Persoonlike weerligopsporing: 5 stappe (met foto's)

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

In hierdie projek skep ons 'n klein toestel wat u in kennis stel van weerligstrale in die omgewing. Die totale koste van alle materiaal in hierdie projek is goedkoper as die aankoop van 'n kommersiële weerligmelder, en u kan u vaardighede in die vervaardiging van kringe in die proses verbeter!

Die sensor wat in hierdie projek gebruik word, kan weerligstrale tot 40 km ver opspoor en kan ook die afstand van 'n staking tot binne 'n toleransie van 4 km bepaal. Alhoewel dit 'n betroubare sensor is, moet u nooit daarop staatmaak om u te waarsku teen weerlig as u buite is nie. U eie kringwerk is nie so betroubaar soos 'n kommersiële weerligopsporing nie.

Hierdie projek is gebaseer op die AS3935 weerligsensor IC, met 'n draerkring van DFRobot. Dit ontdek elektromagnetiese straling wat kenmerkend is van weerlig en gebruik 'n spesiale algoritme om hierdie inligting na 'n afstandmeting om te skakel.

Voorrade

Hierdie projek benodig slegs 'n paar dele. Inligting word aan die gebruiker gestuur via 'n piëzo -zoemer, en die stroombaan word deur 'n litium -ioon -polimeerbattery aangedryf. Hieronder is 'n volledige lys van al die onderdele:

• DFRobot Weerligsensor
• DFRobot Beetle
• DFRobot LiPoly -laaier
• Piezo -zoemer (benodig net een - baie verskillende soorte werk)
• 500 mAh LiPoly (enige 3.7V LiPoly werk)
• Skyfskakelaar (enige klein skakelaar werk)

Benewens hierdie items, benodig u die volgende gereedskap/items:

• Soldeerbout
• Soldeer
• Aansluitdraad
• Draadstroppers
• Warm gom geweer

Ek beskryf ook die proses om 'n 3D-gedrukte omhulsel vir hierdie projek te skep. As u nie 'n 3D -drukker het nie, is dit steeds goed om die toestel sonder omhulsel te gebruik.

Stap 1: Die stroombaan

Aangesien daar 'n relatief klein aantal dele in hierdie konstruksie is, is die kring nie besonder ingewikkeld nie. Die enigste data lyne is die SCL- en SDA -lyne vir die weerligsensor en een verbinding vir die zoemer. Die toestel word aangedryf deur 'n litium -ioon -polimeerbattery, so ek het besluit om ook 'n lipolio -laaier in die kring te integreer.

Bogenoemde prent toon die hele kring. Let daarop dat die verbinding tussen die lipoly -battery en die lipoly -batterylaaier via die JST -manlike/vroulike verbindings geskied en nie soldeer nie. Sien die video aan die begin van hierdie projek vir meer inligting oor die stroombaan.

Stap 2: Kringloop

Hierdie toestel is 'n uitstekende kandidaat vir 'n stroombaantegniek wat bekend staan as vryvorming. In plaas daarvan om die dele in hierdie projek op 'n substraat soos 'n perf board te plak, verbind ons alles net met drade. Dit maak die projek baie kleiner, en dit is ietwat vinniger om op te stel, maar lewer gewoonlik minder esteties aangename resultate. Ek hou daarvan om my vryvormige stroombane aan die einde met 'n 3D-gedrukte omhulsel te bedek. Die video aan die begin van hierdie projek bevat 'n uiteensetting van die vryvormingsproses, maar ek sal ook kyk na al die stappe wat ek ook tekstueel geneem het.

Eerste stappe

Die eerste ding wat ek gedoen het, was om die groen eindblokke van die lipoly -laaier af te soldeer. Dit is nie nodig nie en neem ruimte in beslag. Ek verbind toe die "+" en "-" terminale van die lipoly laaier met die "+" en "-" terminale aan die voorkant van die Kewer. Dit voed die rou spanning van die lipolybattery reguit in die mikrobeheerder. Die Kewer benodig tegnies 5V, maar dit werk steeds op die ongeveer 4V vanaf die lipolie.

Bedrading van die weerligsensor

Ek sny toe die meegeleverde 4-pins kabel sodat daar ongeveer twee sentimeter draad oorbly. Ek het die ente gestroop, die kabel in die weerligsensor gekoppel en die volgende verbindings gemaak:

• "+" op die weerligsensor na "+" op die kewer
• "-" op die weerligsensor na "-" op die Kewer
• "C" op die weerligsensor na die "SCL" -blok op die Kewer
• "D" op die weerligsensor na die "SDA" -blok op die Kewer

Ek het ook die IRQ -pen op die weerligsensor gekoppel aan die RX -pad op die Kewer. Hierdie verbinding was nodig om na 'n hardeware-onderbreking op die Kewer te gaan, en die RX-pad (pen 0) was die enigste pen wat onderbreek kon word.

Bedrading van die gonser

Ek het die kort snoer van die zoemer gekoppel aan die "-"-aansluiting op die kewer (grond) en die lang leiding na pen 11. Die seinpen van die zoemer moet gekoppel word aan 'n PWM-pen vir maksimum veelsydigheid, wat pen 11 is.

Skakel die battery

Die laaste ding wat nodig is, is om 'n skakelaar in die battery te voeg om die projek aan en af te skakel. Om dit te doen, het ek eers twee drade aan aangrensende terminale op die skakelaar gesoldeer. Ek het dit met warm gom vasgemaak, aangesien die verbindings van die skakelaar broos is. Ek het toe die rooi draad van die battery ongeveer halfpad af gesny en die drade aan die einde van die skakelaar gesoldeer. Maak seker dat u die blootgestelde dele van die draad bedek met krimpbande of warm gom, aangesien dit maklik met een van die gronddrade in aanraking kan kom en 'n korting kan maak. Nadat u die skakelaar bygevoeg het, kan u die battery in die laaier aansluit.

Vou alles in

Die laaste stap is om die gemors van drade en komponente op te neem en dit ietwat presentabel te laat lyk. Dit is 'n delikate taak, want u wil seker wees dat u geen drade breek nie. Ek het eers begin om die lipoliolaaier aan die bokant van die lipolybattery te plak. Daarna het ek die kewer bo -op vasgeplak en uiteindelik die weerligsensor heel bo -op vasgeplak. Ek het die gonser laat staan om aan die kant te sit, soos in die prent hierbo getoon. Die finale resultaat is 'n stapel borde met drade wat dwarsdeur loop. Ek het ook die skakelaars se leidings vryelik laat loop, aangesien ek dit later in 'n 3D-gedrukte omhulsel wil integreer.

Stap 3: Programmering

Die sagteware vir hierdie stroombaan is tans eenvoudig, maar kan sterk aangepas word om aan u behoeftes te voldoen. As die toestel weerlig opspoor, sal dit eers baie keer 'n piep gee om te waarsku dat weerlig naby is, en dan 'n sekere aantal kere wat ooreenstem met die afstand van die weerlig. As die weerlig minder as 10 kilometer daarvandaan is, gee die toestel een lang piep. As dit meer as 10 km van u af is, sal die toestel die afstand met tien deel, dit afrond en soveel keer piep. Byvoorbeeld, as weerlig 26 km daarvandaan slaan, sal die toestel drie keer piep.

Die hele sagteware draai om onderbrekings van die weerligsensor. As 'n gebeurtenis opgespoor word, stuur die weerligsensor die IRQ -pen hoog, wat 'n onderbreking in die mikrobeheerder veroorsaak. Die sensor kan ook onderbrekings stuur vir nie-weerliggebeurtenisse, soos as die geraasvlak te hoog is. As die interferensie/geraas te hoog is, moet u die toestel van elektronika verwyder. Die elektromagnetiese straling wat van hierdie toestelle afkomstig is, kan die relatief swak elektromagnetiese straling vanweë 'n verre weerlig maklik verdwerg.

Om die mikrobeheerder te programmeer, kan u die Arduino IDE gebruik - maak seker dat die bordseleksie ingestel is op "Leonardo." U moet ook die biblioteek vir die weerligsensor aflaai en installeer. U kan dit hier vind.

Stap 4: 3D-gedrukte omhulsel

Ek het 'n tas vir my toestel gemaak. U vryvormkring sal waarskynlik verskillende afmetings hê, maar ek het probeer om my tas groot genoeg te maak sodat baie verskillende ontwerpe nog daarin kan pas. U kan die lêers hier aflaai en dit dan uitdruk. Die bokant van die omhulsel kan aan die onderkant vasgemaak word, dus is daar geen spesiale onderdele nodig vir die omhulsel nie.

U kan ook probeer om 'n model van u eie toestel te maak en 'n saak daarvoor te skep. Ek beskryf hierdie proses in die video aan die begin van hierdie projek, maar die basiese stappe wat gevolg moet word, is as volg:

1. Maak die afmetings van u toestel vas
2. Model jou toestel in 'n CAD -program (ek hou van Fusion 360 - studente kan dit gratis kry)
3. Skep 'n saak deur 'n profiel van die apparaatmodel te verreken. 'N Verdraagsaamheid van 2 mm werk oor die algemeen goed.

Stap 5: Gebruik u toestel en meer

Baie geluk, u behoort nou 'n ten volle funksionerende weerligmelder te hê! Voordat u die toestel regtig gebruik, raai ek u aan om te wag totdat daar 'n donderstorm om u is om seker te maak dat die toestel werklik weerlig kan opspoor. Myne het die eerste keer probeer, maar ek weet nie die betroubaarheid van hierdie sensor nie.

Die laai van die toestel is eenvoudig - jy kan net 'n mikro -USB -kabel in die lipoly -laaier aansluit totdat die laai -lig groen word. Maak seker dat die toestel aan is terwyl u dit laai, anders gaan die battery nie krag nie! Ek beveel ook aan dat u die piep verander na iets waarvan u meer hou; u kan die Tone.h-biblioteek gebruik om notas wat meer aangenaam klink, te genereer.

Laat weet my in die kommentaar as u probleme of vrae het. Besoek my webwerf www. AlexWulff.com om meer van my projekte te sien.