Uusi Lumianturi

Snow sensor

Tein uuden lumianturin 2019 keväällä.
Vanha lumianturi alkoi toimia auringon paistaessa.
Se oli tehty IR-valon heijastuksella.

Uusi anturi ei enää voinut perustua IR-valoon ja sen piti olla mekaaninen ainakin puolikisi.
Mietin kevään radioamatöörileirillä asiaa ja sain kymmeniä ehdoituksia.
Halusin tehdä uuden mallin.
Halusin tehdä siitä liikuvan, koskettavan mallin.
Löysin Interneristä edullisen askelmottorin 29BYJ-48

stepper-motor-28byj-48%20.jpgMotor.jpg

Siinä oli 2048 askelta/kierros ja se toimi 5V(myös 9V), kelojen kuorma oli 50 ohmia.
Siinä 1:48 kierroslukumuutin.
Siinä oli myös driveri, toisin vain yksipuolinen, mutta kuitenkin sopiva minun käyttööni, ULN2003.
Sitä ohjataan neljällä TTL-tason bitillä.
Koska minä käytän sitä vain toisinaan, laitoin sen toimimaan 12V:lla.
ULN2003 muuttaa 5V ->12V ohjaukseen.
Koko laitteen hinta oli vain muutama euro kotiinkuljetettuna.
Kuulin muulta, että minulla on tälläinen jo kotona!
Lämpöpumpun sisäyksikön alasiivekkeet liikkuvat tällä moottorilla ja vaihteistolla.
Siksi näitä moottoreita saa niin halvalla.
Niitä tehdään varmaankin miljoonia.

Tässä on datalehti http://robocraft.ru/files/datasheet/28BYJ-48.pdf

Sitten tarvitaan prosessori, esim. tavallinen Microchipin PIC16F886 [https://www.piccircuit.com/picture/mcu/PIC16F886.jpg].
Siihen minä aina teen sarjalikenteen, että tiedän mitä prosessorin sisällä tapahtuu.

Käytin ohjelman tekemiseen CCS:n PCW c-kääntäjää https://www.ccsinfo.com/.
Ohjelmointiin käytin PICKIT2 ohjelmointilaitetta https://en.wikipedia.org/wiki/PICkit.

Sitten piti tehdä moottorille ylä- ja alakuolokohtien ilmaisu.
Tein ne optisilla antureilla, ne on kestävät.

Sitten piti miettiä miten saan ulkoa tiedon sisälle.

Minulla oli jo ennestään Bluetooth-laite lähellä ja laitoin siihen tältä lumitunnistelmelta analogisen viestin 0-5V 1023 bittiä.
Muutin bitit siten, että kun askelmoottorin 500mm korkuinen liike on 1023 bittiä.
Askelmoottorin pyörivä 2048 kulkuaskelta piti vielä muuttaa sinin avulla pystylliikkeeksi.

Sitten tein ohjelman siten, että laite käy katsomassa lumen korkeutta vain kerran tunnissa.
Aluksi anturi nousee yläkuolokohtaan ja tapaa siellä yläanturin, mutta korkeintaan 2048 pulssia annetaan.
Sitten anturi liikkuu alaspäin kunnes ala-anturi tapaa lumen, joka estää valoanturin valon, mutta taaskin vain 2048 pulssia.
Sitten anturi nousee taas yläkuolokohtaan satavan lumen alta pois.

Alakuolokohdan mukaan lasketaan PWM:lle sopiva signaali, joka suodatetaan 100k vastuksella ja 0.1uF kodensaattoorilla.

Latoin askelmoottorin ja sen driverin kiinni puulankkuun ja laitoin sen päälle vielä kuparisen suojan lunta vastaan.
Siitä vein kaapelin tuohon aikaisempaan Bluetooth prosessorin analogiatuloon.
Laitoin tähän laitteeseen oman 230/12V 1A teholähteen.

Kokeilin työpäydälläni ohjelmaa, mutta moottori ei jaksanut nostaa kohtuullisen isoa osoitintappia.
Se on erittäin heikko askelmoottori.

No, minä tein osoittimen pienestä piirilevyn suikaleesta ja se tuntui toimivan hyvin.
Laitoin laitteet muovisen rasiaan ja ruuvasin rasian pölkkyyn kiinni.

Moottorille porasin sen kokoisen reijän pölkyyn.

Lumianturi.jpg

Tässä on lumianturin uusi kytkentäkaavio

Heti kun kokeilin anturia kesällä, yläanturi tuntui toimivan heti.

Siinä oli taas sama vika kuin aikaisemmassakin anturissa, auringonvalo pääsi tuhoamaan yläanturin toiminnan!
No takaisin työpöydälle.

Minä muutin yläanturin tavalliseksi mekaaniseksi mikrokytkimeksi.

Nyt ei askelmottori pystynyt käyttämään mekaanista anturia.

Tein siihen anturiin pienen lipan ja nyt moottori pystyi liikuttamaan anturia.

Jouduin muuttamaan myös tuon Bluetooth-prosessorin lähetysohjelmaa ja muuttamaan myös vastaanotto-ohjelmaani PC:ssä.
Se lukee vastaanotto-Bluetooth-moduulia PC:lle sarjaliikenteellä.

PC tekee digitaalinäytön jatkuvasti ja analogisen grafiikkanäytön aina 5 sekunnin välein.
Uusi tiedosto syntyy kerran kuukaudessa ja ohjelma aloittaa sitten uuden tiedoston näytön.

bluetooth-humidity-temperature

Samoin PC-lähettää datatiedoston Internettiin aina 10 minuutin välein.
Toisessa PC:llä on automaattinen FTP-ohjelma joka hakee Internetistä minun määräämän tiedoston määrätyllä välein.
Saan siis myökoneeseeni myös kaikki data. esim. http://probyte.fi/public_html/202003.log

No nämä olivat sellasia pikkujuttuja.

Nyt kun kaikki oli valmiina, kokelin laitetta siten, että pysäytin lumianturin avulla laitteen eri kohdille.

Ohjelmat ja laitteet tuntuivat toimvan hyvin, mutta saa nyt nähdä kuinka käy lumisateessa!

Tässä on lumianturi ulkona 15.11.2019 odottamassa lumisateita.

Huomaa punaiset moottorin merkkivalot palavat kun askelmoottori toimii.
Ne saa kytkettyä myös pois, mutta minusta on parempi, että näen kun moottori toimii.

UusiLumianturi.jpg

Joulukuu2019

Nyt on muutamana päivän ollut lumisadetta.
Laite on toiminut hyvin pehmeässä lumessa.
Anturi menee hienosti lumen peittoon ja lumianturin mittaus pysähtyy hienosti.

Sitten tuli muutama päivä sadetta ja lumi suli.
Noin 19.12 tuli taas lumisadetta ja anturi toimi hyvin.

Toisin jouduin muuttaamaan vastaanotto-ohjelmaa siten, että se alkaa heti näyttämään oikeaa arvoa.
Aikaisemmin siinä oli suodin, koska minun PWM:n oma suodin ei oikein riittänyt.

Muutaman päivän kuluttua, lumi oli sateessa jäätynyt kovaksi lumipaakuiksi ja anturi ei päässyt enään eteenpäin ja alkoi näyttää väärää arvoa.

Piti muuttaa mittaria.

Latoin myös ala-aturiksi mikrokytkimen ja laitoin sen optokytkimen rinnalle.
Ainakin aluksi tuntuu toimivan, katsotaan nyt sitten mitä muuta tulee kokekemuksesta näkyviin.

Tässä on kuva uudesta anturista.
Siinä näkyy myos vähän isompi lumisuoja itse mittarille.

Lunta ei olikeastaan enään ole.
Muutiin myös tuota kytkentäkaavaa ja poistin opto-anturin yläanturin kohdasta ja lisäsin sen paikalle mikropytkimen.
Lumianturin rinnalle laitoin myös mekaanisen anturin.

Lumianturi2vaihe.jpg

Tässä on ensimmäinen lumen tulo jouluun lopulta 2019.
Launataina oli yli -10C pakkasta ja luntakin tuli aika rutkasti, 27cm,
Siiten alkoi hieman lämmetä ja lumikin putosi 21-22cm.
Seuraavana päivän tuli lisää lämpöä. noin 2-3C ja lumi putosi iltaan mennessä nollille.
Mutta sain kuitenkin enimmäisen todisteen, että nyt uusi lumianturi toimii!!

joulu2019loppu.jpg

At January 2020 the mechanical snow senor doesn't work properly.
Tammikuussa 2020 mekaaninen lumianturi ei toiminut kunnolla
Minä vaihdoin sen magneettiseksi anturiksi

Mangeettinen anturi oli liiaan painava ja anturin varsi ei enää jaksanut nousta.
Minun piti vaihtaa maganeetinen anturi pieneksi noin 1-2mm magneetiksi ja liimata se roikkumaan magneettianturin alle.
Kun magneetti kohtaa lumen tai maan anturi toimi,

Se toimi tammikuusta maaliskuhun 2020.

2020lumianturo.JPG

Vuonna 2020 hankin uuden lumianturin TCRT5000.

Se on IR-pohjainen lähetä-vastaanota anturi. Se vaatii lähetyvän laitteen, joka heijastaa IR-säteilyä.
Melkein mikä vaan hejastin kelpaa, esim. vaikka käsi, kunhan se on tarpeeki lähellä, noin 2-3 cm.
Tämä tuntuu ainakin aluksi hyvätä ratkaisulta, mutta pitää vielä kokeilla ensin.

TCRT5000.jpg

Maailskuu 27 päivä 2020
Nyt ei tule lunta enään kuin joskus, jos silloinkaan.

Muutin lumi-anturin TCT5000-anturiksi.
Siinä oli IR-lähetinled ja valotransistori, molemmat näyttivät eteenpäin.
Kun eteen tulee joku valoa heijastava esine kuten lumi tai maa, niin anturi toimii eli se menee kiinni eli oikosulkuun.

Se ei kutenkaan toiminut kuin aivan millin läheltä, jos silloinkaan.
Tutkin tuota sisäistä 100kohmin vastusta, joka menee +6V.
Se oli ihnan kunnossa.

Miten saisin herkistettyä tuota anturia, jotta se toimisi noin 10mm etäisyydeltä?

Laitoin siihen anturin rinnalle 18k vastuksen ja nyt ei ollut anturilla paljoakaan tehtävää tutkia valkoista paperia (lumi).
Se toimi noin 10mm etäisyydeltä.

Katsotaan ensi vuonna kuinka lumianturi toimii.

Pekka OH3GDO moc.liamg|odg3ho#moc.liamg|odg3ho

Unless otherwise stated, the content of this page is licensed under Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0 License