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電子發(fā)燒友網(wǎng)>電子資料下載>電子資料>Arduino帶鋸鋸片張力計

Arduino帶鋸鋸片張力計

2022-12-16 | zip | 0.01 MB | 次下載 | 免費

資料介紹

描述

設(shè)置正確的刀片張力并不容易。帶鋸是鋸的天后!如果張力太小,鋸片開始顫動,切口變得不干凈,需要額外打磨。如果張力過高,則會降低刀片的使用壽命。剩下什么?每次都反復(fù)嘗試,直到找到正確的設(shè)置?谷歌搜索帶來了希望。我并不孤單。有很多用于更換、對齊和張緊刀片的技巧。

一個最受關(guān)注的技巧是調(diào)整張力,使刀片聽起來像在低音吉他上彈奏的“E”。廢話——不幸的是,我家里沒有貝斯吉他來進(jìn)行現(xiàn)場試驗(空氣吉他也不夠用)。幸運的是我的女兒有一個鍵盤,我可以聽一個“E”。不幸的是,這對我一點幫助都沒有。我可能還不夠音樂!

從技術(shù)角度來看,刀片張力最終必須是可測量的。在另一次谷歌搜索之后,很明顯這是真的,一個好的設(shè)置是在 250 – 300 N/mm2 之間。不幸的是,正確的測量設(shè)備并不便宜。它的成本約為 300 歐元!這對我來說太多了。這些測量裝置以機械方式工作,并且可能顯示線性膨脹。因此,外殼由金屬制成,并且必須非常精確地制造。我必須有另一種解決方案。所以只是以某種方式測量力并用微控制器評估它?

FSR – 力感應(yīng)電阻器

一種方法是使用 FSR(力感應(yīng)電阻器)測量力。它們由聚合物厚膜 (PTF) 組成,隨著施加在活性表面上的力的增加,電阻會降低。FSR 不適用于稱重傳感器或應(yīng)變儀等精密測量。然而,它們?nèi)匀缓鼙阋耍蠹s 5 歐元并且易于使用。

這種方法的唯一缺點是不能像使用專業(yè)設(shè)備那樣測量絕對力。必須首先確定合適的刀片張力作為模板。

建造房屋

在 FSR 的第一次測量實驗明確后,一個條件就是一個好的外殼。在這里,成本不應(yīng)失控。這就是我選擇 3D 打印變體的原因。

pYYBAGOYrjSAFocSAABlwDmkN7Q688.jpg
FSR、Arduino電源的外殼。刀片固定在可移動的支架上。
?

在左側(cè),松散地插入了用于鋸帶的可移動支架。它推動了 FSR 上的一個引腳。FSR 安裝在機箱中。

pYYBAGOYrjaAWqarAAAj9VHwiUs341.jpg
具有確定的力感應(yīng)電阻器壓面的刀片支架
?

在外殼內(nèi),一個 Arduino Nano 工作。它以其小尺寸運行良好,并接管了 FSR 數(shù)據(jù)的測量和評估。它由四節(jié) AAA 電池供電。

顯示刀片張力

刀片張力顯示器也必須顯示其測量值。非常適合這一點的是非常小的 0.96 英寸 128 × 64 像素顯示器??梢酝ㄟ^ I2C 連接到 Arduino。而且價格也非常低。

顯示器直接安裝在 Arduino Nano 下方的外殼中。這樣通過 Arduino 的連接就可以在沒有大環(huán)路和電纜混亂的情況下安裝。

0.96
0.96"顯示器在外殼中的位置
?

顯示器旁邊有一個按鈕和顯示器的開/關(guān)開關(guān)。

成分

刀片張力測量裝置由以下部件組成:

  • Arduino納米
  • 力感應(yīng)電阻 FSR 5 kg
  • 0.96" 128 × 64 像素顯示器,帶 I2C 端口
  • 按鈕(6 × 6 毫米)
  • 開/關(guān)
  • 電源 4 節(jié) AAA 電池和連接夾
  • 2 個電阻 10 kOhm

FSR 通過一個 10k 下拉電阻連接到引腳 A1。128 × 64 顯示器的 4 個引腳(SCL、SDA、VCC 和 GND)直接連接到 Arduino。該按鈕還通過一個下拉電阻連接到引腳 A2。

I2C 顯示器與 Arduino Nano 建立了這種連接:

  • 地 - 地
  • VCC - 5V
  • SDA-A5
  • SCL - A4
poYBAGOYrjuADQItAADDLl1yz98183.jpg
帶Arduino、FSR、顯示器、按鈕、開/關(guān)開關(guān)和電源的張力計電路圖
?

集會

組裝大約需要 2 個小時。按照這個順序,一切順利:

  • 將電纜焊接到開/關(guān)按鈕并用熱膠固定按鈕
  • 膠水和焊接按鈕的方法相同
  • 插入顯示器并將電纜焊接到顯示器上,棒也是用熱膠
  • 將所有電線焊接到 Arduino Nano 并添加上拉電阻
  • 將 FSR 推入測量端口并用熱膠粘合,然后將電線焊接到 Arduino
  • 然后在外殼上添加帶有液體膠水的電池夾,并將 + 連接到 Arduino VIN 和 - 連接到 GND
  • 穿上Arduino Nano并用小螺絲固定
  • 測試一下
  • 然后用一個螺絲蓋上蓋子
pYYBAGOYrj-ASjOxAACyDMg0Tkc756.jpg
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poYBAGOYrkGAWrlBAADZ0gZqPek183.jpg
所有組件都已連接
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儀表的功能

打開 Arduino Nano 后,立即開始測量力感應(yīng)電阻器上的力。測量值每秒更新一次并顯示在屏幕上。

Arduino 的模數(shù)轉(zhuǎn)換器將 FSR 的模擬讀數(shù)表示為 0 到 1023 之間的一個數(shù)字。為了更好地估計這個數(shù)字,將以千克為單位顯示和轉(zhuǎn)換。

使用按鈕,您可以在不同的鋸片之間切換。接下來可以在 Arduino 草圖中添加單個鋸片(帶有名稱、最小和最大限制)。

pYYBAGOYrkSAN1WjAACuYZkf-6w910.jpg
?

如何測量刀片張力?做到這四個步驟。

  • 像往常一樣更換鋸片并對齊。定位帶鋸(或其他工具)的縱向?qū)?/font>
poYBAGOYrkeASVO9AABgvhFRrKQ455.jpg
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  • 將張力計放在縱向?qū)蚝妥髱т?a target='_blank' class='arckwlink_none'>中心之間。張力計的支架應(yīng)緩慢而輕松地滑入鋸片。
pYYBAGOYrkuAFIwXAAA_0kSmTAA826.jpg
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  • 在測量裝置的底部和縱向?qū)к壷g引入一個距離墊片。一個好的值是 5 毫米(取決于 FSR)。使鋸片被拉伸定義。
poYBAGOYrk6AVvDnAAB0NuzqoQM400.jpg
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  • 讀取設(shè)備上的測量值。最多等待 10 到 20 秒,直到建立一個恒定值。根據(jù)測量值,現(xiàn)在必須放松或增加刀片張力。然后可以進(jìn)行新的測量。
pYYBAGOYrlGAZAEQAAB6ok0XmpI082.jpg
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編碼 Arduino 草圖

Arduino 草圖使用庫lcdgfx Alexey Dynda 與顯示器進(jìn)行通信因此,必須先下載并設(shè)置它。

#include "lcdgfx.h"

DisplaySSD1306_128x64_I2C display(-1);
//DisplaySSD1306_128x64_SPI display(-1,{-1, 0, 1, 0, -1, -1); // Use this line for nano pi (RST not used, 0=CE, gpio1=D/C)
//DisplaySSD1306_128x64_SPI display(3,{-1, 4, 5, 0,-1,-1});   // Use this line for Atmega328p (3=RST, 4=CE, 5=D/C)
//DisplaySSD1306_128x64_SPI display(24,{-1, 0, 23, 0,-1,-1}); // Use this line for Raspberry  (gpio24=RST, 0=CE, gpio23=D/C)
//DisplaySSD1306_128x64_SPI display(22,{-1, 5, 21, 0,-1,-1}); // Use this line for ESP32 (VSPI)  (gpio22=RST, gpio5=CE for VSPI, gpio21=D/C)
// composite_video_128x64_mono_init(); // Use this line for ESP32 with Composite video support

在設(shè)置部分,定義了 FSR 和按鈕的兩個輸入引腳,并使用 Font8×16 準(zhǔn)備顯示。

void setup()
{
Serial.begin(9600);
pinMode(fsrPin, INPUT);
pinMode(buttonPin, INPUT);
display.setFixedFont(ssd1306xled_font8x16);
display.begin();
display.clear();
}

在程序部分循環(huán)中,每秒測量一次力。按下按鈕時,鋸片的存儲設(shè)置在限值之間更改。但以后更多。

設(shè)置最大力

在 Arduino Sketch 中,力的測量值被轉(zhuǎn)換為重量。這意味著功率顯示準(zhǔn)確,可能會確定最好的嘗試。

在本例中,傳感器的最大作用力為 5 kg。傳感器在 3.3 V 電壓下工作。這些對應(yīng)于大約 5 kg。在電路圖中是用分壓器和5V進(jìn)行的。使用 3.3 V 作為最大電壓時,這將無法準(zhǔn)確工作。可以改進(jìn)轉(zhuǎn)換,但如果有一個測試重量 - 最好是 5 kg - 確定顯示的結(jié)果。測量的最大值可以在 Arduino 草圖中指定。

float fsrMax = 5.0; //Maximum (measured) value of FSR in Kilogramm

執(zhí)行功能測試

不幸的是,這種張力計不能測量絕對值。所以我們必須設(shè)置一個完美的安裝刀片并從中獲得測量的力。這對于我們使用的每種刀片類型都是必要的。這是用我的帶鋸進(jìn)行的一系列測量。

pYYBAGOYrlOAeinIAABOUv3Ltzo987.jpg
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設(shè)置限制

從實驗中可以清楚地看出最佳張緊鋸片必須具有的限制。在我選擇的 5 毫米墊片中,刀片的范圍很窄。一組最佳鋸片的確定限制可以存放在 Arduino 草圖中。每個刀片都有一個名稱和一個最小值和最大值。

這與變量BladeName[]、bladeMin[]、bladeMax[]一起存儲在草圖中。

對于我的鋸子和刀片,我已經(jīng)從我的測試中設(shè)置了這些值。

poYBAGOYrlWAHmhhAABVP0D_d2o532.jpg
?

它們也存儲在 Arduino 草圖中。

String bladeName[4] = {"No.01-03mm","No.02-06mm","No.03-12mm","No.04-16mm"};
int bladeMin[4] =     { 430,         450,         470,          470};
int bladeMax[4] =     { 470,         470,         510,          510};

在對張力計進(jìn)行了所有測試之后,我需要特別是對于我最喜歡的刀片,6 毫米寬,沒有太多幫助。我很好奇這會如何尋找未來的下一個變化,以及我的張力計有什么好的服務(wù)。

因此,帶鋸條的設(shè)置不再與音樂有任何關(guān)系!

有趣的是,這是錯誤的!FSR 開發(fā)的絆腳石可以追溯到 Fleetwood Mac 的 Mick Fleetwood。他在 1980 年代中期為他的電子鼓尋找傳感器,但沒有找到。這是與朋友一起開發(fā)力感應(yīng)電阻器的開始。所以,鋸帶的張力在某種程度上仍然是一個音樂主題。

您始終可以在techpluscode.de上下載當(dāng)前版本。

用張力計玩得開心!

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