Arduino Laser-based Timing System: 6 Cov Kauj Ruam (nrog Duab)

2024 Tus sau: John Day | [email protected]. Kawg hloov kho: 2024-01-30 09:26

Raws li ib feem ntawm kuv qhov kev qhia, Kuv xav tau lub kaw lus ntsuas kom raug sai npaum li cas tus qauv tsheb tau taug kev 10 meters. Thaum xub thawj, kuv xav tias kuv yuav yuav qhov pheej yig npaj tau los ntawm eBay lossis Aliexpress, cov kab ke no feem ntau paub tias yog lub teeb rooj, rooj vag duab lossis zoo sib xws. Nws muab tawm tias ua ntej teeb tsa lub teeb rooj teeb lub sijhawm ua haujlwm yog qhov kim heev txawm li cas los xij, yog li kuv txiav txim siab los tsim kuv tus kheej.

Kev ua haujlwm ntawm lub teeb rooj teeb lub sijhawm yog yooj yim zoo nkauj. Txhua lub qhov rooj teeb muaj lub laser teeb ntawm ib sab, qhov phiaj xwm no yog lub laser pom mus rau lub teeb-nyob tiv thaiv tus qauv (LDR) ntawm lwm sab. Los ntawm kev ntsuas qhov tso tawm ntawm LDR, lub kaw lus tuaj yeem tshawb pom thaum lub teeb ci laser tau tawg. Siv ob lub rooj vag no lub kaw lus pib lub sijhawm thaum thawj lub teeb tawg thiab nres lub sijhawm thaum nws hnov lub nqaj thib ob tau tawg lawm. Lub sijhawm kaw cov txiaj ntsig tau tshwm rau ntawm lub vijtsam LCD.

Kev tsim cov kab ke zoo li no nrog cov tub ntxhais kawm yog kev qhia zoo rau kev sau npe, nws tseem yog qhov muaj txiaj ntsig zoo hauv chav kawm thaum nws ua tiav. Hom kab ke no zoo kawg rau STEM cov haujlwm thiab tuaj yeem siv los ntsuas qhov nrawm npaum li cas xws li cov hlua roj hmab tsheb, tsheb mousetrap lossis tsheb pinewood derby tsheb taug kev deb.

Kev tsis lees paub: Kev daws teeb meem nthuav tawm ntawm no yog deb ntawm qhov pom tau zoo. Kuv paub qee yam tuaj yeem ua tau zoo dua lossis muaj txiaj ntsig zoo dua. Qhov haujlwm no tau pib ua ke nyob rau lub sijhawm nruj heev thiab ua haujlwm tau zoo rau lub hom phiaj. Kuv muaj phiaj xwm tso tawm ob qho tib si 2 thiab version 3 ntawm cov kab ke no nrog kev txhim kho, thov saib cov kauj ruam kawg ntawm cov lus qhia. Kev siv lub Circuit Court thiab cov cai yog ntawm koj tus kheej txoj kev pheej hmoo.

Khoom siv

• Arduino R3 (lossis pawg thawj coj saib tau) - £ 4.50
• Adafruit plaub tis protoboard - Tshooj me me ntawm txhua hom protoboard kuj tseem zoo - £ 1
• LCD cov keypad thaiv - Xyuas kom qhov no tau ua kom haum rau cov qauv ntawm arduino koj muaj - £ 5
• 2 x Lub Teeb Ntsuas Tus Kws Tiv Thaiv (LDR) module - Tshawb nrhiav ebay rau "arduino LDR" yuav tsum pom ntau qhov kev xaiv - £ 2.30 txhua
• 2 x Laser module - Tshawb nrhiav ebay rau "arduino laser" yuav tsum qhia ntau txoj hauv kev. Nco ntsoov tias lub zog ntawm lub laser tsis ntau dua 5mW. - £ 2.25 rau peb
• 4 x Tsom iav me me - £ 3.50 txhua
• 4 x 1/4 nti txiv ntoo - Kom haum rau tus qauv tsaws xov - £ 2
• Ntshiab acrylic rau Arduino rooj plaub £ 3
• M3 txiv ntseej thiab ntsia liaj qhov rooj - £ 2
• Yas PCD standoffs - Cov khoom siv no tuaj yeem muaj rau tus nqi pheej yig heev ntawm Ebay.- £ 6.80
• 4 x 3D cov ntawv luam tawm - Cov khoom siv tau nyob ib puag ncig £ 5.
• Ribbon cable - £ 5

Tus nqi tag nrho nyob ib puag ncig £ 55, qhov no xav tias nkag mus rau ob lub tshuab txiav laser thiab tshuab luam ntawv 3D. Feem ntau ntawm tus nqi ntawm no yog rau rooj plaub, txiv ntseej thiab ntsia liaj qhov rooj, thiab lwm yam. Qhov tseeb ntawm cov khoom siv hluav taws xob tsuas yog £ 22 yog li muaj tej zaum muaj chav rau ntau qhov kev ua kom zoo ntawm no.

Kauj ruam 1: Program Adrunio

Rub cov cai hauv qab no mus rau Arduino. Yog tias koj tsis paub yuav ua li cas ua qhov no, txheeb xyuas qhov kev qhia zoo no.

Lub hauv paus tseem ceeb ntawm txoj cai yog raws li hauv qab no:

1. Qhib lub tshuab laser thiab kos dua li txhua LDR tuaj yeem "pom" lub teeb ci laser.
2. Tos kom txog thaum LDR 1 pom qhov tawg ntawm lub teeb ci laser, tam sim pib lub sijhawm.
3. Tos kom txog thaum LDR 2 pom qhov tawg ntawm lub teeb nrig laser, tam sim nres lub sijhawm.
4. Qhia lub sijhawm ua haujlwm ntawm lub vijtsam LCD hauv milliseconds.

Txoj cai tsuas yog tsim los rau lub sijhawm ua haujlwm ib zaug, ib zaug lub sijhawm los ntawm lub vijtsam tau sau tseg khawm rov pib dua ntawm daim ntaub thaiv yog siv los rov pib dua txoj haujlwm.

Txuas mus rau ARDUINO CODE

(FYI: Cov cai tau teeb tsa ntawm create.arduino.cc thiab kuv xav nyiam kom tau teeb tsa cov cai ntawm no, tab sis Tus Kws Tshaj Lij Qhia Ntawv tsis tso cai rau iframe embedded los tso saib lossis ua haujlwm raug. Yog tias leej twg ntawm Instructables nyeem qhov no, thov siv qhov no los ua qhov zoo rau yav tom ntej, ua tsaug)

Kauj Ruam 2: Luam Ntawv 3D

Lub laser thiab LDR cov qauv yuav tsum tau tuav nyob rau hauv qhov chaw kom ntseeg tau tias tsis muaj kev sib tsoo tawg tshwm sim los ntawm kev hloov pauv. 3D luam tawm cov kab ntawv hauv qab no thiab ntsia cov qauv nyob rau hauv qhov chaw, lub laser module yuav tsum tau tuav nyob rau hauv qhov chaw nrog zip khi raws li nws tsis muaj thru ntsia liaj qhov rooj.

Nco ntsoov cuab 1/4 nti txiv ntseej sab hauv txhua qhov xwm txheej, qhov no yuav siv tom qab los tso cai rau cov rooj plaub no txuas rau lub koob yees duab. Ob qhov ib nrab ntawm qhov thaiv tau tuav ua ke nrog M3 txiv ntoo thiab ntsia liaj qhov rooj.

Kauj Ruam 3: Laser Txiav Arduino Case

Laser-txiav cov ntaub ntawv hauv qab no los ntawm 4mm tuab tuab acrylic. Kab ntawm arduino R3 thiab protoboard nrog lub qhov ntawm daim acrylic thiab ntsia liaj qhov rooj rau hauv qhov chaw. Xauv lub rooj sab saum toj ntawm rooj plaub mus rau hauv qab siv lub PCD sawv ntsug ua qhov sib txawv.

Kauj Ruam 4: Txhim Kho Cov Hluav Taws Xob

Cov ntaub thaiv npog LCD siv hauv txoj haujlwm no tau piav qhia ntxaws hauv qhov kev qhia zoo no. Lub vijtsam LCD thiab cov nyees khawm siv qee qhov arduino's I/O pins txawm li cas los xij, vim li no txhua tus I/O rau cov qauv siv laser thiab LDR siv tus pin 1, 2, 12 thiab 13 nkaus xwb.

Yuav tsum tau muaj cov xov hlau me me, tab sis xyuas kom muaj kev sib txuas hauv Circuit Court raws li qhia hauv daim duab. Kuv tau ntxiv qee qhov JST hom txuas rau lub laser thiab LDR cov xov hlau tso cai rau kuv kom yooj yim disassemble thiab khaws tag nrho cov teeb tsa.

Yog, arduino pins 1 thiab 2 tau ncaj qha rau lub zog laser cov qauv uas tsis muaj kab hauv kab tiv thaiv. Raws li cov qauv laser xaiv tau tsim tshwj xeeb rau siv nrog arduino qhov no yuav tsis yog qhov teeb meem txawm hais tias. Cov qauv laser kos lub zog siab tshaj plaws ntawm 5mW, qhov no txhais tau tias ntawm 5V qhov hluav taws xob ntawm tus pin, tus qauv yuav tsum tau kos ib puag ncig 1mA, qhov no zoo dua hauv qab ~ 40mA txwv rau cov khoom siv tam sim no ntawm arduino I/O pins.

Kauj Ruam 5: Sib sau ua ke thiab Tune

Thaum kawg, koj npaj txhij los sau txhua yam.

1. Mount LDR thiab Laser module rooj plaub ntawm lub tswb me me.
2. Teem lub Laser modules kom ci ncaj qha ntawm LDR sensor

Hauv theem no, koj yuav tsum tau kho qhov khoom me ntsis. LDR modules tso tawm lub teeb liab digital, lub teeb liab siab (5V) qhia tias tsis pom lub teeb ci laser, lub cim qis (0V) qhia tias nws tuaj yeem pom lub teeb ci laser. Lub teeb pom kev siv qhov teeb tsa uas tus qauv hloov pauv los ntawm 5V mus rau 0V cov teeb liab tso tawm (thiab visas hloov pauv) yog tswj los ntawm lub zog ntsuas ntawm LDR board. Koj yuav tsum tau kho lub ntsuas qhov ntsuas kom lub module hloov pauv ntawm 0V thiab 5V tso tawm thaum koj xav kom nws ua.

Ib qho maj mam hloov kho lub zog ntsuas kom txog thaum lub kaw lus ua haujlwm raws li qhov xav tau, lossis siv lub ntsuas ntsuas los ntsuas LDR module tso tawm thiab qhib raws li xav tau.

Kauj Ruam 6: Ua Haujlwm thiab Ua Haujlwm Ntxiv

Tam sim no koj yuav tsum tau npaj los siv qhov system! Cov duab qhia txog theem kev ua haujlwm.

1. Nias lub khawm xaiv kom pib ua haujlwm.
2. Teem cov lasers kom lawv ci ncaj qha rau ntawm LDR sensor.
3. Tam sim no lub kaw lus yog riam phom. Teem koj tus qauv tsheb mus.
4. Lub kaw lus yuav pib lub sijhawm thaum thawj lub teeb nrig laser tawg.
5. Lub kaw lus yuav nres ib zaug thaum lub teeb laser thib ob tawg.
6. Lub sijhawm hauv milliseconds tom qab ntawd tso tawm ntawm lub vijtsam.
7. Nias lub khawm pib dua kom ncua sijhawm ntxiv.

Kuv yuav zaum tsim qhov version 2.0 ntawm cov kab ke no vim muaj qee qhov kev txhim kho pom tseeb uas tuaj yeem ua tau:

1. Tsis tas yuav tsum tau siv lub tshuab hluav taws xob laser los ntawm Arduino, lawv tuaj yeem siv roj teeb thiab hloov tau yooj yim thaum xav tau. Thaum kuv tsim cov kab ke, xaim lub tshuab laser rau Arduino rau lub zog zoo li qhov kev daws teeb meem yooj yim tshaj plaws, hauv kev coj ua, qhov no ua rau cov kab hluav taws xob ntev khiav uas tau txais txoj hauv kev.
2. Condenser lo ntsiab muag xav tau tiag tiag ntawm LDR cov tsev. Kab lub laser dot kom raws nraim nrog nruab nrab ntawm (me me) LDR sensor yog qhov nyuaj heev thiab qee zaum tuaj yeem siv sijhawm ob peb feeb, siv lub tshuab ua kom lub ntsej muag yuav ua rau tus neeg siv lub hom phiaj loj dua rau lub hom phiaj ntawm lub laser.

Tam sim no kuv tseem tab tom xav txog version 3.0 uas tsis muaj wireless thiab tsuas yog txuas rau kuv lub laptop siv Bluetooth, qhov no yog qhov haujlwm loj dua rau lwm hnub, txawm li cas los xij.

Khiav Tawm hauv STEM Contest