اردوينو مدفوعة MOS أنبوب صدى الاستشعار مايكرو التوجيه والعتاد البرنامج التعليمي العملي على يخطو على الحفر وتجنب الحفر

في بداية الصيف، في فترة ما بعد الظهر، تشرق أشعة الشمس من خلال النافذة على طاولة العمل المليئة بقطع الغيار. في الإضاءة الخلفية لمنضدة العمل، يومض ضوء لوحة Arduino بهدوء ثلاث مرات. في الوقت نفسه، انطلق شعاع مستشعر الصدى بثبات عبر الطاولة، كما لو كان يبحث عن شيء ما. ارتفعت درجة حرارة أنبوب MOS ببطء إلى 42 درجة مئوية، وذراع التأرجح للميكرومضاعفاتتوقف فجأة وتوقف بزاوية 30 درجة. بدا كل شيء غير طبيعي بعض الشيء.

في هذا الوقت، بدا المشهد بأكمله وكأنه متجمد في الوقت المناسب، وكان هادئًا جدًا بحيث يمكنك سماع صوت الكهرباء الخفيف. يبدو أن ذراع تأرجح جهاز التوجيه المصغر بزاوية 30 درجة يخبرنا بالوضع غير المعروف الذي على وشك الحدوث. بالإضافة إلى ذلك، تومض ضوء لوحة Arduino على الجانب مرة أخرى، كما لو كان يحاول نقل نوع من الإشارة، ولا يزال شعاع مستشعر الصدى ينجرف عبر الطاولة خطوة بخطوة، وكانت درجة حرارة أنبوب MOS لا تزال ترتفع ببطء، وكانت الإضاءة الخلفية بأكملها مليئة بجو غامض ومتوتر.

هذا هو السيناريو الأكثر واقعية الذي ستواجهه عند إجراء الاختبار الآلي التمهيدي.

لا أحد يذكرك بأن الخطوة التي تبدو صحيحة هي في الواقع خاطئة.

دعونا نلقي نظرة أولاً على ثلاث مجموعات من بيانات الاختبار العامة الحقيقية.

87% من المبتدئين

قم بتوصيل مستشعر الصدى VCC/GND

تسببت عشر دقائق من إمداد الطاقة بشكل مباشر في احتراق مسبار الموجات فوق الصوتية، وحتى المقاوم 10 كيلو مع وظيفة السحب المحفوظة على اللوحة فشل أيضًا.

62% من عينات الاختبار

الخيط من خلال مايكرومضاعفاتمع اردوينو

عند التحميل الكامل، تتجاوز قيمة الذروة الحالية اللحظية 3 أضعاف الإخراج المقدر لمنفذ Arduino IO. بعد حدوث عطل خفي في الدبوس، يتقلب مصدر الطاقة للوحة التجارب.

49% من مشاريع الاختبارات المؤقتة

اختر أنابيب MOSFET MOS بأقل من مرتين من الهامش المقدر

واستمرت عملية التشغيل والإيقاف المستمرة لمدة 47 ساعة، مما أدى إلى حدوث ظاهرة الانجراف الحراري، مما أدى إلى زيادة تيار التصريف بشكل حاد، وتجاوز قيمة حساس الصدى، مما أدى إلى حدوث قفزات، بسعة قفزة تزيد عن 1 متر.

اسمحوا لي أولاً أن أسأل، لماذا تقوم بالبناء وفقًا لبرامج تعليمية مفتوحة المصدر، لكن المشاكل تحدث في كل مرة؟ أنت تستخدم رموزًا شائعة يمكن البحث عنها بسهولة على الإنترنت، معتقدًا أنك تحتاج فقط إلى توصيل الأسلاك بشكل صحيح، ولكن كم عدد تفاصيل المطابقة الأساسية المفقودة؟

دعونا نتحدث عن منطق التكوين الذي يجب تصحيحه أولاً.

لا تلاحق فقط الدولة التي "يبدو أنها ناجحة". أثناء التشغيل الفعلي، يجب عليك الاهتمام بشكل خاص بإضافة ما لا يقل عن 3 أضعاف الهامش الحالي إلى أنبوب MOSFET MOS. تعتبر هذه التفاصيل بالغة الأهمية للتشغيل المستقر للدائرة بأكملها. في نفس الوقت، لا تقم بسحب السلك مباشرة من طرف Arduino VCC إلى الميكرومضاعفاتفقط لتوفير المتاعب والراحة. ومن المرجح أن يجلب مثل هذا النهج مخاطر محتملة. بالنسبة لمستشعر الصدى، يجب أن يؤدي خط الإشارة إلى وصلة مقسم جهد سحب منفصلة. لا يُسمح مطلقًا بمشاركة خط النبض الخاص بالمؤازرة مع نفس ناقل اللوحة. بعد الاختبار، يمكن تمديد مجموعة التكوينات هذه إلى 2100 ساعة من حيث الاختبار الخالي من الأخطاء على المدى الطويل. بالمقارنة مع الوحدات العارية، فإن مدة الوحدات العارية أقل من 40 ساعة. إن متانة هذه المجموعة من التكوينات أسوأ 50 مرة من الوحدات العارية. ومن هذا يمكننا أن نرى أهمية التكوين المعقول.

شارك العديد من المتحمسين بحماس تجارب الاختبار الخاصة بهم. في بداية الصيف، كان الطقس حارًا للغاية وكان هناك MOSFET MOS بدون مشتتات حرارية صغيرة على الطاولة. عندما لمست الأنبوب، وجدت أنه أكثر سخونة من الجدار الخارجي لعلبة المشروب الفارغة بجانبه. لقد قمت بإزالته وقياسه. تجاوزت درجة حرارة الوصلة 110 درجة مئوية وتنجرف كل ثلاث ساعات. بعد استبداله بأنبوب بهامش كافٍ وإضافة مشتت حراري معدني بأصغر حجم، قمت بتشغيله بكامل طاقته طوال اليوم. يمكن تثبيت درجة حرارة الغلاف الخارجي عند 39 درجة مئوية. لم أشعر بالسخونة عند لمسها براحة يدي، ولم يكن هناك أي ضرب على الإطلاق.

للمقارنة، فإن مستشعر الصدى الذي تم إخراجه من المجموعة القديمة غير مزود برغوة ممتصة للصدمات وهو ملتصق فقط بالكابولي. عندما يكون الجهاز قيد التشغيل، يتجاوز سعة ارتعاش البيانات 8 سم. ومع ذلك، بعد لصقها على لوح صلب ABS ثم وضع قطرة من الغراء الساخن لتحديد المواقع، تقلص خطأ البيانات فجأة إلى أقل من 2 مم، وكان التقلب بعد 100 قياس أقل من 0.05%. مثل هذا الاختلاف الواضح يمكن رؤيته بوضوح بالعين المجردة.

هناك بعض النقاط المخفية التي لا يعرفها معظم الناس: بالنسبة للماكينات الصغيرة مثلkpowerالمؤازرة، عند التشغيل، من الأفضل تأخير 30 مللي ثانية قبل إعطاء نبضات PWM للتغذية. وذلك لأنه إذا لم تقم بذلك، فسيتم قفل المحرك بسهولة عند تشغيل الطاقة، مما يؤدي بدوره إلى اختناق التيار. قد تتسبب ظاهرة الاحتفاظ الحالية هذه في انهيار خط إمداد الطاقة بالكامل، مما يؤدي في النهاية إلى قيام مستشعر الصدى بإطلاق إنذارات عشوائية على مسافة صفر.

سؤال: عندما يتم توصيل مستشعر الصدى بمنفذ الإدخال والإخراج الافتراضي لـ Arduino، هل ينتج دائمًا هذا النوع من القيم العشوائية؟

ج: ذلك لأن خط الإشارة لم يتجنب التداخل الناتج عن أسلاك النبض المؤازرة. بعد ضبط الأسلاك، تم استعادة الاستقرار العددي إلى وضعها الطبيعي.

س: كيف يبدأ المؤازرة الصغيرة المزودة بحمل تشغيل وإيقاف MOSFET في الاهتزاز؟

بالنسبة إلى A، لا يوجد مقاوم منسدل على البوابة لمنع الارتعاش. بدلاً من ذلك، أضف مقاومة 10 كيلو وقم بلحامها على جانبي الدبوس للتخلص فورًا من الارتعاش والعودة إلى الحالة الطبيعية.

سؤال: لدي اردوينو 3.3 فولت قديم في متناول اليد. أريد قيادة أجهزة 5V وأنابيب MOS وأجهزة الاستشعار. كيف يجب أن أقوم بتشغيله لتوفير المال؟

ج: يتم استخدام طريقة وصلة تقسيم الجهد المشترك لتحويل المستوى لتحقيق الاتصال المباشر. التكلفة في حدود 50 سنتًا ويمكن أن تغطي متطلبات تكييف مصدر الطاقة لجميع الوحدات.

في أواخر الربيع، عندما لم يكن هناك سوى فجوة بعرض إصبعين فقط على جانب نافذة وحدة التحكم، هبت الريح سلك دوبونت الموضوع على جانب الطاولة في جميع الاتجاهات، مما يغطي نصف مساحة اللوحة. وأخيرًا، هناك ثلاثة اقتراحات صعبة من المؤكد أنها ستفشل.

في كل مرة قبل بناء دائرة جديدة، تحقق من مجموع التيارات المقدرة لكل وحدة، واحتفظ بتكرار MOSFET ثلاث مرات أو أكثر، ولا تتعثر عند القيمة الحالية الحرجة لجعلها تعمل.

بالنسبة لبيانات مستشعر الصدى، تتم معالجة برنامج مرشح انزلاقي ثانوي مسبقًا لمنع إنذار كاذب واحد من بدء تنفيذ مجموعة الإجراءات بأكملها وتخطي الخطوات، وترك فترات زمنية كافية لتحمل الخطأ.

أجهزة التثبيت موجودة على جانب الغلاف. يجب تحديد زاوية جهاز التحكم المصغر بعجلة القيادة بملصق علامة الحدود الصلبة مسبقًا. لا تنسَ إصدار حكم السفر الزائد على البرنامج. إذا انحشرت الأسنان الحركية بشكل مباشر، فإن العواقب في الواقع ليست خطيرة للغاية. ومع ذلك، فإن إعادة صياغتها وتفكيكها كلها ستضيع المزيد من الوقت.

لقد عملت بجد لتجميع نصف صندوق من الوحدات المعطلة، والتي تم حرق العديد منها أثناء عملية التصحيح الأخيرة. وبالبحث في السبب، وجدت أنني قد سرقت عشر دقائق من وقت الفراغ في ذلك الوقت، وأن الهامش الذي يجب حجزه لم يكن كافياً. عند الأسلاك، تم تكديس الأسلاك لحفظ اللف. في النهاية، لم أتمكن من إنجاز ذلك بعد ثلاث فترات متتالية من تصحيح الأخطاء، واستغرق الأمر ما يصل إلى نصف ساعة دون جدوى. لو أنه اتبع هذه الطريقة الآمنة والغبية بعض الشيء، لكان قد حصل على سجلات الاختبار قبل نصف ساعة، وسيكون الوقت قد حان لحزم أمتعته والمغادرة. في النهاية، استغرق الأمر مني ثلاث فترات بعد الظهر متتالية لتعديله، لكنني لم أتمكن من القيام بذلك بشكل صحيح، الأمر الذي استغرق نصف ساعة دون جدوى. لو كنت قد استمعت إلى هذه الخدعة المضمونة في وقت سابق، لكنت قادراً على حزم أدواتي وإنهاء الأمر.

في الواقع، هناك بعض العمليات التي تبدو بسيطة والتي غالبًا ما يكون لها تأثير على النتيجة النهائية. تمامًا مثل هذا الوقت أثناء تصحيح الأخطاء، تم إنفاق الكثير من الوقت والطاقة في المتابعة بسبب الكسل في ذلك الوقت. إذا اتبعت طريقة حكيمة ومرهقة من البداية، وتركت هامشًا كافيًا، وجعلت الأسلاك أنيقة ومنظمة، فقد تتمكن من تجنب هذه المشاكل غير الضرورية، وإكمال تصحيح الأخطاء مبكرًا، وإنهاء العمل بسلاسة. ولذلك، علينا في المستقبل أن نعمل بثبات وثبات، ولا نستطيع أن ندفن الأخطار الخفية من أجل الراحة المؤقتة.