Estroboscopi: 5 passos

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

Un estroboscopi és un dispositiu que crea flaixos amb una freqüència precisa. S’utilitza per mesurar la llavor de rotació d’un disc o roda de rotació ràpida. Un estroboscopi tradicional es fa amb un flash adequat i un circuit intermitent. Però per fer les coses senzilles i assequibles, he utilitzat 25 leds blancs de 5 mm. A més, com a cervells del sistema, AtmelAtmega328 es va utilitzar en un nano Arduino. Per a un projecte una mica avançat i elegant, vaig utilitzar una pantalla OLED de 0,94 polzades per mostrar la freqüència.

Feu clic aquí per veure la pàgina wiki sobre l'efecte estroboscòpic.

Vídeo 1

Vídeo 2

Pas 1: Easy Peasy LED Matrix

Soldar 25 Leds en un arranjament de 5x5 per donar una bona forma quadrada. Assegureu-vos que teniu tots els ànodes i càtodes alineats correctament de manera que sigui fàcil establir connexions elèctriques. A més, el sorteig actual esperat és gran. Per tant, és important un treball de soldadura adequat.

Mireu les fotos. (La part del condensador s’explica més endavant.) Els cables grocs representen càtodes, és a dir, el negatiu o la terra i el fil vermell representa la tensió d’alimentació que en aquest cas és de 5V CC.

A més, no hi ha resistències de limitació de corrent amb els LED. Això es deu al fet que el corrent in tobe es subministra durant un període molt curt aproximadament 500 microsegons en aquest cas. Els LED poden gestionar aquest tipus de corrent durant un temps tan reduït. Estimo un consum actual de 100 mA per led que es tradueix a 2,5 amperes !! Això és molt actual i un bon treball de soldadura és vital.

Pas 2: font d'alimentació

Vaig triar que fos senzill i, per tant, vaig alimentar el dispositiu amb un banc de potència senzill. Així, vaig utilitzar el mini USB d'Arduino Nano com a entrada d'alimentació. Però no hi ha manera que el banc de potència pugui ajustar-se a una presa de corrent ràpida de 2,5 A. Aquí és on anomenem el nostre millor amic, els condensadors. El meu circuit té 13 condensadors de 100microFarad, que es tradueixen en 1,3mF, que són molts. Fins i tot amb una capacitat tan gran, el voltatge d’entrada es col·lapsa, però l’arduino no es reinicia, cosa important.

Com a commutador ràpid, vaig triar un mosfet de canal N (per ser precisos IRLZ44N). L’ús d’un mosfet és important, ja que BJT no podrà fer-se càrrec d’un corrent tan gran sense grans caigudes de tensió. Una caiguda de 0,7 V de BJT reduirà significativament la captació actual. Una gota de mosfet de 0,14 V és molt més assequible.

Assegureu-vos també que utilitzeu cables amb un gruix suficient. 0,5 mm seria suficient.

Ànode 5V

Terra- Font del mosfet

Càtode- Desguàs de mosfet

Porta- Pin digital

Pas 3: interfície d'usuari: entrada

Com a entrada, he utilitzat dos potenciòmetres, un com a ajust fi i l’altre com a ajust gros. Els dos estan etiquetats com a F i C.

L'entrada final és una entrada combinada de les dues olles en forma de

Entrada = 27x (Entrada de gruix) + (Entrada de fi)

Una cosa que s’ha de tenir en compte és el fet que cap ADC és prefecte i, per tant, l’ADC de 10 bits d’arduino donarà un valor que fluctua amb 3-4 valors. En general, això no és un problema, però la multiplicació de 27 farà que l’entrada es torni boja i pugui fluctuar entre 70 i 100 valors. Afegir el fet que l’entrada ajusta el cicle de treball i no directament la freqüència empitjora molt les coses.

Així doncs, vaig limitar el seu valor a 1013. Per tant, si l'olla grossa es llegeix per sobre de 1013, la lectura s'ajustarà a 1013, independentment de si fluctua de 1014 a 1024.

Això ajuda realment a estabilitzar el sistema.

Pas 4: la sortida (OPCIONAL)

Com a part opcional, he afegit una pantalla LED OLED al meu estroboscopi. Això es pot substituir totalment pel monitor sèrie de l'IDE arduino. He adjuntat el codi de tots dos, la pantalla i el monitor de sèrie. La pantalla oled ajuda ja que ajuda el projecte a ser realment portàtil. Pensar en un ordinador portàtil connectat a un projecte tan petit és una mica ancorar el projecte, però si tot just comenceu amb l’arduino, us recomano saltar-vos la pantalla o tornar més tard. Tingueu també cura de no trencar el vidre de la pantalla. El mata:(

Pas 5: el codi

El cervell del sistema no funcionarà sense una educació adequada. Aquí teniu un breu resum del codi. El bucle configura el temporitzador. L'encesa i apagada del flaix es controla amb la interrupció del temporitzador i no amb el bucle. Això garanteix el moment adequat dels esdeveniments i això és vital per a aquest instrument.

Una part dels dos codis és la funció d’ajust. El problema que he trobat és que la freqüència esperada no és la mateixa que esperava. Així que vaig decidir ser mandrós i vaig explorar el meu estroboscopi amb un oscil·loscopi digital i vaig dibuixar la freqüència real contra la freqüència i vaig dibuixar els punts a la meva aplicació matemàtica preferida, Geogebra. En traçar el gràfic de seguida em vaig recordar de la càrrega del condensador. Així que vaig afegir els paràmetres i vaig intentar ajustar la cura als punts.

Mireu el gràfic i FELIÇ ESTROBOSCOPI !!!!!!