Kako visok si?: 7 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:05

Sledite rasti vašega otroka z digitalnim stadiometrom

V otroštvu je moja mama občasno vzela mojo višino in jo zapisala na blokove, da bi spremljala mojo rast. Seveda, ker doma nisem imel stadiometra, sem stal ob steni ali podboju, medtem ko je ona merila s trakom. Zdaj imam novorojeno vnukinjo in ko bo začela hoditi, bodo njeni starši zagotovo z zanimanjem spremljali njeno rast v višini. Tako se je rodila ideja o digitalnem stadiometru.

Narejen je okoli Arduino Nano in senzorja "Time of Flight", ki meri, kako dolgo traja drobna laserska svetloba, da se odbije nazaj do senzorja.

Korak: Deli in komponente

• Arduino Nano Rev 3
• Laserski senzor CJMCU 530 (VL53L0x)
• Rotacijski dajalnik KY-040
• SSD1306 OLED zaslon 128x64
• Pasivni zvočni signal
• 2x10KΩ upori

2. korak: Senzor

ST Microelectronics VL53L0X je nova generacija laserskega modula za merjenje časa letenja (ToF), ki je nameščen v majhnem paketu in zagotavlja natančno merjenje razdalje ne glede na odbojnost cilja za razliko od običajnih tehnologij.

Lahko meri absolutne razdalje do 2 m. Notranji laser je popolnoma neviden za človeško oko (valovna dolžina 940 nm) in je v skladu z najnovejšimi standardi glede varnosti. Vključuje niz SPAD (enofotonske lavinske diode)

Komunikacija s senzorjem poteka prek I2C. Ker projekt vključuje tudi drug nameščen I2C (OLED), so na vodih SCL in SDA potrebni 2 x 10KΩ uporni upori.

Uporabil sem CJMCU-530, ki je odklopni modul z VL53L0X podjetja ST Microelectronics.

3. korak: Operacije in namestitev senzorja

Ko je naprava izdelana in preizkušena, jo je treba namestiti na sredino zgornjega dela okvirja vrat; To je zato, ker če ga namestite preblizu stene ali ovire, bo IR laserski žarek moten in bo na merilu ustvaril navzkrižni fenomen. Druga možnost bi bila, da napravo namestite skozi podaljšek, da jo odmaknete od stene, vendar je to bolj neprijetno.

Previdno izmerite pravilno dolžino med tlemi in senzorjem (nastavite odmik) in kalibrirajte napravo (glejte naslednji korak). Ko je naprava umerjena, jo lahko uporabite brez ponovne kalibracije, razen če jo premaknete v drug položaj.

Vklopite napravo in se postavite pod njo, v raven in trden položaj. Ukrep bo izveden, ko naprava zazna enakomerno dolžino za več kot 2,5 sekunde. Takrat bo oddajal zvok uspeha in obdržal merilo na zaslonu.

4. korak: Kalibracija odmika

Kot smo že omenili, morate nastaviti pravilno vrednost (v centimetrih) za odmik, razdaljo med merilno napravo in tlemi. To lahko dosežete s pritiskom na vrtljivi gumb dajalnika (ki ima stikalno stikalo). Ko aktivirate način umerjanja, nastavite pravo razdaljo z vrtenjem gumba (v smeri urinega kazalca doda centimetre, odšteje v nasprotni smeri urnega kazalca). Odmik se giblje od 0 do 2,55 m.

Ko končate, znova pritisnite gumb. Notranji zvočni signal bo ustvaril dva različna tona, ki vam bosta dala zvočno povratno informacijo. Način umerjanja ima časovno omejitev 1 minuto: če v tem času ne nastavite odmika, naprava izstopi iz načina umerjanja in se vrne v način merjenja, ne da bi spremenila shranjeni odmik. Odmik se shrani v pomnilnik Arduino EEPROM, da se ohrani skozi poznejše zaustavitve.

5. korak: Koda

ST Microelectronics je izdal popolno knjižnico API za VL53L0X, vključno z zaznavanjem kretenj. Za namene moje naprave sem lažje uporabljal Pololujevo knjižnico VL53L0X za Arduino. Ta knjižnica naj bi omogočila hitrejši in lažji način za začetek uporabe VL53L0X z krmilnikom, združljivim z Arduinom, v nasprotju s prilagajanjem in sestavljanjem ST-jevega API-ja za Arduino.

Tipalo sem nastavil v način VISOKA TOČNOST in DOLG, da bi imel več svobode pri nastavitvi višine in odmika. To bo povzročilo počasnejšo hitrost odkrivanja, kar je za namene te naprave vseeno dovolj.

Odmik je shranjen v pomnilniku EEPROM Arduino, katerega vrednosti se hranijo, ko je plošča izklopljena.

V razdelku zanke se nova meritev primerja s prejšnjo in če za isto merilo preteče 2,5 sekunde (in če NI vrednost Offrange ali Timeout), se ukrep odšteje od zamika in se stalno prikazuje na zaslonu. Piezo zvočni signal predvaja "uspešno" kratko glasbo, ki uporabnika slišno obvesti.

6. korak: Sheme

7. korak: Ohišje/ohišje in sestavljanje

Ker je moja nezmožnost rezanja pravokotnih oken na komercialnih škatlah zelo dobro znana, sem se odločil za oblikovanje ohišja s CAD -om in ga poslal v 3D tiskanje. Ni najcenejša izbira, vendar je še vedno priročna rešitev, saj ponuja možnost zelo natančne in prilagodljive pozicioniranja vseh komponent.

Majhen laserski čip je nameščen brez pokrovnega stekla, da bi se izognili navzkrižnim motnjam in napačnim ukrepom. Če želite laser namestiti za pokrov, boste morali izvesti zapleten postopek umerjanja, kot je navedeno v dokumentaciji ST Microelectronics.