Kuinka pitkä olet?: 7 askelta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:02

Seuraa lapsesi kasvua digitaalisella stadiometrillä

Lapsuuteni aikana äitini käytti ajoittain pituuttani ja kirjoitti sen muistiinpanoihin seuratakseni kasvua. Tietenkin, koska minulla ei ollut stadiometriä kotona, seisoin seinää tai ovenkarmia vasten, kun hän mittasi mittanauhalla. Nyt minulla on vastasyntynyt tyttärentytär ja kun hän alkaa kävellä, hänen vanhempansa ovat varmasti kiinnostuneita seuraamaan hänen kasvuaan. Niinpä syntyi ajatus digitaalisesta stadiometristä.

Se on valmistettu Arduino Nanon ja "Time of Flight" -anturin ympäriltä, joka mittaa, kuinka kauan pieni laservalo kestää palata takaisin anturiin.

Vaihe 1: Osat ja komponentit

• Arduino Nano Rev 3
• CJMCU 530 (VL53L0x) lasersensori
• KY-040 pyörivä anturi
• SSD1306 OLED 128x64 -näyttö
• Passiivinen summeri
• 2x10KΩ vastukset

Vaihe 2: Anturi

ST Microelectronics VL53L0X on uuden sukupolven Time-of-Flight (ToF) laser-etäisyysmoduuli, joka on sijoitettu pieneen pakettiin ja tarjoaa tarkan etäisyyden mittauksen riippumatta kohteen heijastuskyvystä, toisin kuin perinteiset tekniikat.

Se voi mitata absoluuttisia etäisyyksiä jopa 2 m. Sisäinen laser on täysin näkymätön ihmissilmälle (aallonpituus 940 nm) ja se täyttää uusimmat turvallisuusstandardit. Se sisältää joukon SPAD: itä (Single Photon Avalanche Diodes)

Tiedonsiirto anturille tapahtuu I2C: n kautta. Koska projekti sisältää myös toisen asennetun I2C: n (OLED), tarvitaan 2 x 10KΩ vetovoimaa SCL- ja SDA -linjoille.

Olen käyttänyt CJMCU-530: ta, joka on ST Microelectronicsin VL53L0X-murtomoduuli.

Vaihe 3: Toiminnot ja anturin sijainti

Kun laite on rakennettu ja testattu, se on asennettava ovikehyksen yläosan keskelle; tämä johtuu siitä, että jos asennat sen liian lähelle seinää tai estettä, IR -lasersäde häiritsee ja luo mittaukseen ylikuulumisilmiön. Toinen vaihtoehto olisi asentaa laite jatkotangon läpi sen siirtämiseksi pois seinästä, mutta se on hankalampaa.

Ota huolellisesti oikea pituus lattian ja anturin välillä (asetettava siirtymä) ja kalibroi laite (katso seuraava vaihe). Kalibroinnin jälkeen laitetta voidaan käyttää ilman kalibrointia uudelleen, ellet siirrä sitä toiseen asentoon.

Käynnistä laite ja aseta itsesi sen alle, suoraan ja tukevasti. Mittaus suoritetaan, kun laite havaitsee tasaisen pituuden yli 2,5 sekunnin ajan. Siinä vaiheessa se lähettää "menestys" -musiikkiäänen ja pitää mitan näytöllä.

Vaihe 4: Siirtymäkalibrointi

Kuten edellä mainittiin, sinun on asetettava oikea arvo (senttimetreinä) poikkeamaa varten, mittauslaitteen ja lattian välinen etäisyys. Tämä voidaan saavuttaa painamalla kiertokooderin nuppia (jossa on painonappikytkin). Kun olet aktivoinut kalibrointitilan, aseta oikea etäisyys kiertämällä nuppia (myötäpäivään lisätään senttimetrejä, vähennetään vastapäivään). Siirtymäalue on 0 - 2,55 m.

Kun olet valmis, paina vain nuppia uudelleen. Sisäinen summeri antaa kaksi erilaista ääntä, jotka antavat sinulle akustisen palautteen. Kalibrointitilan aikakatkaisu on 1 minuutti: jos et aseta poikkeamaa tämän aikakatkaisun aikana, laite poistuu kalibrointitilasta ja palaa mittaustilaan muuttamatta tallennettua poikkeamaa. Siirtymä tallennetaan Arduinon EEPROM -muistiin, jotta se pysyy myöhempien sammutusten ajan.

Vaihe 5: Koodi

ST Microelectronics on julkaissut täyden API -kirjaston VL53L0X -laitteelle, joka sisältää eleiden havaitsemisen. Laitettani varten olen löytänyt helpomman käyttää Pololun VL53L0X -kirjastoa Arduinolle. Tämän kirjaston tarkoituksena on tarjota nopeampi ja helpompi tapa aloittaa VL53L0X: n käyttö Arduino-yhteensopivan ohjaimen kanssa, toisin kuin ST: n sovellusliittymän mukauttaminen ja kokoaminen Arduinolle.

Olen asettanut anturin HIGH TARKKUUS- ja LONG RANGE -tilaan, jotta saat enemmän vapautta asennuskorkeuden ja offset -asetuksen suhteen. Tämä johtaa hitaampaan havaitsemisnopeuteen, joka riittää joka tapauksessa tähän laitteeseen.

Siirtymä tallennetaan Arduinon EEPROM -muistiin, jonka arvot säilytetään, kun levy sammutetaan.

Silmukkaosassa uutta mittausta verrataan edelliseen ja jos 2,5 sekuntia kuluu samalla mitalla (ja jos se EI ole poikkeama- tai aikakatkaisuarvo), mittaus vähennetään siirtymästä ja näytetään tasaisesti näytössä. Pietsosummeri soittaa "onnistunutta" lyhytmusiikkia ilmoittaakseen siitä käyttäjälle.

Vaihe 6: Kaaviot

Vaihe 7: Kotelo/kotelo ja kokoaminen

Koska kyvyttömyys leikata suorakulmaisia ikkunoita kaupallisiin laatikoihin on hyvin tiedossa, otin polun suunnittelemalla kotelon, jossa on CAD, ja lähettämään sen 3D -tulostusta varten. Se ei ole halvin vaihtoehto, mutta silti kätevä ratkaisu, koska se tarjoaa mahdollisuuden olla erittäin tarkka ja joustava kaikkien komponenttien sijoittelussa.

Pieni lasersiru on asennettu ilman peitelasia, jotta vältetään ylikuuluminen ja epätasaiset toimenpiteet. Jos haluat asentaa laserin kannen taakse, sinun on suoritettava monimutkainen kalibrointimenettely ST Microelectronics -dokumentaation mukaisesti.