Časomíry pro ROBO2022

Vytisknout
ELEKTRONIKA
Zobrazení: 1463

Byl jsem osloven, abych vyrobil pro soutěž ROBO2022 časomíry pro měření doby jízdy autíček. Tento článek je konstrukční plánek uvedených časomír. Srdcem zařízení je deska Arduino "NANO", ke které jsou připojeny infračervené brány, LED v branách a výstup do posuvných registrů 74HC595. Pro zobrazení času jsou použity neznámé vyřazené displeje o rozměrech digitu 60mm x 100mm. Panel A má 4 digity a panel B má 3 digity.

Video - ukázka provozu

Vlastnosti časomíry

Rozsah měření - zobrazení na displeji

A) pokud je čas menší než hodina

00-59 minut, 00-59 sekund, 000-999 milisekund

B) pokud je čas větší než hodina

00-99 hodin, 00-59 minut, 00-59 sekund

Maximum měření je tedy 99 hodin, 59 minut, 59 sekund -> po tomto čase se čas odpočtu zastaví

Do Excelu se čas odesílá a ukládá v milisekundách bez ohledu co ukazuje LED panel

Pohled na panel A a B

Na panelech jsou osazeny obvody 74HC595 a ULN2003

Reverzním inženýrstvím jsem zjistil zapojení konektoru na desce, které má následující význam (panel 4 digity a 3 digity)

Pro ovládání posuvných registrů 74HC595 potřebujeme 4 vodiče DATA, CLOCK, LATCH a OE. Z desky Arduino "NANO" kde je osazen procesor Atmega328 v SMD provedení zapojíme tyto vodiče následovně. Arduino na e-shopu dratek.cz.

Arduino NANO PIN
LED panel PIN Význam
- 1 +24V
+5V 2 +5V
0V 3 0V (GND)
D3 4 CLOCK
D6 5 OE (Output Enable)
D4 6 LATCH
D2 7 DATA (serial data IN)

IR brána pro start a stop využívá optický senzor vzdálenosti s analogovým výstupem. Model: GP2Y0A21YK0F Sharp. Rozsah snímání: 10-80 cm, kde v programu je rozsah omezen pouze na rozsah 10-30cm. Senzor na e-shopu dratek.cz.

Obě brány jsou vytištěny na 3D tiskárně (v mém případě Pruša I3MK3, ale je to zcela jedno na které to bude) z materiálu PET-G.

Seznam dílů na jednu IR bránu

Označení Typ Odkaz Cena s DPH
 konektor  Konektor 16mm GX16 - 6 pinů - 1 pár  https://dratek.cz/arduino/1987-konektor-16mm-gx16-6-pinu-1-par.html  51,-
 kabel 5 žil  5x0,5mm2-nestíněný  https://www.tme.eu/cz/details/cl100-5x0.50/vicezilove-kabely-nestinene/lapp/00101244/  36,-/1m (5m = 180,-)
 LED duo zelená/červená  FYL-5016EGW1C  https://www.tme.eu/cz/details/fyl-5016egw1c/led-diody-tht-5mm/foryard/  3,6,-
 rezistor 220 Ohm  220Ω/0,4W  https://www.tme.eu/cz/details/m0.4w-220r/metalizovane-rezistory-tht-0-4w/royal-ohm/mff04ff2200a50/  1,-
 GP2Y0A21YK0F  Infračervený senzor vzdálenosti 10-80 cm https://dratek.cz/arduino/2095-infracerveny-senzor-vzdalenosti-10-80-cm-gp2y0a21yk0f.html 189,-
Celkem  424,-

Zapojení konektoru z IR brány

Pin konektoru Význam Další info
1 LED (delší vývod - modrý vodič) mezi vodičem a LED je vložen rezistor 220Ohm (LED je spínaná z Arduina 5V)
2 LED (kratší vývod - zelený vodič) stavy LED: 1+2- rudá barva 1-2+ zelená barva
3 0V snímač Sharp (hnědý vodič) na snímači je 0V černý vývod
4 výstup ze snímače Sharp (žlutý vodič) na snímači je výstup žlutý vývod
5 +5V napájení snímače Sharp (růžový vodič) na snímači je +5V červený vývod
6 ----------------------------------------------- nezapojeno

Časomíra je osazena v plechové krabičce o rozměrech 65cm x 18.5cm x 5.5cm. Plech je ohnutý a svařený.

Do krabice je namontován zdroj 230/24V a zdroj 230/5V. Na zadní stěně je osazen konektor pro přívod 230V, pojistkové pouzdro, 2x konektor (start a stop), tlačítko.

Použité komponenty v krabici

Položka Parametr Odkaz Cena s DPH
Zdroj 24V LRS-50-24 52,8W/24VDC/2,2A https://www.tme.eu/cz/details/lrs-50-24/napajeci-zdroje-pro-vestavbu/mean-well/ 314,-
Zdroj 5V RS-25-5 25W/5VDC/5A https://www.tme.eu/cz/details/rs-25-5/napajeci-zdroje-pro-vestavbu/mean-well/ 274,-
Držák pojistek do panelu 5x20mm https://dratek.cz/arduino/51350-drzak-pojistek-5x20mm.html 17,-
Tlačítko Ø16mm červený SPST-NO  https://www.tme.eu/cz/details/ps507ma-r/standardni-spinace/sci/r13-507ma-br/ 63,-
AC přívodka do panelu 10A 250VAC IEC 60320 https://www.tme.eu/cz/details/6100.3100/konektory-iec-60320/schurter/ 27,-
AC Euro kabel úhlová vidlice/IEC C13/3m  https://www.tme.eu/cz/details/ak-pc-06a/napajeci-kabely-pocitacove-a-univerzalni/akyga/ 83,-
Pojistka 1,5A 5x20mm https://www.tme.eu/cz/details/5mf-1.5-r/pojistky-5x20mm-rychle/bel-fuse/5mf-1-5-r/ 4,5,-
Průchodka nejlépe guma https://www.tme.eu/cz/details/fix-gr-8/pruchodky/fix-fasten/ 6,5,-
Celkem 789,-

Po montáži dílů do krabice propojíme z AC přívodky:

POZOR! ČÁSTI JSOU PŘÍSTUPNÉ A JSOU POD NEBEZPEČNÝM NAPĚTÍM - HROZÍ ZÁSAH PROUDEM! VŠE DĚLÁTE NA VLASTNÍ NEBEZPEČÍ!

Tím máme zajištěn přívod 230V do zdrojů.

Propojení konektorů start a stop, tlačítka "test", Arduino, LED panel

Pohled na zadní část časomíry

Z leva: vývod USB pro připojení k PC, pojistka 1,5A, tlačítko "TEST", IR brána "STOP", IR brána "START", přívod napájení 230V

Vnitřní propojení časomíry (konektory, tlačítko, LED panel)

Konektor START Arduino NANO PIN Význam
1 D9 LED1-1 IR závora START
2 D10  LED1-2 IR závora START
3 0V 0V Arduino propojit zároveň se zdrojem 230VAC/5VDC - 0V
4 A0 analogový vstup A0 Arduina
5 +5V +5V Arduino propojit zároveň se zdrojem 230VAC/5VDC - 5V
6 ------------- nezapojeno
Konektor STOP Arduino NANO PIN Význam
1 D11 LED2-1 IR závora STOP
2 D12 LED2-2 IR závora STOP 
3 0V 0V Arduino propojit zároveň se zdrojem 230VAC/5VDC - 0V
4 A1 analogový vstup A1 Arduina
5 +5V +5V Arduino propojit zároveň se zdrojem 230VAC/5VDC
6 ------------- nezapojeno
Tlačítko TEST Arduino NANO PIN Význam
tlačítko vývod 1 D8 při zmačknutí tlačítka se uzemní vývod D8
tlačítko vývod 2 0V zem 0V
LED panel konektor P1
Arduino NANO PIN Význam
1 ------------- +24V ze zdroje 24V
2 +5V +5V ze zdroje 5V
3 0V 0V (GND) ze zdroje 5V a 24V
4 D3 CLOCK
5 D6 OE (Output Enable)
6 D4 LATCH
7 D2 DATA (serial data IN)

ZDARMA

DONATE

Verze FW

FW:1.0
- po zapnutí napájení se provede test displeje a test LED v IR závorách (cca 2 vteřiny). Na displejích svítí čísla 8 a tečky, LED na IR blikají červená/zelená.
- pokud držíme během testu tlačítko "test" na zadní straně zařízení, tak se přepneme do režimu testování IR bran.
Displej zobrazí na 2 vteřiny nápis "test" a následně zobrazí nápisy ON nebo OFF pro obě brány. Start je vlevo, stop je na displeji vpravo. Opětovným stisknutím tlačítka "test" testovací režim ukončíme (nebo vypneme a zapneme napájení zařízení). Režim "Test" lze vyvolat kdykoliv.
- bez testu se na displeji zobrazí nápis verzí "F 1-0" v případě firmware 1.0
Při projetí brány "start" se spustí odpočet.
Při projetí brány "stop" se odešle čas do excelu a na displeji zůstane svítit poslední naměřený čas.
- v Excelu lze nastavit po kolikátem kole (1-3) se list v excelu uloží a smaže. Když není označeno pole 1-3 v Excelu, tak se odesílají kola 1-255 pořád dokola


Výpis na sériovém monitoru (Arduino NANO) -> co se odesílá do Excelu (vypisuje i bez Excelu)

 

Tvorba vlastních znaků na digitu displeje (váhy bitů pro zobrazení). Příklad chci zobrazit číslo "1" -> do registru odešlu "12" (8+4) v desítkové podobě, nebo 0xC v hexa.

Komplet hotové 4 časomíry

Arduino
ROBO