Stroboscopio: 5 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:02

Uno stroboscopio è un dispositivo che crea lampi con una frequenza precisa. Viene utilizzato per misurare il seme di rotazione di un disco o ruota a rotazione rapida. Uno stroboscopio tradizionale è realizzato con un flash adeguato e un circuito lampeggiante. Ma per mantenere le cose semplici e convenienti, ho usato 25 led bianchi da 5 mm. Inoltre, come cervello del sistema, AtmelAtmega328 è stato utilizzato in un Arduino nano. Per un progetto un po' avanzato e di fantasia, ho usato un display OLED da 0,94 pollici per visualizzare la frequenza.

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Video 1

Video 2

Passaggio 1: matrice LED Easy Peasy

Saldare 25 LED in una disposizione 5x5 per dare una bella forma quadrata. Assicurati di avere tutti gli anodi e i catodi allineati correttamente in modo che sia facile stabilire i collegamenti elettrici. Anche l'assorbimento di corrente previsto è elevato. Quindi un lavoro di saldatura adeguato è importante.

Dai un'occhiata alle foto. (La parte del condensatore è spiegata più avanti.) I fili gialli rappresentano i catodi, ovvero il negativo o la terra e il filo rosso rappresenta la tensione di alimentazione che in questo caso è 5 V CC.

Inoltre, non ci sono resistori di limitazione della corrente con i LED. Questo perché in questo caso la corrente viene erogata per un brevissimo periodo di circa 500 microsecondi. I LED possono gestire questo tipo di corrente per così poco tempo. Stimo un assorbimento di corrente di 100 mA per led che si traduce in 2,5 ampere!! È molta corrente e un buon lavoro di saldatura è vitale.

Passaggio 2: alimentazione

Ho scelto di mantenerlo semplice e quindi ho alimentato il dispositivo con un semplice power bank. Quindi ho usato la mini USB di arduino nano come ingresso di alimentazione. Ma non c'è modo che il power bank possa adattarsi a un rapido assorbimento di corrente di 2,5 A. È qui che chiamiamo il nostro migliore amico, i condensatori. Il mio circuito ha 13 condensatori da 100 microFarad, che si traduce in 1,3 mF che è molto. Anche con una capacità così grande, la tensione di ingresso crolla ma l'arduino non si ripristina da solo, il che è importante.

Come switch veloce ho scelto un mosfet a canale N (IRLZ44N per la precisione). L'uso di un mosfet è importante in quanto BJT non sarà in grado di prendersi cura di una corrente così grande senza enormi cadute di tensione. Una caduta di 0,7 V di BJT ridurrà significativamente l'assorbimento di corrente. Una caduta di 0,14 V di mosfet è molto più conveniente.

Assicurati inoltre di utilizzare fili con uno spessore sufficiente. 0,5 mm sarebbero sufficienti.

5V-anodo

Ground-Fonte di mosfet

Catodo- Scarico di mosfet

Gate- Pin digitale

Passaggio 3: interfaccia utente - Input

Come input, ho usato due potenziometri, uno come regolazione fine e l'altro come regolazione grossolana. I due sono etichettati F e C.

L'input finale è un input combinato di entrambi i vasi sotto forma di

Input=27x(Input di grossolano)+(Input di fine)

Una cosa che deve essere curata è il fatto che nessun ADC è perfetto e quindi l'ADC a 10 bit di arduino darà un valore che fluttua con 3-4 valori. Generalmente questo non è un problema, ma la moltiplicazione di 27 farà impazzire l'input e potrebbe fluttuare per 70-100 valori. Aggiungendo il fatto che l'ingresso regola il duty cycle e non direttamente la frequenza peggiora molto le cose.

Quindi ho limitato il suo valore a 1013. Quindi, se il piatto grossolano è superiore a 1013, la lettura verrà regolata a 1013, indipendentemente dal fatto che oscilli da 1014 a 1024.

Questo aiuta veramente a stabilizzare il sistema.

Passaggio 4: l'output (FACOLTATIVO)

Come parte opzionale, ho aggiunto un display a led OLED al mio stroboscopio. Questo può essere totalmente sostituito con il monitor seriale dell'IDE arduino. Ho allegato il codice per entrambi, il display e il monitor seriale. Il display oled aiuta in quanto aiuta il progetto ad essere veramente portatile. Pensare a un laptop collegato a un progetto così piccolo è un po 'ancoraggio al progetto, ma se stai appena iniziando con l'arduino, ti consiglio di saltare la visualizzazione o tornare più tardi. Fai anche attenzione a non rompere il vetro del display. Lo uccide:(

Passaggio 5: il codice

I cervelli del sistema non funzioneranno senza un'istruzione adeguata. Ecco un breve riassunto del codice. Il ciclo imposta il timer. L'accensione e lo spegnimento del flash è controllato con il timer interrupt e non con il loop. Ciò garantisce una corretta tempistica degli eventi e questo è vitale per tale strumento.

Una parte in entrambi i codici è la funzione di regolazione. Il problema che ho riscontrato è che la frequenza prevista non è la stessa che mi aspettavo. Così ho deciso di essere pigro e ho sondato il mio stroboscopio con un oscilloscopio digitale e ho tracciato la frequenza reale contro la frequenza e ho tracciato i punti nella mia app matematica preferita, Geogebra. Sul tracciare il grafico mi ha subito ricordato di caricare il condensatore. Quindi ho aggiunto i parametri e ho cercato di adattare la cura ai punti.

Dai un'occhiata al grafico e BUON STROBOSCOPIO!!!!!!