa kontakt.

Hapi 2: MJETET E KRKUARA

1. Një palë gërshërë

2. Prerës kuti ose ndonjë teh tjetër super të mprehtë

3. piskatore

4. Armë me zam të nxehtë

5. Ngjitës i menjëhershëm (si super zam)

6. Ngjitës me bazë gome (si një lidhje fevi)

7. Saldim hekuri dhe plumbi

8. prestar lazer

9. Printer 3D

10. Një mjet rrotullues me bit për prerjen e diskut

11. Prerës të telave

12. Letër zmerile

Hapi 3: Skedarët STL në printimin 3D

Rasti për këtë pajisje është projektuar në programin Autodesk Fusion 360. Ka 3 copë. Skedarët STL për këto pjesë janë dhënë më poshtë.

Skedarët "LID" dhe "timon" mund të printohen pa mbështetës ndërsa skedari "BODY" ka nevojë për mbështetje. I printova këto në lartësinë e shtresës 0.2 mm në mbushje 100% duke përdorur PLA të gjelbër. Printeri i përdorur është një tarantulë TEVO.

Hapi 4: Mbulimi i rastit me VINYL

1. Përdorni letër zmerile të imët për të zbutur të gjitha sipërfaqet e jashtme të pjesëve të printuara 3D në mënyrë që afishe vinyl të ngjitet lehtë.

2. Përdorni një leckë të lagur për të hequr qafe të gjitha grimcat e imëta që mund të mbeten në sipërfaqe pas lëmimit.

3. Pasi sipërfaqja të thahet, aplikoni afishen vinyl në sipërfaqe. Sigurohuni që nuk ka flluska ajri të bllokuara.

4. Përdorni gërshërë për të shkurtuar ngjitësin e tepërt rreth skajeve.

5. Tani aplikoni afishe rreth anëve të zorrës dhe shkurtojeni tepricën.

6. Përdorni një kuti gërshërë ose ndonjë brisk tjetër për të prerë vrimat për ekranin OLED, portën e karikimit, rrotën e koduesit dhe sensorin IR të mprehtë.

PARALAJMRIM: KUJT SHUM KUJDES ME TELET DHE MJETET E Mprehta

Hapi 5: DIAGRAMAT Rrethi

PROGRAMIMI I PRO MINI

Ndryshe nga Arduino nano, pro mini nuk mund të programohet drejtpërdrejt duke lidhur një kabllo USB pasi nuk ka një konvertues USB të integruar në serial TTL. Prandaj së pari ne duhet të lidhim një USB të jashtëm në konvertues serik me pro mini në mënyrë që ta programojmë atë. Imazhi i parë tregon se si duhet të bëhen këto lidhje.

Vcc - 5V

GND - GND

RXI - TXD

TXD - RXI

DTR - DTR

DIAGRAMI I PLOT QARKU

Imazhi i dytë tregon diagramin e plotë të qarkut të këtij projekti.

D2 - INT MPU6050

D3 - I/O (MODE)

D5 - I/O (UNIT)

D6 - I/O (ZERO)

D7 - +(1) KODIKUES

D8 - +(2) KODIKUES

A0 - I/O SHARP IR

A1 - + Zile

A4 - SDA (OLED DHE MPU6050)

A5 - SCL (OLED DHE MPU6050)

GND - GND E T ALL GJITH MODULEVE DHE SENSORVE DHE MODULIT TO BOOST

VCC - + E PORTIT USB TD MODULIT TO BOOST

B + - BATERIA +

B- - BATERIA -

Fotografia e 3 -të u bë ndërsa po krijoja kodin. Ky është një konfigurim i përkohshëm i cili është bërë për testimin e kodit, moduleve dhe qarkut. Optshtë opsionale që ju djema të provoni

Hapi 6: INSERTIMI I MAGNETIT

1. Aplikoni zam të menjëhershëm në zgavrën për magnetin e siguruar nën vrimën e portës së karikimit.

2. Vendoseni magnetin në zgavrën dhe mbajeni poshtë derisa zamja të thahet duke përdorur diçka jo-magnetike.

Magneti ndihmon në parandalimin e rrëshqitjes ose lëvizjes së pajisjes kur përdoret në një sipërfaqe metalike.

Hapi 7: Formësimi i sensorëve

Për ta bërë pajisjen sa më të vogël të jetë e mundur, kllapat e montimit të sensorit IR të mprehtë dhe koduesit u ndërprenë duke përdorur një mjet rrotullues me shtojcë të bitit të diskut.

Hapi 8: Vendosja e ekranit OLED

1. Shënoni emrat e kunjave në anën e pasme të ekranit OLED në mënyrë që lidhjet të mund të bëhen saktë më vonë.

2. Vendoseni ekranin OLED në pozicionin e duhur siç tregohet në figurën e dytë. Hapja për ekranin është projektuar në atë mënyrë që ekrani të futet pak në mure. Kjo siguron që ekrani është në pozicionin dhe orientimin e duhur dhe nuk lëviz lehtë.

3. Ngjitësja e nxehtë aplikohet me kujdes rreth ekranit. Zamja e nxehtë preferohet sepse vepron si një amortizues për ekranin dhe nuk do të bëjë stres në ekran kur aplikohet.

Hapi 9: LIDHJA E BUTONAVE T TO Prekjes DHE MPU6050

1. Përdoret një ngjitës me bazë gome.

2. Ngjitësja aplikohet në të dy sipërfaqet.

3. Duke u siguruar që të gjitha pikat e saldimit të kenë anën e hapur të kutisë, vendosni modulet në vendet e tyre të caktuara siç tregohet në fotografi.

4. Mbani modulin dhe kutinë të shtypur butësisht së bashku për të paktën 2 min pasi t'i keni ngjitur së bashku.

Hapi 10: BOOST+MODULE NGARKIMI

Ky është një modul të cilin e mora nga një bankë e lirë e energjisë me një qelizë të lirë. Ky modul ka qarqe mbrojtëse të baterisë, si dhe një konvertues të rritjes 5v, 1 amp. Ai gjithashtu ka një buton ON/OFF që mund të përdoret si ndërprerës i energjisë për të gjithë projektin. Porta USB femërore në modul u hoq duke përdorur një hekur bashkues dhe dy tela u ngjitën në terminalet +5v dhe tokëzues siç tregohet në foton e 4 -të.

Bashkoni kokën 2 të kokës mashkullore në B+ dhe B- siç tregohet në dy fotografitë e para dhe më pas kontrolloni nëse moduli punon me bateritë.

Aplikoni zam të menjëhershëm në platformën e dhënë për modulin dhe vendoseni modulin me butësi, duke u siguruar që porta e karikimit dhe hapja të sigurojnë se janë të përafruara në mënyrë të përsosur.

Hapi 11: VENDOSJA E SENSORIT T IR BATERIS AND DHE T SH Mprehtë

1. Veshja e telit të bakrit të emaluar hiqet duke ngrohur majën e telit duke përdorur hekurin bashkues ose një çakmak derisa izolimi të shkrihet. Telat më pas bashkohen me kujdes në ekranin OLED. Kjo është bërë tani sepse mund të jetë e vështirë të bësh të njëjtën gjë pasi të vendosen bateritë.

2. Bateria është rrëshqitur nën platformën e modulit të rritjes në mënyrë të tillë që lidhësit e saj me tela të jenë përballë drejtimit të ekranit OLED siç shihet në foton e 3 -të.

3. Sensori i mprehtë IR futet në çarë të parashikuar për të.

Hapi 12: LIDHJA ME ARDUINO DHE BUZZER

1. Konvertuesi USB në serial ngjitet në Arduino sipas diagramit të qarkut të dhënë.

2. Ngjitës i nxehtë përdoret për të ngjitur Arduino në mes të zorrës mbi bateritë.

3. Telat ngjiten në terminalet e ziles dhe më pas zileja shtyhet në zgavrën rrethore në shtresën e parashikuar për të siç shihet në foton e 7 -të.

Hapi 13: KODI

1. Terminalet e kodifikuesit pastrohen duke përdorur një teh.

2. Rezistencat ngjiten në kodues.

3. Telat e bakrit ngjiten sipas diagramit të qarkut.

4. Boshti i çelikut futet në rrotën e printuar 3D. Nëse rrota është shumë e lirshme, sigurojeni atë duke përdorur zam të menjëhershëm.

5. Futni konfigurimin e rrotave boshtore në kodues. Përsëri nëse është e lirshme përdorni zam të menjëhershëm. Por këtë herë, jini shumë të kujdesshëm që të mos lejoni që ndonjë zam të hyjë në mekanizmat e koduesit.

6. Vendoseni koduesin brenda zorrës ashtu që rrotat të dalin jashtë përmes hapjes së dhënë dhe gjithashtu sigurohuni që të rrotullohet lirshëm.

7. Përdorni zam të nxehtë për të siguruar koduesin në vend.

Hapi 14: LIDHJE DHE LIDHJE

1. Instalimet e qarkut bëhen sipas diagramit të qarkut të dhënë në hapin "DIAGRAMI I QARKUT" më parë.

2. Telat +ve dhe -ve të të gjithë sensorëve dhe moduleve lidhen paralelisht me burimin e energjisë.

3. Sigurohuni që asnjë prej telave të mos bllokojë pamjen e modulit IR ose të ngatërrohet me timonin e koduesit.

Hapi 15: KODIMI

1. Shkarkoni kodin dhe bibliotekat e dhëna më poshtë.

2. Nxjerr dosjet e bibliotekës. Kopjoni këto dosje në dosjen "bibliotekat" në dosjen "Arduino" e cila gjendet brenda "Dokumentet e Mia" të kompjuterit tuaj (nëse jeni përdorues i Windows).

3. Hapni kodin e dhënë ("filal_code") në Arduino IDE dhe ngarkojeni atë në Arduino.

Hapi 16: KALIBRIMI I MPU6050

Meqenëse moduli i përshpejtuesit/xhiroskopit MPU6050 sapo ishte ngjitur në zorrë, mund të mos jetë në nivel të përsosur. Prandaj hapat e mëposhtëm ndiqen për të korrigjuar këtë gabim zero.

HAPI 1: Lidheni pajisjen me kompjuterin tuaj dhe vendoseni në një sipërfaqe për të cilën tashmë e dini se është në nivel të përkryer (shembull: dysheme me pllaka)

HAPI 2: Shkoni te modaliteti "NIVEL" në pajisje duke prekur butonin "M" dhe shënoni vlerat X dhe Y.

HAPI 3: Caktojini këto vlera variablave "calibx" dhe "caliby" në kod.

HAPI 4: Ngarko programin përsëri.

Hapi 17: LLOGARITJA E DISTANCS LVVIZUR PEPR HAPIN E KODIT T KODIT

Numri i hapave për rrotullimin e boshtit të koduesit, N = 24 hapa

Diametri i rrotës, D = 12.7mm

Qarku i rrotës, C = 2*pi*(D/2) = 2*3.14*6.35 = 39.898 mm

Prandaj, distanca e lëvizur për hap = C/N = 39.898/24 = 1.6625 mm

Nëse jeni duke përdorur një rrotë me diametër të ndryshëm ose një kodues me një numër të ndryshëm hapash, gjeni distancën e lëvizur për mm duke zëvendësuar vlerat tuaja në formulën e mësipërme dhe sapo të gjeni rezolucionin, futeni këtë vlerë në formulën brenda kodit siç tregohet në Piktura.

Përpiloni dhe ngarkoni përsëri kodin në Arduino.

Pasi kalibrimi i kodifikuesit të jetë përfunduar dhe programi i modifikuar të ngarkohet, mund të shkriheni dhe hiqni modulin e konvertuesit USB në serial TTL nga Arduino Pro Mini.

Hapi 18: TESTIMI I GJITHÇKA PARA MBYLLJES S RASTIT

Gjërat për të provuar:

1. Nëse karikuesi mund të lidhet lehtësisht në port dhe nëse bateritë po karikojnë siç duhet.

2. Butoni i ndezjes/fikjes po punon ose jo.

3. OLED shfaq gjithçka në orientimin dhe pozicionin e duhur me hapësirën e duhur.

4. Butonat e prekjes janë të gjithë duke punuar siç duhet dhe të etiketuar saktë.

5. Nëse kodifikuesi jep vlerat e distancës kur kthehet.

6. Modulet MPU6050 dhe SHARP IR po punojnë dhe japin leximet e sakta.

7. Zilja po bie.

8. Sigurohuni që asgjë brenda të mos nxehet kur ndizet. Nëse ndodh ngrohja, kjo do të thotë që instalimet elektrike janë të gabuara diku.

9. Sigurohuni që gjithçka të jetë e siguruar në pozicion dhe të mos lëvizë në zorrë.

Hapi 19: VENDOSJA E EXTENDERIT T B BUTONIT TUS PUSHIMIT DHE LIDHJA E RASTIT

P USRDORIMI I NJ LED LED P TOR T EX ZGJATUR PARATHN E BUTONIT

Boshti i butonit të shtypjes në modulin e karikimit është shumë i shkurtër për të dalë përmes hapjes në zorrë. Pra, një kokë LED 3 mm përdoret si një zgjatues.

1. Këmbët e LED -ve janë prerë duke përdorur një prestar teli.

2. Ana e sheshtë e ZHEL është bërë e lëmuar dhe e niveluar duke përdorur letër zmerile. Nëse LED është shumë i vogël për tu trajtuar me dorë, përdorni piskatore.

3. Vendoseni kokën LED në vrimën e parashikuar për të në kapakun e kutisë siç tregohet në figurë. Sigurohuni që led të mos jetë i ngushtë pasi supozohet të rrëshqasë brenda dhe jashtë kur shtypet butoni

LIDHJA E RASTIT

1. Aplikoni çdo ngjitës me bazë gome (kam përdorur Fevi Bond) me kujdes përgjatë buzës si në trup ashtu edhe në kapak.

2. Prisni 5 deri në 10 minuta që zamja të thahet pak dhe më pas shtypni të dyja gjysmat së bashku. Sigurohuni që fundi i lirë i boshtit të çelikut të rrotës së kodifikuesit të futet në vrimën e parashikuar për të në kapak.

3. Përdorni një ngarkesë të madhe (kam përdorur një bateri UPS) për t'i mbajtur të dy pjesët të shtypura ndërsa zamja thahet.

Një ngjitës me bazë gome u rekomandua këtu sepse në rast se zorrë duhet të hapet në të ardhmen për zëvendësimin ose riprogramimin e baterisë, mund të bëhet lehtë duke drejtuar një teh ose thikë të mprehtë përgjatë nyjës.

Hapi 20: Etiketimi i butonave të prekjes

Etiketimi bëhet për të identifikuar me lehtësi pozicionet dhe funksionet e butonave me prekje.

Alfabetet u prenë nga një fletë ngjitëse e bardhë duke përdorur prestarin tim lazer të bërë në shtëpi.

Pjesët e prera u hoqën nga fleta kryesore duke përdorur piskatore dhe më pas u aplikuan në pajisje në pozicionin dhe orientimin e duhur.

Lartësia maksimale e alfabetit: 8 mm

Gjerësia maksimale e alfabetit: 10 mm

PARALAJMRIM: VINI LASER Bllokimi i syzeve të sigurisë kur punoni me një gdhendës lazer ose prerje

Hapi 21: REZULTATET

Pajisja përfundimisht përfundoi. Nëse keni ndonjë dyshim ose sugjerim në lidhje me projektin, ju lutem më tregoni përmes komenteve.

FALEMINDERIT

Çmimi i parë në konkursin me madhësi xhepi