SENSORI I SHP RRNDARJES SU FLUIDIT: 5 hapa

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

A keni vënë re se kur lëvizni një zorrë uji nga njëra anë në tjetrën, avioni i ujit ngadalëson drejtimin e zorrës dhe përputhet me të kur lëvizja ndalohet. Përcaktimi i devijimit këndor të avionit të ujit në daljen e zorrës do të siguronte një masë të shkallës këndore në këtë drejtim anash.

Ky udhëzues demonstron këtë parim duke ndërtuar një 'Sensor të Shkallës Fluidike' duke përdorur 'Mosmarrëveshjet dhe Përfundimet' të disponueshme në 'Laboratorin tim të Shtëpisë'. Lëngu këtu është 'Ajri'.

Gjithashtu është paraqitur një metodë e thjeshtë e testimit të këtij 'Sensori Xhiroskopik' pa përdorimin e pajisjeve standarde të testimit.

Furnizimet

1. Një tifoz i vjetër i CPU
2. Shishe kundër mushkonjave (bosh dhe e pastruar mirë)
3. Stilolaps me pikë topi me seksion të njëtrajtshëm tubular të pasëm
4. Dy llamba të vogla nga një varg dekorativ i dritës
5. Mbulesë pastrimi Scotch-Brite
6. Pak përbërës elektronikë (referojuni skemës së qarkut)

Hapi 1: SI PUNON

Dy rrëshqitjet japin një skemë të paraqitjes fizike të një sensori Fluidik dhe teorisë prapa fenomenit fizik.

Në këtë dizajn 'Ajri' është 'Fluidi' i cili thithet përmes një Grykë duke përdorur një CPU-Fan të vogël. Avioni ajror godet dy filamente të ndezur të llambës që formojnë sensorin e pozicionit. Një urë referimi formohet nga dy rezistorë.

Të dy krahët e urës së plotë të formuar kështu ushqehen me një tension V+.

Në kushte të qëndrueshme, avioni ajror i ftoh të dy fijet e llambës në mënyrë të barabartë, ura është e balancuar dhe tensioni dalës është zero.

Kur një normë këndore i imponohet sistemit fizik, avioni i ajrit devijon dhe njëri prej fijeve të llambës ftohet më shumë se tjetri. Kjo siguron një çekuilibër në urë që çon në një tension dalës.

Ky tension dalës kur amplifikohet siguron një masë të shkallës këndore.

Hapi 2: NDSTRRTIMI I SENSORIT

NDIQENI HAPAT

1. Zgjidhni dy llamba me rezistencë të ngjashme nga vargu i dritës. (Zgjidhen dy llamba me rezistencë 11.7 Ohms)
2. Thyejeni me kujdes xhamin e jashtëm duke ekspozuar fijet e zhveshura.
3. Mbani CPU-Fan të gatshëm dhe kontrolloni drejtimin e rrjedhës së ajrit në një tension furnizimi prej 5 V. (necessaryshtë e nevojshme të përcaktohet kjo pasi ventilatori duhet të përdoret në një mënyrë thithjeje)
4. Pritini pjesën e poshtme të shishes kundër mushkonjave me një thikë të mprehtë.
5. Prisni pjesën e sipërme të kapakut të shisheve vetëm duke ekspozuar pjesën e përparme me tuba.
6. Çmontoni stilolapsin me pika dhe prerë fundin e poshtëm. Kjo duhet të sigurojë një tub uniform që do të formonte hundën për sensorin.
7. Futeni tubin në kapakun e shisheve.
8. Bëni dy vrima të vogla në trupin e shisheve siç tregohet në figurë. Kjo duhet të jetë e përshtatshme për fiksimin e fijeve të llambës diametralisht të kundërta me njëra-tjetrën.
9. Fiksoni kapakun, shtyjeni tubin në një gjatësi të përshtatshme vetëm pak nga vrimat e fijeve të llambës.
10. Tani futni fijet e llambës në vrima dhe rreshtojini ato në mënyrë që fijet të hyjnë në periferi të skajit të tubit siç tregohet. Fiksoni trupin e fijes së llambës në trupin e shishes duke përdorur zam të nxehtë. (Duhet të tentohet një vendosje sa më simetrike.)
11. Fiksoni CPU-Fan në pjesën e pasme të trupit të shishes (poshtë) duke përdorur ngjitës të nxehtë në skajet. Tifozi duhet të jetë i montuar në mënyrë që njëra nga pjesët e sheshta të jetë paralele me rrafshin e fijeve të llambës.
12. Sigurohuni që tehet e ventilatorit të rrotullohen pa probleme dhe kur thithet ajri nga pjesa e pasme, kështu që formoni një avion ajri përmes tubit të trupit të stilolapsit.

Njësia bazë e sensorit tani është montuar dhe gati për testim

Ky udhëzues u bë i mundur nga një rrethanë e veçantë e pjesëve që përputhen:

Përzgjedhja e pjesëve për këtë Udhëzues u bë nga 'shanset dhe përfundimet' në 'laboratorin tim' të shtëpisë. Madhësia e CPU-Fan përputhet saktësisht me diametrin e poshtëm kundër mushkonjave. Pjesa e pasme e stilolapsit me pikë të topit si tub ishte e lidhur ngushtë me pjesën tubulare me kapakun e shisheve dhe format e hapave në diametrin e shishes ishin të përshtatshme për fiksimin e fijeve të llambës. Një varg dritash dekorative pjesërisht i shkrirë ishte në dispozicion. Gjithçka përputhej saktësisht!

Hapi 3: TESTIMI Fillestar & SKEMATIKA RRETHIT

Testimi fillestar u krye duke siguruar një furnizim 5V me CPU-Fan dhe ngacmimin e tensionit në gjysmën e urës me fije llambë.

Një telefon Android me aplikacionin "AndroSensor" u mbajt pranë pajisjes Rate-Sensor dhe të dy u rrotulluan në një mënyrë sinusoidale me dorë.

Ekrani grafik 'AndroSensor' GYRO tregon modelin e normës sinusoidale. Njëkohësisht dalja e urës së nivelit të ulët monitorohet në një Oscilloskop.

Sinjali +/- 5 mV u vu re për normën +/- 100 deg/sek.

Qarku elektronik e përforcon këtë me 212 për të siguruar sinjalin dalës.

Problemi & Zgjidhja

Prodhimi kishte një nivel të konsiderueshëm të zhurmës edhe me normë zero. Kjo u diagnostikua si shkak i rrjedhjes së paqëndrueshme të ajrit në sistem. Për të kapërcyer këtë, një pjesë rrethore e Scotch-Brite u fut midis ventilatorit dhe elementëve të llambës dhe një tjetër në majën hyrëse të tubit të stilolapsit. Kjo bëri shumë ndryshim.

Skematike

Duke iu referuar skemës:

5 V ushqehet me ventilatorin e CPU-së

5 V gjithashtu ushqehet me kombinimin e serive 68 Ohm - Bulb - Bulb - 68 Ohm. kondensatori C3 filtron ndërhyrjen e motorit në llambë-Fijet

5 V gjithashtu filtrohet nga një kombinim induktor-kondensator para se ta sigurojë këtë si një furnizim me OP-AMP

MCP6022 Dual Rail-Rail OP-AMP përdoret për qarkun aktiv.

U1B është një tampon i fitimit të unitetit për furnizimin me referencë 2.5 V

U1A është një përforcues përmbysës i fitimit 212 me një filtër me kalim të ulët për sinjalin e urës së sensorit

Potenciometri R1 përdoret për të anuluar urën e plotë të formuar nga ndarësi potencial dhe zinxhiri i serisë së sensorit me shpejtësi zero.

Hapi 4: RREGULLIMI I TESTIT T SIM PENRSHKRIMIT TATE SENSORIT TATE VLERSUAR

PAJISJET STANDARDE

Pajisjet standarde të testimit të Sensorit të Shkallës përfshijnë një "Tabela të Vlerësimit" të motorizuar që siguron shpejtësi të programueshme të rrotullimit. Tabela të tilla gjithashtu janë të pajisura me 'unaza rrëshqitëse' të shumta në mënyrë që të sigurohen sinjalet hyrëse-dalëse dhe furnizimi me energji për njësinë nën-provë.

Në një konfigurim të tillë, vetëm sensori i normës është i pajisur në tryezë dhe pajisje të tjera matëse dhe furnizimi me energji elektrike vendosen në një tryezë anash.

ZGJIDHJA IME

Fatkeqësisht, qasja në pajisje të tilla nuk është e disponueshme për entuziastët e DIY. Për të kapërcyer këtë, u miratua një metodë inovative duke përdorur metodologjinë DIY.

Artikulli kryesor i disponueshëm ishte një "Tabela anësore rrotulluese"

Një stendë trekëmbëshe ishte vendosur mbi këtë me një aparat fotografik dixhital që shikonte nga poshtë.

Tani, nëse sensori i normës, furnizimi me energji elektrike, pajisjet matëse të prodhimit dhe sensori i normës standarde mund të montohen në këtë platformë. Pastaj tabela mund të rrotullohet në drejtim të akrepave të orës, në drejtim të akrepave të orës dhe nga njëra anë në tjetrën për të siguruar norma të ndryshme të dhëna për sensorin. Ndërsa jeni në lëvizje, të gjitha të dhënat mund të regjistrohen si një film në aparatin dixhital dhe të analizohen më vonë për gjenerimin e rezultateve të testit.

Pasi e keni bërë këtë, sa vijon ishte montuar në tryezë:

Sensori i Shkallës Fluidike

Mobile-telefon-celular-bankë për të siguruar furnizim me 5V për sensorin e normës

Një multi-metër dixhital për të vëzhguar tensionin e daljes. Ky multi-metër kishte një mënyrë relative e cila mund të përdorej për të zeruar me normë zero.

Një osciloskop me modalitetin OTG të telefonit Android duke përdorur pajisjen "Gerbotronicd Xproto Plain" dhe aplikacionin Android "Oscilloscope Pro" nga "NFX Development" për të vëzhguar ndryshimet e sinjalit.

Një telefon tjetër Android që përdor aplikacionin "AndroidSensor" nga "Fiv Asim". Ky përdor sensorë inerciale të telefonit për të shfaqur ritmet e katranit. Përdorimi i tij në boshtin z jep një vlerë referimi për të testuar sensorin e shkallës fluide në provë Me

Testi u krye dhe disa raste tipike të testimit raportohen:

CCW Z: +90 deg/sek shumë metër -0.931 V, Osciloskop ~ -1.0 V

CW Z: -90 deg/sek shumë metër +1.753 V, Osciloskop ~ +1.8 V

Faktori i shkallës i bazuar në mesataren e këtyre dy 1.33 V për 100 deg/sek

Testi sinusoidal Referenca e telefonit Android p-p 208 deg/sek, multi-meter nuk mund të përgjigjet saktë, Osciloskopi tregon periudhë 1.8 sek., Tension p-p 2.4 Div X 1.25 V/div = 3 V

Bazuar në këtë periudhë prej 1.8 sekondash korrespondon me 200 deg/sec p-p

Faktori i shkallës 1.5 V për 100 deg/sek

Hapi 5: P SRMBLEDHJE

METODA E TESTIMIT T FA Dështuar

Fillimisht u provua një metodë e montimit të sensorëve, oshiloskopit dhe sensorit të normës së referencës në tryezën rrotulluese dhe vëzhgimit të të dhënave, me dorë ose duke përdorur një aparat fotografik anash. Ky ishte një dështim për shkak të imazheve të paqarta dhe kohës së pamjaftueshme të përgjigjes për një vëzhgues njerëzor për të regjistruar vlerat.

MERRNI VBSZHGIMET E SHTPIS:

Sensori i Shkallës Fluidike i ndërtuar për këtë Udhëzues shërben për të demonstruar një koncept që ai synonte të bënte. Sidoqoftë, sensori duhet të ndërtohet me një saktësi më të mirë nëse duhet t'i shërbejë ndonjë qëllimi praktik.

Metoda DIY e testimit të sensorit të normës duke përdorur një tavolinë rrotulluese me të gjitha pajisjet dhe furnizimin me energji në tavolinën e sipërme rekomandohet për përdorim nga komuniteti Instructable.