Ağır Çekim Videolar için Yüksek Hızlı Saat: 4 Adım

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:20

Modern bir akıllı telefonu olan hemen hemen herkes, muhteşem ağır çekim videolar yapmak için kullanılabilecek yüksek hızlı bir kameraya sahiptir. Ancak, o sabun köpüğünün patlamasının veya karpuzun patlamasının gerçekte ne kadar sürdüğünü ölçmek istiyorsanız, videolarınızda zamanı göstermeyi zor bulabilirsiniz: bir kronometre çok küçük bir ekrana sahiptir ve yalnızca 1/100 saniye. Nicel ölçümler yapmak istiyorsanız, bir kameranın yayınlanan kare hızının güvenebileceğiniz bir şey olmadığını öğrendim!

Neyse ki, bir Arduino ve 4 basamaklı 7 segmentli bir ekran kullanarak ms hassasiyetli ve parlak büyük basamaklı bir saat oluşturmak gerçekten çok kolay. Ayrıca, standart bir 0,56” ekrandaki 12 pin, Arduino Nano'nun pin düzeniyle tam olarak eşleşir ve doğrudan üzerine lehimlenebilir.

Bu zamanlayıcıda başlatma/durdurma/sıfırlama yoktur. Açtığınızda çalışmaya başlar ve 10 saniye sonra taşar. Buradaki fikir, belirli bir sürecin süresini ölçmek için, yine de son ile başlangıç arasındaki zaman farkını ölçtüğümüzdür.

Adım 1: Malzemeler

• Üzerine lehimlenmiş başlıkları olmayan bir Arduino Nano.
• 0,56” 4 haneli 7 segmentli ekran. Hem ortak anot hem de ortak katot tamam

Sağlam bir kutuya koymak ve 2 adet AA pil ile pille çalışmak istiyorsanız, şunu ekleyin:

• 60x100x25 boyutlarında bir elektronik proje kutusu
• 2xAA pil tutucu
• Bir yükseltme modülü
• 10x15 mm'lik bir açma/kapama basmalı anahtarı

Gerekli aletler

Havya

Bir kutuya monte etmek için:

• Ekran ve anahtar için delikleri kabaca kesmek için bir döner alet
• Delikleri ince kesmek için el eğeleri
• Bileşenleri yerine sabitlemek için sıcak tutkal tabancası.

Adım 2: Arduino'yu Ekrana Bağlama

Şaşırtıcı bir şekilde, standart 4 basamaklı 7 segmentli bir ekranın pinleri, bir Arduino Nano'nun düzeniyle, ekranın 12 pininin tümü Arduino'nun IO pinlerine bağlanacak şekilde eşleşir. Bu, PCB'ye, konektörlere veya kablolara ihtiyaç duymadan ekranı doğrudan Arduino'ya lehimlemenizi sağlar.

Ekranın alt pinlerini (ondalık noktalardan ve baskıdan tanınabilir) A0-A5 analog pinlerine lehimleyin. Ekranın üst pinlerini D4-D9 dijital pinlerine lehimleyin.

Kırmızı LED'lerin sadece 2V'luk bir voltaj düşüşü vardır, bu nedenle onları 5V'a bağlamak genellikle iyi bir fikir değildir ve akımı sınırlamak için genellikle bir seri direnç uygulanır. Ancak, belki serpiştirme nedeniyle, seri dirençler olmadan iyi çalıştığını gördüm. Değilse, burada doğrudan Arduino Nano'ya seri dirençlerin nasıl ekleneceğine dair ayrıntılı bir talimat verilmiştir.

Adım 3: Kod

Ekteki çizimi Arduino Nano'ya yükleyin. Mevcut kod bir ortak anot gösterimi içindir, ancak ortak katot satırları yorumsuz olabilir.

Kod yüklendikten sonra, Arduino her başlatıldığında zamanlayıcı çalışmaya başlamalıdır. Burada durabilir veya bir sonraki bölümde, onu sağlam bir kutuya nasıl monte edip pille çalıştırılacağını gösteren bir örnek görebilirsiniz.

Kod hakkında bazı yorumlar:

Zaman, iki iyi nedenden dolayı millis() işlevi yerine micro() işlevlerinden alınır: millis()'in Arduino uygulaması korkunç: her 1.024 ms'de bir artarlar ve ardından arada bir milisaniye atlanır. telafi etmek için! Tüm Arduino'larda yüksek hassasiyetli kristaller yoktur. Bir permille'den daha fazla kapalı olduğunuzu tespit ederseniz, “unsigned long t=micros()/1000;” satırındaki ayırıcıyı ayarlayabilirsiniz. saati daha hızlı veya daha yavaş yapmak için.

Rakamlar aralıklıdır, yani belirli bir zamanda yalnızca bir rakam yanar. Bir rakamın segmentlerini değiştirirken, tüm rakamlar kapalıdır, böylece herhangi bir anda hiçbir çöp rakamı gösterilmez. Rakamların güncelleme sıklığını 750 mikrosaniye olarak ölçtüm, böylece her rakam her milisaniyede en az bir kez güncellenir!

Mevcut hız milisaniyeleri görüntülemek için yeterince iyi olduğundan, saati hız için ciddi şekilde optimize etmedim. Arduino'nun iki basamağı daha fazla gösterecek şekilde yapılabileceğini düşünüyorum (100 ve 10 mikrosaniyeye karşılık gelir), ancak

• Kesintileri devre dışı bırakma ve zamanlayıcıları doğrudan kullanma
• Doğrudan bağlantı noktası manipülasyonu
• Tüm segmentleri tek bir bağlantı noktasına ve rakamları başka bir bağlantı noktasına bağlama
• Basamak değerlerinin açıkça hesaplanmasından kaçının, bunun yerine artışları kullanın (bölme ve modül işlemleri yavaştır)

1000 fps'den fazla ağır çekim bir kamera bulabilirsem deneyebilirdim, şimdilik ms hassasiyetinden memnunum.

Adım 4: Bir Kutuya Monte Etme

Ucuz bir 100x60x25mm elektronik proje kutusu, su geçirmez değildir, piller, bir yükseltme modülü ve bir açma/kapama düğmesi ile birlikte bu zamanlayıcıya kolayca uyar. Pil çalışması için, 2 adet AA pil ile bir yükseltme modülü kombinasyonu Arduino'ya güvenli ve kararlı bir 5V voltaj verecektir. Açma/kapama düğmesini doğrudan pilin üzerine koyarak (yükseltmenin çıkışı yerine), piller, stup-up modülünden sızıntıdan etkilenmez ve ara sıra kullanılırsa yıllarca sürebilir.

Kullandığım yükseltme modülünde, kabloları çıkışa lehimleyebilmek için pense ile çıkardığım dişi bir USB konektörü vardı. Alternatif olarak, ayarlanabilir bir yükseltme kullanabilir ve bunu 5V çıkışa ayarlayabilirsiniz.

Ekrana ve açma/kapama anahtarına karşılık gelen iki deliği keserek başlayın. Yaklaşık delikleri kurşun kalemle çizdim, sonra delikleri döner bir aletle biraz fazla küçük kestim ve sonra tam olarak eşleşen boyuta el eğeleriyle törpüledim.

Akü kutusundan çok telli esnek kırmızı ve siyah kablonun bir kısmını kesin ve pozitif veya negatif bir açma/kapama anahtarı ile kesilerek bunları yükseltme modülüne bağlayın. Ardından yükseltme modülünden doğrudan GND'ye ve +5V'ye veya Arduino'ya.

Tüm öğeleri yerinde tutmak için sıcak tutkal kullandım: pil kutusu, yükseltme modülü ve ekranın kenarları.

Sonuç, son derece basit bir işlemle sağlam bir kutuda bir zamanlayıcı!