Berapa Tinggi Anda ?: 7 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:10

Ikuti perkembangan anak anda dengan stadiometer digital

Semasa kecil saya, ibu saya biasa mengambil ketinggian saya secara berkala dan menuliskannya pada nota blok untuk mengikuti pertumbuhan saya. Sudah tentu, tidak mempunyai stadiometer di rumah, saya berdiri di dinding atau pintu pintu sementara dia mengambil ukuran dengan pita. Sekarang saya mempunyai seorang cucu perempuan yang baru lahir dan ketika dia mula berjalan kaki, ibu bapanya pasti akan berminat mengikuti pertumbuhannya yang tinggi. Oleh itu, lahirlah idea stadiometer digital.

Ia dibuat di sekitar Arduino Nano dan sensor "Time of Flight" yang mengukur berapa lama cahaya laser kecil untuk kembali ke sensor.

Langkah 1: Bahagian dan Komponen

• Arduino Nano Rev 3
• Sensor laser CJMCU 530 (VL53L0x)
• Pengekod Rotary KY-040
• Paparan SSD1306 OLED 128x64
• Buzzer pasif
• Perintang 2x10KΩ

Langkah 2: Sensor

ST Microelectronics VL53L0X adalah modul berjangka laser Time-of-Flight (ToF) generasi baru yang ditempatkan dalam pakej kecil, memberikan pengukuran jarak yang tepat apa pun pantulan sasaran tidak seperti teknologi konvensional.

Ia dapat mengukur jarak mutlak hingga 2m. Laser dalaman sama sekali tidak dapat dilihat oleh mata manusia (panjang gelombang 940 nm) dan mematuhi standard terkini dari segi keselamatan. Ia menggabungkan pelbagai SPAD (Single Photon Avalanche Diodes)

Berkomunikasi dengan sensor dilakukan melalui I2C. Oleh kerana projek ini juga merangkumi I2C lain yang dipasang (OLED), 2 x 10KΩ resistor penarik diperlukan pada garis SCL dan SDA.

Saya telah menggunakan CJMCU-530, yang merupakan modul pelarian yang menampilkan VL53L0X oleh ST Microelectronics.

Langkah 3: Operasi dan Kedudukan Sensor

Setelah dibina dan diuji, peranti harus dipasang di bahagian tengah kerangka pintu; ini kerana jika anda memasangnya terlalu dekat dengan dinding atau halangan, sinar laser IR akan terganggu dan mewujudkan fenomena crosstalk pada ukuran. Pilihan lain ialah memasang peranti melalui batang pelanjutan untuk menjauhkannya dari dinding, tetapi lebih menyusahkan.

Berhati-hati mengambil ukuran panjang yang betul antara lantai dan sensor (diimbangi diatur) dan kalibrasi peranti (lihat langkah seterusnya). Setelah dikalibrasi, peranti boleh digunakan tanpa perlu mengkalibrasi lagi, kecuali anda memindahkannya ke kedudukan lain.

Hidupkan peranti dan letakkan diri anda di bawahnya, dalam kedudukan lurus dan tegas. Langkah akan diambil apabila peranti mengesan panjang yang stabil selama lebih dari 2.5 saat. Pada ketika itu ia akan mengeluarkan suara muzik "berjaya" dan menjaga ukuran tetap dipamerkan.

Langkah 4: Penentukuran Offset

Seperti yang disebutkan sebelumnya, anda perlu menetapkan nilai yang betul (dalam sentimeter) untuk ofset, jarak antara alat ukur dan lantai. Ini dapat dicapai dengan menekan tombol rotary encoder (yang mempunyai suis tekan butang). Setelah diaktifkan mod penentukuran, tetapkan jarak yang tepat dengan memutar kenop (mengikut arah jam menambah sentimeter, tolak lawan jam). Offset berkisar antara 0 hingga 2.55 m.

Setelah selesai, tekan butang sekali lagi. Dua nada yang berbeza akan dihasilkan oleh buzzer dalaman untuk memberi anda maklum balas akustik. Mod penentukuran mempunyai batas waktu 1 minit: jika anda tidak menetapkan offset dalam batas waktu ini, peranti akan keluar dari mod penentukuran dan kembali ke mod pengukuran, tanpa mengubah offset yang disimpan. Offset disimpan ke dalam memori EEPROM Arduino, untuk mengekalkannya melalui penutupan berikutnya.

Langkah 5: Kod

ST Microelectronics telah mengeluarkan perpustakaan API penuh untuk VL53L0X, termasuk pengesanan gerak isyarat. Untuk tujuan peranti saya, saya lebih mudah menggunakan perpustakaan VL53L0X Pololu untuk Arduino. Perpustakaan ini bertujuan untuk menyediakan cara yang lebih cepat dan lebih mudah untuk memulakan penggunaan VL53L0X dengan pengawal yang serasi dengan Arduino, berbeza dengan menyesuaikan dan menyusun API ST untuk Arduino.

Saya telah menetapkan sensor dalam mod KETEPATAN TINGGI dan JANGKA PANJANG, agar lebih bebas pada ketinggian pemasangan dan pengaturan ofset. Ini akan menghasilkan kelajuan pengesanan yang lebih lambat, yang cukup untuk tujuan peranti ini.

Offset disimpan dalam memori EEPROM Arduino, yang nilainya disimpan ketika papan dimatikan.

Di bahagian gelung, ukuran baru dibandingkan dengan yang sebelumnya dan jika 2.5 saat dilewatkan pada ukuran yang sama (dan jika BUKAN nilai Offrange atau Timeout), ukuran dikurangkan dari ofset dan ditunjukkan dengan stabil pada paparan. Muzik pendek "berjaya" dimainkan oleh piezo buzzer, untuk memberitahu pengguna secara lisan.

Langkah 6: Skematik

Langkah 7: Kandang / kes dan Pemasangan

Oleh kerana ketidakupayaan saya untuk memotong tingkap segi empat tepat pada kotak komersial sangat terkenal, saya mengambil jalan untuk merancang casing dengan CAD dan menghantarnya untuk dicetak 3D. Ini bukan pilihan yang paling murah, tetapi masih merupakan penyelesaian yang mudah kerana ia menawarkan kemungkinan sangat tepat dan fleksibel pada kedudukan semua komponen.

Cip laser kecil dipasang tanpa kaca penutup, untuk mengelakkan langkah silang dan tidak menentu. Sekiranya anda ingin memasang laser di belakang penutup, anda perlu melakukan prosedur penentukuran yang kompleks seperti yang dilaporkan dalam dokumentasi ST Microelectronics.