Elektronisch Peillood - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:14

In dit instructable zal ik ooit hoe mijn eerste arduino project ooit tot stand is gekomen. Met deze sensor kan de waterdiepte van een stilstaand water gemeten worden, doormiddel van een touw met knopen erin en een gewicht aan het uiteinde. als de waterdiepte echter tussen de knopen inzat, was het niet mogelijk de waterdiepte precies af te lezen, iets wat met de technologie van tegenwoordig makkelijk kan. De sensor bestaat uit een stappenmotor, een knop, een LDR en een aantal ledjes, welke elk aangesloten worden in de stappen.

Stap 1: Materialen En Set Up

Oorspronkelijk zijn natuurlijke materialen om dit project te belangrijk te maken. Dit zijn de volgende:

- 1x arduino ATmega328 UNO- 1x 830-gaats breadboard (kleiner kan ook, maar dan wordt het misschien een beetje krap met alles wat erop moet)- 1x ULN2003 Driver- 1x Unipolaire stappenmotor 28-BYJ48

- 1x een klein wieltje/rad (met diameter van ongeveer 2,5 cm)- 1x dun touw van ongeveer 50 cm- 1x gewichtje van 5 tot 10 gram

- 1x button- 1x LDR- 3x LED- 5x 220 ohm weerstand- 4x breadboard jumper wires met een vrouwelijke en mannelijke kant- 14x breadboard jumper wires met twee mannelijke kanten- 4x 4 x 9 x 1.5 cm lange planken- 2x 4 x 20 x 1,5 cm lange planken- heel veel ducktape

Stap 2: De Stappenmotor Aansluiten

We beginnen gelijk met de lastigste stap, namelijk de stappenmotor aansluiten.

dit kan gebeuren moeten we het breadboard aan onze arduino koppelen, door de min-zijde van het breadboard in de 5-volt-poort van de arduino te pluggen, en de plus-zijde in de ground-poort. Nu is het breadboard aangesloten op de arduino.

vervolgens sluiten we de driver aan, door met twee kabels met een mannelijke en vrouwelijke kant de 5-volt poort van de driver te verbinden met de + kant van het breadboard, en de ground kant met de minzijde, zoals ook te zien is in de afbeelding, heeft de driver stroom.

vervolgens kan de stappen motor aan worden gesloten. dit wordt gedaan door het witte uiteinde van de kabels van de stappenmotor in te pluggen in het witte hokje op de driver. het kan zijn dat deze er wat lastig in gaat, maar duw hem er met beleid in, anders bestaat er een kans dat je de bestuurder sloopt.

Als laatste moet de arduino nog worden aangesloten op de driver. dit kan in de onderstaande toepassing Dus niet zoals op de afbeelding:

IN1 gaat naar poort 3IN2 gaat naar poort 4IN3 gaat naar poort 5IN4 gaat naar poort 6

De stappenmotor is nu aangesloten. om te kijken van deze goede werkt kan je de bijgevoegde code runnen. Deze kan je uploaden door je arduino aan te sluiten op je laptop, en op de knop te uploaden linksboven te klikken. Controleer hierboven eerst of wordt geupload naar de usb-poort waarin de arduino geplugd is. Dit is te zien bij hulpmiddelen en dan poort. Check ook gelijk of het board op arduino uno staat. Dit is namelijk het type arduino wat gebruikt wordt voor deze sensor, anders kan het zijn dat deze niet werkt.

Als deze afbeelding wordt naar de arduino, en alles goed is aangesloten, moet de stappenmotor draaien. Draait dit niet? Check dan of alle lampjes op de driver knipperen. Knippert er een niet? Dan zit er een kabel goed ingeplugged, niet de stappenmotor niet meer werkt.

Stap 3: Het Rad Maken

als de stappenmotor werkt, kan hier worden geplaatst. Ikzelf gebruik hiervoor een wiel van de arduino (zie afbeelding) zonder de band, met een rond bierviltje erop geplakt tegen aflopen van het touw. Ik zou deze afbeelding om ook een wiel gebruiken, zoals deze precies op de stappenmotor aansluit. mocht het wieltje niet precies aansluiten, plak dan een klein beetje tape op het ronddraaiende gedeelte van de stappenmotor, zodat deze iets beter om het wieltje heen klemt.

Als het wieltje getransformeerd is in een rad, kan met tape het touw aan het rad worden geplakt, met aan de onderkant van het touw het gewichtje. Wat belangrijk is, is dat het gewichtje niet blijft drijven, als de essentie van het peillood niet meer werkt. ook moet het gewichtje een beetje volume hebben, dus een platte schijf voldoet niet. Waarom dit zo is komen we later niet terug. Ik zelf heb een gebruikt koffiecupje gebruikt als gewichtje (zoals te zien is in de afbeelding), wat erg goed werkt. Nu is het rad af.

Stap 4: De Button Aansluiten

Met de "takelconstructie" werkend, wordt het nu tijd voor de meetapparatuur. We beginnen met het aansluiten van de button. Deze zorgt ervoor dat de meting start, en de takelconstructie dus begint te takelen. plug eerst eerst een kabel in de min-kant van het breadboard, en zorg dat je je knop in dezelfde rij plaatsing.

de knop zit op twee plekken in het bord, en in de rij van de tweede plek pluggen we een 220 Ohm weerstand in en een kabel die naar poort 2 van de arduino gaat. Als laatste sluiten we dan nog een kabel aan van het uiteinde van de weerstand naar de pluszijde van het breadboard, en dan is de knop aangesloten. Als het goed is ziet dit er dus hetzelfde uit als in de afbeelding hierboven.

Stap 5: De LDR Aansluiten

De constructie is zo gebouwd dat het gewichtje tussen een LDR en lampje door getakeld wordt, en wanneer dit is gebeurd, stopt de meting. Dit is de reden dat het belangrijk is dat je gewichtje volume heeft, want anders kan het zijn dat de lichtstraal niet genoeg verstoord wordt om de meting te stoppen. In de afbeelding is een voorbeeld te zien van hoe het wel moet, het cupje blokt namelijk volledig de lichtstraal voor de LDR.

De LDR wordt op een manier aangesloten als de knop. Wederom wordt eerst een kabel van de min-zijde van het breadboard naar een plaats in het breadboard gestuurd. in deze zelfde rij wordt een 220 Ohm weerstand aangesloten. Het uiteinde hiervan dient in dezelfde rij te zitten als de eerste poot van de LDR en de poot die van het breadboard naar poort A0 op de arduino gaat. Als laatste gaat er dan weer een kabel vanuit de rij van de tweede poot van de LDR naar de plus-kant van het breadboard. Als het goed is heb je dus dezelfde constructie gebouwd als in de afbeelding. Voor overzicht is de knop niet meer te zien op deze afbeelding, maar in het echt is deze natuurlijk nog wel aangesloten, net zoals de stappenmotor!

De LDR stuurt een signaal naar je laptop/computer via de A0 poort. Dit signaal kan uitgelezen worden door bij de hulpmiddelen de seriële monitor te openen. Met de code die hieronder staat kan dit gedaan worden, zorg weer dat je poort en board goed staan (zie stap 2). Kijk wat voor waardes je LDR geeft als je er met het lampje op schijnt, en wat voor waardes deze geeft zonder lampje. Dit is belangrijk voor later!

Stap 6: De LED's Aansluiten

Met de code kan via de seriële monitor een waarde worden voor de gemeten diepte. Als je echter snel en niet al te diep wilt weten, kan dit ook prima worden aangegeven met behulp van ledjes. als aanwordt genomen dat elk ledje 5 cm is, kan hierdoor snel afgelezen worden wat de diepte is. deze ledjes worden alsvolgt aangesloten. inclusief plugt men een kabel in het breadboard en poort 10 van de arduino. in dezelfde rij in het breadboard wordt weer een 220 ohm weerstand geplaatst. In de rij van de tweede poot van de weerstand wordt de korte poot van het ledje geplugd. Als deze omgekeerd wordt geplaatst veroorzaak je kortsluiting en gaat het lampje kapot. In de rij van het lange pootje wordt als laatste een kabel van deze rij naar min-kant van het breadboard getrokken.

Deze stappen worden twee keer herhaald met als enig verschil de poort. De ledjes dienen ingeplugd te worden in poort 10, 11 en 12, zoals te zien is in de afbeelding.

Als het goed is heb je nu dus een aangesloten knop, stappenmotor, LDR en drie ledjes.

Stap 7: De Code Modificeren

In het bestand bijgevoegd in deze stap is de code te vinden die deze sensor werkend maakt. Er zitten wel een paar sidenotes bij deze stap zullen worden geplaatst.

- Als wordt bekeken in de code is een if (sensorValue < 950) te zien. Deze 950 is de waarde die ik heb gekozen voor mijn LDR als switchpunt. Met het lampje erop bleef de LDR waarde hier ruim onder, en als het gewichtje ervoor kwam deze boven de 950. In een erg lichte kamer kan het echter zijn dat zelfs met het gewichtje ervoor de LDR nog een waarde onder de 950 meet. Als het goed is heb je dit in de stap van het aansluiten van de LDR gecheckt.

Je kunt dan de kamer verduisteren of de sensorvalue omlaag halen, maar het risico is dan dat kleine fluctuaties niet veroorzaakt door het gewicht van de meting al onderbreken. Daarom kies ik zelf liever voor de kamer verduisteren.

- Het LED-meetsysteem is ingesteld op metingen tot ongeveer 15 centimeter. Wil je met dit systeem dieper meten dan kan dat door de intervallen tussen de ledjes groter te maken. Dit kan door in de if(distance >5) en if (distance > 10) de 5 en 10 aan te passagiers naar waarden zoals bijvoorbeeld 10 en 20. Merk wel op dat het interval groter wordt, en er dus minder vermeld uit de leds is op te maken om wat voor diepte het precies gaat.

- Dan als echt nog een sidenote voor de laatste geïnteresseerde onder ons, namelijk over hoe de afstand wordt gemeten. Het programma loopt als het ware in loops, en elke loop duurt 40 ms. gevormd kan dus uitgerekend worden hoeveel lussen er in een rotatie zitten van de stappenmotor, en dus hoeveel draait per lus. door te vermenigvuldigen (en met 2, 5 cm de diameter van mijn rad) krijg ik de afstand die genomen wordt. Dit overzicht dat als je een bed groter of kleiner wiel tot je beschikking hebt, deze 2, 5 ook aangepast moet worden naar de diameter van je eigen wieltje.

Stap 8: De Sensor Plaatsen

Omdat de meting stopt wanneer het gewicht bij de LDR is, is het belangrijk de LDR zo dicht mogelijk bij het wateroppervlak te houden. je loopt dan het risico dat je apparatuur het water gezocht, wat je absoluut niet wil hebben. Mijn oplossing zijn twee componenten van de sensor kan rusten. Er kan ook gedacht worden aan een vlot, maar trek dan wel de afstand die de LDR van het wateroppervlak is van de meting af, anders klopt deze niet meer.

Dit was de instructable over hoe een elektronische peilmaat te maken.