用Microbit&Tinkercad实现数字测辊

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简介:使用Microbit和Tinkercad的数字测量辊

你厌倦了旧的笨重的卷尺吗?你甚至不能用它测量任何圆柱形物体的周长,也不能转换单位,而且它的长度有限,可以用它来测量。因此,在本教程中,我们将在代码块和一些3D打印部件的帮助下,尝试制作一个能够克服所有这些问题的数字测量辊。


接下来的步骤将显示工作原理和所用代码的解释如果您急于构建设备,那么您可以跳到第8步获取构建说明。

第一步:供应

第二步:工作原理

我们将要制作的设备背后的工作原理非常简单,该设备将通过计算旋转编码器上的圈数来计算距离,并通过将每一步的步数乘以距离来将该数字转换为距离。

步骤3:旋转编码器如何工作?

如果你已经知道旋转编码器是如何工作的,那么你可以跳过这一步。
旋转编码器由一个圆板组成,圆板上有两个同心导电环(a和B),它们以一定的间隔断开,并且有一个滑块,如图所示,滑块与圆板保持恒定接触。

所述环通过高电阻电连接到地或正极,所述滑块连接到相对的端子。

当我们旋转编码器的旋钮时,板旋转,导电环通过滑块下方,导致导电环与滑块的连接,通过监测A环和B环的信号,看哪个环首先连接到滑块,我们可以找到旋转的方向,并通过计算连接的次数用一个特殊的环将有助于确定旋转编码器转动的步数。

如果你想知道更多关于旋转编码器的事,我觉得这个很棒可指示的这将帮助你更好地理解它。

我使用的编码器每转包含20步,因此设备的分辨率取决于滚轮的周长/每转的步数。在我的情况下,它是3.35,这将在代码中进一步使用。

步骤4:Tinkercad电路:块编码

按照解释做一个关于Tinkercad的说明,并从这里复制这个项目链接.
Tinkercad电路项目还包括一个带有两个按钮的Arduino,用于模拟旋转编码器的顺时针和逆时针旋转。

让我们了解块代码中使用了哪些变量:

  • 租赁帐户:在旋转编码器的一个步骤下,滚轮将移动的距离,单位为mm(如前一步中所述旋转编码器如何工作?)
  • 模式:它将确定显示输出的单位,目前有四个选项mm、inch、cm、feet。只需少量调整,就可以添加更多单位。
  • 状态:当选择模式按钮时,用于停止永久块的执行,这样led矩阵上的输出不会中断。
  • :它将存储滚动的步数。
  • stp公司:它将确定正轧方向,可根据用户的方便,通过同时按下A和B来改变正轧方向。

启动块我们已经初始化了所有这些变量和永久块以用户选择的单位显示测量值,方法是将步长乘以用户指定的适当值。

第5步:按钮压块:按钮A

我们使用了三个模块来确定按下了哪个按钮或按钮的组合。


什么时候按钮A按下与按钮A关联的块将运行,首先我们更改状态变量,它将停止永久块的内部块的执行,然后它将更改变量模式按1,然后使用“模数”操作符将值限制在0到3之间。

此外,借助条件if和else,我们确定mode的值,并向用户显示字符串“mode:mm”或相应的单位。
最后,我们将状态返回到1,以便永久块可以按预期运行。

步骤6:按钮B和按钮A+B

按钮B用于将步长变量重置回零,以便用户可以重新开始新的测量

按钮A+B用于更改stp变量,stp变量反过来定义滚轮的正方向如果用户是左手,则正方向和显示屏将在一侧,如果用户是右手,则显示屏和正方向将相反。

第7步:引脚1和引脚2(从旋转编码器读取信号)

旋转编码器的插脚A和B连接到微位的插脚P1和插脚P2,因此当微位的插脚上的信号改变时,上面的块运行。
因此,如果引脚P1转高块将运行,首先检查另一引脚是否低,这将有助于确定方向。如果引脚转高,但另一个引脚已经高,这将意味着方向不是我们在这个块(其他块必须已经运行之前)和可变的步骤一定不能改变。

第8步:3D打印

有了所有的解释,我们现在可以开始构建过程了。
但首先,我们需要一些3D打印部件来推进。

主要有三个部分:

  • 主体
  • 压路机
  • 电池组(可选)

如果您已经有了Micro-Bit Go套件附带的电池组,则可以跳过打印电池组,或者如果您需要可以连接在Micro-Bit背面的电池组,则也可以执行电池组组装步骤。

主体是打印颠倒和顶部部分可能需要支持,虽然我打印它没有支持。这是调整3D打印机桥接参数的问题。

步骤9:电池组(可选)

电池组打印在三个部分的身体和两个外部法兰,我已经分开了,所以打印不需要支持,但如果你想直接打印它,那么你可以帮助步骤文件包括在上面的步骤。不管怎样,当两个法兰连接在主体的侧面时,就需要两个弹簧从主体侧面的孔中插入弹簧端来接触。
现在添加两条电线,打个结,然后将其插入身体的另一侧,使其像连接器一样工作。

此外,如果你有JST连接器兼容的微型,然后焊接这些电线与它或使用简单的2.54毫米母头,因为我已经使用。

步骤10:将O形圈添加到滚柱上

滚筒直径为20毫米,我使用了内径为15毫米的O形圈,这样O形圈就紧紧地安装在滚筒上,当滚筒在表面上滚动时,不会在机体上旋转。
插入所有O形圈后,通过在表面上滚动来验证表面和滚轮之间的摩擦,以确认旋转编码器旋转良好,因此不会跳过步骤,否则会导致错误。

步骤11:旋转编码器电路

旋转编码器不能直接与微位一起使用,我们需要制作一个带有上拉电阻的小型电路(引脚通常很高,旋转时连接到GND,反之亦然)。
您可以将上面给出的电路制作在穿孔板上,从电路中引出4根导线,用于连接到微位(3V、GND、P1、P2)。
确保电线的长度较小,否则当整个东西被包裹时,电线会被滚筒阻塞。

步骤12:将轴承添加到主体

现在将623轴承(3毫米x 10毫米x 4毫米)放入主体中,并确保它稍微拧紧,如果不拧紧,可以使用聚四氟乙烯胶带增加轴承的外径,如果轴承非常拧紧,则尝试加热轴承,然后将其插入(小心操作)。
轴承的内孔将用于转动M3/M2.5螺栓,螺栓将插入滚柱中。因此,请事先检查轴承中螺母的安装情况。

步骤13:组装

现在所有的准备工作都完成了,我们可以向大会前进了。我想将装配分解为几个简单的步骤,您也可以在上面的动画中看到这些步骤:

  1. 将主体放在辊子上方(垂直放置,D孔在顶部)。
  2. 将旋转编码器D轴从顶部插入滚柱,然后将两者一起转动到为旋转编码器制作的部分。
  3. 现在,将枢轴螺栓M3/M2.5从另一侧插入滚柱并拧紧到滚柱中,同时确保主体和滚柱之间有足够的间隙。
  4. 如果不调整编码器,检查滚轮的线性,然后拧紧旋转编码器上的螺母,将其固定在主体上
  5. 将从旋转编码器电路引出的导线连接到相应位置的微位适配器。
  6. 现在用小螺钉将微型钻头适配器拧紧到主体上。
  7. 现在将电池连接到适配器上。

第14步:让我们编程微位

编程微型:钻头是尽管到目前为止的过程很简单,但我们只需要将代码从Tinkercad复制到MakeCodeJavaScript环境。

  1. 首先从Tinker cad下载代码。
  2. 打开下载文件并从中复制整个代码。
  3. 现在打开Makecode,创建一个新项目并转到JavaScript
  4. 将代码粘贴到文本区域。
  5. 现在配对微型:钻头通过单击三个点以及下载按钮来生成代码。
  6. 现在您可以将代码直接下载到微型:按位单击三点菜单中的第二个选项。

第15步:呜呼。。。。!你有一个数字测量工具。

真 的!!你终于为自己做了一个量具,比你的旧卷尺好得多。你现在不受卷尺长度的限制&可以轻松地测量任何圆形物体和物体的周长。

如果在构建过程中出现任何困难,请在下面发表评论,我很乐意提供帮助。

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    3讨论

    0
    安尼博特

    两天前

    谢谢你的想法,这也是一个很好的项目!

    太棒了!多有趣的测量不规则物体的方法:)