VLOEISTOFSENSOR: 5 stappe

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:25

Het u opgemerk dat as u 'n waterslang van kant tot kant skuif, die waterstraal die rigting van die slang vertraag en dit in lyn bring as die beweging gestop word. Die bepaling van die hoekafbuiging van die waterstraal by die afvoer van die slang sal 'n maatstaf van die hoeksnelheid in hierdie sywaartse rigting gee.

Hierdie instruksies demonstreer hierdie beginsel deur 'n 'vloeistofsnelheidssensor' te bou met behulp van 'Odds and Ends' wat beskikbaar is in my 'Home Lab'. Die vloeistof hier is 'Air'.

'N Eenvoudige metode om hierdie' gyroskopiese sensor 'te toets sonder die gebruik van standaardtoerusting word ook aangebied.

Voorrade

1. 'N Ou CPU -waaier
2. Muskietafstotende bottel (leeg en goed skoongemaak)
3. Balpuntpen met eenvormige buisvormige agterste gedeelte
4. Twee klein gloeilampe uit 'n reeks dekoratiewe ligtoue
5. Scotch-Brite skropblokkie
6. Paar elektroniese komponente (verwys na die stroombaanskema)

Stap 1: HOE DIT WERK

Die twee skyfies gee 'n skema van die fisiese uitleg van 'n Fluidic sensor en die teorie agter die fisiese verskynsel.

In hierdie ontwerp is 'Air' die 'vloeistof' wat deur 'n spuitmond gesuig word met 'n klein CPU-waaier. Die lugstraal val op twee verhitte gloeilampe wat die posisiesensor vorm. 'N Verwysingsbrug word gevorm deur twee weerstande.

Beide arms van die volbrug wat so gevorm word, word gevoed met 'n spanning V+.

Onder bestendige toestande koel die lugstraal beide gloeilampe filamente gelyk af, die brug is gebalanseerd en die uitsetspanning is nul.

As 'n hoeksnelheid op die fisiese stelsel ingestel word, buig die lugstraal af en word een van die gloeilampe meer as die ander afgekoel. Dit bied 'n wanbalans van die brug wat lei tot 'n uitsetspanning.

Hierdie uitgangsspanning gee, wanneer dit versterk word, 'n maatstaf van die hoektempo.

Stap 2: KONSTRUKSIE VAN DIE SENSOR

VOLG DIE STAPPE

1. Kies twee gloeilampe met dieselfde weerstand uit die ligstring. (Twee gloeilampe met 'n weerstand van 11,7 Ohm gekies)
2. Breek die buiteglas versigtig om die kaal filamente bloot te stel.
3. Hou die SVE-waaier gereed en kyk na die lugstroomrigting by 'n voedingsspanning van 5 V. (Dit is nodig om dit te bepaal, aangesien die waaier in 'n afzuigmodus gebruik moet word)
4. Sny die onderkant van die muskietafstotende bottel met 'n skerp mes uit.
5. Sny die bokant van die botteldop weg en bloot die voorste buisvormige gedeelte.
6. Demonteer die balpen en sny die onderkant weg. Dit moet 'n eenvormige buis bied wat die spuitstuk vir die sensor sal vorm.
7. Steek die buis in die botteldop.
8. Maak twee klein gaatjies in die bottel soos op die foto. Dit moet geskik wees vir die vasmaak van die gloeilampe filamente teenoor mekaar.
9. Maak die dop vas, druk die buis tot 'n geskikte lengte net kort van die gloeilampgare.
10. Steek nou die gloeilampdrade in die gate en rig dit so dat die filamente net in die omtrek van die buiseinde kom, soos getoon. Bevestig die gloeilampdraad met behulp van warm gom aan die bottelhuis. (So simmetries moet 'n plasing as moontlik probeer word.)
11. Bevestig die SVE-waaier aan die agterkant van die bottel (onder) met warm gom aan die kante. Die waaier moet so gemonteer word dat een van die plat gedeeltes parallel is met die vlak van die gloeilampdrade.
12. Maak seker dat die waaierblaaie glad draai en as die aangedrewe lug daaruit gesuig word, vorm die agterkant en vorm 'n lugstraal deur die pen-buis.

Die basiese sensoreenheid is nou saamgestel en gereed om getoets te word

Hierdie instruksie is moontlik gemaak deur 'n eienaardige omstandigheid van bypassende dele:

Die kies van onderdele vir hierdie Instructable is gedoen uit die 'odds-and-ends' in my 'home-lab'. Die grootte van die CPU-waaier stem presies ooreen met die muskietafstotende onderste deursnee. Die agterste gedeelte van die balpen as 'n buis pas goed in die buisvormige buisdeel en die trapvorms in die botteldiameter was geskik om die gloeilampe te bevestig. 'N Gedeeltelik saamgesmelt dekoratiewe ligstring was beskikbaar. Alles pas presies bymekaar!

Stap 3: OORSPRONKLIKE TOETSING & OMSKRITSKEMATIES

Aanvanklike toetse is uitgevoer deur 'n 5V-toevoer aan die CPU-waaier te verskaf en die spanning-opwinding na die gloeilamp-filamenthalwe brug.

'N Android-foon met die' AndroSensor'-toepassing is langs die Rate-Sensor hardeware gehou en albei is sinusvormig met die hand gedraai.

Die 'AndroSensor' GYRO grafiese vertoning toon die sinusvormige koerspatroon. Terselfdertyd word die lae-vlak bruguitset op 'n ossilloskoop gemonitor.

+/- 5 mV sein is waargeneem vir +/- 100 grade/sek.

Die elektroniese stroombaan versterk dit met 212 om die uitsetsignaal te lewer.

Probleem en oplossing

Die uitset het 'n beduidende geraasvlak, selfs teen nulkoers. Dit is gediagnoseer as gevolg van onstabiele lugvloei in die stelsel. Om dit te oorkom, is 'n sirkelvormige stuk Scotch-Brite tussen die waaier en die bolelemente geplaas en 'n ander een aan die ingang van die balpenbuis. Dit het baie verskil gemaak.

Skematiese

Verwys na die skematiese:

5 V word na die CPU-waaier gevoed

5 V word ook gevoed na die kombinasie van 68 Ohm - Bulb - Bulb - 68 Ohm. kondensator C3 filter die motorstoring na die gloeilamp-filamente

5 V word ook gefiltreer deur 'n induktor-kapasitor kombinasie voordat dit as 'n toevoer aan die OP-AMP verskaf word

Die MCP6022 Dual Rail-Rail OP-AMP word gebruik vir die aktiewe stroombaan.

U1B is 'n eenheidswinsbuffer vir die 2,5 V -verwysingsvoorsiening

U1A is 'n 212 winsveranderingsversterker met 'n laagdeurlaatfilter vir die sensorbrugsein

Potensiometer R1 word gebruik om die volle brug wat deur die potensiaalverdeler en die sensorreeks-ketting gevorm word, teen nulkoers te vernietig.

Stap 4: EENVOUDIGE RATE-SENSOR TOETSOPGESTEL

STANDAARD TOERUSTING

Die standaard toerusting vir toerusting-sensor-toetse bevat 'n gemotoriseerde 'tarief-tabel' wat programmeerbare rotasiesnelhede bied. Sulke tabelle is ook voorsien van veelvuldige 'glipringe', sodat die invoer-uitsetseine en kragtoevoer vir die eenheid-onder-toets voorsien kan word.

In die opstelling word slegs die koersensor op die tafel aangebring, en ander meettoestelle en kragtoevoer word langs die tafel geplaas.

MY OPLOSSING

Ongelukkig is toegang tot sulke toerusting nie beskikbaar vir DIY -entoesiaste nie. Om dit te oorkom, is 'n innoverende metode gebruik met behulp van selfdoenmetodes.

Die primêre item wat beskikbaar was, was 'n 'Roterende sytafel'

Hierop is 'n driepootstaander aangebring met 'n afwaartse digitale kamera.

As die tariefsensor, kragtoevoer, uitsetmeetapparate en standaardtempo-sensor op hierdie platform gemonteer kan word. Dan kan die tafel met die kloksgewys, antikloksgewys en heen en weer gedraai word om die sensor verskillende insette te gee. Terwyl dit aan die gang was, kon alle data as 'n film op die digitale kamera opgeneem word en later ontleed word om die toetsuitslae te lewer.

Hierna is die volgende op die tafel aangebring:

Fluidic-Rate-Sensor

Selfoon-kragbank om 5V-voeding aan die tariefsensor te verskaf

'N Digitale multimeter om die uitsetspanning waar te neem. Hierdie multi-meter het 'n relatiewe modus wat gebruik kan word om nul te stel teen nulkoers.

'N OT -modus -oscilloskoop van 'n Android -telefoon met behulp van die' Gerbotronicd Xproto Plain 'hardeware en' Oscilloscope Pro 'Android -toepassing van' NFX Development 'om seinvariasies waar te neem.

'N Ander Android-selfoon met die' AndroidSensor'-toepassing deur 'Fiv Asim'. Dit gebruik die traagheidsensors van die telefoon om die toonhoogtes te wys. Deur dit in die z-as te gebruik, word 'n verwysingswaarde gegee om die vloeistoftempo-sensor wat getoets word, te toets.

Die toets is uitgevoer en 'n paar tipiese toetsgevalle word gerapporteer:

CCW Z: +90 deg/sek multimeter -0.931 V, oscilloskoop ~ -1.0 V

CW Z: -90 deg/sek multimeter +1,753 V, ossilloskoop ~ +1,8 V

Skaalfaktor gebaseer op die gemiddelde van hierdie twee 1,33 V vir 100 grade/sek

Sinusvormige toets Android-telefoonverwysing p-p 208 deg/sec, multi-meter kan nie korrek reageer nie, Oscilloscoop toon 1.8 sekonde periode, p-p spanning 2.4 Div X 1.25 V/div = 3 V

Gebaseer op hierdie 1.8 sekonde tydperk, kom dit ooreen met 200 deg/sek p-p

Skaalfaktor 1,5 V vir 100 grade/sek

Stap 5: OPSOMMING

Mislukte toetsmetode

Aanvanklik is 'n metode probeer om sensors, ossilloskoop en verwysingssnelheidsensor op die draaitafel te monteer en data handmatig of met behulp van 'n kamera van die kant af te sien. Dit was 'n mislukking as gevolg van vervaagde beelde en onvoldoende reaksietyd vir 'n menslike waarnemer om waardes op te neem.

NEEM HUIS OPMERKINGS:

Die vloeistoftempo-sensor wat vir hierdie instruksies gebou is, dien om die konsep te demonstreer wat dit voorgestel het. Die sensor moet egter met 'n beter presisie gebou word as dit vir enige praktiese doel moet dien.

Die DIY-metode om koersensors te toets met behulp van 'n draaitafel met alle toerusting en kragtoevoer op die tafelblad word aanbeveel vir gebruik deur die instrukteerbare gemeenskap.