এয়ার রাইফেল ক্রনোগ্রাফ, ক্রোনোস্কোপ। 3D মুদ্রিত: 13 টি ধাপ

2024 লেখক: John Day | [email protected]. সর্বশেষ পরিবর্তিত: 2024-01-30 07:57

হ্যালো সবাই, আজ আমরা ২০১০ সালে আমার করা একটি প্রজেক্ট পুনর্বিবেচনা করব। একটি এয়ার রাইফেল ক্রনোগ্রাফ। এই ডিভাইসটি আপনাকে একটি প্রজেক্টিলের গতি বলবে। প্লেট, বিবি বা এমনকি বায়ু নরম বিবি প্লাস্টিকের বল।

২০১০ সালে আমি মজা করার জন্য একটি এয়ার রাইফেল কিনেছিলাম। আঘাত হচ্ছিল ক্যান, বোতল, লক্ষ্য। আমি জানি এই বন্দুকের গতি ছিল সর্বোচ্চ 500 ফুট/সেকেন্ড। কারণ এটা কানাডার আইন। কিছু শক্তিশালী এয়ার রাইফেল পাওয়া যায় কিন্তু আপনার জন্য একটি লাইসেন্স থাকা প্রয়োজন এবং আপনি ওয়ালমার্টে সেই জিনিস কিনতে পারবেন না।

এখন আমার এই লাইসেন্স ছিল, আমি আরেকটি কিনতে পারতাম। কিন্তু ছোট গল্প, একই বন্দুক মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে 1000 ফুট/সেকেন্ডে উপলব্ধ ছিল। কি!? একই বন্দুক? হ্যাঁ… কানাডায়, স্ট্রোকটিতে একটি গর্ত আছে এবং বসন্তটি নরম।

প্রথম কাজটি হল গর্তটি পূরণ করা। সল্ডার দিয়ে আমি এটাই করেছি। পরবর্তী কাজটি ছিল একটি প্রতিস্থাপনের বসন্ত অর্ডার করা। কিন্তু অপেক্ষা করুন … আমার নতুন খেলনার বর্তমান গতি কত? বসন্ত কি সত্যিই প্রয়োজনীয়? আমি জানি না এবং আমি জানতে চাই। আমি এখন জানতে চাই কিন্তু কিভাবে?

এজন্যই আমি এই প্রকল্পটি করেছি। আমার শুধু 2 টি সেন্সর, একটি ইউসি এবং একটি ডিসপ্লে দরকার ছিল এবং আমরা ব্যবসা করছি।

গত সপ্তাহে, আমি একটি বালুচরে আমার পুরানো নীল ক্রনোগ্রাফ দেখেছি এবং আমি নিজের সাথে কথা বলি: "কেন এটি ভাগ করবেন না এবং এর সাথে একটি নির্দেশযোগ্য কাজ করবেন না?" এবং উপায় দ্বারা, আমরা নির্ভুলতা বৃদ্ধি এবং একটি ব্যাটারি সূচক যোগ করতে পারে। চালু/বন্ধ করার জন্য 2 এর পরিবর্তে 1 বোতাম রাখুন। সমস্ত পৃষ্ঠ মাউন্ট। আমরা এখন 2020 এ আছি!

তাই এটা আছে … শুরু করা যাক!

ধাপ 1: বৈশিষ্ট্য

-প্লেট গতি

-বেগ

-20 মেগাহার্টজ চলমান, বিশাল নির্ভুলতা

-স্বয়ংক্রিয় বন্ধ

-ব্যাটারি ভোল্টেজ প্রদর্শিত

-পরিকল্পিত উপলব্ধ

-পিসিবি পাওয়া যায়

-অংশ তালিকা উপলব্ধ

-এসটিএল উপলব্ধ

-সি কোড পাওয়া যায়

পদক্ষেপ 2: অপারেশন এবং নির্ভুলতার তত্ত্ব

-আমাদের একটি ইউসি 20Mhz এ চলছে ব্যবহৃত দোলক একটি TCX0 +-2.5 পিপিএম

-আমাদের পরস্পর থেকে 3 ইঞ্চি দূরে 2 টি সেন্সর আছে।

-প্রজেক্টাইল প্রথম সেন্সরে আঘাত করে। ইউসি গণনা শুরু (টাইমার 1)

-প্রজেক্টাইলটি দ্বিতীয় সেন্সরে আঘাত করে। uC গণনা বন্ধ করুন।

-uC চেক টাইমার 1 মান, গণিত করুন এবং গতি এবং বেগ প্রদর্শন করুন।

আমি 16 বিট টাইমার 1 + ওভারফ্লো ফ্ল্যাগ tov1 ব্যবহার করছি। একটি পূর্ণ গণনার জন্য 131071 "টিক" এর জন্য মোট 17 বিট।

1/20 মেগাহার্টজ = 50 এনএস প্রতিটি টিক 50ns হয়

131071 x 50 ns = 6.55355 ms 3 ইঞ্চি করতে।

6.55355 ms x 4 = 26.21 ms 12 ইঞ্চি করতে।

1/26.21 ms = 38.1472637 ফুট/সেকেন্ড

এই ডিভাইসটি সবচেয়ে ধীর গতিতে পরিমাপ করতে পারে।

কেন 20 মেগাহার্টজ? কেন অভ্যন্তরীণ 8 মেগাহার্টজ বা এমনকি একটি ক্রিস্টাল ব্যবহার করবেন না?

আমার প্রথম ডিভাইসটি অভ্যন্তরীণ অসিলেটর ব্যবহার করছিল। কাজ করছিল কিন্তু এটি যথেষ্ট সঠিক ছিল না। তারতম্য খুব বিশাল। একটি ক্রিস্টাল ভাল কিন্তু তাপমাত্রা বিভিন্ন ফ্রিকোয়েন্সি হয়। আমরা এর সাথে একটি সঠিক পরিমাপ যন্ত্র করতে পারি না। এছাড়াও, ফ্রিকোয়েন্সি বেশি, একই গতির জন্য আরো টিক গণনা করা হবে। স্যাম্পলিং একটি খুব ভাল নির্ভুলতা জন্য ভাল হবে। কারণ একটি টিক বিভাজ্য নয়, ডিউটি চক্র দ্রুত হলে ক্ষতি সামান্য।

20 MHz এ আমাদের 50 ns এর ধাপ আছে। 38 ফুট/সেকেন্ডে একটি প্রজেক্টিলের জন্য 50 এনএস কতটা সঠিক তা কি আমরা জানি?

38.1472637 ফুট/সেকেন্ড 131071 = 0, 000291042 ফুট দ্বারা বিভক্ত

0, 0003880569939956207 ফুট x 12 = 0, 003492512 ইঞ্চি

1/0, 003492512 = 286.37 "। অন্য কথায়। 50 ফুট/সেকেন্ডে আমাদের +- 1/286" বা +- 0, 003492512 ইঞ্চির নির্ভুলতা আছে

কিন্তু যদি আমার অসিলেটরটি সবচেয়ে খারাপ হয় এবং 20 মেগাহার্টজ +2.5 পিপিএম চলমান তাহলে কি ঠিক আছে? খুঁজে বের কর…

20 000 000 এর 2.5 পিপিএম হল: (20000000/1000000) x 2.5 = 20000050 Hz

তাই সবচেয়ে খারাপ পরিস্থিতি আমাদের 20 মেগাহার্টজে আরও 50 টি ঘড়ি রয়েছে। এটি 1 সেকেন্ডে 50 ঘড়ি। যদি প্লেট একই গতিতে (38.1472637 ফুট/সেকেন্ড বা 6.55ms) কাজ করে তাহলে টাইমার 1 এ আরও কতগুলি টিক আছে?

1/20000050 = 49.999875 এনএস

49.999875 ns x 131071 = 6, 553533616 ms

6, 553533616 ms x 4 = 26.21413446 ms

1/26.21413446 ms = 38.14735907 ফুট/সেকেন্ড

তাই আমাদের 38.14735907 ফুট/সেকেন্ডের পরিবর্তে 38.1472637 ফুট/সেকেন্ড আছে

এখন আমরা জানি যে 2.5 পিপিএম ফলাফলকে প্রভাবিত করে না।

এখানে বিভিন্ন গতির কিছু উদাহরণ দেওয়া হল

1000 ফুট/সেকেন্ডের জন্য

1000 ft/s x 12 হল 12000 ইঞ্চি/সেকেন্ড

12000 এর জন্য 1 সেকেন্ড "3 করতে কত সময়"? 3x1/12000 = 250 us সেকেন্ড

250 us / 50 ns = 5000 tic।

টাইমার 1 5000 এ হবে

uC গণিত করে এবং 1000 ft/s প্রদর্শিত হয়। এ পর্যন্ত সব ঠিকই

900 ফুট/সেকেন্ডের জন্য

900 ft/s হল 10800 /s

3x1/10800 = 277.77 আমাদের

277, 77 ns / 50 ns = 5555, 5555 টিক

টাইমার 1 5555 এ হবে

uC গণিত করে এবং 900 এর পরিবর্তে 900, 09 প্রদর্শিত হবে

কেন? কারণ টাইমার 1 5555 এবং 0, 5555 হারিয়ে গেছে। টাইমারে টিক ভাগ করা যায় না।

আমাদের 0, 09 এর জন্য 900 ফুট/সেকেন্ডে একটি ত্রুটি আছে

0, 09/900x100 = 0, শুধুমাত্র 01% ত্রুটি

1500 ft/s1500 ft/s এর জন্য 18000 /s 3x1/10800 = 166.66 আমাদের

166.66 us / 50 ns = 3333.333 টিক টাইমার 1 3333 এ হবে

uC গণিত করে এবং 1500.15 1500 এর পরিবর্তে প্রদর্শিত হবে ।15/1500x100 = 0, 01%

9000 ফুট/সেকেন্ডের জন্য

9000 x 12 = 180000 ইঞ্চি / সেকেন্ড

3x1/180000 = 27.7777 আমাদের

27.77 us / 50 ns = 555, 555

টাইমার 1 555 এ থাকবে এবং 4/(1/555x50ns) 9009, 00 প্রদর্শিত হবে

এখানে 9000 = 0, 1% এ 9 ফুট/সেকেন্ডের ত্রুটি রয়েছে

আপনি দেখতে পাচ্ছেন যে গতি বেশি হলে % ত্রুটি বাড়ছে। কিন্তু থাকুন <0.1%

সেই ফলাফলগুলি খুব ভাল।

কিন্তু নির্ভুলতা রৈখিক নয়। 10000 ফুট/সেকেন্ডে এটি 0, 1 %। ভাল নতুন আমরা 10, 000 ফুট/গুলি পরীক্ষা করি না।

আরেকটি বিষয় মাথায় রাখতে হবে। যখন একটি বাধা ঘটে, ইউসি সর্বদা অন্তর্দেশে প্রবেশের আগে শেষ নির্দেশ শেষ করে। এটি স্বাভাবিক এবং সমস্ত ইউসি এটি করে। যদি আপনি arduino কোড করেন, সি বা এমনকি অ্যাসেম্বলার। বেশিরভাগ সময় আপনি চিরতরে লুপে অপেক্ষা করবেন… অপেক্ষা করার জন্য। সমস্যা হল, একটি লুপে আমরা 2 চক্র ব্যয় করি। সাধারণত এটি গুরুত্বপূর্ণ নয়। কিন্তু আমাদের ক্ষেত্রে। হ্যাঁ, প্রতিটি টিক গুরুত্বপূর্ণ। আসুন একটি অসীম লুপ দেখি:

সমবেতকারী:

লুপ:

rjmp লুপ

সি তে:

যখন (1) {}

আসলে সি কম্পাইলার rjmp নির্দেশ ব্যবহার করে। RJMP হল 2 চক্র।

এর মানে হল যদি প্রথম চক্রের মধ্যে বাধা ঘটে, আমরা একটি চক্র (টিক) (50ns) আলগা করি।

এটি ঠিক করার আমার উপায় হল লুপে অনেকগুলি নির্দেশ যোগ করা। NOP হল 1 চক্র।

লুপ:

না

না

না

না

না

rjmp লুপ

যদি কোন বিরতিতে কোন নির্দেশনা আসে। আমরা ঠিক আছি. যদি এটি rjmp নির্দেশনার দ্বিতীয় চক্রে ঘটে তবে আমরা ঠিক আছি। কিন্তু যদি এটি rjmp নির্দেশের প্রথম চক্রে ঘটে, আমরা একটি টিক হারাবো হ্যাঁ এটা মাত্র 50 ns কিন্তু আপনি উপরে দেখতে পারেন, 3 ইঞ্চিতে 50 ns কিছুই নয়। আমরা সফ্টওয়্যার দ্বারা এটি সংশোধন করতে পারি না কারণ আমরা জানি না ঠিক কখন বাধা ঘটে। এজন্য কোডটিতে আপনি অনেকগুলি নির্দেশনা দেখতে পাবেন। এখন আমি পুরোপুরি নিশ্চিত যে বাধাটি কোন নির্দেশের উপর পড়বে। যদি আমি 2000 নপ যোগ করি তবে আমার 0, 05% আরজেএমপি নির্দেশনায় পড়বে।

আরেকটি বিষয় মাথায় রাখতে হবে। যখন বাধা ঘটে। কম্পাইলার অনেক ধাক্কা এবং টান। কিন্তু এটা সবসময় একই সংখ্যা। তাই এখন আমরা একটি সফটওয়্যার সংশোধন করতে পারি।

এই বিষয়ে শেষ করতে:

1000 ফুট/সেকেন্ডের গড় প্যালেটের যথার্থতা 0, 01%

বাজারে অন্যান্য 1% এর চেয়ে 100x বেশি সঠিক। ফ্রিকোয়েন্সি বেশি এবং TCXO এর সাথে, আরো সঠিক।

উদাহরণস্বরূপ, 1000 ফুট/সেকেন্ডের 1% কমপক্ষে 10 ফুট/সেকেন্ড। এটি একটি বিশাল পার্থক্য।

ধাপ 3: পরিকল্পিত এবং অংশ তালিকা।

এখানে আমি আমার এক ধাক্কা বোতাম চালু/বন্ধ সার্কিট প্রয়োগ করেছি। (আমার শেষ নির্দেশযোগ্য দেখুন) এই সার্কিটটি খুব সহজ এবং খুব ভালভাবে কাজ করে।

আমি একটি atmega328p ব্যবহার করছি। এটি সি -তে প্রোগ্রাম করা হয়েছে।

প্রদর্শন একটি আদর্শ 2 লাইন এলসিডি HD44780 সামঞ্জস্যপূর্ণ। 4 বিট মোড ব্যবহার করা হয়।

একটি 3.3v নিয়ন্ত্রক TCXO 20mhz এ ভোল্টেজ প্রদান করতে ব্যবহৃত হয়।

ডি 1 হল এলসিডি ব্যাকলাইটের জন্য। চ্ছিক। যদি আপনি D1 ইনস্টল না করেন তবে ব্যাটারি দীর্ঘস্থায়ী হবে।

সমস্ত প্রতিরোধক এবং ক্যাপ 0805 প্যাকেজ

C1.1uf 25v

C2 1uf 16v

C3 2.2uf 10v

C4.1uf

C5.1uf

C6.1uf

C7 1uf

C8.1uf

C9.1uf

C10.1uf

D1 1n4148 SM SOT123

D2 5.1v SOT123

IC1 ATMEGA328p

IC2 MIC5225-5.0YM5-TR TPS70950DBVT SOT23-DBV

OSC1 TXETDCSANF-20.000000

R1 1M

R2 1M

R4 2.2k

R5 160

R6 160

R7 1M

R8 1 মি

U1 MIC5317-3.3 MIC5317 SOT23-5

U2 DMG6601LVT DMG6601LVT SOT23-6

LCD 2 লাইন HD44780 প্রদর্শন করুন। I2c মডিউল কেনার দরকার নেই।

সেন্সর:

2x এমিটার OP140A

2x রিসিভার OPL530

এনকোডার: PEC11R-4215K-S0024 *এনকোডার ফিল্টার করতে 4x 10k রোধক এবং 2x.01uf যোগ করতে ভুলবেন না। নীচের ছবি দেখুন

ধাপ 4: PCB Gerber ফাইল

এখানে gerber ফাইল আছে

ধাপ 5: আপনার পিসিবি সোল্ডার

পরিকল্পিত সাহায্যে, পিসিবিতে আপনার সমস্ত উপাদান সোল্ডার করুন। প্রতিটি অংশ বা পিসিবি, r1, r2… ইত্যাদি লিখুন।

আমার D1 ইনস্টল করা নেই। এটি এলসিডি ব্যাক-লাইটের জন্য। এটা সুন্দর কিন্তু ব্যাটারি লাইফ প্রভাবিত। তাই আমি lcd ব্যাক-লাইট বন্ধ রাখতে বেছে নিই।

ধাপ 6: Atmega328p প্রোগ্রামিং

Atmega328p প্রোগ্রাম করার জন্য ধাপ 12 এ এখানে চেক করুন। আমি এখানে এর জন্য.hex ফাইল প্রদান করি।

এখানে ব্যাচ ফাইল প্রোগ্রাম করার জন্য প্রস্তুত avrdude প্রোগ্রাম। শুধুমাত্র usbasp.bat প্রোগ্রামে ক্লিক করুন এবং আপনার usbasp সঠিকভাবে ইন্সটল হয়ে গেছে। ফিউজ বিট সহ সব স্বয়ংক্রিয়ভাবে করা হবে।

1drv.ms/u/s !AnKLPDy3pII_vXaGPIZKMXxaXDul?e…

এই প্রকল্পে আমি সি সোর্স কোডও ভাগ করছি। সচেতন থাকুন যে এটিতে কিছু নোট ফরাসি হতে পারে।

ধাপ 7: এলসিডি ডিসপ্লে

কিছু টেপ ইনস্টল করুন এবং পিসিবি এবং এলসিডি একসাথে সংযুক্ত করুন

ধাপ 8: STL ফাইল

stl ফাইল

1drv.ms/u/s !AnKLPDy3pII_vgezy0i0Aw3nD-xr?e…

ঘের, সেন্সর পাইপ এবং রাইফেল হোল্ডারের জন্য সমর্থন প্রয়োজন।

আমি সব.2 মিমি উচ্চতায় মুদ্রিত করেছি।

ধাপ 9: রোটারি এনকোডার

এই ঘূর্ণমান এনকোডারটি আইএসপি সংযোগকারীর সাথে সংযুক্ত। এটি প্লেটের ওজন পরিবর্তন করতে এবং ডিভাইসটি চালু এবং বন্ধ করতে ব্যবহৃত হয়।

ভিসিসি আইএসপি পিন 2 (প্রতিরোধক টানুন)

টার্মিনাল A (হলুদ) ISP পিন 1 এ যান

টার্মিনাল বি (সবুজ) আইএসপি পিন 3 এ যান

টার্মিনাল C (gnd) isp pin 6

আমি একটি ফিল্টার বনাম কোন ফিল্টার থাকার মধ্যে পার্থক্য দেখতে 2 টি ছবি যোগ করছি। আপনি উভয়ের মধ্যে পার্থক্য সহজেই দেখতে পারেন।

ধাক্কা বোতাম পিসিবি SW সংযোগকারী যান।

ধাপ 10: সেন্সর পাইপ

গুরুত্বপূর্ণ:

সেন্সর পাইপ কালো হতে হবে এবং সেন্সর রিসিভার অবশ্যই হাইড করতে হবে।

আমার প্রথম প্রচেষ্টা ছিল একটি সুন্দর লাল পাইপ। কিন্তু এটা চতুর! এটা মোটেও কাজ করছিল না। আমি বুঝতে পারলাম যে বাইরের আলো আসছিল প্লাস্টিকের নিক্ষেপ এবং রিসিভার সেন্সর সর্বদা চালু ছিল।

ভালো রেজাল্ট করার জন্য আমার রং কালো করার কোন বিকল্প ছিল না।

উপরে রিসিভার ইনস্টল করুন। এবং কালো রঙ, টেপ বা গাম, কালো সিলিকন দিয়ে পরিষ্কার প্লাস্টিক লুকান।

নীচে এমিটার ইনস্টল করুন.. সেন্সরগুলি ভাল সাড়া দিচ্ছে কিনা তা কলম দিয়ে পরীক্ষা করুন। হয়তো এমিটারের গর্তটি একটু বড় করা দরকার। এটি আপনার প্রিন্টারের ক্রমাঙ্কনের উপর নির্ভর করবে।

আমি ছায়ায় আরও ভাল ফলাফল করেছি। সরাসরি সূর্যালোক এড়িয়ে চলুন।

ধাপ 11: সেন্সর পাইপ বিকল্প

আপনার যদি 3 ডি প্রিন্টার না থাকে, আপনি তামার পাইপ দিয়েও এটি করতে পারেন। এটি খুব ভালভাবে কাজ করবে। কঠিন কাজটি হ'ল ঠিক 3 ইঞ্চি ছিদ্র এবং রিসিভার এবং এমিটার অবশ্যই একত্রিত হতে হবে।

ধাপ 12: অসিলোস্কোপ এবং ক্রমাঙ্কনের উপর একটি প্লেট।

এটি পাইপ নিক্ষেপ করা একটি বাস্তব পেল্ট। প্রোব 1 হলুদ হল সেন্সর 1. প্রোব 2 বেগুনি হল সেন্সর 2।

সময়/div 50 আমাদের।

আমরা 50us এর 6 টি বিভাগ গণনা করতে পারি। 50 us x 6 = 300 us (3 ইঞ্চির জন্য)। 300 us x 4 = 1.2 ms 1 ফুট জন্য

1/1.2ms = 833.33 ফুট/সেকেন্ড

আমরা দেখতে পারি যে সেন্সরটি সাধারণত 5v এ থাকে। এবং আমরা কি emitter আলো, সেন্সর 0 এ পতন ব্লক করতে পারি?

এইভাবে ইউসি তার কনটার শুরু এবং বন্ধ করে (টাইমার 1)

কিন্তু গতি সঠিক ছিল কিনা তা জানতে, আমার এটি পরিমাপ করার একটি উপায় দরকার।

সফ্টওয়্যার ক্রমাঙ্কন করতে এবং এই ডিভাইসের নির্ভুলতা পরীক্ষা করতে, আমি একটি 10 মেগাহার্টজ রেফারেন্স অসিলেটর ব্যবহার করেছি। অন্যান্য নির্দেশাবলীতে আমার GPSDO দেখুন।

আমি এই 10 মেগাহার্টজ দিয়ে আরেকটি atmega328 খাওয়াই। এবং একটি একসেম্বার এই প্রোগ্রাম আমাকে 2 ডাল পাঠাতে প্রতিটি সময় আমি একটি প্লেট অনুকরণ একটি বোতাম ধাক্কা। ঠিক যেমনটি আমরা ছবিতে দেখেছি কিন্তু তার পরিবর্তে একটি বাস্তব গুলি ছিল এটি অন্য একটি ইউসি আমাকে 2 ডাল পাঠাচ্ছিল।

প্রতিবার পুশ বোতাম টিপে 1 পালস পাঠানো হয়েছিল এবং ঠিক 4 এমএস পরে আরেকটি পালস পাঠানো হয়েছিল।

এইভাবে, আমি সফটওয়্যার কম্পাইলারকে 1000 ফিট/সেকেন্ড প্রদর্শন করার জন্য ভারসাম্য বজায় রাখতে সক্ষম হব।

ধাপ 13: আরো…

এটি 2010 সালের আমার প্রথম প্রোটোটাইপ।

কোন প্রশ্ন বা ত্রুটি রিপোর্ট আপনি আমাকে ইমেইল করতে পারেন। ইংরেজি বা ফ্রেঞ্চ। আমি সাহায্য করার জন্য যথাসাধ্য চেষ্টা করব।