מפלס רוח דיגיטלי מודול פרויקט DIY של אוהבי אלקטרוניקה: 6 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:13

יש זמן שבו אתה צריך להרכיב רהיט או משהו דומה בבית שלך ולהרכבה ישרה, כולם רגילים להשתמש במפלס. צוות הטכנולוגיה של ElectronicsLovers בנה מודול זה, שיש לו הבדל אחד מהמקובל: הוא דיגיטלי. פרויקט זה שימושי גם לאנשים הבונים דגמי RC, שכן ייתכן שיהיה חובה לרכוש זוויות לכיוונים שונים כדי לעבד אותם עוד יותר לצורך שימוש בחישובים שונים כמו ייצוב, למשל.

בפרויקט זה נשתמש במד תאוצה 3 צירים GY-521 לקביעת באיזו זווית משטח נמצא. להצגת הזווית, נשתמש בתצוגת 7 פלחים בת 4 ספרות. ה- µC המשמש יהיה Arduino Nano, על מנת שהכל יהיה קומפקטי על PCB.

שלב 1: תיאור רכיבים

מד תאוצה GY-521

מודול זה הוא אחד מחיישני ה- IMU (יחידת מדידת האינרציה) הטובים ביותר התואם ל- Arduino. חיישני IMU כמו GY-521 משמשים ברובוטים לאיזון עצמי, כטב מים, סמארטפונים וכו '. חיישן GY-521 מכיל מד תאוצה MEMS ו- MEMSgyro בשבב יחיד. הוא מדויק מאוד מכיוון שהוא מכיל ADC של 16 סיביות לכל ערוץ. יתר על כן, הוא לוכד את ערוץ x, y ו- z בו זמנית. החיישן משתמש באוטובוס I2C כדי להתממשק עם ה- Arduino. ה- GY-521 אינו יקר, במיוחד לאור העובדה שהוא משלב מד תאוצה וג'ירו.

7 פלחים - תצוגה בת 4 ספרות

בעת שימוש בתצוגת 7 ספרות בת 4 ספרות עליך לזכור כי ישנם 2 סוגים: אנודה משותפת וקתודה משותפת. אם המודול שלך הוא האנודה הנפוצה, סיכת האנודה הנפוצה מתחברת למקור החשמל; אם זו הקתודה המשותפת, סיכת הקתודה הנפוצה מתחברת ל- GND. בעת שימוש בתצוגת 7 ספרות בת 4 ספרות, האנודה הנפוצה או סיכת הקתודה המשותפת משמשת לשליטה באיזו ספרה יוצג. למרות שיש רק ספרה אחת, העיקרון של התמדה של חזון מאפשר לך לראות את כל המספרים המוצגים מכיוון שכל מהירות הסריקה כל כך מהירה עד שאתה כמעט לא מבחין במרווחים.

שלב 2: איך זה עובד?

חיישני IMU מורכבים בדרך כלל משני חלקים או יותר. מפרט אותם לפי עדיפות, הם מד תאוצה, ג'ירוסקופ, מגנטומטר ואנלימטר. ה- GY-521 הוא חיישן 6 DOF (דרגות חופש) או חיישן בעל שישה צירים, מה שאומר שהוא נותן שישה ערכים כפלט. שלושה ערכים ממד התאוצה ושלושה מהג'ירוסקופ. ה- GY-521 הוא חיישן המבוסס על טכנולוגיית MEMS (Micro Electro Mechanical Systems). גם מד התאוצה וגם הג'ירוסקופ מוטמע בתוך שבב אחד. שבב זה משתמש במערכת I2C Bus לתקשורת.

שלב 3: תרשים סכמטי והצגת הזווית בתצוגת 7 הקטעים

עקרון התפקוד של פרויקט זה הוא פשוט מאוד: באמצעות פרוטוקול התקשורת I2C, הארדואינו מקבל ללא הרף את הזווית לכיוון Y (כי זה הציר שמראה מפלס). ערך הזווית ניתן לאחר מכן לפונקציה המציגה אותה על הצג.

עכשיו, כפי שאולי אתם כבר יודעים, ADC כזה של 16 ביט נותן ערך מרבי של 65536, לזווית המרבית (שהיא 90 מעלות). מכיוון ש- ADC של השבב מפוצל ל -4 ערוצים, יש לנו מקסימום. ערך של 16384 לכל ערוץ. אז -16384 פירושו -90 מעלות, בעוד +16384 פירושו 90 מעלות. עבור Arduino שלנו אין פירוש הדבר אלא פונקציית מפה פשוטה: יש לזכור כי המשתנה AcY הוא מסוג long, מה שאומר שגם המשתנה הממופה, במקרה שלנו, חייב להיות ארוך.

שלב 4: עיצוב PCB למודול הרוח הדיגיטלית |

עיצבנו מודל PCB למודול הרוח הדיגיטלית שלנו על ידי שימוש באחד מכלי סימולציית ה- PCB המקוונת הטובה ביותר המכונה EasyEDA - סימולטור מקוון של עיצוב ומחשבים EasyEDA היא הפלטפורמה שבה תוכל לבדוק את כישוריך, שם תוכל ללמוד מיומנויות חדשות שבו תוכל אפילו לשנות את כישוריך. זהו מקום המספק לך כלי EDA מעולים לרשת מהנדסי אלקטרוניקה, אנשי חינוך, סטודנטים, יוצרים וחובבים. כולכם מוזמנים להשתמש בכלים אלה בחינם וליצור לוחות מעגלים מודפסים מקוונים משלכם. אין צורך להתקין תוכנה כלשהי. פשוט פתח את EasyEDA בכל דפדפן אינטרנט התואם תקנים התואם תקנים.

PCB Gerber View - JLCPCB מקוון Gerber Viewer

שלב 5: ה- PCB הגיעו לפרויקט שלנו

הזמנו PCB מקוון עבור מודול המוצר שלנו מ- JLCPCB. הם סיפקו לנו את ה- PCB לפרויקט זה, בו השתמשנו כדי להרכיב אליו את כל הרכיבים. JLCPCB הוא מפעל האב-טיפוס הגדול ביותר של PCB בסין ויצרן היי-טק המתמחה בייצור אב-טיפוס מהיר של PCB, יש להם את ההצעה הטובה ביותר עבור PCB: 10 יחידות ב -2 $ בלבד. אם אתה רוצה ליצור אב-טיפוס ל- PCB משלך, המשך אל jlcpcb.com והעלה את קובץ Gerber שלך כדי לקבל מחשבי PCB באיכות גבוהה.

2 $ ל -10 PCB (סיבוב מהיר של 24 שעות:

• ה- PCB היו מצוינים, האיכות חזקה, חזקה ויפה מאוד.
• מחיר טוב מאוד. 100% איכות מובטחת או לידה מחדש.
• זמן אספקה טוב: 3 ימים על ידי DHL. הזמנת רכישה מקוונת.
• תהליך ייצור מהיר תמיכה טכנית, במקרה שמישהו יגיב.

שלב 6: צפה בסרטון אחרון | ציטוט PCB | הרכבת PCB

גרסה 2.0

כרגע אנו עובדים על הגרסה הבאה של הפרויקט. אנו מוכנים ליישם תצוגת OLED, לקבלת סקירה טובה יותר של הזוויות הנמדדות על ידי המודול. אנו רוצים גם להפוך את המודול הזה לקומפקטי ונייד יותר. המשך לעקוב אחר עדכונים!

לקבלת קוד מקור בקר: Digital Level Level מודול פרויקט DIY של Electronicslovers