Stroboscoop: 5 stappen

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:16

Een stroboscoop is een apparaat dat flitsen maakt met een precieze frequentie. Dit wordt gebruikt bij het meten van het rotatiezaad van een snel draaiende schijf of wiel. Een traditionele stroboscoop is gemaakt met een goede flitser en flitsende circuits. Maar om het simpel en betaalbaar te houden, heb ik 25 witte leds van 5 mm gebruikt. Als het brein van het systeem werd AtmelAtmega328 ook gebruikt in een Arduino nano. Voor een beetje geavanceerd en mooi project heb ik een OLED-scherm van 0,94 inch gebruikt om de frequentie weer te geven.

Klik hier voor wiki-pagina voor stroboscopisch effect.

Video 1

Video 2

Stap 1: Easy Peasy LED-matrix

Soldeer 25 Leds in een 5x5 opstelling om een mooie vierkante vorm te geven. Zorg ervoor dat al uw anodes en kathoden goed zijn uitgelijnd, zodat het gemakkelijk is om elektrische verbindingen tot stand te brengen. Ook de verwachte stroomafname is groot. Een goed soldeerwerk is daarom belangrijk.

Kijk eens naar foto's. (Het condensatorgedeelte wordt hieronder verder uitgelegd.) Gele draden vertegenwoordigen kathoden, d.w.z. de negatieve of de aarde en de rode draad vertegenwoordigen de voedingsspanning, in dit geval 5V DC.

Ook zijn er geen stroombeperkende weerstanden bij de LED's. Dit komt omdat de stroom in dit geval voor een zeer korte periode ongeveer 500 microseconden moet worden geleverd. LED's kunnen dit soort stroom voor zo'n korte tijd aan. Ik schat een stroomafname van 100mA per led, wat zich vertaalt naar 2,5 ampère!! Dat is veel stroom en goed soldeerwerk is van levensbelang.

Stap 2: Voeding

Ik koos ervoor om het simpel te houden en daarom voedde ik het apparaat met een eenvoudige powerbank. Dus gebruikte ik de mini-USB van arduino nano als stroomingang. Maar de powerbank kan zich op geen enkele manier aanpassen aan een snel stroomverbruik van 2,5 A. Dit is waar we onze beste vriend, de condensatoren, noemen. Mijn circuit heeft 13 100microFarad-condensatoren, wat zich vertaalt naar 1,3 mF, wat veel is. Zelfs met zo'n grote capaciteit zakt de ingangsspanning in, maar de Arduino reset zichzelf niet, wat belangrijk is.

Als snelle switch heb ik gekozen voor een N-channel mosfet (IRLZ44N om precies te zijn). Het gebruik van een mosfet is belangrijk omdat BJT zo'n grote stroom niet kan opvangen zonder enorme spanningsdalingen. Een daling van 0,7 V van BJT zal de stroomafname aanzienlijk verminderen. Een mosfet-druppel van 0,14 V is veel voordeliger.

Zorg er ook voor dat u draden met voldoende dikte gebruikt. 0,5 mm zou voldoende zijn.

5V-anode

Grond - Bron van mosfet

Kathode - Afvoer van mosfet

Poort- Digitale pin

Stap 3: Gebruikersinterface-invoer

Als invoer heb ik twee potmeters gebruikt, de ene als fijnafstelling en de andere als grofafstelling. De twee zijn gelabeld F en C.

De laatste invoer is een gecombineerde invoer van beide potten in de vorm van

Input=27x(Invoer van grof)+(Invoer van fijn)

Een ding dat moet worden geregeld, is het feit dat geen ADC prefect is en daarom zal de 10bit ADC van arduino een waarde geven die fluctueert met 3-4 waarden. Over het algemeen is dit geen probleem, maar de vermenigvuldiging van 27 zal de invoer gek maken en kan schommelen voor 70-100 waarden. Het toevoegen van het feit dat input de duty cycle aanpast en niet direct de frequentie verslechtert de zaken enorm.

Dus ik heb de waarde beperkt tot 1013. Dus als de grove pot boven 1013 staat, wordt de waarde aangepast naar 1013, ongeacht of deze van 1014 tot 1024 fluctueert.

Dit helpt echt om het systeem te stabiliseren.

Stap 4: De uitgang (OPTIONEEL)

Als optioneel onderdeel heb ik een OLED led-display aan mijn stroboscoop toegevoegd. Dit kan volledig worden vervangen door de seriële monitor van de arduino IDE. Ik heb de code voor zowel het display als de seriële monitor bijgevoegd. Het oled-scherm helpt wel, omdat het het project echt draagbaar maakt. Denken aan een laptop die aan zo'n klein project is bevestigd, is een beetje verankering van het project, maar als je net begint met de Arduino, raad ik je aan het scherm over te slaan of later terug te komen. Pas ook op dat je het glas van het display niet breekt. Het doodt het:(

Stap 5: De code

De hersenen op het systeem zullen niet werken zonder een goede opleiding. Hier is een korte samenvatting van de code. De lus stelt de timer in. Het aan- en uitzetten van de flitser wordt geregeld met timer interrupt en niet met de loop. Dit zorgt voor een juiste timing van de gebeurtenissen en dit is van vitaal belang voor een dergelijk instrument.

Een onderdeel van beide codes is de aanpassingsfunctie. Het probleem dat ik tegenkwam, is dat de verwachte frequentie niet hetzelfde is als ik had verwacht. Dus besloot ik lui te zijn en mijn stroboscoop te onderzoeken met een digitale oscilloscoop en de werkelijke frequentie uitgezet tegen de frequentie en de punten uitgezet in mijn favoriete wiskundige app, Geogebra. Bij het plotten van de grafiek deed me meteen denken aan het opladen van de condensator. Dus ik voegde de parameters toe en probeerde de kuur op de punten te passen.

Bekijk de grafiek en HAPPY STROBOSCOOP !!!!!!