描述

在閱讀 Mirko Pavleski 對(duì)帶有旋轉(zhuǎn)編碼器的 DIY 簡(jiǎn)單測(cè)量輪的一些評(píng)論時(shí)，其中一個(gè)特別突出。soorajts 的評(píng)論建議“將其擠壓成一個(gè)服裝和 oled 顯示器”讓我想知道我是否不僅可以這樣做，而且可以將所有組件安裝在輪轂本身的輪轂內(nèi)。

一個(gè)想法是做一些類似于我的Twist-to-Set Kitchen Timer 的事情。那么問題來了如何連接手柄。此外，傳動(dòng)裝置會(huì)限制輪轂的尺寸。

我確定的最終設(shè)計(jì)仍然非常緊湊。它消除了所有裸露的接線，并具有易于閱讀的 OLED 顯示屏，顯示英制和公制測(cè)量值。

示意圖

該電路是圍繞 ATtiny1614 微處理器設(shè)計(jì)的。它在睡眠模式下消耗的電量非常少。旋轉(zhuǎn)編碼器包含兩組觸點(diǎn)，它們會(huì)變得非常嘈雜，導(dǎo)致讀數(shù)不正確。我在每個(gè)觸點(diǎn)和微處理器之間添加了一個(gè) RC 網(wǎng)絡(luò)和施密特觸發(fā)器。這消除了觸點(diǎn)產(chǎn)生的任何噪音，并為微處理器提供了干凈的開關(guān)變化信號(hào)。結(jié)果是精確和準(zhǔn)確的讀數(shù)。該電路由 3.7V 120mA LIPO 電池供電。

測(cè)量輪示意圖

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3D打印

包括 STL 文件。將這些帶到 3D 打印店，或者如果您有自己的打印機(jī)，請(qǐng)通過切片軟件運(yùn)行它們。我使用了 0.2 毫米的層高。“Wheel - Top.stl”和“Wheel - Wheel.stl”需要支撐接觸構(gòu)建板。

印刷電路板

為了最大限度地減少所需空間，該板已設(shè)計(jì)為盡可能使用表面貼裝器件 (SMD)。

大部分元件使用SMD元件

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如果您希望將電路板商業(yè)化，或者您可以像我一樣自己制作，Eagle 文件已包含在內(nèi)。我使用了碳粉方法。

組裝 - 步驟 1

首先添加 SMD 組件。我發(fā)現(xiàn)在焊接 SMD 元件時(shí)使用焊膏比使用卷盤中的焊料更容易。

添加貼片元件

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將旋轉(zhuǎn)編碼器和 3 針 UPDI 直角排針添加到頂部。剪掉多余的針腳并將它們平整，以去除任何可能刺穿電池的鋒利邊緣。將 JST 2 針直角電池插座添加到電路板的銅側(cè)。

組裝 - 第 2 步

為 0.96 OLED 顯示屏添加一個(gè) 4 針公機(jī)加工排針。還要在 PCB 的銅側(cè)添加一個(gè) 4 針母頭機(jī)加工針頭。

添加公母機(jī)頭

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組裝 - 第 3 步

將兩根電線添加到觸覺開關(guān)的頂部?jī)蓚€(gè)引腳（引腳從同一側(cè)退出開關(guān)）。剪掉底部的兩個(gè)針腳。使用熱膠將整個(gè)組件粘合到外殼中。

剪斷導(dǎo)線，留出足夠的長(zhǎng)度以插入和移除 PCB 組件并將它們焊接到 PCB。

將開關(guān)接線并將其粘在外殼中

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組裝 - 第 4 步

在 OLED PCB 和旋轉(zhuǎn)編碼器 PCB 之間添加 3.7V 120mA 電池。

電池位于兩塊板之間。

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組裝 - 步驟 5

將電路板組件添加到機(jī)箱中。

ATtiny1614 是新一代 ATtiny 微處理器的一部分。與 ATtiny85 等早期系列不同，新品種使用 RESET 引腳對(duì) CPU 進(jìn)行編程。要對(duì)其進(jìn)行編程，您需要一個(gè) UPDI 程序員。我用 Arduino Nano 做了一個(gè)。您可以在Create Your Own UPDI Programmer中找到完整的構(gòu)建說明。它還包含將 megaTinyCore 板添加到 IDE 的說明。

由于電池已經(jīng)連接，只連接地線和 UPDI 線（不連接 5V 線）。

將板組件添加到機(jī)箱并連接 UPDI 編程器

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在 IDE 中安裝板后，從“工具”菜單中選擇它。

選擇板、芯片(ATtiny1614)、時(shí)鐘速度(8MHz) 和Arduino Nano 連接的COM 端口。

Programmer 需要設(shè)置為jtag2updi (megaTinyCore) 。

打開草圖并將其上傳到 ATtiny1614。

組裝 - 步驟 6

外殼底部擰到頂部。添加后，將墊圈和螺母添加到旋轉(zhuǎn)編碼器。

擰上底部和編碼器墊圈和螺母

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組裝 - 步驟 7

為了使車輪準(zhǔn)確地測(cè)量距離，它不能在正在測(cè)量的表面上滑動(dòng)或滑動(dòng)。我使用從 eBay 獲得的車輪上的橡膠輪胎。

從車輪上取下輪胎并將其添加到 3D 打印的車輪上。您也可以改用大 O 形圈。

從車輪上拆下輪胎并將其添加到 3D 打印車輪的第 1 和第 3 個(gè)凹槽中。

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將車輪安裝到旋轉(zhuǎn)編碼器上。

將完成的輪子添加到編碼器軸上

結(jié)論

這些測(cè)量輪設(shè)計(jì)用于在尺子和卷尺不再實(shí)用的距離上使用。盡管它使用每轉(zhuǎn)只有 20 步的旋轉(zhuǎn)編碼器，但在測(cè)量房間大小等情況時(shí)，它仍然可以提供高質(zhì)量的結(jié)果。

特別感謝 Mirko Pavleski 為這個(gè)項(xiàng)目提供的概念和靈感。從最終進(jìn)入垃圾箱的印刷品數(shù)量來看，案例設(shè)計(jì)證明有點(diǎn)挑戰(zhàn)。不過總的來說，我對(duì)最終的結(jié)果很滿意。