🤸🏼 🚣🏾 🗓️ القياس عن بعد لسباق الدراجات النارية. الجزء 1

عندما وقفت في ساحة التدريب بالقرب من المسار المحدد ل moto-jhana (وهو نوع من رياضة السيارات تكتسب شعبية) شاهدت كيف يتم قياس أوقات اللفة على ساعة توقيت في الهاتف الذكي. من الواضح أنه لا يمكن الحصول على بيانات دقيقة بهذه الطريقة. في المنزل ، كان هناك عدة اردوين ، واثنين من الشاشات ، ويبدو أن كل ما يلزم لتجميع القياس عن بعد التلقائي هو العثور على زوج من أجهزة الاستشعار المناسبة التي تعمل عند مرور الدراجة. وهكذا بدأت العديد من الليالي الطوال بحديد اللحام ، فيم ، دريميل وأحيانًا حتى المطحنة.

التطلع إلى المستقبل - كل شيء تحول ، نجحت الأجهزة في العمل بنجاح في جميع المراحل الثلاث لبطولة motogimkhan [G] -RSBK ، ويتم استخدامها بنشاط أثناء التدريب. تم جمعها نتيجة لذلك:

تحكم لقياس وقت الوصول
أجهزة استشعار للتحكم
لوحة النتائج لعرض النتائج
لوحة الحكم

بالإضافة إلى شيء آخر!

تم شراء أجهزة الاستشعار ، وبعد نصف ساعة كان النموذج الأولي يلمع بالفعل بالأرقام على الشاشة. صحيح ، لقد كنت مخطئًا بعض الشيء في الاعتقاد بأنه بالنسبة لكل شيء آخر كان لدي ما يكفي لعدة أمسيات.

لا تحتوي المقالة على أي مخططات في Fritzing - هناك الكثير من الأدلة حول توصيل أجهزة الاستشعار والشاشات على الشبكة ، ولا توجد مصادر - ~~(كل مبرمج يحترم نفسه سيتخلص من كل شيء ويكتبه من الصفر على أي حال)~~ أعتقد أن كل شخص يمكنه التعامل مع الفاصل الزمني بين الإشارات من إدخالين. باستخدام الوسائل المتاحة والأدوات ، اتضح أن المهمة الأكثر إثارة للاهتمام هي تجميع النموذج الأولي في صندوق أحذية مناسب للنقل ، ثم إحضاره إلى شكل قريب من الإنتاج.

— , , . , , , . , , , .. — , .

في المسابقات ، يبدأ السباق من مربع انطلاق محدود المخروط ، ثم يتبع الطريق ، والنهاية هي أيضًا إلى الصندوق المحدود المخروطي الموجود بجوار البداية. هناك حاجة إلى مستشعرين - تقاطع البداية وتقاطع النهاية. حتى الآن ، تقرر التحقق من الوقت مباشرة من مغادرة المشارك من الصندوق ، في المستقبل - عند إشارة ضوئية ، ويمكن استخدام المستشعر للتحقق من البداية الخاطئة.

نعم ، يضيف الترفيه سباقات زوجية على مسارين متطابقين ، مما يعني أنه يجب أن يكون هناك مجموعتان من المعدات.

أجهزة الاستشعار

بعد دراسة التشكيلة ، وجدت واشتريت مستشعرات عبور شعاع ضوئي حاجز ، تتكون من وحدتين - جهاز إرسال وجهاز استقبال. مجموعة واسعة من جهد الإمداد هي 6-36 فولت ، والإشارة الصادرة من المستشعر هي خرج NPN. خلال الاختبارات في الغرفة ، أثبتت أنها ممتازة - مجموعة من عدة أمتار ، تركيز جيد للحزمة ، وسرعة الاستجابة - في غضون مللي ثانية.

إنه جيد ، الآن تحتاج إلى تحديد كيفية إطعامهم وإرفاقهم وتوجيههم. يعلم جميع موظفي تكنولوجيا المعلومات أن المعايير جيدة ، لذلك سيتم تشغيلها من 12V ، وسأربطها وأرشدها مع رفوف الصور القياسية.

بواعث

بمصادفة مذهلة ، تزامن حجم الباعث مع حجم بطارية 18650 القياسية. في النهاية ، قمت بحفر حفرة لشعاع المستشعر ، وأضفت حاملًا إلى حامل ثلاثي القوائم فوتوغرافية لـ GoPro مع قمة منشار ، وبطارية ومحول مصغر DC-DC إلى 12V. المكافأة - ضوء أخضر ساطع يضيء قطعة من خرطوم السيليكون الذي يؤطر الحفرة للشعاع ، متوهجًا عند تشغيله.

إن عيوب التصميم هي الكتلة ، حتى إذا كنت لا تأخذ في الاعتبار زيادة الجهد المزدوج المتسلسل بواسطة محولات DC-DC - مدمجة تصل إلى 5V وملحمة حتى 12 فولت. أولاً ، إنه جهاز نشط غير مستقر للرطوبة ويتطلب الشحن. ثانيًا ، اتضح أن الحمل من مصدر طاقة الباعث ليس كافيًا ، وبعد دقيقة يتم إيقاف تشغيل إلكترونيات بنك الطاقة.

بعد محاكمات طويلة ورفض خيارات العكاز تمامًا ، وجدت مخرجًا - ابحث عن مقاوم التحويلة واستبدلها للقياس الحالي حتى يرى المجلس أن الجهاز المتصل لم يتم شحنه بعد. اقترح الحدس أن هذا المقاوم يجب أن يكون الأكبر على اللوح:

ولا يهم أنه تم بعد ذلك لحام مقاومة smd بدقة: في حالات الشحن التالية التي تم شراؤها ، تحولت الدائرة الكهربائية ومنطق العمل إلى تغيير كبير ، وأصبحت غير مناسبة لأغراضي: استمرت الطاقة في التشغيل باستخدام الزر ، وتم إيقاف تشغيلها - أصبحت فقط تلقائيًا لتقليل الاستهلاك الحالي للجهاز المتصل ، وهو مناسب فقط لشحن الهواتف.

ومع ذلك ، هناك العديد من بنوك الطاقة ذات المنطق الصحيح في متناول اليد - بما يكفي لإنشاء نموذج أولي فعال. كما أن عدم المثالية في استهلاك الطاقة ليس أمرًا بالغ الأهمية - فقد استمرت البطارية لمدة يومين من التشغيل المتواصل.

استقبال

مع العلم بالموردين غير الموثوق بهم الذين يغيرون الدوائر ، استنتج أنه كلما كان المكون أكثر سهولة وانتشارًا ، كان ذلك أفضل. وهذا يعني أن أجهزة الاستقبال ستكون في مباني أخرى (في البداية كانت هناك فكرة للقيام بكل شيء داخل بنوك الطاقة ، ونقل البيانات عبر قناة راديو إلى وحدة تحكم مع شاشة عرض).

ملف تعريف مربع الألومنيوم ، مقبس هاتف 6P4C ، حامل ثلاثي الأرجل لـ GoPro ، المسامير والكثير من المواد اللاصقة الساخنة:

لتكوين مكعبات تذوب الساخنة بمكونات بداخلها ، استخدمت شياقًا مصنوعًا من الملف الشخصي مزين برذاذ سيليكون - بعد التصلب ، يتم بثق قطعة العمل بضغط خفيف.

بالإضافة إلى ذلك ، لتسهيل الضبط ، يتم توصيل مصباحين وامضين مدمجين في مكعبات بإخراج المستشعر: لذلك عند تصويب المستشعرات ، يمكنك رؤية الحالة على الفور ، على الرغم من عرض وحدة التحكم.

تم إنجاز المهمة - يمكن شراء جميع المكونات تقريبًا من أقرب متجر للأجهزة! ونتيجة لذلك ، تبدو بوابة البداية المزودة بأجهزة استشعار مثبتة على أبسط حوامل ثلاثية القوائم كما يلي:

تحكم

وحدة التحكم بسيطة للغاية - عند تلقي إشارة من المستشعر الأول ، يبدأ المؤقت ، من الثانية يتوقف. يتم عرض الوقت على شاشة OLED وإرساله عبر الهواء باستخدام وحدة nRF24L01. كما أن الدائرة بدائية - يتم توصيل الشاشة بواسطة سلكين عبر I2C ، nRF24L01 - بواسطة أربعة أسلاك عبر SPI ، بالإضافة إلى الأرض والطاقة. أسلاك الإشارة من مستشعرين - من خلال مقسمات الجهد إلى مدخلين مع دعم لمقاطعات الأجهزة.

السباقات الأولى في الطريق بالفعل - تحتاج إلى الإسراع باستخدام النموذج الأولي. أخذت بنك الطاقة الذي وصلني (مع زر طاقة الأجهزة) في أربعة بنوك. سيتم أخذ المكان الموجود على بطارية واحدة من خلال الشاشة على الجانب الأمامي ، ومقابس الهاتف في الخلف:

يتم استبدال البطارية الثانية بواسطة Arduino Pro Mini PCB ، ملحومًا على لوحة دائرة مصنوعة من LUT ، ووحدة راديو ، ومجموعة من المقاومات. هناك نقص في المساحة الحرة - من الآن فصاعدًا ، تجدر الإشارة إلى أن الأسلاك تشغل معظم المساحة:

بغض النظر عن مدى رعبها - تبين أن التصميم يعمل بشكل جيد ، وبعد نصف عام فشل مجلس إدارة بنك الطاقة نفسه.

من أجل راحة تصحيح وتحديث البرامج الثابتة ، تم إخراج منفذ محول USB التسلسلي FT232RL وتوصيله بمنفذ Arduino Pro Mini التسلسلي. لشحن البطاريات من خلال نفس الموصل في نفس الوقت ، قمت بتطبيق خدعة صغيرة: تحتاج إلى تشغيل وحدة FTDI من خلال إخراج VCC من الدائرة الداخلية للجهاز ، وإعادة توجيه دبوس + 5V من MiniUSB إلى الإدخال لشحن بنك الطاقة. للقيام بذلك ، يكفي التخلص من المقاومة الصفرية على المحول ، وإنشاء صنبور طاقة من لوحة الاتصال العلوية:

الطريقة الواضحة هي توصيل GND و RX و TX فقط: لن تتلقى الوحدة الطاقة من خلال RX-pin.

تحكم الثاني

عقدت جولات تجريبية في الشارع ، واعتبر الوقت ، وأجهزة الاستشعار تسجل بثبات التقاطع - مرحى! وبعد ذلك - المنافسة على الأنف ، حرفيا في أسبوعين. هذا يعني أن الوقت ينفد: تحتاج إلى تجميع مجموعة ثانية من أجهزة الاستشعار وفقًا لتصميم مثبت بالفعل ، ووحدة تحكم ثانية.

وهذا هو السبب في أنني أحب Arduino - لبدء سريع والعمل مع كمية كبيرة من الحديد دون قراءة أوراق البيانات.
الحالة الثانية وشاشة OLED الأنيقة ولكنها باهظة الثمن بالإضافة إلى البطاريات لن يتوفر لها الوقت لجلب البريد. أخذت ما هو في متناول اليد: صندوق للأشياء الصغيرة ، ومقبس هاتف ، وأربع مقاومات ، و Arduino Nano ، و nRF24L01 ، وبعض الشاشات ، ومثبت KR142EN5A (هناك دائمًا قوة 12V على المسار). حرفيا ثلاث نقاط لحام ، كل شيء آخر على أسلاك اللوح ، وبعد ساعة ، المجموعة الثانية جاهزة!

عند التسليم - الهيئة القضائية! صندوق لمعدات الراديو ، Arduino Uno ، nRF24L01 وزوج من الشاشات مع ثمانية مؤشرات من سبعة أجزاء. قم بتوصيل كل شيء مرة أخرى بأسلاك اللوح. في هذه الحالة ، قمت بحفر فتحة لمنفذ USB للتشغيل من بنك طاقة خارجي أو كمبيوتر محمول ، وشاشات - لاصقة تذوب الساخنة المرفقة بغطاء شفاف. إن استلام حزمة من خلال وحدة راديو وعرضها على أحد الشاشتين ليست مهمة صعبة للغاية ، فقد تم كتابة الرمز بسرعة. والنتيجة هي لجنة من الحكام تكرر المعلومات من وحدات التحكم ، ومجموعة ثانية من القياس عن بعد:

المنافسة

قبل المسابقة ، راجعت جميع الأجهزة مرة أخرى ، ولسبب وجيه: في أحد وحدات التحكم ، كان الكوارتز على مستوى 16 ميجاهرتز ، وفي الثانية - 16.384 ميجاهرتز! وغني عن القول إنهم اعتبروا الوقت مختلفًا.

قمت بشحن البطاريات وفحصت الاتصال - أظهرت وحدات الراديو نفسها بشكل ممتاز ، وبثت بيانات عشرات الأمتار بهوائي سلكي على لوحة دوائر مطبوعة. تبدو جميع الأجهزة معًا أكثر إثارة للإعجاب بالفعل:

لحسن الحظ ، تبين أن يوم السباق دافئ وجاف - ستبقى المعدات على قيد الحياة. أثناء وضع علامة على المسار ، أقوم بترتيب المعدات:

تبدأ السباقات الأولى و- في صحتك ، كل شيء يعمل بشكل واضح! لا توجد ايجابيات كاذبة ، والوقت مقطوع بالتأكيد. تساعد الفتيات في البداية الرياضيين على وضع الدراجة في بوابة البداية وتسجيل النتيجة في النهاية. تساعد لوحة الحكام المحمولة إلى حد كبير - في ضوء الشمس ، تكون مؤشرات LED لوحدة التحكم التي تقع على الأسفلت غير مرئية تقريبًا.

أثمرت الفكرة: تم إجراء ما يقرب من مائة سباق متوازي (وهذا مائتان مرة مسجلة) ، ولم يكن هناك إخفاقات ، وكان الفرق بين المكانين الأولين في فئة الدراجات النارية على الطرق 0.1 ثانية ، وهو أمر يصعب قياسه يدويًا. لذلك تقرر: أن يكون المشروع!

القياس عن بعد لسباق الدراجات النارية. الجزء 1 - النموذج الأولي