Stroboskop: 5 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:27

Et stroboskop er en enhed, der skaber blink med præcis frekvens. Dette bruges til at måle rotationsfrøet for en hurtigt roterende skive eller et hjul. Et traditionelt stroboskop er lavet med en ordentlig flash og blinkende kredsløb. Men for at holde tingene enkle og overkommelige har jeg brugt 25 5 mm hvide lysdioder. Som hjernen i systemet blev AtmelAtmega328 også brugt i en Arduino nano. Til et lidt avanceret og fancy projekt brugte jeg en.94 tommer OLED -skærm til at vise frekvensen.

Klik her for wiki -side for stroboskopisk effekt.

Video 1

Video 2

Trin 1: Easy Peasy LED Matrix

Lodde 25 lysdioder i et 5x5 arrangement for at give en flot firkantet form. Sørg for at have alle dine anoder og katoder justeret korrekt, så det ville være let at etablere elektriske forbindelser. Også den forventede nuværende trækning er stor. Derfor er et ordentligt loddejob vigtigt.

Tag et kig på fotos. (Kondensatordelen forklares nærmere nedenfor.) Gule ledninger repræsenterer katoder, dvs. negative eller jorden, og den røde ledning repræsenterer forsyningsspændingen, som i dette tilfælde er 5V DC.

Der er heller ingen strømbegrænsende modstande med lysdioderne. Dette skyldes, at strømmen i skal leveres i en meget kort periode cirka 500 mikrosekunder i dette tilfælde. Lysdioder kan håndtere denne form for strøm i så lille tid. Jeg anslår en nuværende trækning på 100mA pr. Led, hvilket kan oversættes til 2,5 ampere !! Det er meget strøm og et godt loddejob er afgørende.

Trin 2: Strømforsyning

Jeg valgte at holde det enkelt, og derfor drev jeg enheden med en simpel powerbank. Således brugte jeg mini USB af arduino nano som strømindgang. Men der er ingen måde, powerbanken kan tilpasse sig til en hurtig strømtrækning på 2,5 A. Det er her, vi kalder vores bedste ven, kondensatorerne. Mit kredsløb har 13 100microFarad kondensatorer, hvilket oversætter til 1,3mF, hvilket er meget. Selv med en så stor kapacitans, falder indgangsspændingen sammen, men arduino nulstiller ikke sig selv, hvilket er vigtigt.

Som en hurtig switch valgte jeg en N-kanal mosfet (IRLZ44N for at være præcis). Det er vigtigt at bruge en mosfet, da BJT ikke vil være i stand til at tage sig af så stor strøm uden store spændingsfald. Et fald på 0,7 V BJT reducerer den nuværende trækning betydeligt. En 0,14 V dråbe mosfet er meget mere overkommelig.

Sørg også for at bruge tråde med tilstrækkelig tykkelse. 0,5 mm ville være tilstrækkeligt.

5V-anode

Jord- Kilde til mosfet

Katode- Afløb af mosfet

Port- Digital pin

Trin 3: Brugergrænseflade- input

Som input brugte jeg to potentiometre, den ene som finjustering og den anden som grovjustering. De to er mærket F og C.

Det endelige input er et kombineret input af begge gryder i form af

Input = 27x (input af grov)+(input af bøde)

En ting, der skal tages hånd om, er det faktum, at ingen ADC er præfekt, og derfor vil 10bit ADC af arduino give en værdi, der svinger med 3-4 værdier. Generelt er dette ikke et problem, men multiplikationen af 27 vil få input til at gå amok og kan svinge til 70-100 værdier. Tilføjelse af det faktum, at input justerer arbejdscyklussen og ikke direkte frekvensen forværrer tingene meget.

Så jeg begrænsede hans værdi til 1013. Så hvis den grove gryde læser over 1013, vil aflæsningen blive justeret til 1013, uanset om den svinger fra 1014 til 1024.

Dette hjælper virkelig med at stabilisere systemet.

Trin 4: Output (VALGFRIT)

Som en valgfri del tilføjede jeg et OLED LED -display til mit stroboskop. Dette kan helt erstattes med den serielle monitor af arduino IDE. Jeg har vedhæftet koden til begge, displayet og den serielle skærm. Det oled -display hjælper, da det hjælper projektet med at være virkelig bærbart. At tænke på en bærbar computer, der er knyttet til et så lille projekt, er lidt forankring af projektet, men hvis du lige er startet med arduinoen, anbefaler jeg, at du springer skærmen over eller vender tilbage senere. Pas også på, at du ikke knækker displayets glas. Det dræber det:(

Trin 5: Koden

Hjernen på systemet fungerer ikke uden en ordentlig uddannelse. Her er en kort sommer af koden. Sløjfen indstiller timeren. Tænd og sluk for blitzen styres med timerafbrydelse og ikke med sløjfen. Dette sikrer korrekt timing af begivenhederne, og dette er afgørende for et sådant instrument.

En del i begge koderne er justeringsfunktionen. Problemet, jeg stødte på, er, at den forventede frekvens ikke er den samme, som jeg havde forventet. Så jeg besluttede at være doven og undersøgte mit stroboskop med et digitalt oscilloskop og afbildede den reelle frekvens mod frekvensen og plottede punkterne i min foretrukne matematiske app, Geogebra. Ved plottingen mindede grafen mig straks om opladningskondensator. Så jeg tilføjede parametrene og forsøgte at passe kuren på punkterne.

Tag et kig på grafen og HAPPY STROBOSCOPE !!!!!!