Толщиномер лакокрасочных покрытий на Arduino

Необходимость в толщиномере лакокрасочных покрытий (ЛКП) особо ощутима при покупке автомобиля с пробегом. Только им можно выявить достоверно места крашенных или шпаклеванных деталей. При этом неоднородность слоя краски является сигнализирующим фактором.

Можно взять во временное пользование профессиональный измеритель ЛКП, но его придется вскоре возвращать. А покупка подержанной машины может растянуться на несколько месяцев.

Измеритель толщины работает следующим образом:

1. Проводится калибровка. Поскольку разные автомобили имеют различную толщину краски, то процедура калибровки в начале работы необходима. К тому же после калибровки температурные изменения меньше влияют на точность результатов. Выполняется просто, прикладывается датчик к чистой окрашенной поверхности и нажимается кнопка «калибровка». Данные о толщине покрытия, выраженные в условных единицах, записываются в EEPROM (програмно перезаписываемую память).

2. Выполняется измерение, горит зеленый светодиод. Зеленый светодиод горит, когда отклонение измеренной толщины от записанной незначительно, «норма». Для выполнения измерения, прибор прикладывается к подозрительным и потенциально подверженным ударам и коррозии местам, нажимается кнопка «измерение».

3. Загорается один из белых светодиодов — небольшое отклонение слоя краски от записанной величины, «подозрительно».

4. Загорается один из синих светодиодов — затерты следы царапин или есть второй слой краски, «шлифовано» или «краска».

5. Загорается один из красных светодиодов — толщина покрытия близка к нулю или превышает в 0.2 раза записанное значение, «металл» или «шпаклевка».

При нажатии на кнопку «измерение» замеры толщины проводятся 3 раза, а потом вычисляется среднее значение. Можно получать результат мгновенно, задав проведение измерения всего один раз.

Датчиком прибора является катушка индуктивности, устройством для вычисления величины индуктивности служит плата Arduino.

Толщиномер с индикацией на светодиодах получается компактным. Для установки LCD модуля понабилось бы изготовить громоздкий корпус.

Необходимые детали:

1. Маленькая и удобная плата Arduino nano.
2. Кусок паечной макетной платы.
3. Две маленькие тактовые кнопки.
4. Батарея питания «Крона».
5. Два красных светодиода.
6. Два синих светодиода.
7. Два белых светодиода.
8. Один зеленый светодиод.
9. Резисторы 1 кОм — 10 штук.
10. Выпрямительный диод IN4007 или другой малой мощности, небольшого размера.
11. Конденсатор неполярный 100 нФ.
12. Катушка индуктивности — 100 витков проволоки 0,1 мм. кв. на ферритовом сердечнике d=8 мм.

Сложности могут возникнуть при изготовлении катушки. Необходимо найти одну чашечку ферритового броневого сердечника. На конической части шариковой ручки разместить две картонные щечки на нужном расстоянии друг от друга, чтобы — так получится импровизированный каркас самодельной катушки. Берем обмоточный провод минимальной толщины, около 0.1 мм, чтобы необходимое количество витков из него поместилось внутри сердечника. Намотав около 100 витков на шариковую ручку, снимаем одну из щечек временного каркаса, и надавливая на другой картонный кружок, заталкиваем получившуюся катушку внутрь ферритовой чашки. Выпавшие витки заправляем на сердечник пинцетом. Капнув суперклеем на витки, фиксируем их, и закрываем катушку подходящим картонным кружком. Готовая катушка закрепляется на плате термоклеем.

От того, насколько качественно изготовлена катушка, будет зависеть точность измерителя толщины.

Конденсатор следует подобрать с минимальным ТКЕ (температурным коэффициентом емкости). Рекомендуется найти металлопленочный неполярный конденсатор, у керамических элементов ТКЕ достигает недопустимых значений.

После сборки всех деталей получается такая конструкция.

Здесь реализована идея сборки простейшего прибора с минимумом навесных деталей.

Принцип работы устройства в следующем:

• Реализована схема, определяющая резонансную частоту LC-контура.

На измерительную катушку и конденсатор (LC-контур) подается калиброванный сигнал, аппроксимированно синусоидальный, после чего работает счетчик, пока сиглал в контуре не затухнет до уровня «0» — срабатывания компаратора Arduino nano.

• Отсчитанное счетчиком время пропорционально резонансной частоте LC-контура.

Текст программы: толщиномер на Arduino.zip

Вывод: предложенная схема дает возможность собрать профессиональное устройство высокой точности, для этого нужно качественно собрать катушку, выбрать неполярный конденсатор с минимальным ТКЕ, подключить экранный модуль LCD, вставить формулу перерасчета значений счетчика в микрометры.

Автор: Виталий Петрович, Украина Лисичанск.

Рекомендуем:

Выезжающий механизм для планшета в авто Датчик угарного газа Датчик движения своими руками на Arduino Вольтметр на Arduino Биометрический замок для авто Хитрый кодовый замок своими руками Биометрический замок – сборка платы управления и программирование микроконтроллера Биометрический замок – настройка сканера и программирование микроконтроллера