Pinça digital Vernier hackeada mitjançant Arduino: 7 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:13

Llavors, què passa amb fer algunes mesures amb la vostra pinça digital Vernier i fer que l’Arduino treballi amb aquestes mesures? Potser desant-los, fent alguns càlculs basats o afegint aquestes mesures a un bucle de retroalimentació del vostre dispositiu mecànic. En aquest instructiu, desmuntarem una pinça digital Vernier, hi enganxarem uns cables i connectarem la pinça amb l’Arduino a mostra els seus valors mesurats al monitor sèrie Arduino.

Pas 1: Com es pot fer

Resulta que algunes pinces digitals són capaces de transmetre les dades mesurades que apareixen a les seves pantalles mitjançant diferents protocols per ser utilitzats per altres dispositius.

En realitat, hi ha un lloc per a una presa d'interfície a la placa de pinça, però no hi ha res soldat.

Només podeu treure la tapa superior de la pantalla (no la tapa de la bateria) i trobareu 4 coixinets que se suposa que tenen una presa per comunicar-se amb la pinça, però no ho són:(.

Aquest fet es va descobrir fa molts anys en diferents calibradors i aquest instructiu se centra en el model exacte de la pinça vernier digital xinesa que podeu veure a les imatges. Per tant, assegureu-vos que el vostre model sigui el mateix, ja que un model diferent pot tenir protocols diferents a treballar, per tant, diferents codis per utilitzar, però la idea principal és la mateixa entre la majoria d'aquests xinesos.

Anaven a:

• Desmunteu la pinça
• Cerca On podem soldar un sòcol d'interfície a la placa
• Identifiqueu el pin-out del connector
• Soldeu-lo i munteu la pinça
• Inverseu les dades transmeses per saber com funciona el seu protocol
• Canvia de nivell els senyals de la pinça per adaptar-los a l'Arduino
• Pengeu el codi i ja està:)

Què necessiteu:

• Una pinça digital Vernier
• Arduino (Qualsevol tipus farà la feina)
• Taula de conversió de lògica (us adjuntaré un esquema)
• Un soldador de punta fina i neta
• Fil de soldadura prim
• Alguns cables de pont

Pas 2: desmunteu la pinça

• Primer de tot, traieu la bateria de la pinça del clip.
• Per a aquest model, trobareu un paper guia de plata a la part posterior i hi trobareu quatre cargols de muntatge a sota. Sostenen la caixa i hem de descargolar-les amb un tornavís Philips. Només podeu passar el tornavís sobre el paper dels costats i veureu els forats de muntatge.

Després, veureu que el PCB està muntat al tauler frontal amb quatre cargols. Cal descargolar-los suaument amb un tornavís Philips de punta fina

Aneu amb compte de no ratllar ni tallar cap rastre dels dos costats del PCB

• Ara, després de treure tots els cargols i posar-los en un lloc segur, no es podrien perdre:),
• Cal aixecar el PCB amb compte, ja que la pantalla i els tres botons de goma poden trencar-se.
• En aquest moment, podeu extreure la pantalla i els botons de la PCB i posar-los amb els cargols i continuar la vostra feina amb la PCB nua.

Pas 3: cerqueu els coixinets necessaris per soldar el sòcol

Ara, quan mireu la part superior del PCB, podeu detectar fàcilment on s’hauria de muntar el connector de dades.

També podeu veure que les capçaleres de pin genèriques no es poden soldar sense ajustar-les, ja que el pas del connector és més petit que el seu (pas: distància entre els centres de dos coixinets adjacents del connector)

El pas de les capçaleres dels pins és de 100 mil o 2,54 mm, de manera que podeu doblegar-los lleugerament i soldar-los, o bé podeu trobar un altre sòcol.

I aquí és quan la meva caixa completa de només estar assegut al voltant dels PCB va tenir un bon ús.

Vaig trobar un connector de cable flexible de 4 pins perfecte (connector FPC) en un dels antics PCB de la unitat de CD-ROM i vaig decidir utilitzar-lo amb la pinça.

No cal dir que haureu de tenir precaució mentre dessoldeu els connectors PCB ja que la seva carcassa de plàstic es pot fondre.

Tingueu també en compte que heu escollit utilitzar capçaleres de pins o un endoll especial com a connector que necessiteu aquest connector per poder encaixar mecànicament a l'obertura del connector de la vitrina de la pinça. (Podeu veure la imatge per obtenir més aclariments)

Pas 4: identifiqueu el pin-out del connector

Ara, després de trobar els coixinets necessaris, hem de saber a què està connectat cada coixinet.

Bé, ja s'ha trobat en altres projectes d'enginyeria inversa per a aquestes mides i la majoria de les vegades tenen la mateixa configuració (GND, DATA, CLOCK, VCC)

Per configurar-lo amb tu mateix:

Traieu la bateria

• configureu el vostre multímetre a l'estat del brunzidor (prova de continuïtat)
• Comenceu connectant una sonda al terminal de la bateria -VE (GND) i busqueu quin pin del connector està connectat a terra mitjançant l’altra sonda.
• Feu el mateix amb el terminal Battery + VE

Podeu donar als altres dos pins connectats al xip dos noms (EX: D0 i D1), ja que coneixerem les seves funcions més endavant en el seu pas d'enginyeria inversa

Si no voleu configurar el pin-out, podeu calcular el pin-out del connector com:

(GND, DATA, CLOCK, VCC)

GND és el teclat més proper a la pantalla

VCC és el coixinet més proper a la vora del PCB

i els dos coixinets més grans a la vora del connector per al muntatge del connector estan connectats a GND (podeu comprovar-los amb un multímetre)

Pas 5: Enginyeria inversa del protocol de comunicació

Després de provar els senyals dels dos pins de sortida digitals amb un oscil·loscopi, aquí és el seu aspecte.

podeu veure que un dels pins funciona com un rellotge per sincronitzar la transmissió de dades (línia CLK) i l’altre és la línia de dades, de manera que estem davant d’un protocol de transmissió de dades sincronitzat.

Resulta que: - Les dades s’envien en un nivell lògic d’1,5 volts (sona lògic, ja que és el mateix voltatge que la bateria de vernier) - Les dades s’envien en 6 nibbles (6 x 4 bits) amb un total de 24 bits - Hi ha uns 200 mS entre el final de cada paquet de dades i el començament de l'altre

Vaig decidir provar les dades a la vora ascendent del rellotge, així que després de provar amb diferents mesures a la pinça i canviar el seu mode de (mm a polzades) i també mostrar alguns valors negatius, he obtingut aquesta taula (terceres imatges) per a les meves condicions de prova. i vaig començar a esbrinar el protocol de comunicació

Després d’estudiar les dades capturades:

- en mode mm: els bits del número 1 al 16 són la representació binària del número que es mostra a la pinça (multiplicat per 100) - en mode (polzades): els bits del número 2 al 17 són la representació binària del número que es mostra al pinça (multiplicada per 1000)

- el bit núm. 21 representa el signe negatiu (1 si el nombre mostrat és negatiu i 0 si és positiu)

- el bit núm. 24 representa la unitat de mesura (1 si la unitat és (in) i 0 si la unitat és (mm))

- En mode (polzades): el bit 1 representa el segment de 0,5 mil (1 si s’afegeix i 0 si no)

Pas 6: fer un convertidor lògic

Ara hem de canviar el nivell de voltatge de les dades de la pinça (1,5 volts no és adequat per treballar amb Arduino, és massa baix) He afegit un esquema per al convertidor lògic que he fet per a aquest projecte, però com podeu veure les dades ara a més de desplaçar-se a un nivell lògic de 5 volts, també s'invertirà, de manera que hem de compensar això al codi.

Pas 7: Codi Arduino

I ara ja esteu a punt per connectar-lo amb l’Arduino. Podeu trobar el codi adjunt. Connecteu el pin del rellotge al pin 2 o 3 a Arduino uno, nano o pro-mini (necessitareu un pin capaç d’interrompre). qualsevol altre pin. Pengeu el codi i obriu el monitor sèrie per veure les dades mesurades

El codi pot detectar automàticament en quin mode treballa la pinça escanejant el 24è bit de dades