Koliko ste visoki?: 7 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:07

Pratite rast vašeg djeteta digitalnim stadiometrom

Tokom mog djetinjstva, moja je majka povremeno uzimala moju visinu i zapisivala je na blokove kako bi pratila moj rast. Naravno, pošto nisam imao stadiometar kod kuće, stajao sam uza zid ili dovratnik dok je ona mjerila traku. Sada imam novorođenu 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 "Time of Flight" senzora koji mjeri koliko je potrebno sićušnoj laserskoj svjetlosti da se odbije do senzora.

Korak 1: Dijelovi i komponente

• Arduino Nano Rev 3
• CJMCU 530 (VL53L0x) laserski senzor
• KY-040 Rotacijski koder
• 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 malom paketu, koji pruža precizno mjerenje udaljenosti bez obzira na refleksije cilja, za razliku od konvencionalnih tehnologija.

Može mjeriti apsolutne udaljenosti do 2 m. Unutrašnji laser je potpuno nevidljiv za ljudsko oko (talasna dužina 940 nm) i u skladu je sa najnovijim standardima u pogledu sigurnosti. Integriše 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 otpornici na SCL i SDA linijama.

Koristio sam CJMCU-530, modul za probijanje sa VL53L0X kompanije ST Microelectronics.

Korak 3: Operacije i pozicioniranje senzora

Nakon što se izgradi i testira, uređaj bi trebao biti montiran na središte okvira vrata; to je zato što ako ga montirate preblizu zida ili prepreke, IC laserski zrak će se ometati i stvoriti fenomenum preslušavanja na mjerilu. Druga mogućnost bila bi instaliranje uređaja kroz produžnu šipku kako bi se odmaknuo od zida, ali to je nezgodnije.

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

Uključite uređaj i postavite se ispod njega, u ravnom i čvrstom položaju. Mjera će se poduzeti kada uređaj otkrije stalnu dužinu dulju od 2,5 sekunde. U tom trenutku će emitovati muziku "uspeha" i zadržati meru na ekranu.

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). Kada aktivirate način kalibracije, postavite pravu udaljenost okretanjem dugmeta (u smjeru kazaljke na satu dodaje centimetre, oduzima od kazaljke na satu). Odstupanje se kreće od 0 do 2,55 m.

Kada završite, samo ponovo pritisnite dugme. Unutrašnji zujalica generira dva različita tona kako bi vam dao 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 je objavio potpunu API biblioteku za VL53L0X, uključujući otkrivanje pokreta. U svrhu mog uređaja, lakše sam koristio Pololuovu biblioteku VL53L0X za Arduino. Ova biblioteka 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 više slobode u postavljanju visine postavljanja i pomaka. To će rezultirati sporijom brzinom otkrivanja, što je ionako dovoljno za potrebe ovog uređaja.

Odstupanje je pohranjeno u Arduino EEPROM memoriji, čije se vrijednosti čuvaju kada je ploča isključena.

U odjeljku petlje, nova mjera se 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 muziku, kako bi korisnika zvučno obavijestila.

Korak 6: Šeme

Korak 7: Kućište/kućište i sastavljanje

Kako je moja nemogućnost rezanja pravokutnih prozora na komercijalnim kutijama vrlo poznata, krenuo sam putem da dizajniram kućište sa CAD -om i pošaljem ga za 3D štampanje. Nije najjeftiniji izbor, ali je i dalje zgodno rješenje jer nudi mogućnost vrlo preciznog i fleksibilnog pozicioniranja svih komponenti.

Mali laserski čip montiran je bez zaštitnog stakla, kako bi se izbjegle smetnje i neredovne mjere. Ako želite instalirati laser iza poklopca, morat ćete poduzeti složenu proceduru kalibracije kako je navedeno u dokumentaciji ST Microelectronics.