Meretas Digital Vernier Caliper Menggunakan Arduino: 7 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:55

Jadi, bagaimana dengan melakukan beberapa pengukuran dengan Digital Vernier Caliper Anda dan meminta Arduino Anda untuk melakukan beberapa pekerjaan dengan pengukuran ini? Mungkin Menyimpannya, Melakukan beberapa perhitungan berdasarkan atau menambahkan pengukuran ini ke loop umpan balik dari perangkat mekanis Anda. Dalam instruksi ini kita akan membongkar Digital Vernier Caliper, menghubungkan beberapa kabel ke sana dan menghubungkan Caliper dengan Arduino ke menampilkan nilai terukurnya pada Arduino Serial Monitor.

Langkah 1: Bagaimana Itu Bisa Dilakukan

Ternyata beberapa kaliper digital mampu mentransmisikan data terukur yang muncul di layar mereka menggunakan protokol yang berbeda untuk digunakan oleh perangkat lain.

Sebenarnya ADA tempat untuk soket antarmuka di papan caliper, tetapi tidak ada yang disolder di atasnya.

Anda bisa melepas penutup atas di layar (bukan penutup baterai) dan Anda akan menemukan 4 bantalan yang seharusnya memiliki soket untuk berkomunikasi dengan caliper, Tapi ternyata tidak:(.

Fakta ini ditemukan bertahun-tahun yang lalu pada Kaliper yang berbeda dan instruksi ini berfokus pada model yang tepat dari kaliper vernier digital Cina yang dapat Anda lihat di gambar, Jadi pastikan model Anda sama karena model yang berbeda mungkin memiliki protokol yang berbeda untuk bekerja dengan, Oleh karena itu kode yang berbeda untuk digunakan, Tapi ide utamanya adalah sama di antara sebagian besar yang Cina ini.

Akan:

• Bongkar Kaliper
• Temukan Di mana kami dapat menyolder soket antarmuka ke papan
• Identifikasi pin-out Konektor
• Solder dan rakit Caliper
• Merekayasa balik data yang ditransmisikan untuk mengetahui cara kerja protokolnya
• Pergeseran level sinyal Caliper agar sesuai dengan Arduino
• Unggah kode dan hanya itu:)

Yang Anda perlukan:

• Kaliper Vernier Digital
• Arduino (Tipe apa pun akan melakukan pekerjaan itu)
• Papan Konverter Logika (Saya akan melampirkan skema untuk satu)
• Besi solder ujung bersih yang halus
• Kawat solder tipis
• Beberapa kabel jumper

Langkah 2: Bongkar Kaliper

• Pertama-tama Lepaskan baterai Caliper dari klipnya.
• Untuk model ini Anda akan menemukan kertas panduan perak di punggungnya dan Anda akan menemukan empat sekrup pemasangan di bawahnya. Mereka memegang kasing bersama-sama dan kita perlu membukanya menggunakan obeng Philips. Anda cukup mengarahkan obeng Anda di atas kertas di sisinya dan Anda akan melihat lubang pemasangannya.

Setelah itu Anda akan melihat bahwa PCB dipasang ke panel depan dengan empat sekrup, Anda perlu membukanya dengan hati-hati menggunakan driver sekrup Philips ujung halus

Berhati-hatilah untuk tidak menggores atau memotong jejak di kedua sisi PCB

• Sekarang setelah melepas semua sekrup dan meletakkannya di tempat yang aman seandainya tidak bisa hilang:),
• Anda perlu mengangkat PCB dengan hati-hati karena tampilan dan ketiga tombol karet dapat terlepas.
• Pada titik ini Anda dapat menarik layar dan tombol dari PCB dan memasangnya dengan sekrup dan melanjutkan pekerjaan Anda dengan PCB kosong.

Langkah 3: Temukan Bantalan yang Dibutuhkan untuk Menyolder Soket

Sekarang, ketika Anda melihat sisi atas PCB, Anda dapat dengan mudah melihat di mana konektor data harus dipasang.

Anda juga dapat melihat bahwa header pin Generik tidak dapat disolder tanpa banyak penyesuaian karena pitch konektor lebih kecil darinya (pitch: jarak antara pusat dua bantalan yang berdekatan pada konektor)

Pin header pitch adalah 100 mil atau 2,54 mm sehingga Anda dapat sedikit menekuknya dan menyoldernya, Atau Anda dapat menemukan soket lain.

Dan di sinilah kotak penuh saya yang hanya berisi PCB digunakan dengan baik.

Saya menemukan konektor kabel fleksibel 4 pin yang sempurna (konektor FPC) pada salah satu PCB drive CD-ROM lama dan memutuskan untuk menggunakannya dengan Caliper.

Tidak perlu dikatakan bahwa Anda harus berhati-hati saat menyolder konektor PCB karena casing plastiknya dapat meleleh.

Berhati-hatilah juga bahwa Anda memilih untuk menggunakan pin header atau soket khusus sebagai konektor yang Anda perlukan agar konektor ini dapat dipasang secara mekanis di lubang konektor di kotak display Caliper. (Anda dapat melihat gambar untuk lebih jelasnya)

Langkah 4: Identifikasi Pin-out Konektor

Sekarang setelah menemukan bantalan yang dibutuhkan, kita perlu tahu apa yang terhubung ke setiap bantalan.

Yah, itu sudah ditemukan di proyek rekayasa terbalik lainnya untuk Kaliper ini dan sebagian besar waktu mereka memiliki konfigurasi yang sama (GND, DATA, CLOCK, VCC)

Untuk mengonfigurasinya dengan diri Anda sendiri:

Lepaskan baterai

• atur multi-meter Anda pada status Buzzer (Uji kontinuitas)
• Mulailah dengan menghubungkan satu probe ke terminal Baterai -VE (GND) dan temukan pin mana pada konektor yang terhubung ke ground menggunakan probe lainnya
• Lakukan hal yang sama dengan terminal Baterai +VE

Anda dapat memberi dua pin lain yang terhubung dengan chip dua nama (EX: D0 dan D1) karena kita akan mengetahui fungsinya nanti dalam langkah rekayasa baliknya

Jika Anda tidak ingin mengonfigurasi pin-out maka Anda dapat memperkirakan pin-out konektor sebagai:

(GND, DATA, JAM, VCC)

GND adalah pad terdekat ke layar

VCC adalah pad terdekat ke tepi PCB

dan kedua bantalan yang lebih besar di tepi konektor untuk pemasangan konektor terhubung ke GND (Anda dapat memeriksanya dengan multimeter)

Langkah 5: Rekayasa Terbalik Protokol Komunikasi

Setelah memeriksa kedua sinyal pin keluaran digital dengan osiloskop, inilah tampilannya.

Anda dapat melihat bahwa salah satu pin berfungsi sebagai jam untuk sinkronisasi transmisi data (jalur CLK) dan yang lainnya adalah jalur data, jadi kita berurusan dengan protokol transmisi data yang disinkronkan.

Ternyata: - Data dikirim dalam level logika 1,5 Volt (terdengar logis karena tegangannya sama dengan baterai vernier) - Data dikirim dalam 6 nibble (6 x 4 bit) dengan total 24 bit - Ada sekitar 200 mS antara akhir setiap paket data dan awal lainnya

saya memutuskan untuk mengambil sampel data di tepi naik jam jadi setelah mencoba dengan ukuran yang berbeda pada caliper dan mengubah modenya dari (mm ke in) dan juga menampilkan beberapa nilai negatif saya mendapatkan tabel ini (gambar ke-3) untuk kondisi pengujian saya dan saya mulai mencari tahu protokol komunikasi

Jadi setelah mempelajari data yang diambil:

- dalam mode mm: bit no.1 hingga 16 adalah representasi biner untuk angka yang ditampilkan pada caliper (dikalikan dengan 100)- mode dalam (inci): bit no.2 hingga 17 adalah representasi biner untuk angka yang ditampilkan pada kaliper (dikalikan 1000)

- bit no.21 mewakili tanda negatif (1 jika angka yang ditampilkan negatif dan 0 jika positif)

- bit no.24 mewakili satuan pengukuran (1 jika satuannya (in) dan 0 jika satuannya (mm))

- dalam mode (inci): bit no.1 mewakili segmen 0,5 mil (1 jika ditambahkan dan 0 jika tidak)

Langkah 6: Membuat Konverter Logika

Sekarang kita perlu menggeser level tegangan data caliper (1,5 volt tidak cocok untuk bekerja dengan Arduino, terlalu rendah) Saya telah menambahkan skema untuk konverter logika yang saya buat untuk proyek ini tetapi seperti yang Anda lihat datanya sekarang selain digeser ke level logika 5 volt juga akan dibalik sehingga kita perlu mengkompensasinya dalam kode.

Langkah 7: Kode Arduino

Dan sekarang Anda siap untuk menghubungkannya dengan Arduino. Anda dapat menemukan kode terlampir. Hubungkan pin jam ke pin 2 atau 3 pada Arduino uno, nano atau pro-mini (Anda akan memerlukan pin yang mampu interupsi) sambungkan pin data ke pin lain. Unggah kode dan buka monitor serial untuk melihat data yang diukur

Kode dapat secara otomatis mendeteksi mode apa yang sedang dikerjakan caliper dengan memindai bit data ke-24