示波器信號處理電路

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雙通道虛擬示波器下位機信號采集電路。

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電路項目的主要芯片及數據手冊

電路相關文件

電路圖文件
示波器信號采集前端實現電路1-2.ms10
描述:信號前端處理電路
源代碼
Oscilloscope.c
描述:下位機程序(stm32采集程序)
其他文件
serial port Oscilloscope.zip
描述:虛擬示波器上位機程序(matlab 源代碼)
教程
虛擬串口示波器說明文檔.docx
描述:虛擬示波器說明文檔
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參考文獻一、創意來源當今在安防監控領域,大多數民用監控設備有幾大弊端:位置固定:大多數設備位置固定,不便移動,即使有一些可以攝像頭可以轉動,但是仍然無法實現對大部分區域的監控,比如一些存在死角的位置就不會被監控(床底,墻角等等),因此小車的可移動性監控有較為突出的優點。應用在家庭監控領域較為合適,尤其是家中無人的時候。有線傳輸,電源線:大多數是有線傳輸,即使有一些是無線傳輸,但是仍要被束縛在電源線上。而本小車就不同了,可以直接裝個充電寶做備用電源價格昂貴:當今一套完整的監控設備成本較高。而本小車利用了過時淘汰的手機,大大節約了成本,一定程度上控制了廢舊手機的污染?;詰苯竇囁厴璞剛廡┤鋇?,構造出了基于安卓的視頻控制小車。二、項目概述本設計是將安卓技術、單片機技術、無線通信技術等相關技術應用到視頻監控系統中,可實現視頻監控系統的設備移動化,由可移動監控平臺、控制軟件兩部分組成。使用安卓手機作為控制端,通過無線網絡對監控平臺進行移動方向、速度的控制,平臺上的攝像頭實時采集視頻圖像信號并通過無線WiFi網絡將視頻信號實時傳輸到手機端觀看,然后可實時拍照錄像并可實時存儲。由于監控端可移動,可以在無人進入的情況下獲取危險環境的視頻圖像。具有控制方便,監控靈活,??榛?,可拓展性強等優點,可應用于兒童陪伴機器人、家庭安防、圖像采集等領域。三、優勢:設計之初不完全是為了DIY,我是希望能夠做出一款實用便宜易用的產品,所以沒有采用常用的DIY開源硬件方案例如arduino,而是選擇了價格便宜,應用廣泛的STC89C52RC單片機芯片來做控制方案。當然也相信大家能理解我為什么會選擇android手機來做智能小車大腦。1. 我們制作的智能小車拋開性能低下、操作復雜的單片機,使用移動終端作為控制端,利用移動終端(例如手機,電腦,平板)的高性能處理器和低廉的價格,降低了研發成本和研發難度。2. 通過移動網絡或者本地局域網進行連接,可以在任何地方,使用任何設備即可對小車進行遠程???,對家庭安全進行防護。3. 與WIFI IP camera對比:1)可以到處跑,因為不需要插著電源線;2)省電,待機長,所以不用擔心充電問題。3)監控聲音情況。四、功能:1)實時視頻(android手機攝像頭開發)2)紅外??爻擔⊿TC89C52RC )3)人臉檢測追蹤(android手機編程)下面是 人臉跟隨演 和 制作過程 的視頻:五、制作材料:1)控制板包括:STC89C52RC單片機最小系統紅外??亟郵找惶寤?閂S1838BL293D電機驅動???)小車底盤(淘寶上面有非常多的小車底盤賣,自己任?。?,3)馬達:TT馬達 2個4)輪子:2個5)鋰電池:2200mAH 兩節7.4V + 充電器(可用充電寶代替)6)杜邦線若干7) 車載手機支架(有車一族,不用的車載手機支架可以利用)總共約200左右,如果去掉5)7)剩下的也就100出頭六、詳細介紹0設計文檔資料里的畢設論文只是預覽,具體文檔請查看這兩個鏈接[1]:DIY遠程視頻??匭〕礫2]:DIY遠程視頻??匭〕擔ǜ郊郝畚模?相關技術Android攝像頭自定義相機開發、Android人臉檢測(FaceDetector)API開發、Android紅外??乜?、Android網絡實時音視頻傳輸開發、單片機紅外解碼及電機控制 ?;詘滄康氖悠悼刂菩〕道昧四芊⑸浜焱廡藕諾陌滄烤墑只魑誦?,通過WiFi將手機或電腦監控端與車載手機控制端相連接,繼而間接實現手機或電腦監控端對小車的控制。通過手機或電腦端向手機發送指令,然后手機執行指令向小車發射紅外信號進行相應控制,并調用車載手機攝像頭將小車前方的圖像信息回傳給手機或電腦監控端。另外,小車還可以對人臉進行檢測跟隨,根據人臉在視頻中位置,不斷調整小車方向直到人臉位于屏幕中心,增強娛樂性。3相關代碼小車端單片機代碼安卓手機端代碼 特別說明:車載手機通過紅外??匭〕?,雖然紅外的??氐目刂憑嗬脛揮?0m左右,無法繞過障礙物進行???。但發射紅外??匭藕諾氖只圖茉諦〕瞪?,可以將手機的紅外發射器和紅外接收器放在一塊固定住。雖然并不是所有的安卓手機都有紅外發射器,但都有3.5mm的耳機接口,紅外信號的38kHz頻率在音頻范圍內,可以用耳機接口外接的紅外發光二極管發射紅外??匭藕?。如果使用藍牙來完成對小車的控制,小車上需要配備藍牙??橛朧只信潿醞ㄐ?。而且并不是所有的手機都支持藍牙,早期的一些安卓智能手機就不支持藍牙。而且藍牙需要配對連接,紅外??匚扌枧潿粵?,省去等待時間。相比藍牙???,紅外??槌殺靖?。所以采用紅外??嗇J?。 下面是遠程手機端演示下面是遠程電腦端演示七、 參考文獻國內外對于該類應用場景的研究: 手機機器人_百度百科https://baike.baidu.com/item/%E6%89%8B%E6%9C%BA%E6...Chap小家伙入門級編程機器人教育套件家庭版 – RoboSpace https://www.robospace.cc/chap/派寶機器人 Padbot T1 | 您的桌面智能萌寵 https://www.padbot.cn/t1Botiful:Skype臨場互動機器人 //mobile.163.com/12/0729/16/87JIKNOV0011665S....https://www.kickstarter.com/projects/1452620607/bo...Romo:讓智能手機變身機器人 //www.ifanr.com/175468https://www.kickstarter.com/projects/peterseid/rom...https://www.kickstarter.com/projects/peterseid/rom...掌上看家:摸索視頻應用的O2O模式 //www.techweb.com.cn/news/2012-10-25/1249261....打造零成本安防方案,掌上看家將你的舊手機改造成安防攝像頭//tech.163.com/14/0923/11/A6QRTAQN00094ODU.ht...Mindhelix 把廢手機變成智能家居的一部分 //www.shejipi.com/31209.html阿福管家(Alfred) //www.360doc.com/content/17/0106/00/30371403_...舊手機天堂?Hippo幫你用安卓手機DIY專屬硬件 //www.pcbeta.com/viewnews-67118-1.html科技玩具Romo:用iPhone整一個機器人“玩” https://www.leiphone.com/news/201406/d-romo.htmlRomo活潑又聰明,多虧iPhone做大腦 https://www.guokr.com/article/68607/IOIO在Android手機中的應用與研究 //www.21ic.com/app/opto/201304/179778.htm使用android 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  • 寬電壓輸出可調電源 DC-DC 0-30V 0-7A 12V-24V輸入(原理圖 PCB)

    RT300-MK.III 基于SG3525的Sepic變換器,低電壓輸入,寬電壓輸出,可調恒壓恒流,設置有過壓過流?;?,精度視基準源而定,支持外接基準閾值 比例 0.1V/1V,電流設置比例 0.2V/1A,額定功率視輸入電壓而定。電感的設計最大電流應力為30A。在12V輸入下跑260W沒什么問題8.21,優化了PCB走線,改進過流過壓?;さ緶?.22,關于板子上未連線問題,不必理會,R60直接飛線連接,C.C_S是恒流狀態指示,恒流時輸出負電壓
  • HUD眼鏡

    本文首發于DF創客社區,作者:robo027原文鏈接://mc.dfrobot.com.cn/thread-296363-1-1.html為什么是眼鏡?13世紀被發明,從當時成為貴族們的玩物到今天幾乎人手至少一副,眼鏡,不管是結構還是功能都沒有什么大的變化.不過,隨著現在的科技日新月異,VR,AR技術的出現,讓我們多多少少也都嗅到了一絲"眼鏡革命"馬上要來了的氣息.我對于眼鏡的改造欲就如同中學時期我們對待歷史書上的人物畫像一樣,總覺得那時他們少了一副帥氣的眼鏡,之前我就做過一個"焊錫保鏢"眼鏡 現在又耐不住了,眼鏡作為穿戴物,掛在臉上,作用如果還只是?;ぱ劬?校正視力是不是有點對不起咱這張臉.當你在騎車,駕駛,騰不開手的同時又需要獲取來自手機上的信息,怎么辦?這時"第二屏幕"的需求產生了,它一定具備"不影響你正在執行工作,不剝奪你的正常視線范圍,簡單操作或不需要用手操作即可完成重要的交互"這樣一些主要特性."HUD"和"AR"這兩個詞我想大家都不陌生,我就按我的理解簡單介紹一下,HUD原本是戰斗機上把儀表盤數據投射到擋風玻璃上的技術,現在民用了就成了我們常說的"抬頭顯示",功能說白了就是把方便你開車的一些信息投射到前擋風上.AR技術呢,俗稱虛擬現實技術,目前它最有價值開發方向就是做AR眼鏡,什么是"虛擬現實"?其實中間少了兩個字"虛擬輔助現實"其中一個重要的功能就是能在真實的視覺畫面中對指定的目標進行虛擬標識描述并只反映在你的鏡片上,也就是說你從鏡片中看到的畫面是真實和虛擬并存的,比如下面這個應用場景 翻譯功能,能夠把看到的英語實時翻譯成中文顯現在眼前.過不了多久應該就能走進我們的生活了.感覺有了它走遍天下都不怕.還有更多實用的功能推薦大家百科一下.所以講了這么多,它除了基本類似HUD的投射功能外,還應該具備圖像識別與物聯網功能.而下面我的作品充其量也只能算個HUD眼鏡的半成品.因為說實話能力有限,手上的材料也有限.比賽時間也快到了,所以只能先這樣了.成像原理人眼的焦距范圍是25mm-50mm左右,我不可能把OLED直接放到自己的眼前,那樣就跟把臉湊到電視前看一樣,即便看的到上面的字,那也會擋住自己的視野,所以最理想的方案就是參考谷歌眼鏡的微型投影加半透棱鏡的方法 主要研究的部分就是這個微型投影怎么實現,就關于凸透鏡焦距的選擇,里面涉及到一些公式計算很復雜,告訴大家兩個簡單方法,要么淘一塊70-100mm焦距的菲涅爾透鏡,塑料的又比普通的凸透鏡薄很多方便你剪裁.要么和我一樣直接拆掉一個VR盒子,取透鏡.至于近似眼的問題,我不是近視,我那副眼鏡也是平光鏡,所以效果不清楚,但是我想畫面光通過你的眼鏡校正的,最終看到的是校正后的成像,所以理論上應該沒有問題. 定位什么都要小因為屏幕的大小直接決定眼鏡旁邊這個"家伙"的截面積.所以這個0.66的OLED肯定不行,好在發現DF商城有更小的屏幕,而且整個??槎疾淮?首選!//www.dfrobot.com.cn/goods-1188.html 電源:電池也是我拆了我娃的玩具尋到的小鋰電池包主控一定要能聯手機(我輕描淡寫了,事實上這涉及到太多專業知識)所以我根據能力最開始羅列了三種方案: Arduino promini+hc06Esp32或Esp8266(能玩)nRF52(只是聽說)查資料,對比,發現nRF52系列的功耗有絕對優勢.秉承"只選對的,不選會的"原則淘了兩塊,面對這兩塊陌生的超低功耗多協議SoC藍牙單芯片(我認為大概就是,除了有藍牙能力自己還能跑程序).只能默默啃資料了...點亮屏幕所需:開發工具: j-Link (用于對nrf52832的swclk swdio端口進行燒寫程序,固定引腳號) cp2104或CP2102(Tx,Rx串口下載,TX,RX,引腳號會因為協議棧的不同可能會變)如果有JLINK 這個基本可以不用 板子:nRF52832+Breakout板(方便你用杜邦線實驗) 0.5英寸SPI接口(默認)OLED??? 接線方式: jlink可以給它倆供電 啟動Arduino IDE進入首選項添加https://sandeepmistry.github.io/ ... 5_boards_index.json為“附加開發板管理器網址”從工具 - > 開發板菜單打開開發板管理器并安裝“Nordic Semiconductor nRF5 Boards”從工具 - > 開發板菜單中選擇Generic nRF52再到Arduino庫管理器下載U8G2庫https://github.com/olikraus/u8g2下載協議棧S132 2.0 hex文件,文尾下載j-link驅動一般賣家會提供https://www.segger.com/downloads/jlink/#J-LinkSoftwareAndDocumentationPack下載nrfconnect3.0//www.nordicsemi.com/Software-and-Tools/Development-Tools/nRF-Connect-for-desktop這里主要下載軟件就是nrfconnect安裝過程中也會安裝一些支持包驅動什么的默認就好,打開軟件,你會發現它其實是一個宿主軟件,在里面可以直接下載所需要的小程序.這里我們僅需要下載programmer程序 打開programmer,界面介紹:從圖中我們可以看到一個完整的程序一般由引導程序+協議棧+應用程序(由下到上)三部分組成, 在拖入S132_2.0.HEX后我們發現完成了下面兩層,還差一層應用程序, 這就要靠IDE編譯了.打開ArduinoIDE選擇示例程序u8g2--- page_buffer---helloworld, 別慌編譯,要改改代碼,里面有很多//U8g2_屏幕種類,我們的屏幕//U8g2_LD7032有兩個,第一個SPI第二個i2C,I2C要改電路,直接用默認的SPI方式就好,也就是取消注釋第一個//LD7032,然后把引腳改成你實際的連線就行了.需要說明的是OLED可以選擇連NRF52832硬件SPI(HW)或軟件SPI(SW),如果選軟的,在選擇引腳上就自由一些.這里選SW.嫌麻煩直接Copy "U8G2_LD7032_60X32_1_4W_SW_SPI u8g2(U8G2_R0, /* clock=*/ 17, /* data=*/ 18, /* cs=*/ 28, /* dc=*/ 30, /* reset=*/ 14);"引號中的內容插入到里面就好. 接下來不是點下載,我們是需要這個程序編譯后的hex文件,所以先另存為到一個位置,然后在點Arduino的項目--導出已編譯的二進制文件.這時候我們需要的應用層就做好了,接下來回到nrfconnect界面添加剛剛保存程序路徑下剛編譯好的hex文件,這個軟件很好理解,左邊框框里是現有固件,右邊框框其實就像個沙盤,布置好了點右下角的erase&write過不了多久就燒寫好了,這時OLED就顯示出內容了,這個部分,僅僅只是為了調試OLED,大家不妨多試一下U8G2的其他例程.制作LD7032 0.5inchOLEDNrf52832(重新買了個更小的)1A充電板 AMS1117(降壓3.3v輸出)鋰電池包小開關.按鈕各一4PIN杜邦母座(引出SWD編程接口,方便以后改程序)廢舊cd碟片一張,菲涅爾透鏡(或VR盒子拆下的透鏡)接線方式:oled和Nrf52832接線上文有,僅加了一個按鈕(po.20)電源方案: 總體如下: 外殼部分: 功能的實現目前還在研究,這里我用了一個開源項目micooke/arduino-nRF5-smartwatches目前暫時只能夠實現傳感器的數據讀取,和時間顯示.步驟:1,ArduinoIDE添加第三方硬件[backcolor=rgba(27, 31, 35, 0.05)]https://micooke.github.io/package_nRF5_smartwatche... 2,開發板管理器打開,刷新后,搜索nrf5 smartwatchs下載安裝 3,安裝好后,在IDE上這樣設置[backcolor=rgba(27, 31, 35, 0.05)] 4選擇示例程序并在第二欄LD107_OLED.h下注釋原來的引腳設置添加U8G2_LD7032_60X32_1_4W_SW_SPI u8g2(U8G2_R0, /* clock=*/ 17, /* data=*/ 18, /* cs=*/ 28, /* dc=*/ 30, /* reset=*/ 14); 另存為項目,然后導出編譯后的hex文件.接下來就和前面調試屏幕時的步驟,打開NRFconnect選擇softdevice+剛剛編譯好的hex,燒寫. 后記這個項目沒完,因為軟件方面遠遠沒有達到我的預期:1能夠有APP的支持,能夠推送手機上的消息,2能夠和手機上的導航對接顯示簡要的導航信息.我不是工程師,很多東西缺乏技術與經驗,采用這款我完全陌生的nrf52832作為主控,主要是保證續航能力,并且它支持藍牙5.0,我預留了SWD接口也是為了未來能夠有一些突破.同時也希望有興趣的朋友能夠幫助我一起完善它.
    來自:Hackaday Prize 2019時間:2019-08-19 diy制作
  • 齊天大圣之隨身探測器之無連線板

    本文首發于DF創客社區,作者:機器貓_齊天大圣原文鏈接:【腦洞大賽】齊天大圣之隨身探測器齊天大圣之隨身探測器之無連線板 (第三代)現在學Arduino的很多,但是能天天玩的不多,除了編程就是編程,最多搭建一些網絡上已有的課件,自由發揮的余地不多。。。arduino有很多傳感器,能否把arduino作為一個探測器(傳感器獲取數據),檢測身邊事物或探究大自然奧秘的一個起點。。。比如,一個溫度傳感器,可以檢測水溫,室溫,室外,陽光直射,背陰面,動植物生長環境溫度,等等,不同地點,不同對象,不同部位,不同狀態,溫度都會有不同。。。第一代試樣: 用Nano擴展板,和傳感器 第二代:電路部分總裝: 總體外觀: 傳感器: 手機藍牙接收到的數據: 數據可以是整合的,也可以是單一的目前結構正在優化中,體積還要小,操作簡易化,數據讀取直觀化。最重要的是創客化,人人都能學都能用!arduino只是工具,好好利用這個工具,讓人們走進大自然,探索宇宙。。。大概是在5~6年前學的Arduino編程,就半天時間,算是入門了。。。 這么多年來還是只會復制粘貼,不過我不再害怕了,不懂英文,不會編程也沒關系,總結了一套簡單的加減法(非可視化編程),用幾個小時就教會了一點都不懂得學生! arduino就是一個“萬用表”,要用就旋轉開關,和使用注意事項就ok,沒必要懂里面的結構和工作原理,如果有時間,自己有喜歡,可以慢慢深入下去。。。 你看那前面黑洞洞,定是那賊巢穴,待俺趕上前去,殺他個干干凈凈!《隨身探測器》是被逼出來的,快速成型,立馬能使用,開開心心玩起來,認認真真探索身邊的奧秘。。。 目前做到7個傳感器同時獲取數據(可單選或多?。?,外加藍牙和OLED顯示器,只可惜時間急了一點,洞洞板采用飛線,等有時間了,再學畫板子,可以做到真正的無連線版。后期還可以做的小一點,針對淘寶賣家不同傳感器和傳感器引腳不同,方便自由添加新傳感器等,靈活應對,還有《隨身探測器》的另外一半還沒想好怎么做,輸出或控制,怎么與外部連接,還是裝在玩具車上(氣球無人機上),加上攝像頭,遠距離探測。。。
    來自:Hackaday Prize 2019時間:2019-08-19 diy制作
  • DIY屬于你的智能家居系統,zigbee,esp8266,51單片機

    本文首發于DF創客社區 作者:2877137721原文鏈接:DIY屬于你的智能家居系統,zigbee,esp8266,51單片機DIY家庭智能家居控制系統(2)51,zigbee,esp8266相關附件于原文下方下載【介紹】隨著微功耗處理器以及通訊芯片的發展,以往較為耗能的有線通訊方式越來越阻礙了通訊網絡的發展,于是一大批的無線通訊方案應運而生,例如NBIOT,藍牙4.0,zigbee等等。同時微功耗無線處理器的流行使得傳統家電帶上了智能的色彩,智能家居必將是未來家庭的必備。某些高科技企業也在揶揄這塊市場,紛紛推出了自家的智能家居解決方案,比較知名的有米家方案以及阿里智能的解決方案。但是回到現實的使用上來說,每個家庭的條件環境其實不一樣,同樣的產品未必在每個家庭上都可以使用方便,所以個性化的定制產品才可以更好的方便我們的生活。 于是在暑假期間,萌生了DIY一套智能家居方案的想法,具有各種智能開關和傳感器等節點,并且對接物聯平臺實現聯網控制以及數據的上傳。由于家庭中將會使用到的智能設備種類繁多,所以我將采用??榛納杓撲悸?,即采用核心板加外圍功能部分的思路,像搭積木一樣的構建各個智能設備。大家有同樣想制作的想法可以參考。 截至發帖前,我完成了智能網關,智能墻壁開關,無線??乜匾約拔尷咂笳鏡納杓浦譜?,之后有新的設備加入的話,我會及時的更新?!咀急甘孿睢? 完成這個涉及到多方面的項目,需要的硬件設備以及開發環境較多,所以我先大概給出一個列表:軟件篇: Arduino IDE:用于給ESP8266編程使用 KEIL uVision5 :用于給51單片機編程使用 串口調試器:用于監控單片機輸出數據 lceda設計軟件:繪制電路原理圖,設計PCB電路板 硬件篇: NodeMCU開發板一塊 億佰特zigbee??槿舾桑ㄊ詠詰閌慷ǎ?STC8F2系列單片機若干 核心的主要控制器件在此列出,其他元器件會在制作過程中一一說明?!局譜鞴獺課夜瓜肓艘徽胖悄薌彝サ耐繽仄送?,大家可以欣賞以下,后期圖上的設備都將加入進來: 由于涉及到多個設備的設計制作,所以本個報名貼先奉上智能家居核心板,智能網關以及無線氣象站的制作過程:#制作過程之核心板篇#>>>本項目使用zigbee網絡進行智能家居之間的通信。好早之前就接觸過zigbee組網,對于這種低成本低功耗的網絡還是抱有很大信心的。這里講解選擇這個網絡的幾大理由: mesh結構的網絡很適合智能家居的控制結構,在入網的任何一個節點都可以訪問到所有節點的數據,這點很適合網關控制各個設備。低功耗使得終端設備甚至可以采用電池供電,使得所有的模組都盡量可能的無線化。多跳傳輸,無線方案中最大的問題就是數據發送的不穩定以及障礙物對信號的遮擋導致數據無法正確傳輸,而ZigBee的多跳恰好解決了這個問題,節點會自動選擇優質的傳輸路線多跳傳輸,保證信號質量。總結一下:zigbee網絡確實是好,但是對于我這種比較懶惰的人并不想去學習那復雜的傳輸理論以及zigbee通訊芯片的編程,于是我選擇上網購買ZigBee???,最后選擇了一種小型的串口轉zigbee???,比較方便單片機通訊。 說到??榛?,那么就需要核心的控制板。本質來說就是將單片機以及購買的zigbee??榧傻揭徽諾緶釩逕?,并且預留各種接口,方便后期移植到各種設備上,這樣一張電路板就可以適用各種智能家居設備了。 在保證功能足夠的同時,體積也是我需要考慮的問題,如果核心板做的過大,會導致無法安裝到某些空間狹小的智能設備中,所以小體積是我所著重考慮的?;詼嚳矯嬋悸侵?,stc8F2k08s2進入了我的視線,小巧的sop16封裝以及簡單的外圍電路,足夠的IO口(14個)。這款芯片成為了核心板的控制單片機。于是一番繪制原理圖以及PCB之后,成品大概明朗了: 焊接好的成品如下: 這將會成為以后所有我的智能家居方案的核心控制板。#制作過程之智能網關篇# 完成了核心板的制作,網關成為了下一個比較關注的對象,因為家中的所有智能設備的控制以及通訊都會由他來完成,包括鏈接到互聯網上傳數據,所以說對于網關的硬件選取也是重中之重。上聯互聯網,下接zigbee小型通訊網,網關擔任了一個家庭控制中心的角色,對于它的選擇我認為esp8266是個不錯的方案,可以支持arduino ide編程,這對于不太了解網絡通訊協議的我來說是個好消息,因為在arduino的編程中,我可以借助強大的庫函數來完成我想要的功能。 ESP8266是一個擁有了近80Mhz的主頻的32位處理器,內置了wifi模組省去了網線,并且擁有豐富的外設以及較高的性能,可以勝任智能網關的工作。當然,近期樂鑫發布的ESP32系列芯片也會是個好的選擇,更高的主頻以及wifi藍牙雙模的設計讓其擁有更加方便的接入方式,由于手頭上正好有一塊ESP8266,所以沒有采用性能更好的ESP32。這樣我需要對ESP8266進行片上編程,并調用它的串口和zigbee??橥ㄐ?,當zigbee的節點收到其他設備發來的數據的時候,ESP8266可以對其處理或者通過WiFi上傳到云平臺,整體的設計思路就是這樣。 為了方便網關節點的狀態顯示以及相關信息讀取,為以后的調試提供便利,我決定給網關添加了顯示屏屏,這樣方便信息的讀取以及調試工作。最終選擇了下面的這塊4.3寸的串口組態觸摸屏。 完成了zigbee節點核心板的設計以及網關的硬件選擇,整個智能家居系統的主要部分就構建完成了,我先不講解程序的編寫,因為我將會在調試好每一個智能設備之后,再對網關進行編寫對應設備的接口程序。即完成一個智能設備的開發之后再對接網關,使其加入到家中的zigbee網絡,實現聯動控制或者聯網控制,因為畢竟我使用的ZigBee模組只是起一個通訊的作用,具體的功能實現還是靠核心板上的單片機來完成。這種開發方法叫做迭代開發,對于較為龐大的項目是一種較好的解決方案。搭建好的智能網關。 #制作過程之無線氣象站篇# 接下來我將會進行首個智能設備的制作,我將會從制作這個設備的緣由開始,一步一步去實現我想要的功能,帖子篇幅較長,請慢慢觀看。1.起因: 說到氣象站這個東西,一般大家都會覺得氣象局才需要這個東西去量測各種氣象數據(溫濕度,氣壓,風速風向,紫外線強度等等),而我們得知當天的氣象數據多半是靠手機上的天氣軟件來查看的,但是這樣帶來一些問題:手機上獲得的數據往往不能代表區域中所有的數據,如果我們可以在家中自己搭建一個氣象站,這樣就可以得知最實時的,最精確的數據,最具有參考性。同時,氣象站的各種數據輸出還可以在以后為我帶來更加合適的穿衣建議,以及可以和家中的其他設備聯動,比如室外光線弱會自動開啟室內電燈之類的。2.氣象數據選擇 氣象數據有很多種類,我選擇了幾項對生活影響較大的參數:溫度、濕度、氣壓、光照強度、紫外線強度。選擇這些參數的原因,基于以下幾方面: 溫濕度數據可以給讓我知道外面是高溫還是低溫,干燥還是濕潤,這對一些出行需要攜帶的衣物以及保濕工作起到很好的參考作用。氣壓數據很能說明接下來的天氣情況,相信大家都知道雨前蜻蜓低飛的原因,就是因為氣壓較低,如果當前測得的氣壓較低,那么周邊高氣壓的區域的空氣會向低氣壓區域流動,低氣壓區域的空氣就是越聚越多,導致空氣上升,遇冷凝結,造成降雨。所以氣壓數據可以很好的預報將來是否會有降雨發生。光照強度以及紫外線強度可以很好提醒我是否需要防曬以及攜帶墨鏡等等,因為并不是光照強度越大紫外線強度就越大的,前者表示了照明強度,單位是勒克斯,后者表示了紫外線的強度,單位是瓦每平方米。在中國近赤道的城市,太陽的紫外線強度普遍比其他城市大,但是光照強度并不會比一些“火爐”城市大。這就是為什么有的太陽光看起來不耀眼,實際上很傷害我們的皮膚。3.傳感器選擇 這個氣象站由于需要長時間使用,那么在倡導節能減排的今天,低功耗是必須要考慮在內的。所以對于傳感器的選擇,我使用了一些采用iic接口通訊的數字傳感器,既可以保證數據的精確,也可以設置傳感器進入低功耗的模式。下面是我所 使用的傳感器,輸入這些名字就可以在某寶搜索到 : SHT20 :溫濕度傳感器BMP280:氣壓傳感器VEML6070:紫外線傳感器BH1750:光照強度傳感器 4.代碼的編寫: 這么多傳感器的調試是一個比較費時費力的工作,我耗費了幾乎一周的時間來調試這些傳感器,索性終于都可以正常的輸出數據了。下面用一張表來解釋氣象站的代碼邏輯: 可以看到,在程序開始執行之后,首先初始化了各個傳感器以及設置他們的工作模式,然后四個傳感器紛紛進入低功耗模式節省電力。由于氣象站需要在每次間隔一段時間后上傳所有的傳感器數據,所以我在這里用到了STC8系列單片機所帶有的掉電喚醒定時器,這個定時器在單片機進入掉電模式之后仍然可以運行,這樣定時器在設定時間到來之后就會喚醒單片機,這時候單片機就可以依次喚醒所有傳感器并且獲取數據,然后再次進入掉電模式,等待下一次喚醒。這樣我使用所有傳感器都帶有的低功耗睡眠模式以及單片機的掉電模式很大程度上節省了電力,使得這個氣象站使用電池供電成為可能。5.實物的焊接制作調試好了所有的傳感器,下面就是把他們焊接到一起了,我使用洞洞板來焊接四個傳感器。 焊接好了之后,實測待機狀態下的電流數據11uA: 單片機喚醒,采集傳感器數據,使用zigbee??櫸⑸涑鋈ナ鋇惱宓緦魘?8mA 綜合來說,待機狀態下的電流數據幾乎可以忽略不計(微安級),而在發射狀態下,其電流可以達到28ma左右,但是畢竟此狀態下需要的時間極少(800ms左右,包括收集傳感器數據以及發送)所以氣象站決定采用鋰電池供電,我采用了比傳統鋰聚合物電池穩定許多的18650電池(很害怕鋰聚合物電池鼓包)。 但是采用了電池供電的設備,免不了更換電池或者充電的苦惱,所以進過一番設計過后,一個永遠都不用充電的氣象站誕生了: 由于氣象站長期在室外(我家陽臺上),所以我沒有浪費室外較好的太陽能資源,于是我購買了一個太陽能電池板以及一個太陽能充電器,這樣在晴天太陽能就可以給電池補充電力,在沒有太陽的情況下,則使用鋰電池來給氣象站供電,下面是太陽能電池板在多云天下的輸出電壓: 鋰電池用的是一個2200mah的18650電池,根據理論計算,滿電的18650電池大概夠氣象站續航: 這樣的續航成績保證了連續近一個半月可以用純靠電池供電,加上太陽能電池板晴天下近9小時的電力輸出,這下可以永遠不需要充電了??!但是為了考慮周全一點以及?;さ緋?,我給18650電池增加了一個?;ぐ?,這樣即使極端環境下,電池也不會過放了。6.氣象站輸出數據測試 現在氣象站可以正常的定時喚醒了,我開始準備測試數據是否正常,鏈接zigbee的協調器節點到電腦上,打開氣象站的電源,可以看到每隔一段時間,串口都會輸出一些數據: 下面是對一幀數據的解讀:(當前的測試位置是氣象站放在室內上,當天晴天) 經過16進制到10進制換算后,可以得到當前的氣象數據: 濕度:64.8%溫度:32.08度氣壓:100194帕斯卡光照強度:213勒克斯紫外線強度:1(室內幾乎為0,此數據請參考VEML6070的數據手冊,作進一步分析)可以看到氣象站的數據正確無誤,所以接下來就是針對網關的開發了7.網關對應程序的編寫: 由于ZIgbee協調器節點是采用串口通信的方式,于是需要ESP8266的串口來于協調器節點進行通信,所以我使用了Arduino自帶的軟串口庫,這樣我可以隨意定義兩個io口作為串口使用。 網關對于氣象站來的數據需要分為接受,處理,上傳到物聯平臺共3個過程,所以我一部分一部分的講解如何處理。 接受過程: 從之前的氣象站測試數據圖來看,一幀數據一共有近20多個字節,所以當一幀數據到來時,我一次性的將其從串口取出,并且依據數據的格式,從中獲取節點類型,節點編號,指令類型,數據長度等信息。 得到了這些數據之后,就方便我的網關去判斷到底數據來自哪個設備,從而執行相關的程序。那么現在我的網關憑借節點類型知道了是無線氣象站發來的數據,接下來就進入到數據處理的過程了。 處理過程:大家可以看出,氣象站發來的數據全部是16進制的,所以我需要將其轉換成整數型變量,以便發送到物聯平臺。在氣象站的數據包中,取其中數據如下: 經過一些移位操作,我獲得了所有的數據(十進制格式),下面就方便我上傳到物聯平臺了! 對接物聯平臺過程: 這次我使用的物聯平臺是貝殼物聯平臺,是免費的,只要注冊一個賬號即可使用,并且有手機APP以及微信小程序,這樣給我以后的控制提供了很多選擇。連接方式是采用TCP鏈接,即我的網關需要不停的發送心跳包來保持一個在線的狀態,建立好TCP鏈接之后,只需要向服務器不停的上傳數據,這些數據就可以正常的在手機上查看了。這里借用貝殼物聯通訊協議中的一個圖片來說明。 得益于Arduino眾多的庫文件,只需要幾行代碼,就可以鏈接到自家的WIFI并且建立一個TCP鏈接了。 之后的事情變得簡單了許多,由于貝殼物聯平臺的通訊格式采用的是json字符串(這也是大多數物聯平臺網站要求的通訊格式,即智能設備發送給服務器,服務器反饋回數據都是這個格式),所以我添加了一個用于處理json字符串的json庫,這樣我的智能網關就可以處理來自服務器的數據了。 至此對接物聯平臺的工作就完成了,下面開始演示!【照片演示】 編寫好代碼,并且用arduino自帶的millis函數來讓ESP8266每隔5s上傳一次氣象站發送來的數據,下載代碼到ESP8266后,登錄貝殼物聯手機端,我查看到了這些信息: 此時ESP8266成功的收到了zigbee協調器發送來的數據,并且成功的將數據的格式轉換了過來,上傳到了服務器。 至此,我實現了氣象站以及網關的設計,電路搭建以及數據的上傳。給家里添加了相對準確的氣象參考數據,并且只要我的手機有網絡的情況下,隨時可以查看家中的氣象數據,給家庭帶來了很大方便。接下來智能墻壁開關,無線??乜氐納杓浦譜魑一岢中⑻?,以及其他更多的智能設備加入?!鞠喙匚募蜃試礎?在這里我附上全部各個傳感器的調試代碼(基于STC8系列單片機開發),所以你如果也使用了STC8系列的單片機,可以直接使用。#制作過程之智能墻壁開關篇#下面是介紹智能墻壁開關的設計,核心就是使得家里墻壁開關智能化,可以聯網控制,達到場景聯動,智能控制等目的。我嘗試就家中的傳統開關進行改造,但是發現拆開之后內部空間實在不夠,沒法完成改裝 于是嘗試網購新的開關,尋找空間大些的墻壁開關,后來我找到了專門生產觸摸智能開關外殼的廠家,購買了幾個觸摸墻壁開關的外殼,內部空間較大,適合改造 由于是觸摸面板,所以我準備使用觸摸??樽魑淙?,那么這就帶來了一個問題,控制方式的轉變。傳統的墻壁開關,開關的位置(抬起,按下)代表了不同的開關狀態,現在變成觸摸??楹?,每一次觸摸,代表的是開關狀態的變化,即觸摸一次,開關的狀態變化一次(開變成關/關變成開),所以在代碼的邏輯中,我會注意到這個控制模式的變化。關于執行機構,也就是一充當原來機械開關的器件,我準備使用繼電器來代替。繼電器可以讓我使用單片機輸出的信號去控制220V交流電壓的通斷,并且提供良好的隔離以及絕緣性能。 1.代碼的編寫:選擇了繼電器以及觸摸??櫓?,我在面包板上搭建了電路,接下來就是編寫代碼了 對于 智能開關節點,我將zigbee??榕渲貿閃寺酚善鶻詰?,這樣做的好處是,墻壁開關同時扮演了一個路由器的角色,看可以協助一些遠距離的終端節點完成多跳數據傳輸。。例如我想在臥室使用一個無線開關(下一章將會說到)去控制家門口的燈光,直接將數據發送到家門口的智能開關上或許信號強度不夠造成通信失敗,這時我在客廳增加一個路由器節點之后,無線開關的信號便可以傳輸到家門口的智能開關上。 同樣的,為了響應國家節能減排的號召,我給單片機配置成了空閑模式以節省功耗,但是空閑模式下單片機沒法正確及時的檢測到觸摸按鍵的按下,所以我使用單片機的外部中斷來檢測觸摸按鍵,當觸摸按鍵按下時,單片機檢測到電平變化,引發中斷,喚醒單片機,使得單片機執行相關指令。 當zigbee??槭盞嚼醋災悄芡氐氖菔焙潁ɡ綾蘸峽鼗蛘叨峽兀?,其輸出數據引發的串口中斷也會喚醒單片機,這時候單片機會執行收到的指令,隨后再次進入空閑模式。 此外,為了更好的檢測每個開關的狀態,每次開關有動作之后,會將當前的狀態上報給智能網關,以便網關檢測家中所有的開關狀況。 2.開關的測試:鏈接zigbee的協調器節點到電腦上,打開智能開關的電源,可以看到每當我觸摸開關,對應的繼電器都會動作,并且協調器節點串口都會輸出一些數據: 下面是一幀數據的解讀 測試完畢,智能開關達到了我想要的功能,下面就是針對我購買的外殼設計PCB板了3.智能開關PCB的設計與制作:對于購買的外殼,我先找到了一張廠家提供的CAD圖紙,上面標有了一些基本尺寸,這樣方便我去設計一塊合適的PCB板。將之前在面包板上搭建的電路,繪制成原理圖之后效果如下: 轉換成PCB文件后,經過簡單的元件擺放以及布線后,完成的效果如下: 將交流高壓部分和直流低壓部分開槽隔離,提供了較好的抗干擾特性。而反面則設有zigbee??橐約暗テ奈恢?。 約幾天后,我收到了制作好的板子。 同時到來的還有一些元器件。 焊接過程太繁瑣無聊,略去。焊接好之后的效果圖 安裝上觸摸??櫓?,使用雙面膠將觸摸??檎程諉姘宀A?。 燒錄程序,合上外殼背后使用標簽標明出接線口定義,方便安裝。 使用智能開關替代家中的傳統開關。 4.網關對應程序的編寫:這部分的程序主要是網關接受物聯平臺發來的控制指令json字符串,然后解碼翻譯,最后通過zigbee網絡告知智能開關引起相應動作。所以其核心在于接受服務器的json字符串,解釋其含義。同樣的,還是使用Arduino的json庫來處理這些信息,查閱物聯平臺的通訊協議手冊,發現采用如下格式: 所以只需要解讀say指令后面附帶的指令即可,于是很快的,一個使用else if語句的并列結構就寫好了,程序對收到的字符串依次判斷,如果相同則發送指令給智能開關。 上傳程序到ESP8266,開始測試!5.綜合測試安裝智能開關到位,接上網關的電源,觸摸觸摸開關,電燈可以正??艄乇?拿出手機,打開物聯平臺,按下開啟電燈按鈕,電燈開啟。 測試完畢至此,我實現了智能開關的設計,電路搭建以及使用網絡控制。并且支持各種功能擴展(定時開關,和人體傳感器聯動等等),升級空間十分大,并且可聯網控制,給生活帶來了很大方便。:#制作過程之智能墻壁開關篇#下面是介紹智能墻壁開關的設計,核心就是使得家里墻壁開關智能化,可以聯網控制,達到場景聯動,智能控制等目的。我嘗試就家中的傳統開關進行改造,但是發現拆開之后內部空間實在不夠,沒法完成改裝 于是嘗試網購新的開關,尋找空間大些的墻壁開關,后來我找到了專門生產觸摸智能開關外殼的廠家,購買了幾個觸摸墻壁開關的外殼,內部空間較大,適合改造 由于是觸摸面板,所以我準備使用觸摸??樽魑淙?,那么這就帶來了一個問題,控制方式的轉變。傳統的墻壁開關,開關的位置(抬起,按下)代表了不同的開關狀態,現在變成觸摸??楹?,每一次觸摸,代表的是開關狀態的變化,即觸摸一次,開關的狀態變化一次(開變成關/關變成開),所以在代碼的邏輯中,我會注意到這個控制模式的變化。關于執行機構,也就是一充當原來機械開關的器件,我準備使用繼電器來代替。繼電器可以讓我使用單片機輸出的信號去控制220V交流電壓的通斷,并且提供良好的隔離以及絕緣性能。 1.代碼的編寫:選擇了繼電器以及觸摸??櫓?,我在面包板上搭建了電路,接下來就是編寫代碼了 對于 智能開關節點,我將zigbee??榕渲貿閃寺酚善鶻詰?,這樣做的好處是,墻壁開關同時扮演了一個路由器的角色,看可以協助一些遠距離的終端節點完成多跳數據傳輸。。例如我想在臥室使用一個無線開關(下一章將會說到)去控制家門口的燈光,直接將數據發送到家門口的智能開關上或許信號強度不夠造成通信失敗,這時我在客廳增加一個路由器節點之后,無線開關的信號便可以傳輸到家門口的智能開關上。 同樣的,為了響應國家節能減排的號召,我給單片機配置成了空閑模式以節省功耗,但是空閑模式下單片機沒法正確及時的檢測到觸摸按鍵的按下,所以我使用單片機的外部中斷來檢測觸摸按鍵,當觸摸按鍵按下時,單片機檢測到電平變化,引發中斷,喚醒單片機,使得單片機執行相關指令。 當zigbee??槭盞嚼醋災悄芡氐氖菔焙潁ɡ綾蘸峽鼗蛘叨峽兀?,其輸出數據引發的串口中斷也會喚醒單片機,這時候單片機會執行收到的指令,隨后再次進入空閑模式。 此外,為了更好的檢測每個開關的狀態,每次開關有動作之后,會將當前的狀態上報給智能網關,以便網關檢測家中所有的開關狀況。 2.開關的測試:鏈接zigbee的協調器節點到電腦上,打開智能開關的電源,可以看到每當我觸摸開關,對應的繼電器都會動作,并且協調器節點串口都會輸出一些數據: 下面是一幀數據的解讀 測試完畢,智能開關達到了我想要的功能,下面就是針對我購買的外殼設計PCB板了3.智能開關PCB的設計與制作:對于購買的外殼,我先找到了一張廠家提供的CAD圖紙,上面標有了一些基本尺寸,這樣方便我去設計一塊合適的PCB板。將之前在面包板上搭建的電路,繪制成原理圖之后效果如下: 轉換成PCB文件后,經過簡單的元件擺放以及布線后,完成的效果如下: 將交流高壓部分和直流低壓部分開槽隔離,提供了較好的抗干擾特性。而反面則設有zigbee??橐約暗テ奈恢?。 約幾天后,我收到了制作好的板子。 同時到來的還有一些元器件。 焊接過程太繁瑣無聊,略去。焊接好之后的效果圖 安裝上觸摸??櫓?,使用雙面膠將觸摸??檎程諉姘宀A?。 燒錄程序,合上外殼背后使用標簽標明出接線口定義,方便安裝。 使用智能開關替代家中的傳統開關。 4.網關對應程序的編寫:這部分的程序主要是網關接受物聯平臺發來的控制指令json字符串,然后解碼翻譯,最后通過zigbee網絡告知智能開關引起相應動作。所以其核心在于接受服務器的json字符串,解釋其含義。同樣的,還是使用Arduino的json庫來處理這些信息,查閱物聯平臺的通訊協議手冊,發現采用如下格式: 所以只需要解讀say指令后面附帶的指令即可,于是很快的,一個使用else if語句的并列結構就寫好了,程序對收到的字符串依次判斷,如果相同則發送指令給智能開關。 來自:Hackaday Prize 2019時間:2019-08-14 diy制作
  • 全自動微縫涂膠貼標機

    本文首發DF創客社區,作者:DFBktToa_yB原文鏈接://mc.dfrobot.com.cn/thread-289777-1-1.html現在市場上有一種紙做的環保筆很流行,一個朋友就是做這種筆用紙管的,但是這種紙管樣式太單一很難跟其他人有差異化,為了增加賣點需要在表面貼一層花紋紙來讓產品更好看更有特點,現在市場上流行的是一種表面壓了軟木的牛皮紙,厚度在0.4mm左右跟名片的厚度差不多不過沒那么硬,就是下圖這種; 貼這種紙目前是兩種做法,一種是螺旋式的機器卷繞,優點是貼的牢不容易松,缺點是縫隙略大而且由于縫隙是螺旋式的所以不管從哪個角度看都能看到縫隙;還有一種是人工貼,貼出來是豎直的一條直縫,縫隙小且只有人面向直縫那個方向時才會看到縫隙,將來容易做成類無縫,缺點是人工貼太慢還不容以把控質量成本自然就高。那個朋友傾向于朝直縫貼紙這個方向發展,所以他找我設計了這款機器,能將包括木紋紙在內的 各種花紋紙 在線涂膠并貼在紙管的表面,重點是縫隙要小,決定縫隙大小的主要因素是紙管外徑的一致性和紙張長度的精確性,這臺機器用步進電機送紙激光切斷,確保了紙張長度的精確性,還能一機多用對各種直徑的紙管和各種樣式的花紋紙都能輕松適配,初定速度:1根/秒。在確定用激光這種方案之前還走了不少彎路,雖然做之前做了充分調研,看了各種干、濕貼標機還有圖中這種電子行業的看似很高級的貼標機, ,比較過后發現市場上現有的機器都不行,不適用,綜合成本可靠性等權衡之后確定了方案,畫了設計圖,買了配件,加工好之后拿回來裝配,這是第一次裝配的樣子(沒錯,這次失敗了,確實還有第二次): 看到上邊第三張和第四張圖了嗎,就是放在桌子上锃光瓦亮的小零件,就這個東西,來來回回費了好大力氣,最終以失敗告終,所以第一版就這么結束了。(可能我有預感不會那么順利,所以第一版并沒有做機架,因為我知道還要改,機架做了也白做——蹲在地上干活真費勁)。經過討論,切紙的工序換成激光,用激光把涂了膠水的紙切斷,經過一段時間的重新設計、加工、才買配件,第二版開始裝配了,這一次我做了機架并預留了配電箱的位置(預感這次沒問題): 上邊的第三張圖,裝配基本完成了,配電板先用木板臨時裝一下,然后開機運行;另外比較慚愧的是本人不會編程,所以用了這種指令式的可編程控制器,對于像我這種不會寫程序的機械狗來說非常合適,價格也不貴,推薦: 下面是運行視頻的截圖: 這是成堆的紙管自動落料到輸送帶上一根根排列好的樣子, 這張圖是經過涂膠、切斷、卷貼之后成品出來的樣子。速度 1根/秒(能變速),適用于不同直徑的管子、圓瓶、圓棒以及不同厚度、硬度的各種紙張、標簽等。下面是卷出來的成品圖特寫,可以看到中間的縫隙即便是用相機拍出來都已經很小很小了,人眼看著的效果會更好一點,但是兩端縫隙還是稍大,這是因為激光切割頭的Y軸加速度太小,調整Y軸的加速度之后兩端縫隙也變得和中間一樣了(沒拍照),再切掉兩頭的5mm就算成品了(還需要再做一個自動切頭的小裝置);再之后加裝外殼、配電箱、防護板等等東西,就算完成了。哎,一把辛酸淚。。鄭曉偉17717372392
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極光電子科技

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發布于 2018 年 01 月 17日
更新于 2018 年 01 月 17日
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