Счётчик колебаний маятника

[Steam]

Добрый день!

Хочу помочь университету простой считалкой. Есть лабораторная работа которая сводится к подсчёту колебаний маятника. Опыта использования микросхем нет вообще (всегда делал устройства с МК). Почитав википедию (статью про CMOS 4000 серию) в голове родилась следующая идея:

На вход десятичного счётчика (выбрал 40192) подаётся сигнал, от счётчика на драйвер 7-ми сегментного индикатора (выбрал 4511). Счётчиков 2 (т.к. необходимо считать до 40 колебаний).
У устройства 2 режима:

[*] Режим задания числа колебаний
[*] Режим подсчёта

Т.е. изначально выставляем (допустим) тумблер в положение конфигурации - кнопками '+' и '-' выставляем требуемое число колебаний. Затем переключаем тумблер в положение 'счёт', с каждым импульсом значение счётчиков уменьшается, и при достижении 0 включается краткий звуковой сигнал (предполагаю реализовать на 555 с бузером).

Вот значит то что я смог пока придумать:


Индикатор нуля сделал на U6 и U7 (предполагаю что U7 можно замеить 2-мя диодами и резистором (чтоб не использовать ещё 1-ну микросхему)).

Ну и про питание. Хотелось бы всё это запитать от 2-ух литиевых батареек. Реально ли это?

Спасибо за внимание!

P.S. Всех девушек и женщин с праздником!

[Goldsmith]

Опыта использования микросхем нет вообще (всегда делал устройства с МК).

А почему бы и этот девайс не сделать на основе МК, если уж делали их всегда? Вместо 6-7 корпусов обойдетесь одним. Конечно, при условии, что МК - не микросхема.

Ну и про питание. Хотелось бы всё это запитать от 2-ух литиевых батареек. Реально ли это?

В принципе реально, но надолго ли их хватит при нормальной яркости светодиодных индикаторов?

[Steam]

ну хочется уже не на МК сделать. Устройство будет работать где-то по 10-15 минут раз в неделю.

[Goldsmith]

Не понял логики. Это для контроллера слишком мало или слишком много?

Кстати, у кнопок еще придется давить дребезг контактов, а то насчитают вам ваши счетчики... Да и тумблер на счетных неподтянутых входах - не лучшая идея.

[Steam]

Слишком простое устройство, чтоб туда МК пихать. С дребезгом то я разберусь, это примерная схема (чтоб просто показать как соединил счётчики).

[zhu4er]

Это неплохая практика будет для Вас. Если конечно Вам не влом будет всё это разводить, паять, а потом думать почему не получается. Я бы сделал на МК, но это моё ИМХО.

[Steam]

Совсем не влом будет. Прост хочу услышать советы по типу как можно проще, или по-другому всё это сделать. Как лучше.

Вот например как сделать сам сенсор? Может быть фотодиод в фотодиодном режиме с выходом на транзистор в схеме с общей базой? Тогда получается что после прохода маятника будет два импульса. Освещение в лаборатории - лампы дневного света (насколько я знаю моргают они с частотой 100 Гц). Значит надо как нибудь повышать его "инерциальность"? Может параллельно ему подключить конденсатор, только какой ёмкости - я ума не приложу.

[Jack_A]

Если грузик маятника из металла, он хорошо будет считываться бесконтактным выключателем. Если на маятник повесить маленький магнит, геркон рулит. Вариантов - море. А если фотоприемник, то дифференциальное включение без всяких задержек решает проблему ( оба освещены - нет сигнала, один перекрыт,другой нет - есть сигнал).
Не в тему : если есть фотографии Мурманска ( не из открыток -- просто виды улиц ) - скинь мне несколько на digitun@tut.by . В этом городе я оставил частичку своей души...

[s64]

Если грузик маятника из металла, он хорошо будет считываться бесконтактным выключателем. Если на маятник повесить маленький магнит, геркон рулит. Вариантов - море. А если фотоприемник, то дифференциальное включение без всяких задержек решает проблему ( оба освещены - нет сигнала, один перекрыт,другой нет - есть сигнал).
Не в тему : если есть фотографии Мурманска ( не из открыток -- просто виды улиц ) - скинь мне несколько на digitun@tut.by . В этом городе я оставил частичку своей души...

если маятник металлический, то можно использовать датчик холла и с дребезгом у них не плохо. А если фотоприемник, то можно ( я бы даже сказал нужно) использовать готовые от пульта ДУ - инфракрасные, там уже присутствует подавление помех от внешнего освещения.

[Steam]

Маятник - металлический прут с тремя грузами расположенными рандомно.

Значит из вариантов:
1. Датчик Холла.
2. Дифференциальное включение фотосенсоров.

Давайте по порядку. Самый дешёвый датчик Холла который я нашёл в одном интернет магазине (который был в наличии) - это SS51T. Я так понял, что там всё просто - смотрим напряжение при проходе маятника и настраиваем его как пороговое для генерации импульса.

Вот про второй пункт не совсем понятно. Гуглил-гуглил, ничего не нашёл.

Вот ещё проблема:
Чтоб инициализировать счётчик (40192) с нужным мне начальным значением - нужно подать напряжение на нужные ножки, а потом поменять уровень на LOAD с высокого на низкий, подождать и поставить опять высокий. Я это реализовал на 2-ух триггерах Шмитта:


У меня как раз по схеме остаётся два "лишних" таких триггера (2 других использовал для устранения дребезга кнопок).

Что думаете на этот счёт?

[s64]

1. самый дешевый датчик может оказаться датчиком коленвала от запорожца
2. TSOP17xx я имел ввиду что то из этой серии, в качестве приемника. Передатчик - обычный ИК светодиод, правда модулировать придется соответствующей частотой.
3. не нужно изобретать велосипед, делайте как вам советовали на МК, одни плюсы и обработка дребезга и начальная инициализация и множество других хотелок, которые появятся по ходу изготовления.

[Steam]

Всем спасибо! Всё-таки решил сделать на МК, но к жёсткой логике я всё-таки вернусь!

Завтра куплю датчик Холла от жигулей. Я так понял, что там стоит постоянный магнит, значит любой железный объект он "увидит". Подключать его надо к АЦП?

[bolek]

Прежде чем что-то покупать, следует посмотреть, а подходит ли оно "по размеру". Обувь это, одежда, или датчик.
Я бы взял щелевой оптрон:
1. легко найти - в старых флоппиках, струйных принтерах и т.п.
2. легко согласовать со схемой
3. работают в ИК диапазоне.

P.S. Если датчик от жиги нужно подключать к АЦП, то нафиг такой датчик. С выхода датчика, в данном случае, нужно снимать только логические уровни и очень желательно, чтобы они совпадали с лог. уровнями МК.

[sergei1975]

Добрый день!

Хочу помочь университету простой считалкой. Есть лабораторная работа которая сводится к подсчёту колебаний маятника. Опыта использования микросхем нет вообще (всегда делал устройства с МК). Почитав википедию (статью про CMOS 4000 серию) в голове родилась следующая идея:

На вход десятичного счётчика (выбрал 40192) подаётся сигнал, от счётчика на драйвер 7-ми сегментного индикатора (выбрал 4511). Счётчиков 2 (т.к. необходимо считать до 40 колебаний).
У устройства 2 режима:

[*] Режим задания числа колебаний
[*] Режим подсчёта

Т.е. изначально выставляем (допустим) тумблер в положение конфигурации - кнопками '+' и '-' выставляем требуемое число колебаний. Затем переключаем тумблер в положение 'счёт', с каждым импульсом значение счётчиков уменьшается, и при достижении 0 включается краткий звуковой сигнал (предполагаю реализовать на 555 с бузером).

Вот значит то что я смог пока придумать:


Индикатор нуля сделал на U6 и U7 (предполагаю что U7 можно замеить 2-мя диодами и резистором (чтоб не использовать ещё 1-ну микросхему)).

Ну и про питание. Хотелось бы всё это запитать от 2-ух литиевых батареек. Реально ли это?

Спасибо за внимание!

P.S. Всех девушек и женщин с праздником!

на пиши sergei1975@rambler.ru
те що тоби нада

[Steam]

В общем купил я датчик Холла с девятки. Побаловался. На выходе у него логические уровни, но чувствительность очень низкая (реагирует только на 1 мм лист железа, если проносить в щель или в 0.8 см магнит). При этом слишком большой гистерезис. Приходится отводить магнит аж на 1 см чтоб уровень поменялся.

Этот датчик идеально подходит для другой лабораторной - там, где нужно подсчитать обороты маховика

Но всё-таки вернёмся к нашему маятнику. Как я уже писал - маятник представляет из себя железный прут длиной около метра и диаметром примерно 1 см. На нём находится призма, которая служит опорой. На маятник крепятся грузы.

Оптические пары (светодиод - фотодиод) использовать врядли получится, я думаю практичнее будет использовать, как уже писали выше, дифференциальное включение фотоприёмников. Я так понимаю, что автоматически вычитаются все помехи и настройка минимальна. К сожалению никогда не имел дел с фотодиодами и фототранзисторами.

Вопросов по реализации управляющей схемы больше нет, осталось разобраться с самим датчиком. Большое спасибо тем, кто помогает.

P.S. Некоторым на заметку: программированию МК меня никто в университете не учил, ровно как и синтезу цифровых схем (да и аналоговых тоже). Учат меня бурить скважины на нефть и газ. И качать нефть/газ. Транспортировать их, но никак не электронике.

[Goldsmith]

Оптические пары (светодиод - фотодиод) использовать врядли получится.

Не факт. Попробуйте сначала поместить их в трубки, направленные друг на друга. Трубка позволит сузить поле зрения фотоприемника, исключив лишние источники засветки. Если не направлять его на яркие источники света, можно будет подстроить чувствительность так, чтобы он не реагировал на фоновый свет.

Еще идея - использовать вместо светодиода лазерную указку. Она даст хорошо сфокусированный луч намного ярче фонового освещения, который будет легко выделить.

[Jack_A]

Учат меня бурить скважины на нефть и газ. И качать нефть/газ. Транспортировать их, но никак не электронике.

Так вот кто, оказывается, помогает олигахерам выкачивать за бугор народные богатства !

[bolek]

... Попробуйте сначала поместить их в трубки, направленные друг на друга. Трубка позволит сузить поле зрения фотоприемника, исключив лишние источники засветки. Если не направлять его на яркие источники света, можно будет подстроить чувствительность так, чтобы он не реагировал на фоновый свет.
Еще идея - использовать вместо светодиода лазерную указку. Она даст хорошо сфокусированный луч намного ярче фонового освещения, который будет легко выделить.

Про принцип Оккама слышали? Не надо придумывать лишних сущностей, не надо городить самоделок там, где есть готовое: щелевой оптрон - дешевая и распространенная фиговина, которую не проблема найти в компьютерном хламе. Не надо ничего настраивать, подстраивать и подбирать, к видимому свету не чувствителен.

[Goldsmith]

Слышали. Не факт только, что конструктивно маятник способен проходить в эту щель.

[anatol378]

В качестве датчика может подойти катушка индуктивности "выдранная" из детских игрушек (качели, гимнаст ... на батарейках) маятниковые часы (ходики на батарее) и т.д.