Pocket Metal Locator - Arduino: 8 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:25

Nga TechKiwiGadgetsTechKiwiGadgets në Instagram Ndiqni më shumë nga autori:

Rreth: I çmendur për teknologjinë dhe mundësitë që mund të sjellë. Më pëlqen sfida e ndërtimit të gjërave unike. Qëllimi im është që ta bëj teknologjinë argëtuese, të rëndësishme për jetën e përditshme dhe t'i ndihmoj njerëzit të kenë sukses në ndërtimin e të ftohtit … Më shumë rreth TechKiwiGadgets »

Ky lokalizues i ftohtë i vogël i xhepit metalik është mjaft i ndjeshëm për të identifikuar thonjtë e vegjël në dru dhe mjaft kompakt për t'u përshtatur në hapësira të vështira duke e bërë të përshtatshëm për t'u mbajtur dhe përdorur për gjetjen e metaleve.

Njësia ka katër spirale kërkimi të pavarura dhe tregues LED me ngjyra që e bëjnë të lehtë mbulimin e shpejtë të një zone më të madhe kërkimi ndërkohë që jeni në gjendje të identifikoni me saktësi objektivin.

Kjo pajisje e vogël e pastër vetë-kalibrohet me një funksion butoni, e rimbushur përmes një porte USB dhe përdor LED me ngjyra, zë dhe dridhje për të treguar forcën e synuar.

Të përfshira në udhëzimet janë të gjitha modelet, testimet, kodet dhe skedarët 3D që kërkohen për tu ndërtuar vetë. Shpresoj se ju pëlqen të ndërtoni dhe përdorni këtë sa më shumë që kam unë !!

Hapi 1: Lista e materialeve dhe si funksionon

1. Si funksionon

Lokalizuesi i xhepit metalik përdor katër mbështjellje të pavarura kërkimi të induksionit të pulsit të mundësuar nga një Arduino Pro Mini. Çdo Spirale Kërkimi përbëhet nga një spirale e veçantë TX dhe RX ku impulsi nxitet në spiralen TX e cila krijon një fushë elektromagnetike rreth spirales RX. Fusha e ndryshimit nxit një tension në spiralen RX e cila zbulohet dhe përforcohet para se gjerësia e impulsit të sinjalit të lexohet nga Arduino.

Një algoritëm zbutës në kodin Arduino përdoret për të hequr zhurmën nga impulset e vlefshme duke e bërë atë shumë të qëndrueshëm.

Një algoritëm kalibrimi në kod merr një mesatare të leximeve gjatë një periudhe të shkurtër të fillimit dhe vendos një seri pragje për të krahasuar sinjalin kundër.

Kur një objekt metalik vjen brenda rrezes së fushës elektromagnetike, fusha ndërpritet dhe një pjesë e energjisë devijohet nga spiralja RX në "rrymat Eddie" që formohen në objektin e synuar. Ky efekt parazitar i objektit të synuar rezulton në zvogëlimin e gjerësisë së impulsit në spiralen RX. Në thelb ne po matim humbjen e energjisë në objektin e synuar.

Kur gjerësia e impulsit të zbuluar në spiralen RX bie nën pragun atëherë LED -të ndizen, zilja bie dhe motori Haptic Feedback ndizet - në varësi të një madhësie të paracaktuar të sinjalit të synuar.

Qarku për këtë ka evoluar gjatë vitit të kaluar në një detektor shumë të qëndrueshëm dhe me performancë të besueshme. Konfigurimi dhe orientimi i spirales janë krijuar qëllimisht për të maksimizuar stabilitetin dhe zbulimin e thellësisë.

2. Lista e materialeve

1. Madhësia e baterisë 3.7v 350mAh LiPo: 38mm x 20mm x 7.5mm
2. TP4056 USB LiPo Ngarkuesi i BaterisëFletë të të dhënave
3. Rezistencë 4.7K për të kufizuar rrymën e ngarkimit të baterisë LiPo nën 300mA
4. Arduino Pro Mini
5. Moduli FTDI USB në Serial për Programimin e Mini Pro
6. LM339 Qarku i Integruar i Krahasuesit Katër Diferencial
7. Vero Board - 2 copë të prera në vrima 20x9 dhe 34x9 (shiko foton për orientimin e duhur)
8. BC548 NPN Transistor x 4
9. Çelësi 2N7000 MOSFET x 5
10. Piezo Buzzer
11. Motori i Vibrimit të Monedhave për Reagimet Haptike
12. Moduli LED WS2812 RGB x 4
13. Rezistenca 1k x 4
14. Rezistenca 10k x 4
15. Rezistenca 47 Ohm x 4
16. 2.2K Rezistencë x 4
17. Kondensator qeramik 150pf x 8
18. Kondensator poliester 0.18uF x 4
19. Rrotull prej teli bakri smalt 0.3mm (normalisht vijnë në rrotulla përafërsisht 25g Pesha)
20. Çelësi i butonit të shtypur të montuar në PCB
21. Armë me ngjitës të nxehtë
22. Stërvitje 10 mm
23. Stërvitje dore
24. Armë Etikete ose Shirit ngjitës i përshtatshëm për të etiketuar 16 tela të veçantë Teli lidhës
25. Qasja në një printer 3D

3. Operacioni krahasues

Unë kam pasur një numër pyetjesh në lidhje me funksionimin e LM339 kështu që mendova se do të jepja një shpjegim më të qartë.

LM339 funksionon vetëm si një krahasues i tensionit, duke krahasuar tensionin diferencial midis kunjave pozitivë dhe negativë dhe nxjerr një rezistencë të ulët ose të lartë logjike (logjikë e lartë me tërheqje) bazuar në polaritetin diferencial të hyrjes.

Në këtë qark, hyrja pozitive e krahasuesit është e lidhur me linjën Vcc dhe një rezistencë tërheqëse ndaj Vcc aplikohet në daljen e krahasuesit. Në këtë konfigurim, në praktikë, voltazhi i daljes së krahasuesit qëndron i lartë, derisa tensioni i hyrjes në hyrjen negative të kalojë 3.5v

Operacioni mund të shpjegohet nga Fleta e të Dhënave LM339 e cila përshkruan "diapazonin e tensionit të hyrjes" që është nga 0 V në Vsup-1.5 V

Kur të dy IN– dhe IN+ janë të dy brenda kufirit të modalitetit të zakonshëm, nëse IN– është më i ulët se IN+ dhe tensioni i kompensuar, dalja është rezistencë e lartë dhe transistori i daljes nuk po përçon

Kur IN– është më e lartë se mënyra e zakonshme dhe IN+ është brenda modalitetit të zakonshëm, dalja është e ulët dhe transistori i daljes po fundos rrymën. Lidhje me Fletën e të Dhënave dhe shpjegim më poshtë

Hapi 2: Shtypni Rastin

Rasti i printuar 3D është bërë duke përdorur 5 printime të veçanta. Dimensionet dhe skedarët 3D mund të gjenden këtu në Thingiverse. Dizajni u përqëndrua në bërjen e pajisjes të lehtë për tu mbajtur ndërsa sigurohej që mbështjelljet e kërkimit të ishin sa më afër zonës që kërkohej.

Shtypni me kujdes kutinë dhe hiqni plastikën e tepërt. Isshtë e rëndësishme ta bëni këtë hap tani në mënyrë që përbërësit elektronikë të mund të rreshtohen në rastin para lidhjes dhe testimit përfundimtar.

Kam përfshirë një fotografi të modeleve të shumta të rasteve të ndryshme që kam testuar para se të vendosja në modelin përfundimtar i cili ishte më kompakt dhe ergonomikisht i këndshëm për tu mbajtur.

Hapi 3: Ndërtoni dhe montoni mbështjelljet e kërkimit

Merrni formuesit e spirales të shtypur dhe kaloni 25 kthesa tela bakri në secilën prej tyre. Sigurohuni që të lini 20 cm të mira tela bakri shtesë për t'u lidhur në njësinë kryesore.

Përdorni vrimat e shtypura në formuesit për të mundësuar një erë të qëndrueshme dhe orientim të mbështjelljeve për secilën prej tyre. Ndërsa e bëni këtë, kthejeni kokën poshtë dhe ngjiteni gradualisht të parën në njësinë bazë.

Ndiqni montimin e fotografive siç është dhënë, rezultati është 8 mbështjellje të montuara në montimin e spirales me të gjitha telat e orientuar në mënyrë të qëndrueshme dhe mjaft të gjatë për t'u lidhur me njësinë kryesore të bordit në rrethimin e sipërm.

Përdorni dy blloqet udhëzuese me tela të cilat kanë vrima për secilën mbështjellje të shtypur për të mbajtur gjurmët e secilës spirale të veçantë.

I vendosa telat për mbështjelljet e brendshme përgjatë pjesës së sipërme dhe mbështjelljet e jashtme përgjatë pjesës së poshtme të bllokut të telit në mënyrë që të mund të mbaja shënime për çdo spirale të veçantë që e bën më të lehtë lidhjen me tabelën kryesore.

Hapi 4: Ndërtoni qarkun

Njësia ka katër qarqe kryesore për t'u ndërtuar në mënyrë të pavarur - Bordi i Drejtuesit, Bordi Kryesor, montimi LED dhe Furnizimi me energji i rimbushshme. Në këtë hap, ne do të ndërtojmë Bordin e Drejtuesve dhe Bordin Kryesor.

1. Bordi i Shoferit

Përdorni një thikë artizanale për të prerë një copë bordi Vero përgjatë vrimave 22x11 rezultati është një copë bordi Vero me vrima 20x9 të orientuara sipas figurës së përfshirë. Bestshtë mirë që të shënoni nëpër vrimat në të dy anët e tabelës disa herë, pastaj të hiqni butësisht tabelën e tepërt. Kontrolloni që bordi të qëndrojë në bazën e rrethimit me hapësirë të mjaftueshme në të dyja anët.

Duke përdorur fotografitë dhe një stërvitje 10 mm me dorë, prishni me kujdes kapëset e treguara në pjesën e poshtme të bordit Vero. Ndiqni Diagramin e qarkut dhe paraqitjen e fotografive të përbërësve për të montuar tabelën duke qenë të kujdesshëm për të siguruar që nuk ka gjurmë të shkurtuara.

Vendoseni këtë tabelë për testim më vonë.

2. Bordi kryesor

Përdorni një thikë artizanale për të prerë një copë bordi Vero përgjatë vrimave 36x11 rezultati është një copë bordi Vero me vrima 34x9 të orientuara sipas figurës së përfshirë. Bestshtë mirë që të shënoni nëpër vrimat në të dy anët e tabelës disa herë, pastaj të hiqni butësisht tabelën e tepërt. Kontrolloni që bordi të qëndrojë në bazën e rrethimit me hapësirë të mjaftueshme në të dyja anët.

Duke përdorur fotografitë dhe një stërvitje 10 mm me dorë, prishni me kujdes kapëset e treguara në pjesën e poshtme të bordit Vero.

Ndiqni Diagramin e qarkut dhe paraqitjen e fotografive të Arduino dhe LM339 IC dhe komponentëve të tjerë për të montuar tabelën duke qenë të kujdesshëm për të siguruar që nuk ka gjurmë të shkurtuara.

Vendoseni këtë tabelë për testim më vonë.

Hapi 5: Shtoni Treguesit LED

Unë kam përdorur LED WS2182 të cilët kanë një IC të integruar i cili u mundëson atyre të adresohen nga Arduino duke përdorur tre tela të veçantë megjithatë një gamë e gjerë ngjyrash dhe ngjyrash shkëlqimi mund të krijohet duke dërguar një komandë në LED. Kjo bëhet përmes një biblioteke të veçantë të ngarkuar në Arduino IDE të mbuluar në seksionin e testimit.

1. Montimi i LED -ve në kapakun e mbështjelljes së mbështjelljes

Vendosni me kujdes katër LED në mënyrë që ato të orientohen saktë në mënyrë që lidhjet VCC dhe GND të rreshtohen dhe të ulen në qendër të vrimave.

Përdorni Ngjitësin e nxehtë për të fiksuar LED -et në pozicionin e tyre.

2. Instalimi i LED -ve

Zhvesh dhe vendos me kujdes tre gjatësi prej 25 cm tela të lidhjes me një bërthamë të vetme përgjatë kontakteve të LED -ve.

Lidhini ato në vend dhe sigurohuni që tela qendrore e të dhënave është e lidhur me kontaktet IN dhe OUT sipas fotografisë.

3. Kontrolli i Shtrirjes së Rastit

Kontrolloni që kapaku i kutisë të jetë i rrafshët me Mbështjellësin e Spiralës dhe më pas përdorni Ngjitësin e nxehtë për të mbajtur telat në vend në fundin bazë të kapakut.

Lëreni këtë mënjanë për testim më vonë.

Hapi 6: Montimi dhe Testimi i Njësisë

1. Përgatitja për Kuvend

Para montimit ne do të testojmë çdo bord në mënyrë progresive për ta bërë më të lehtë zgjidhjen e problemeve.

Arduino Pro Mini kërkon një tabelë serike USB në mënyrë që të programohet nga kompjuteri juaj. Kjo mundëson që bordi të jetë më i vogël në madhësi pasi nuk ka një ndërfaqe serike në të. Për të programuar këto tabela do t'ju duhet të investoni për të marrë një siç përshkruhet në listën e pjesëve.

Para se të ngarkoni kodin Arduino, do t'ju duhet të shtoni Bibliotekën "FastLED.h" si një bibliotekë për të drejtuar LED -të WS2182. Një seri gjurmësh osciloskopi janë siguruar për zgjidhjen e problemeve nëse ka probleme.

Ekziston gjithashtu një pamje e ekranit të daljes së të dhënave serike IDE duke përdorur funksionin Graph Plot i cili tregon daljen e gjerësisë së pulsit të secilit prej kanaleve si dhe vlerën e pragut. Kjo është e dobishme gjatë testimit pasi mund të shihni nëse secili kanal po funksionon në nivele të ngjashme të ndjeshmërisë.

Kam përfshirë dy kopje të kodit. Njëra ka testuar transmetimin e të dhënave serike për qëllime të zgjidhjes së problemeve.

SH NOTNIM: Mos e lidhni njësinë LiPo Battery deri në hapin e fundit pasi shkurtimi aksidental i kësaj gjatë montimit mund të bëjë që njësia të mbinxehet ose edhe të marrë zjarr.

2. Provoni Bordin Kryesor

Para se të lidhni tabelën kryesore me ndonjë gjë, këshillohet që të bashkëngjitni kabllon serial Arduino dhe të verifikoni që kodi të ngarkohet.

Kjo thjesht do të provojë që ju keni Arduino të jetë i lidhur fizikisht si duhet dhe se IDE dhe bibliotekat janë të ngarkuara. Ngarko kodin përmes IDE i cili duhet të ngarkohet pa gabime dhe asnjë tym nuk duhet të dalë nga asnjë përbërës !!

3. Lidhni Bordin e Shoferit

Ndiqni diagramin e qarkut për të lidhur Bordin e Drejtuesit me Bordin Kryesor dhe vendoseni fizikisht njësinë në kasë për të siguruar që artikujt të përshtaten brenda rrethimit. Ky është një rast prove dhe gabimi dhe kërkon këmbëngulje.

Ngarko kodin përmes IDE i cili duhet të ngarkohet pa gabime dhe asnjë tym nuk duhet të dalë nga asnjë përbërës !!

4. Lidhni mbështjelljet Ndiqni diagramin e qarkut për të lidhur mbështjelljet me tabelën kryesore dhe vendoseni fizikisht njësinë në kasë për të siguruar që artikujt të përshtaten në mënyrë të përshtatshme. Sigurohuni që mbështjelljet të jenë të përafruara me hyrjet e Bordit të Drejtuesit dhe Bordit Kryesor sipas diagramit të qarkut.

Me kodin e provës të ngarkuar, porti serik do të shfaqë gjerësinë e impulsit në spiralen e marrjes diku midis 5000 - 7000uS. Kjo gjithashtu mund të shihet duke përdorur komplotuesin e grafikut IDE.

Kjo do t'ju mundësojë që të zgjidhni problemet e secilit prej kanaleve dhe gjithashtu të shihni efektin e lëvizjes së një monedhe pranë spirales së kërkimit e cila duhet të zvogëlojë gjerësinë e pulsit ndërsa objektivi i afrohet spiralës së kërkimit.

Nëse keni një oshiloskop ju gjithashtu mund të kontrolloni format e valëve në faza të ndryshme të qarkut për të diagnostikuar çështjet.

Pasi të gjithë kanalet të funksionojnë sipas pozicionit të pritur telat në mënyrë që rrethimi i kutisë të mblidhet dhe mbyllet në mënyrë korrekte.

5. Lidhni LED -et

Merrni me kujdes tre telat nga LED -të e Coil Enclosure dhe lidheni ato me tabelën kryesore. Ngarkoni kodin dhe verifikoni që LED -të po funksionojnë si duhet. Përdorni zam për të fiksuar kapakun e mbështjellësit të spirales në vend.

Hapi 7: Lidhja e baterisë së rimbushshme

SHËNIM:

1. Mos e lidhni njësinë LiPo Battery deri në hapin e fundit pasi shkurtimi aksidental i kësaj gjatë montimit mund të bëjë që njësia të mbinxehet ose edhe të marrë flakë.

2. Kur përdorni baterinë dhe ngarkuesin sigurohuni që të jeni të kujdesshëm që të mos shkurtoni lidhjet e baterisë.

3. Bateritë LiPo janë ndryshe nga rimbushjet e tjera dhe karikimi i tepërt mund të jetë i rrezikshëm, prandaj sigurohuni që të konfiguroni saktë qarkun e ngarkimit.

4. Mos e lidhni kabllin serik Arduino me njësinë kur butoni i energjisë është i shtypur, përndryshe bateria mund të dëmtohet.

1. Modifikoni kufirin aktual të ngarkuesit

Pocket Metal Locator përdor një Bateri LiPo e cila mund të karikohet duke përdorur një karikues telefoni Micro USB. Bordi i ngarkuesit TP4056 USB LiPo Batt është modifikuar së pari me rezistencë 4.7K për të kufizuar rrymën e ngarkimit në nën 300mA. Udhëzimet se si mund të bëhet kjo mund të gjenden këtu.

Kjo kërkon që ju të hiqni rezistencën ekzistuese të montuar në sipërfaqe dhe ta zëvendësoni me një rezistencë siç tregohet në foto. Pasi të jetë në vend, mbroni çdo lëvizje të paplanifikuar të rezistencës me një armë zam të nxehtë.

Para se të lidheni me tabelën kryesore, provoni që ngarkuesi të funksionojë si duhet duke lidhur një karikues të telefonit celular me një portë Micro USB. Drita e kuqe e karikimit duhet të ndizet kur punoni si duhet.

2. Instaloni Ndërprerësin e Push Button Power

Sigurohuni që Butoni i Shtytjes është montuar në pozicionin e duhur në mënyrë që të dalë në qendër të kapakut të rrethimit dhe pastaj të lidhni butonin Push në vend. Instaloni tela midis çelësit të butonit Push dhe daljes së ngarkuesit dhe linjës VCC në Arduino sipas diagramit të qarkut.

Kur instalohet siç duhet duke shtypur çelësin do të aktivizoni njësinë.

Fiksoni Baterinë në pozicion duke përdorur zam të nxehtë dhe sigurohuni që priza Micro USB të jetë e lidhur me vrimën në kapakun e kutisë në mënyrë që të mund të ngarkohet.

Hapi 8: Testimi dhe funksionimi përfundimtar

1. Asambleja Fizike

Hapi i fundit është të rirregulloni telat me kujdes në mënyrë që kutia të mbyllet saktë. Përdorni zam të nxehtë për të fiksuar pllakën kryesore në kapak dhe pastaj mbyllni kapakun në pozicion.

2. Funksionimi i Njësisë

Njësia funksionon duke kalibruar pasi të keni shtypur dhe mbajtur butonin e energjisë. Të gjitha LED -të do të pulsojnë kur njësia të jetë gati për t'u përdorur. Mbajeni butonin shtypës gjatë kërkimit. LED-të ndryshojnë nga blu-jeshile, e kuqe, vjollce bazuar në forcën e objektit të synuar. Reagimi haptik ndodh kur LED -të bëhen vjollce.

Ju nuk jeni gati për të shkuar dhe përdorur për aplikime praktike !!