Stroboskop - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:17

Ein Stroboskop ist ein Gerät, das Blitze mit präziser Frequenz erzeugt. Dies wird bei der Messung des Rotationssaatguts einer schnell rotierenden Scheibe oder eines Rades verwendet. Ein traditionelles Stroboskop wird mit einem richtigen Blitz und einer Blitzschaltung hergestellt. Aber um die Dinge einfach und erschwinglich zu halten, habe ich 25 weiße 5-mm-LEDs verwendet. Als Gehirn des Systems wurde AtmelAtmega328 auch in einem Arduino Nano verwendet. Für ein etwas fortgeschrittenes und ausgefallenes Projekt habe ich ein 0,94-Zoll-OLED-Display verwendet, um die Frequenz anzuzeigen.

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Video 1

Video 2

Schritt 1: Easy Peasy LED-Matrix

Löten Sie 25 LEDs in einer 5x5-Anordnung, um eine schöne quadratische Form zu erhalten. Stellen Sie sicher, dass alle Anoden und Kathoden richtig ausgerichtet sind, damit die elektrischen Verbindungen leicht hergestellt werden können. Auch die erwartete Stromaufnahme ist groß. Daher ist eine ordnungsgemäße Lötarbeit wichtig.

Schauen Sie sich Fotos an. (Der Kondensatorteil wird weiter unten erklärt.) Gelbe Drähte stellen Kathoden dar, d.

Außerdem gibt es bei den LEDs keine Strombegrenzungswiderstände. Dies liegt daran, dass der zuzuführende Strom in diesem Fall für einen sehr kurzen Zeitraum von ungefähr 500 Mikrosekunden beträgt. LEDs können diese Art von Strom für eine so kurze Zeit verarbeiten. Ich schätze eine Stromaufnahme von 100 mA pro LED, was 2,5 Ampere entspricht !! Das ist viel Strom und ein guter Lötjob ist von entscheidender Bedeutung.

Schritt 2: Stromversorgung

Ich habe mich dafür entschieden, es einfach zu halten und habe das Gerät daher mit einer einfachen Powerbank betrieben. Daher habe ich den Mini-USB von arduino nano als Stromeingang verwendet. Aber auf die schnelle Stromaufnahme von 2,5 A kann sich die Powerbank nicht einstellen. Hier nennen wir unseren besten Freund, die Kondensatoren. Meine Schaltung hat 13 100-MikroFarad-Kondensatoren, was 1,3 mF entspricht, was viel ist. Selbst bei einer so großen Kapazität bricht die Eingangsspannung zusammen, aber das Arduino setzt sich nicht selbst zurück, was wichtig ist.

Als schnellen Schalter wählte ich einen N-Kanal-Mosfet (IRLZ44N um genau zu sein). Die Verwendung eines Mosfets ist wichtig, da BJT nicht in der Lage ist, einen so großen Strom ohne große Spannungsabfälle zu bewältigen. Ein Abfall von 0,7 V von BJT reduziert die Stromaufnahme erheblich. Ein 0,14 V Tropfen Mosfet ist viel günstiger.

Stellen Sie außerdem sicher, dass Sie Drähte mit ausreichender Dicke verwenden. 0,5mm wären ausreichend.

5V-Anode

Boden - Quelle von Mosfet

Kathode - Abfluss von Mosfet

Gate- Digitaler Pin

Schritt 3: Benutzeroberfläche - Eingabe

Als Eingang habe ich zwei Potentiometer verwendet, eines als Feineinstellung und das andere als Grobeinstellung. Die beiden sind mit F und C beschriftet.

Die letzte Eingabe ist eine kombinierte Eingabe beider Potis in Form von

Eingabe=27x(Eingabe grob)+(Eingabe fein)

Eine Sache, die beachtet werden muss, ist die Tatsache, dass kein ADC Präfekt ist und daher der 10-Bit-ADC von Arduino einen Wert ergibt, der mit 3-4 Werten schwankt. Im Allgemeinen ist dies kein Problem, aber die Multiplikation mit 27 macht die Eingabe verrückt und kann um 70-100 Werte schwanken. Die Tatsache, dass der Eingang das Tastverhältnis und nicht direkt die Frequenz anpasst, verschlechtert die Dinge erheblich.

Also habe ich den Wert auf 1013 begrenzt. Wenn also der Grobpotentiometer über 1013 liegt, wird der Messwert auf 1013 angepasst, egal ob er von 1014 bis 1024 schwankt.

Dies hilft wirklich, das System zu stabilisieren.

Schritt 4: Die Ausgabe (OPTIONAL)

Als optionales Teil habe ich meinem Stroboskop ein OLED-LED-Display hinzugefügt. Dies kann vollständig durch den seriellen Monitor der Arduino-IDE ersetzt werden. Ich habe den Code sowohl für das Display als auch für den Serial Monitor angehängt. Das Oled-Display hilft, da es dazu beiträgt, dass das Projekt wirklich portabel ist. Wenn Sie an einen Laptop denken, der an ein so kleines Projekt angeschlossen ist, wird das Projekt ein wenig verankert, aber wenn Sie gerade erst mit dem Arduino beginnen, empfehle ich Ihnen, die Anzeige zu überspringen oder später zurückzukehren. Achten Sie auch darauf, dass Sie das Glas des Displays nicht zerbrechen. Es tötet es:(

Schritt 5: Der Code

Die Gehirne des Systems werden ohne eine angemessene Ausbildung nicht funktionieren. Hier ist eine kurze Zusammenfassung des Codes. Die Schleife richtet den Timer ein. Das Ein- und Ausschalten des Blitzes wird mit Timer-Interrupt und nicht mit der Schleife gesteuert. Dies gewährleistet das richtige Timing der Ereignisse und dies ist für ein solches Instrument von entscheidender Bedeutung.

Ein Teil in beiden Codes ist die Anpassungsfunktion. Das Problem, auf das ich gestoßen bin, ist, dass die erwartete Frequenz nicht mit der von mir erwarteten übereinstimmt. Also beschloss ich, faul zu sein und untersuchte mein Stroboskop mit einem digitalen Oszilloskop und zeichnete die tatsächliche Frequenz gegen die Frequenz und zeichnete die Punkte in meiner bevorzugten mathematischen App Geogebra. Beim Zeichnen erinnerte mich das Diagramm sofort an das Laden des Kondensators. Also fügte ich die Parameter hinzu und versuchte, die Kur an den Punkten anzupassen.

Schaut euch die Grafik an und HAPPY STROBOSCOPE !!!!!!