Sensor ya kete ya infrared: Hatua 5

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:50

Jina langu ni Calvin na nitakuonyesha jinsi ya kutengeneza sensa ya kete ya infrared na kuelezea jinsi inavyofanya kazi.

Hivi sasa mimi ni mwanafunzi wa Chuo Kikuu cha Taylor ninasoma Uhandisi wa Kompyuta na timu yangu na niliulizwa kubuni na kujenga utaratibu ambao unaweza kupanga kitu chochote kinachoweza kutoshea katika mraba wa 1in. Tungeweza kuchukua njia rahisi na kuchagua kuchagua m & m kwa kutumia sensor rahisi ya rangi, lakini tuliamua kwenda juu na zaidi na kupanga kete kwa nambari iliyoonyeshwa. Baada ya masaa mengi kujaribu kupata mwongozo wa jinsi ya kusoma uso wa kete niliingia kwenye kiunga hiki hapa:

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

Kiunga hiki, hata hivyo, hakikunipa zaidi ya wazo la jinsi ya kusoma uso wa kete, kwa hivyo nikitumia wazo ambalo lilitolewa, nilienda kujenga na kukuza sensa inayoweza kushikamana na Arduino kwa urahisi na unaweza kusoma uso wa kete kwa usahihi iwezekanavyo, na hivyo kutupa hii Sura ya Kinga ya Infrared.

Vifaa

Sasa kwenye vifaa:

Utahitaji:

1 x Arduino Uno

5 x Wapokeaji wa IR

5 x Emitters za IR

www.sparkfun.com/products/241

Vipimo 5 x 270 ohm

Vipimo 5 x 10k ohm

Chip 1 x 74HC595N

vichwa mbalimbali vya kiume

1 x Bodi ya mfano (ikiwa haupati bodi ya milled ya kawaida)

Hatua ya 1: Kuelewa jinsi inavyofanya kazi

Sensorer hii hutumia maeneo 5 ya bomba kusoma nyuso za kete. Inatumia nuru ya infrared ili kupiga uso wa kete kwenye maeneo haya ya bomba na kumwambia mtawala ikiwa ni nyeupe au nyeusi.

Labda unajiuliza, kwa nini ni maeneo 5 tu ya bomba wakati huo? Je! Hautahitaji wote 9 kusoma kete vizuri?

Kweli, kwa sababu ya ulinganifu wa kete, kutumia maeneo 5 maalum kwenye kete inaweza kuwa ya kutosha kujua tofauti kati ya nambari tofauti kwenye kete bila kujali mwelekeo (picha 1). Hii inafanya sensa ya kete iwe na ufanisi zaidi kwa sababu inatafuta tu kile inachohitaji na hakuna chochote cha ziada.

Mtoaji huenda chini kabisa ya mpokeaji kwenye sensa katika kila moja ya maeneo haya ya bomba, sensor kisha hutoa taa ya IR na kisha mpokeaji anasoma kiwango cha taa ya IR ambayo huangaza uso wa kete. (picha 3) Ikiwa thamani iliyopokelewa ni kubwa zaidi na nambari maalum za upimaji, basi sensa itaona mahali hapo kama nukta, ikiwa sio basi ni nafasi nyeupe. (picha 2)

Hatua ya 2: Kubuni na Kupanga

Hatua ya kwanza ya kujenga sensa ya kete ni kuunda skimu, hii inaweza kuwa ngumu zaidi au hatua rahisi ya maendeleo. Kwanza unahitaji programu inayoitwa EAGLE na Autodesk, hii ndiyo programu niliyotumia kuunda skimu.

Nimejumuisha aina mbili tofauti za skimu, skimu moja ina daftari la sajili ya kuhama ili kusaidia sensor kuwa sahihi zaidi, na nyingine ni moja bila chip ya rejista ya mabadiliko, mpango huu, hata hivyo, hautafanya kazi na nambari ambayo nitatoa baadaye, kwa hivyo itabidi ukuze kitu peke yako.

Nimejumuisha pia mpangilio wa bodi yangu kwa sensorer ambayo nimebuni na rejista ya zamu.

Kuanza kubuni bodi, una Wapokeaji 5 wa IR na Emitters 5 za IR, wapokeaji wanahitaji kontena la 10k na watoaji wanahitaji kontena la 270 ohm kwa kila moja ya vitu hivi, unatoka:

VCC (5V) -> Resistor -> Analog Soma Pin -> IR mpokeaji -> GND

VCC (5V) -> Resistor -> IR emitter -> GND

Pini ya kusoma Analog hutoka kati ya kontena na Mpokeaji wa IR kama tawi lingine na huenda kwenye pini ya analog kwenye Arduino. Unahitaji pia kuhakikisha kuwa mtoaji huenda moja kwa moja chini ya mpokeaji, nilifanya kosa hili mara ya kwanza nilifanya na nilipata matokeo mabaya sana, kwa hivyo hakikisha kwamba Mpokeaji anaendelea juu.

Katika bodi yangu ya kawaida, ninatumia rejista ya kuhama ili kutoa nguvu kwa kila mmoja wa watoaji na wapokeaji mmoja mmoja ili kuzuia taa yoyote ya IR inayotokwa na damu kutoka kwa watoaji wengine. Hii inanipa usomaji sahihi zaidi kutoka kwa kila eneo la bomba, ikiwa ulichagua kutotumia rejista ya mabadiliko, bado itakufanyia kazi, inaweza kuwa sahihi kidogo. Kwenye rejista ya mabadiliko, unaweza kujiunga na pini 3-4 na 7-8 pamoja, kwani sio lazima kabisa kuwa nao kama vichwa. Niliwaacha kama vichwa na kuweka kuruka juu ya vichwa ikiwa nitataka kufanya maendeleo katika siku zijazo.

Baada ya kuunda muundo, unahitaji kutengeneza mpangilio wa bodi ya skimu yako. Sehemu hii inaweza kuwa ngumu sana kwa sababu lazima uhakikishe njia zako haziingiliani na uhakikishe kuwa njia na mashimo yako yanakidhi matakwa ya mashine yako. Mpangilio wa bodi niliyoambatanisha ulikuwa na ukubwa maalum wa mashine ambayo nilikuwa nikitumia bodi yangu. Ninatumia masaa machache kuweka bodi kuwa ndogo kama ninavyoweza kuifanya. Bado kulikuwa na nafasi ya kuboresha kwenye bodi hii lakini ilinifanyia kazi kwa hivyo niliiacha ilivyo. Kuna toleo na GND ya shaba inayounganisha vitu vyote vya chini, na toleo bila kushikamana.

Unaweza pia kutumia skimu yako kuijenga kwenye ubao wa mkate au bodi ya mfano, kwani hizi ni rahisi zaidi kupatikana na ni chaguo cha bei rahisi kwani sio lazima uwe na bodi ya kawaida iliyochongwa.

Ukishakuwa na muundo wa bodi unaweza kuendelea na hatua inayofuata!

Hatua ya 3: Kuunda Bodi

Sehemu hii inategemea kabisa jinsi unataka bodi iundwe. Niliunda sensa kwenye bodi ya mfano kujaribu kuona ikiwa dhana inafanya kazi na ni sahihi vipi, kwa hivyo nilifuata mpango bila rejista ya mabadiliko na niliunda bodi. Lazima uhakikishe kuweka kila kitu ili mistari isiingiliane, na kwamba usije ukatengeneza laini ambazo hazipaswi kuunganishwa. Unapoifanya kwenye bodi ya mfano, lazima uwe mwangalifu sana, kwa hivyo chukua muda wako na usiikimbilie. Unapaswa pia kuwa mwangalifu kwa waya wazi kwa sababu zinaweza kusonga na kusababisha kaptula kwenye mfumo.

Ikiwa ulichagua bodi itengenezwe basi mchakato huu ni rahisi. Tuma faili ya bodi kwa kinu na mipangilio maalum ya kinu. Ikiwa unafanya mwenyewe, fanya kabla ya kuiondoa, hakikisha kwamba shaba yote imechimbwa vizuri kwa kutosha, Bodi ya kwanza niliyokuwa nimeunda, shaba haikunyolewa vya kutosha na ilibidi nipate nyingine ya kusaga.

Hakikisha kila kitu kimeuzwa kwa bodi kwa mpangilio unaohitajika na hakikisha kuchukua muda wako, na ikiwa ukiunganisha kwenye PCB basi hakikisha unaunganisha upande sahihi wa bodi.

Unapoweka Vipokezi vya IR na Emitters hakikisha kwamba mtoaji yuko chini kabisa ya mpokeaji. Utalazimika kucheza karibu na kuinama miguu ya vifaa vya IR ili kuziweka mahali pazuri. Weka kete mkononi pia kuangalia ikiwa maeneo ya bomba ni mahali wanapohitaji kuwa.

Mara baada ya kuwa na kila kitu kilichouzwa na kuongezwa kwenye ubao uko kwenye programu ya sensorer.

Hatua ya 4: Kupanga Bodi

Hii ndio sehemu ngumu ya kufanya sensorer iwe sahihi iwezekanavyo, kupanga bodi. Kwa bahati nzuri nimekutengenezea maktaba utakayotumia na kihisi chako kipya iliyoundwa kuifanya programu iwe rahisi zaidi, hata hivyo, itabidi usuluhishe sensa kulingana na taa ambayo sensa hii iko.

Kuanza lazima uwe na Arduino ya kusano na kihisi hiki. Inatumia pini 5 za Analog na pini 3 za dijiti.

Una uwezo wa kutumia maktaba niliyotengeneza kuchagua pini zako za analojia na dijiti, lakini nitaielezea kwa kutumia pini nilizozifanya na kiunganishi. Nimeweka alama kwenye picha iliyounganishwa na nambari za pini na masanduku yenye rangi karibu na seti ya pini kuelezea kwa urahisi ni pini zipi zinazoingia wapi.

Kwenye sensorer, pini 1-5 Nyekundu nenda kwa A0-A4, kwa hivyo Nyekundu 1 huenda kwa A0 na kadhalika. Pini 1-8 Nyeupe inahitaji maelezo zaidi.

Nyeupe 1 - Pini ya data, hapa ndipo Arduino inapotuma data kwenye rejista ya mabadiliko. Niliweka pini hii kwa pini ya dijiti 3 kwenye Arduino

Nyeupe 2 - Q0, kizamani katika kesi hii, niliijumuisha ikiwa ningeamua kupanua kabisa

Nyeupe 3 & 4 - Itaunganishwa, unaweza kuziunganisha hizi mbili pamoja au kutumia jumper kama nilivyofanya.

Nyeupe 5 - pini ya latch, pini muhimu sana ambayo ni hatua ya mwisho katika mchakato wa kuona pips ikiwasha na kuzima. Niliweka pini hii kubandika 12 kwenye Arduino

Nyeupe 6 - Pini ya Saa, Hii hutoa saa kutoka Arduino hadi rejista ya zamu. Niliweka hii kwa pini ya dijiti 13.

Nyeupe 7 na 8 - Itaunganishwa, unaweza kuziunganisha hizi mbili pamoja au kutumia jumper kama nilivyofanya.

Karibu na sanduku jeupe una pini za Ground na VCC. Lazima utoe 5v kutoka Arduino au chanzo kingine ili kuwezesha sensor hii.

Nambari za Mahali za PIP zinaweza kupatikana kwenye nambari.

Sasa kwa kuwa lazima uiunganishe, lazima tuiweke sawa. Lengo langu lilikuwa kuunda hati ambayo inaweza kukulinganisha kwako lakini nikakosa muda wa kufanya hivyo. Wakati wa kusawazisha lazima uhakikishe kuwa sensa iko katika mazingira ya taa inayodhibitiwa inahisi unyeti wake kwa nuru ya nje iliyoingiliwa. Lazima upate thamani kutoka kwa kila eneo la bomba na nukta nyeusi na nukta nyeupe na wastani wa tofauti. Nilitumia pande mbili tu za kete kupima, nilitumia upande wa 1, upande wa 6, na upande wa 6 ulizunguka digrii 90. Mara tu unapokuwa na nambari nyeupe na nyeusi kwa kila eneo la bomba, unahitaji kuzipima na kupata katikati ya nambari mbili. Kwa hivyo kwa mfano, ikiwa ningepata 200 ya nyeupe kutoka eneo la kwanza la bomba, na 300 kwa thamani ya giza ya eneo la kwanza la bomba, basi nambari ya calibration itakuwa 250. Mara tu unapofanya hivi kwa maeneo yote 5 ya bomba, sensa yako iko sawa imesawazishwa, basi unaweza kutumia kete. ReadFace (); kupata uso wa sasa wa kete.

Hatua ya 5: Matumizi

Umefanikiwa kuunda kitambuzi cha kete! Hongera! Hii imekuwa barabara ndefu ya kujaribu na kosa kwangu kuunda kihisi hiki, kwa hivyo ni lengo langu kumsaidia mtu yeyote huko nje ambaye anataka kuunda sensa ya kete.

Nimejumuisha mifano michache ya mradi ambao tunajenga ambao ulitumia sensa hii. Picha ya kwanza, tulitumia paddlewheel kuweka vizuri kete juu ya sensor kila wakati. Picha ya pili ilikuwa bidhaa ya mwisho ya mradi wetu, na msingi utazunguka kulingana na uso wa kete, na picha ya tatu ni sanduku la onyesho ambalo nilitengeneza na kujenga kuweka sensorer hizi kwenye onyesho.

Uwezekano wa sensor hii hauna mwisho ikiwa utaweka akili yako kwake. Natumai utapata mafunzo haya ya kufurahisha na ya kuelimisha, na natumai unajaribu kujipatia mwenyewe.

Mungu akubariki!