Koliko ste visoki?: 7 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:35

Pratite rast vašeg djeteta digitalnim stadiometrom

Tijekom mog djetinjstva, moja je majka povremeno uzimala moju visinu i zapisivala je na blokove kako bi pratila moj rast. Naravno, nemajući stadiometar kod kuće, stajao sam uza zid ili dovratnik dok je ona mjerila traku. Sada imam tek rođenu unuku i kad počne hodati, njezini će roditelji zasigurno biti zainteresirani pratiti njezin rast u visini. Tako se rodila ideja o digitalnom stadiometru.

Napravljen je oko Arduino Nano -a i senzora "Time of Flight" koji mjeri koliko je sićušnoj laserskoj svjetlosti potrebno da se odbije do senzora.

Korak 1: Dijelovi i komponente

• Arduino Nano Rev 3
• CJMCU 530 (VL53L0x) laserski senzor
• KY-040 Rotacijski davač
• SSD1306 OLED ekran 128x64
• Pasivni zujalica
• 2x10KΩ otpornici

Korak 2: Senzor

ST Microelectronics VL53L0X je laserski dometni modul nove generacije Time-of-Flight (ToF) nove generacije smješten u malenom paketu, koji omogućuje točno mjerenje udaljenosti bez obzira na refleksije cilja za razliku od konvencionalnih tehnologija.

Može mjeriti apsolutne udaljenosti do 2 m. Unutarnji laser potpuno je nevidljiv ljudskom oku (valna duljina 940 nm) i u skladu je s najnovijim standardima u pogledu sigurnosti. Integrira niz SPAD -ova (jednofotonske lavanske diode)

Komunikacija sa senzorom vrši se preko I2C. Budući da projekt uključuje i drugi instalirani I2C (OLED), potrebni su 2 x 10KΩ izvlačni otpornici na SCL i SDA linijama.

Koristio sam CJMCU-530, modul za izbacivanje koji sadrži VL53L0X tvrtke ST Microelectronics.

Korak 3: Operacije i pozicioniranje senzora

Nakon što je izgrađen i testiran, uređaj bi trebao biti montiran na središte vrha okvira vrata; To je zato što ako ga montirate preblizu zida ili prepreke, IC laserska zraka će se ometati i stvoriti fenomenum preslušavanja na mjerilu. Druga mogućnost bila bi ugradnja uređaja kroz produžni štap kako bi se odmaknuo od zida, ali to je nezgodnije.

Pažljivo uzmite točnu mjeru duljine između poda i senzora (pomak će se postaviti) i kalibrirajte uređaj (pogledajte sljedeći korak). Nakon kalibriranja uređaj se može koristiti bez ponovne kalibracije, osim ako ga ne pomaknete u drugi položaj.

Uključite uređaj i postavite se ispod njega, u ravan i čvrst položaj. Mjera će se poduzeti kada uređaj otkrije stalnu duljinu dulju od 2,5 sekunde. U tom trenutku emitirat će "uspješan" glazbeni zvuk i zadržati mjeru na zaslonu.

Korak 4: Offset kalibracija

Kao što je već spomenuto, morate postaviti ispravnu vrijednost (u centimetrima) za pomak, udaljenost između mjernog uređaja i poda. To se može postići pritiskom na okretni gumb davača (koji ima prekidač). Nakon što ste aktivirali način kalibracije, postavite pravu udaljenost okretanjem gumba (u smjeru kazaljke na satu dodaje centimetre, oduzima od kazaljke na satu). Odstupanje se kreće od 0 do 2,55 m.

Kada završite, samo ponovno pritisnite gumb. Unutarnji zujalica generirat će dva različita tona kako biste dobili akustičnu povratnu informaciju. Način kalibracije ima vremensko ograničenje od 1 minute: ako ne postavite pomak unutar tog vremenskog ograničenja, uređaj izlazi iz načina kalibracije i vraća se u način mjerenja, bez mijenjanja pohranjenog pomaka. Pomak se pohranjuje u Arduinovu EEPROM memoriju, kako bi se zadržao kroz kasnija isključivanja.

Korak 5: Kodirajte

ST Microelectronics izdala je potpunu API biblioteku za VL53L0X, uključujući otkrivanje pokreta. U svrhu mog uređaja, lakše sam koristio Pololuovu biblioteku VL53L0X za Arduino. Ova knjižnica ima za cilj pružiti brži i lakši način za početak korištenja VL53L0X s kontrolerom kompatibilnim s Arduinom, za razliku od prilagođavanja i sastavljanja ST-ovog API-ja za Arduino.

Senzor sam postavio u način VISOKA TAČNOST i DUGI RANG kako bih imao veću slobodu u postavljanju visine postavljanja i pomaka. To će rezultirati sporijom brzinom otkrivanja, što je ionako dovoljno za potrebe ovog uređaja.

Pomak je pohranjen u Arduino EEPROM memoriji, čije se vrijednosti čuvaju kada je ploča isključena.

U odjeljku petlje nova se mjera uspoređuje s prethodnom i ako na istoj mjeri prođe 2,5 sekunde (i ako NIJE vrijednost odstupanja ili isteka vremena), mjera se oduzima od pomaka i stalno prikazuje na zaslonu. Piezo zujalica pušta "uspješnu" kratku glazbu, kako bi korisnika zvučno obavijestila.

Korak 6: Sheme

Korak 7: Ograđivanje/kućište i sastavljanje

Kako je moja nesposobnost izrezivanja pravokutnih prozora na komercijalnim kutijama vrlo poznata, krenuo sam putem da dizajniram kućište s CAD -om i pošaljem ga na 3D ispis. Nije najjeftiniji izbor, ali je ipak prikladno rješenje jer nudi mogućnost vrlo preciznog i fleksibilnog pozicioniranja svih komponenti.

Mali laserski čip montiran je bez zaštitnog stakla, kako bi se izbjeglo preslušavanje i neredovne mjere. Ako želite instalirati laser iza poklopca, morat ćete poduzeti složeni postupak kalibracije kako je navedeno u dokumentaciji ST Microelectronics.