【项目】一个频闪仪的制作

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概述

该频闪仪是一种精密、多功能的仪器,可用于分析周期性运动或快速运动。

使用到的器件

硬件部分

名称 数量
Arduino Nano Every 1
Adafruit Standard LCD - 16x2 White on Blue 1
Pushbutton 6 mm 4
Single Turn Potentiometer- 10k ohms 2
Small Signal Diode, Switching(Any model such as 1N914, 1N4148...) 1
Logic Level FET N-Channel(2 mandatory, 1 optional) 3
Resistor 47 ohms 1 W 1
Resistor (value depending of the LCD backlight) 1
9 LED torch 1
Electronic flash 1
Flash adapter 1
3.5 mm female jack plug mono 1
9V battery (generic) 1
9V Battery Clip 1
Solderless Breadboard Full Size 1

手工工具和制作工具 电烙铁


设计内容

设计原则

该频闪仪是围绕Arduino Nano设计的。这种闪光是由一个9个led的普通手电筒产生的,它的4.5 V电池已经被连接到频闪仪电路的两根电线所取代。闪光灯的周期和持续时间可以通过四个按钮来设置。它们的值显示在一个标准的16x2字符液晶显示器上。它们的范围从0.1 ms到999.9 ms,分辨率为0.1 ms。

按钮增加或减少闪光时间或持续时间的速度随按钮被按下的时间增加。这种速度遵循的规律在代码中很容易修改。

用于显示周期和持续时间的液晶显示器与液晶库兼容,并以与本库示例中相同的方式连接,除了通过电位器可调的背光。

频闪仪可以通过在每个周期内缩短中心与地面的接触来驱动一个可选的电子闪光。这种闪光灯可以与LED手电筒交替使用或同时使用。

频闪示波器的同步是通过缩短数字输入到地面来实现的。当此输入接地时,闪光发射停止。当它再次打开时,闪光恰好在一个周期后发出。注意:在设置发动机点火时间时,不要将点火系统的任何电压加到同步输入端,可能会破坏Arduino卡。

描述和解释

9个LED手电筒: LED手电筒由Nano Every的数字输出D13驱动。它不直接连接到这个输出,因为它需要在4.5 V下的180ma电流,Arduino的每个输出限制在40ma。手电筒由9v电池供电,通过n通道MOSFET Q2和47欧姆电阻R2。这个电阻器限制通过手电筒的电流约100毫安,这是足够有一个良好的光。电阻器必须能够耗散至少47 x 0.1²= 0.47 W的功率。1w电阻器是一个很好的选择。

我用的是一个带有9个led灯头的非常普通的手电筒,我在上面焊接了两根电线:第一根连接到阳极,另一根连接到阴极。

电子闪光: Nano Every的引脚A6被编程为数字输出,在频闪仪的每个周期都传递一个简短的脉冲。这个输出连接到n通道MOSFET Q3的门极。这个晶体管的漏极是打开的,除非在引脚A6上的脉冲发生,在此期间它是接地的。电子闪光的中心触点可以连接到Q3的漏极,而其公用部分则接地。

项目的这一部分是可选的,原因有几个。首先,你需要有一个电子闪光灯(可以购买,但它的价格相当昂贵)。这种闪光灯必须有很短的回收时间。我的是佳能闪光灯430 EX。当我把它设置为手动模式,功率为满功率的1/64,电池充满电时,我可以把频闪仪的周期设置为70毫秒。你还需要一个适配器来连接电子闪光灯和频闪仪。我有一个Kaiser Fototechnik 1303和一个3.5毫米插孔插头。

按钮: 四个按钮PB0 ~ PB3分别与Nano的D6、D7、D8、D9针脚相连。这些引脚被编程为数字输入与下拉和按钮连接到地面时按下。

LCD: 液晶显示器的连接方式与液晶库示例中相同,它每占用纳米的D2、D3、D4、D5、D11和D12引脚。

LCD背光灯: LCD背光亮度可通过电位器P2调节。LCD背光由PWM输出D10通过n通道MOSFET Q1和电阻R1驱动。

液晶显示器通常与使用日立HD 44780控制器的显示器兼容,但它们的背光似乎有点复杂。我分析了几种液晶显示器,发现它们的背光电源电压从3到5V不等,电流从10到130 mA不等。所提议的电路(Q1和R1)对任何背光都很方便,只要电阻R1采用如下方式: R1的值必须略大于(9 -Vs) / If, Vs是背光的电压,如果它的电流在a,电阻R1必须能够耗散大于(9 -Vs) x If的功率。

例如:我的LCD背光需要在4.2 V下130ma的电流。所以R1一定比(9 - 4.2)/ 0.130 = 36.9欧姆大一点。我选择了一个47欧姆的电阻。它必须能够耗散(9 - 4.2)x 0.130 = 0.62 W。在我的例子中,R1是一个47欧姆的1w电阻。

以下是我分析过的液晶显示器:

电源: 频闪仪由9伏电池供电。NanoEvery的Vin输入端通过二极管D1连接到9v。也许这个二极管需要一些解释。当纳米每是由USB供电,电压约4 V是存在Vin pin。如果LCD背光和/或LED手电筒连接到该引脚,则可以从Vin获得200 mA的电流。二极管D1保护纳米每通过防止任何电流从Vin被抽取,当纳米每是由USB供电。

同步器: 它只需要几行代码就可以管理,为了测试这个功能,我模拟了一个按钮连接到地面和Arduino的pin A5之间的信号。

总结

希望大家喜欢这个project,我觉得除了实现了一个频闪仪,还有两个课题可以从中学习。第一种是使用按钮和液晶显示器来调整任何类型的值,遵循一个很容易调整的规律。第二个主题是适应不同类型的LCD背光和改变其亮度的能力。

转载自https://www.hackster.io/frenchy22/a-serious-stroboscope-9756a7

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文件编号:1123
上传时间:2021-03-02
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分类:
电子/通信
标签:
嵌入式电路方案