כמה אתה גבוה ?: 7 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:15

עקוב אחר צמיחת ילדך בעזרת סטודיומטר דיגיטלי

במהלך ילדותי, אמי הייתה רגילה מדי פעם לקחת את הגובה שלי ולרשום אותו על פתקי בלוק כדי לעקוב אחר הצמיחה שלי. כמובן, בלי שהיה לי אצטדיומטר בבית, עמדתי על הקיר או על משקוף הדלת בזמן שהיא נקטה במד עם קלטת. עכשיו יש לי נכדה שזה עתה נולדה וכשהיא תתחיל ללכת, הוריה בוודאי יתעניינו לעקוב אחר צמיחת הגובה שלה. אז הרעיון של אצטדיומטר דיגיטלי נולד.

הוא עשוי סביב ננו ארדואינו וחיישן "זמן טיסה" המודד כמה זמן לוקח לאור הלייזר הזעיר להחזיר לחיישן.

שלב 1: חלקים ורכיבים

• Arduino Nano Rev 3
• חיישן לייזר CJMCU 530 (VL53L0x)
• מקודד סיבובי KY-040
• תצוגת SSD1306 OLED 128x64
• זמזם פסיבי
• נגדים 2x10KΩ

שלב 2: החיישן

ST Microelectronics VL53L0X הוא מודול טווח לייזר מסוג Time-of-Flight (ToF) הדור בחבילה זעירה, המספק מדידת מרחק מדויקת בכל מה שחזר היעד, בניגוד לטכנולוגיות קונבנציונאליות.

הוא יכול למדוד מרחקים מוחלטים עד 2 מ '. הלייזר הפנימי בלתי נראה לחלוטין לעין האנושית (גלי 940 ננומטר) ועומד בתקן העדכני ביותר מבחינת בטיחות. הוא משלב מערך של SPADs (Single Photon Avalanche Diodes)

התקשורת לחיישן מתבצעת באמצעות I2C. מכיוון שהפרויקט כולל גם עוד I2C מותקן (OLED), יש צורך בנגדי זרימה של 10 x 10KΩ בקווי SCL ו- SDA.

השתמשתי ב- CJMCU-530, שהוא מודול פריצה הכולל את VL53L0X של ST Microelectronics.

שלב 3: פעולות ומיקום חיישן

לאחר שנבנה ונבדק, המכשיר צריך להיות מותקן במרכז החלק העליון של משקוף הדלת; הסיבה לכך היא שאם תתקינו אותו קרוב מדי לקיר או מכשול, קרן הלייזר האינפרטיבית תפריע ותייצר תופעה של שידור חוצה על המדד. אפשרות נוספת תהיה להתקין את המכשיר באמצעות מוט הארכה כדי להרחיק אותו מהקיר, אך הוא לא נוח יותר.

בצע בזהירות את אורך המידה הנכון בין הרצפה לחיישן (קיזוז שיוגדר) וכייל את המכשיר (ראה שלב הבא). לאחר הכיול, ניתן להשתמש במכשיר ללא צורך בכיול שוב, אלא אם תזיז אותו למיקום אחר.

הפעל את המכשיר והתמקם מתחתיו, במיקום ישר ומוצק. האמצעי יינקט כאשר המכשיר יזהה אורך יציב במשך יותר מ -2.5 שניות. בשלב זה הוא ישמיע צליל מוזיקה "מוצלח" וישמור על המידה המוצגת בתצוגה.

שלב 4: כיול קיזוז

כפי שצוין קודם, עליך להגדיר את הערך הנכון (בסנטימטרים) לקיזוז, למרחק בין מכשיר המדידה לרצפה. ניתן להשיג זאת על ידי לחיצה על כפתור המקודד הסיבובי (הכולל מתג כפתור). לאחר הפעלת מצב הכיול, הגדר את המרחק הנכון על ידי סיבוב הכפתור (מוסיף בכיוון השעון סנטימטרים, חיסור נגד כיוון השעון). הקיזוז נע בין 0 ל -2.55 מ '.

בסיום, פשוט לחץ שוב על הכפתור. שני צלילים שונים ייווצרו על ידי הזמזם הפנימי בכדי לתת לך משוב אקוסטי. למצב הכיול יש פסק זמן של דקה אחת: אם לא מגדירים את הקיזוז בתוך פסק הזמן הזה, המכשיר יוצא ממצב כיול וחוזר למצב מדידה מבלי לשנות את הקיזוז המאוחסן. הקיזוז מאוחסן בזיכרון EEPROM של Arduino, כדי לשמור אותו על כיבוי לאחר מכן.

שלב 5: קוד

ST Microelectronics פרסמה ספריית API מלאה עבור VL53L0X, כולל זיהוי מחוות. לצורך המכשיר שלי, מצאתי שקל יותר להשתמש בספריית VL53L0X של Pololu עבור Arduino. ספרייה זו נועדה לספק דרך מהירה וקלה יותר להתחיל להשתמש ב- VL53L0X עם בקר תואם Arduino, בניגוד להתאמה אישית וריכוז ה- API של ST עבור Arduino.

הגדרתי את החיישן במצב HIGH ACCURACY ו- LONG RANGE, על מנת שיהיה לי יותר חופש בגובה ההתקנה והגדרת הקיזוז. זה יגרום למהירות זיהוי איטית יותר, שממילא מספיקה למטרה של מכשיר זה.

הקיזוז מאוחסן בזיכרון EEPROM של Arduino, שערכיו נשמרים כאשר הלוח כבוי.

בחלק הלולאה, המדד החדש מושווה לקודם ואם עברו 2.5 שניות על אותו מדד (ואם זה לא ערך Offrange או Timeout), המידה מופחתת מהקיזוז ומוצגת בהתמדה בתצוגה.. מוזיקת קצרים "מוצלחת" מושמעת על ידי זמזם הפיזו, כדי להודיע למשתמש על כך.

שלב 6: תרשימים

שלב 7: מארז/מארז והרכבה

מאחר וחוסר היכולת שלי לחתוך חלונות מלבניים על קופסאות מסחריות ידועה מאוד, נקטתי בדרך לעצב מארז עם CAD ולשלוח אותו להדפסה תלת -ממדית. זוהי לא הבחירה הזולה ביותר, אך היא עדיין מהווה פתרון נוח מכיוון שהיא מציעה אפשרות להיות מדויקת וגמישה מאוד במיקום כל הרכיבים.

שבב הלייזר הקטן מותקן ללא כל זכוכית מכסה, על מנת להימנע מהצלחות וצעדים לא יציבים. אם ברצונך להתקין את הלייזר מאחורי מכסה, יהיה עליך לבצע הליך כיול מורכב כפי שדווח בתיעוד ST Microelectronics.