Digital Spirit Level a DIY Project Module per Electronicslovers: 6 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:12

Hi ha un moment en què necessiteu muntar un moble o alguna cosa similar a casa vostra i, per a un muntatge recte, tothom utilitza habitualment un nivell d’aiguabarreig. L’equip tècnic ElectronicsLovers ha creat aquest mòdul, que té una diferència respecte a l’habitual: és digital. Aquest projecte també és útil per a les persones que construeixen models RC, ja que pot ser obligatori adquirir angles en diferents direccions per processar-los posteriorment per utilitzar-los en diferents càlculs, com ara l'estabilització, per exemple.

En aquest projecte, utilitzarem un accelerador de tres eixos GY-521 per determinar en quin angle es troba una superfície. Per mostrar l’angle, utilitzarem una pantalla de 7 segments de 4 dígits. El µC utilitzat serà un Arduino Nano, per tal de mantenir tot compacte al PCB.

Pas 1: descripció dels components

Acceleròmetre GY-521

Aquest mòdul és un dels millors sensors IMU (Inertia Measurement Unit) que és compatible amb Arduino. Els sensors IMU com el GY-521 s’utilitzen en robots d’equilibri automàtic, UAV, telèfons intel·ligents, etc. El sensor GY-521 conté un acceleròmetre MEMS i un MEMSgyro en un sol xip. És molt precís, ja que conté un ADC de 16 bits per a cada canal. A més, capta els canals x, y i z al mateix temps. El sensor utilitza el bus I2C per connectar-se amb l’Arduino. El GY-521 no és car, sobretot tenint en compte que combina un acceleròmetre i un giroscopi.

7 segments: pantalla de 4 dígits

Quan utilitzeu una pantalla de 4 dígits de 7 segments, heu de recordar que hi ha 2 tipus: un ànode comú i un càtode comú. Si el vostre mòdul és l'ànode comú, el pin d'ànode comú es connecta a la font d'alimentació; si és el càtode comú, el passador de càtode comú es connecta al GND. Quan s’utilitza una pantalla de 4 dígits de 7 segments, s’utilitza l’ànode comú o el pin càtode comú per controlar quin dígit es mostra. Tot i que només hi ha un dígit en funcionament, el principi de Persistència de la Visió us permet veure tots els números mostrats, ja que cada velocitat d’escaneig és tan ràpida que gairebé no noteu els intervals.

Pas 2: Com funciona?

Els sensors IMU solen estar formats per dues o més parts. Enumerant-los per prioritat, són un acceleròmetre, un giroscopi, un magnetòmetre i un altímetre. El GY-521 és un sensor de 6 DOF (graus de llibertat) o de sis eixos, el que significa que dóna sis valors com a sortida. Tres valors de l’acceleròmetre i tres del giroscopi. El GY-521 és un sensor basat en la tecnologia MEMS (Micro Electro Mechanical Systems). Tant l'acceleròmetre com el giroscopi estan incrustats dins d'un sol xip. Aquest xip utilitza el sistema I2C Bus per a la comunicació.

Pas 3: diagrama esquemàtic i visualització de l'angle a la pantalla de 7 segments

El principi de funcionament d’aquest projecte és molt senzill: mitjançant el protocol de comunicació I2C, l’Arduino rep contínuament l’angle per a la direcció Y (perquè és l’eix que mostra un nivell espiritual). A continuació, es dóna el valor de l'angle a una funció que el mostra a la pantalla.

Ara, com ja sabreu, un ADC de 16 bits com aquest dóna un valor màxim de 65536, per a l’angle màxim (que és de 90 graus). Com que l’ADC del xip es divideix en 4 canals, tenim un màxim de valor de 16384 per a cada canal. Així, -16384 significarà -90 graus, mentre que +16384 significarà 90 graus. Per al nostre Arduino, això no significa res més que una simple funció de mapa: tingueu en compte que la variable AcY és de tipus llarg, cosa que significa que la variable assignada, en el nostre angle de cas, també ha de ser llarga.

Pas 4: Disseny de PCB per al mòdul Digital Spirit |

Hem dissenyat un model de PCB per al nostre mòdul d’esperit digital mitjançant l’ús de la millor eina de simulació de PCB en línia que es coneix com EasyEDA. on fins i tot podeu modificar les vostres habilitats. És un lloc que us ofereix excel·lents eines EDA basades en web per a enginyers electrònics, educadors, estudiants, creadors i entusiastes. Tots podeu utilitzar aquestes eines de forma gratuïta i crear les vostres pròpies plaques de circuits impresos basades en la web. No cal instal·lar cap programari. Només cal que obriu EasyEDA en qualsevol navegador web compatible amb els estàndards HTML5.

PCB Gerber View - JLCPCB Online Gerber Viewer

Pas 5: Arribem els PCB per al nostre projecte

Vam demanar PCB en línia per al nostre mòdul de producte a JLCPCB. Ens van proporcionar els PCB d’aquest projecte, que vam utilitzar per muntar-hi tots els components. JLCPCB és l’empresa de prototips de PCB més gran de la Xina i un fabricant d’alta tecnologia especialitzat en la producció ràpida de prototips de PCB. Tenen la millor oferta per a PCB: 10 peces per només 2 $. Si voleu prototipar el vostre propi PCB, aneu a jlcpcb.com i pengeu el fitxer Gerber per obtenir PCB d’alta qualitat.

2 dòlars per a 10 PCB (24 hores de canvi ràpid:

• Els PCB eren excel·lents, la qualitat era robusta, resistent i molt bonica.
• Molt bon preu. 100% de qualitat o renaixement garantit.
• Bon termini de lliurament: 3 dies per DHL. Comanda de compra en línia.
• Procés de producció ràpid Assistència tècnica, en cas que algú respongui.

Pas 6: Mireu el vídeo final | Pressupost PCB | Muntatge de PCB

Versió 2.0

Actualment estem treballant en la propera versió d’aquest projecte. Estem disposats a implementar una pantalla OLED per obtenir una millor visió general dels angles mesurats pel mòdul. També volem que aquest mòdul sigui més compacte i portàtil. Estigueu atents a les actualitzacions.

Per obtenir codi font, visiteu: Digital Spirit Level A DIY Project Module per Electronicslovers