Sa i gjatë jeni?: 7 hapa

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:20

Ndiqni rritjen e fëmijës suaj me një stadiometër dixhital

Gjatë fëmijërisë sime, nëna ime ishte mësuar të merrte periodikisht lartësinë time dhe ta shkruante në një bllok shënimesh për të ndjekur rritjen time. Sigurisht, duke mos pasur një stadiometër në shtëpi, unë isha duke qëndruar përballë murit ose shiritit të derës, ndërsa ajo mori masën me një kasetë. Tani kam një mbesë të sapolindur dhe kur të fillojë të ecë, prindërit e saj me siguri do të jenë të interesuar të ndjekin rritjen e saj në lartësi. Pra, lindi ideja e një stadiometri dixhital.

Shtë bërë rreth një Arduino Nano dhe një sensori "Koha e fluturimit" i cili mat se sa kohë i duhet dritës së vogël të lazerit për t'u kthyer në sensor.

Hapi 1: Pjesët dhe Përbërësit

• Arduino Nano Rev 3
• Sensor lazer CJMCU 530 (VL53L0x)
• KY-040 Kodifikues rrotullues
• Ekran SSD1306 OLED 128x64
• Gumëzhitës pasiv
• 2x10KΩ rezistorë

Hapi 2: Sensori

ST Microelectronics VL53L0X është një modul i gjeneratës së re të kohëzgjatjes së fluturimit (ToF) i vendosur në një paketë të vogël, duke siguruar matje të saktë të distancës, pavarësisht reflektimeve të synuara, ndryshe nga teknologjitë konvencionale.

Mund të masë distanca absolute deri në 2m. Lazeri i brendshëm është krejtësisht i padukshëm për syrin e njeriut (wavelenght 940 nm) dhe është në përputhje me standardin më të fundit për sa i përket sigurisë. Ai integron një sërë SPADs (Diodë të vetme orteku foton)

Komunikimi me sensorin bëhet përmes I2C. Meqenëse projekti përfshin edhe një I2C të instaluar (OLED), nevojiten 2 rezistorë tërheqës 10 xΩ në linjat SCL dhe SDA.

Unë kam përdorur CJMCU-530, i cili është një modul breakout që paraqet VL53L0X nga ST Microelectronics.

Hapi 3: Operacionet dhe pozicionimi i sensorit

Pasi të jetë ndërtuar dhe testuar, pajisja duhet të montohet në qendër të pjesës së sipërme të kornizës së derës; kjo ndodh sepse nëse e montoni shumë afër një muri ose një pengese, rrezja lazer IR do të ndërhyjë dhe do të krijojë një fenomen të kryqëzimit në masë. Një opsion tjetër do të ishte instalimi i pajisjes përmes një shufre zgjatimi për ta larguar atë nga muri, por është më e papërshtatshme.

Merrni me kujdes masën e saktë të gjatësisë midis dyshemesë dhe sensorit (kompensimi që do të vendoset) dhe kalibroni pajisjen (shihni hapin tjetër). Pasi të kalibrohet, pajisja mund të përdoret pa pasur nevojë të kalibrohet përsëri, përveç nëse e zhvendosni në një pozicion tjetër.

Ndizni pajisjen dhe vendoseni poshtë saj, në një pozicion të drejtë dhe të fortë. Masa do të merret kur pajisja të zbulojë një gjatësi të qëndrueshme për më shumë se 2.5 sekonda. Në atë pikë do të lëshojë një tingull muzikor "të suksesshëm" dhe do të mbajë masën e mbajtur në ekran.

Hapi 4: Kalibrimi i kompensuar

Siç u përmend më parë, duhet të vendosni vlerën e saktë (në centimetra) për kompensimin, distancën midis pajisjes matëse dhe dyshemesë. Kjo mund të arrihet duke shtypur çelësin kodues rrotullues (i cili ka një ndërprerës të butonit). Pasi të aktivizoni modalitetin e kalibrimit, vendosni distancën e duhur duke rrotulluar çelësin (në drejtim të akrepave të orës shton centimetra, zbret në drejtim të akrepave të orës). Kompensimi shkon nga 0 në 2.55 m.

Kur të keni mbaruar, thjesht shtypni përsëri çelësin. Dy tone të ndryshme do të krijohen nga zilja e brendshme për t'ju dhënë një reagim akustik. Mënyra e kalibrimit ka një afat kohor prej 1 minutë: nëse nuk e vendosni kompensimin brenda këtij afati, pajisja del nga modaliteti i kalibrimit dhe bie përsëri në modalitetin e matjes, pa ndryshuar kompensimin e ruajtur. Kompensimi ruhet në kujtesën EEPROM të Arduino, për ta mbajtur atë gjatë mbylljeve të mëvonshme.

Hapi 5: Kodi

ST Microelectronics ka lëshuar një bibliotekë të plotë API për VL53L0X, duke përfshirë zbulimin e gjesteve. Për qëllimin e pajisjes sime, e kam gjetur më të lehtë të përdor bibliotekën VL53L0X të Pololu për Arduino. Kjo bibliotekë ka për qëllim të sigurojë një mënyrë më të shpejtë dhe më të lehtë për të filluar përdorimin e VL53L0X me një kontrollues të pajtueshëm me Arduino, në kontrast me personalizimin dhe përpilimin e API-së së ST për Arduino.

Unë e kam vendosur sensorin në modalitetin SAKTACSI të Lartë dhe LONG RANGE, në mënyrë që të kem më shumë liri në lartësinë e instalimit dhe vendosjen e kompensimit. Kjo do të rezultojë në një shpejtësi më të ngadaltë të zbulimit, e cila gjithsesi është e mjaftueshme për qëllimin e kësaj pajisjeje.

Kompensimi ruhet në kujtesën EEPROM të Arduino, vlerat e të cilit ruhen kur bordi është i fikur.

Në pjesën e lakut, masa e re krahasohet me atë të mëparshme dhe nëse kalohen 2.5 sekonda në të njëjtën masë (dhe nëse NUK është një vlerë jashtë orarit ose Timeout), masa zbritet nga kompensimi dhe shfaqet në mënyrë të qëndrueshme në ekran Me Një muzikë e shkurtër "e suksesshme" luhet nga zhurma piezo, për të njoftuar me zë përdoruesin.

Hapi 6: Skemat

Hapi 7: Mbyllja/rasti dhe montimi

Meqë paaftësia ime për të prerë dritaret drejtkëndëshe në kutitë tregtare është shumë e njohur, unë mora rrugën për të hartuar një kuti me një CAD dhe për ta dërguar për printim 3D. Nuk është zgjedhja më e lirë, por është akoma një zgjidhje e përshtatshme sepse ofron mundësinë për të qenë shumë preciz dhe fleksibël në pozicionimin e të gjithë përbërësve.

Çipi i vogël lazer është montuar pa asnjë xham mbulues, në mënyrë që të shmanget kryqëzimi dhe masat e çrregullta. Nëse dëshironi të instaloni lazerin pas një mbulese, do t'ju duhet të ndërmerrni një procedurë komplekse të kalibrimit siç raportohet në dokumentacionin e ST Microelectronics.