Stroboskop: 5 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:43

Ett stroboskop är en enhet som skapar blixtar med exakt frekvens. Detta används för att mäta rotationsfröet för en snabbt roterande skiva eller hjul. Ett traditionellt stroboskop är tillverkat med en korrekt blixt och blinkande kretsar. Men för att hålla sakerna enkla och prisvärda har jag använt 25 5 mm vita lysdioder. Som hjärnor i systemet användes också AtmelAtmega328 i en Arduino nano. För ett lite avancerat och snyggt projekt använde jag en.94 -tums OLED -skärm för att visa frekvensen.

Klicka här för wikisida för stroboskopisk effekt.

Video 1

Video 2

Steg 1: Easy Peasy LED Matrix

Löd 25 lysdioder i ett 5x5 arrangemang för att ge en fin fyrkantig form. Se till att alla dina anoder och katoder är rätt inställda så att det skulle vara enkelt att upprätta elektriska anslutningar. Även den förväntade strömdragningen är stor. Därför är ett ordentligt lödjobb viktigt.

Ta en titt på foton. (Kondensatordelen förklaras närmare nedan.) Gula ledningar representerar katoder, dvs negativa eller marken och den röda tråden representerar matningsspänningen som i detta fall är 5V DC.

Det finns inga strömbegränsande motstånd med lysdioderna. Detta beror på att strömmen i levereras under en mycket kort period cirka 500 mikrosekunder i detta fall. Lysdioder kan hantera denna typ av ström under så liten tid. Jag uppskattar en strömförbrukning på 100mA per led, vilket betyder 2,5 ampere !! Det är mycket ström och ett bra lödjobb är viktigt.

Steg 2: Strömförsörjning

Jag valde att hålla det enkelt och därför drev jag enheten med en enkel powerbank. Således använde jag mini USB av arduino nano som strömförsörjning. Men det finns inget sätt att powerbanken kan anpassa sig till snabb strömdragning på 2,5 A. Det är här vi kallar vår bästa vän, kondensatorerna. Min krets har 13 100microFarad -kondensatorer, vilket översätter till 1,3mF vilket är mycket. Även med en så stor kapacitans kollapsar ingångsspänningen men arduino återställer inte sig själv vilket är viktigt.

Som en snabb switch valde jag en N-kanal mosfet (IRLZ44N för att vara exakt). Att använda en mosfet är viktigt eftersom BJT inte kommer att kunna ta hand om så stor ström utan stora spänningsfall. En droppe på 0,7 V BJT kommer att minska den nuvarande dragningen avsevärt. En 0,14 V droppe mosfet är mycket billigare.

Se också till att du använder trådar med tillräcklig tjocklek. 0,5 mm skulle räcka.

5V-anod

Mark- Källa till mosfet

Katod- Tömning av mosfet

Gate- Digital stift

Steg 3: Användargränssnitt- Inmatning

Som ingång använde jag två potentiometrar, en som finjustering och den andra som grovjustering. De två är märkta F och C.

Den slutliga ingången är en kombinerad ingång för båda krukorna i form av

Ingång = 27x (Inmatning av grov)+(Inmatning av böter)

En sak som måste tas om hand är det faktum att ingen ADC är prefekt och därför kommer 10bit ADC för arduino att ge ett värde som varierar med 3-4 värden. Generellt sett är detta inte ett problem, men multiplikationen av 27 kommer att göra input galen och kan fluktuera för 70-100 värden. Lägg till det faktum att ingången justerar arbetscykeln och inte direkt frekvensen förvärrar saker mycket.

Så jag begränsade värdet till 1013. Så om den grova potten läser över 1013, kommer avläsningen att justeras till 1013 oavsett om den varierar från 1014 till 1024.

Detta hjälper verkligen att stabilisera systemet.

Steg 4: Utgången (TILLVAL)

Som valfri del lade jag till en OLED LED -skärm till mitt stroboskop. Detta kan helt ersättas med den seriella bildskärmen för arduino IDE. Jag har bifogat koden för båda, displayen och seriemonitorn. Den oleda skärmen hjälper eftersom det hjälper projektet att vara riktigt bärbart. Att tänka på en bärbar dator kopplad till ett så litet projekt är lite förankring av projektet, men om du bara börjar med arduino rekommenderar jag att du hoppar över skärmen eller återkommer senare. Se också till att du inte bryter glaset på displayen. Det dödar det:(

Steg 5: Koden

Hjärnan i systemet fungerar inte utan ordentlig utbildning. Här är en kort sommar av koden. Slingan ställer in timern. Slå på och av blixten styrs med timeravbrott och inte med slingan. Detta säkerställer korrekt tidpunkt för händelserna och detta är avgörande för sådant instrument.

En del i båda koderna är justeringsfunktionen. Problemet som jag stötte på är att den förväntade frekvensen inte är densamma som jag förväntade mig. Så jag bestämde mig för att vara lat och undersökte mitt stroboskop med ett digitalt oscilloskop och ritade den verkliga frekvensen mot frekvensen och plottade punkterna i min favorit matematiska app, Geogebra. Vid plottning påminde grafen mig omedelbart om laddningskondensator. Så jag lade till parametrarna och försökte passa botemedlet på punkterna.

Ta en titt på grafen och LYCKLIG STROBOSKOP !!!!!!