Quina alçada tens ?: 7 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:14

Seguiu el creixement del vostre fill amb un estadiòmetre digital

Durant la meva infantesa, la meva mare s’acostumava a agafar periòdicament la meva alçada i a escriure-la en notes de bloc per seguir el meu creixement. Per descomptat, al no tenir un estadiòmetre a casa, jo estava parat contra la paret o el brancal de la porta mentre ella prenia la mesura amb una cinta adhesiva. Ara tinc una néta acabada de néixer i quan comenci a caminar, els seus pares segur que estaran interessats a seguir el seu creixement en alçada. Per tant, va néixer la idea d’un estadiòmetre digital.

Es fabrica al voltant d'un sensor Arduino Nano i un sensor "Temps de vol" que mesura el temps que la petita llum làser triga a rebotar cap al sensor.

Pas 1: parts i components

• Arduino Nano Rev 3
• Sensor làser CJMCU 530 (VL53L0x)
• Codificador rotatiu KY-040
• Pantalla OLED 128x64 SSD1306
• Zumbador passiu
• Resistències de 2x10KΩ

Pas 2: el sensor

El ST Microelectronics VL53L0X és un mòdul de gamma làser Time-of-Flight (ToF) de nova generació ubicat en un petit paquet, que proporciona una mesura de distància precisa independentment de les reflectàncies objectiu a diferència de les tecnologies convencionals.

Pot mesurar distàncies absolutes de fins a 2 m. El làser intern és totalment invisible per a l'ull humà (longitud d'ona 940 nm) i compleix amb les últimes normes de seguretat. Integra una gran varietat de SPAD (díodes d’allau de fotó únic)

La comunicació amb el sensor es realitza mitjançant I2C. Com que el projecte inclou també un altre I2C instal·lat (l’OLED), es necessiten 2 resistències de tracció de 10KΩ a les línies SCL i SDA.

He utilitzat el CJMCU-530, que és un mòdul que presenta el VL53L0X de ST Microelectronics.

Pas 3: Operacions i posicionament del sensor

Un cop construït i provat, el dispositiu s’ha de muntar al centre d’una part superior del marc de la porta; això es deu al fet que si el munteu massa a prop d'una paret o d'un obstacle, el raig làser IR es veurà interferit i crearà un fenomen cromàtic a la mesura. Una altra opció seria instal·lar el dispositiu a través d’una barra d’extensió per allunyar-lo de la paret, però és més incòmode.

Preneu amb cura la mesura de longitud correcta entre el sòl i el sensor (desplaçament que cal configurar) i calibreu el dispositiu (vegeu el següent pas). Un cop calibrat, es pot fer servir el dispositiu sense necessitat de tornar-lo a calibrar, tret que el moveu a una altra posició.

Enceneu el dispositiu i col·loqueu-vos a sota, en posició recta i ferma. La mesura es prendrà quan el dispositiu detecti una durada constant durant més de 2,5 segons. En aquest moment, emetrà un so musical "d'èxit" i mantindrà la mesura a la pantalla.

Pas 4: Calibratge de desplaçament

Com s’ha esmentat anteriorment, haureu d’establir el valor correcte (en centímetres) de l’òfset, la distància entre el dispositiu de mesura i el terra. Això es pot aconseguir prement el comandament rotatiu del codificador (que té un polsador). Un cop activat el mode de calibratge, configureu la distància correcta girant el comandament (en sentit horari afegeix centímetres, restant en sentit antihorari). El desplaçament oscil·la entre 0 i 2,55 m.

Quan hàgiu acabat, només heu de prémer el botó. El brunzidor intern generarà dos tons diferents per donar-vos una retroalimentació acústica. El mode de calibratge té un temps d’espera d’1 minut: si no definiu l’offset en aquest temps, el dispositiu surt del mode de calibratge i torna al mode de mesura, sense canviar l’offset emmagatzemat. El desplaçament s’emmagatzema a la memòria EEPROM d’Arduino per mantenir-lo a través dels apagats posteriors.

Pas 5: Codi

ST Microelectronics ha llançat una biblioteca API completa per al VL53L0X, que inclou la detecció de gestos. Als efectes del meu dispositiu, he trobat que és més fàcil utilitzar la biblioteca VL53L0X de Pololu per a Arduino. Aquesta biblioteca pretén proporcionar una manera més ràpida i senzilla de començar a utilitzar el VL53L0X amb un controlador compatible amb Arduino, en contrast amb la personalització i compilació de l'API de ST per a l'Arduino.

He configurat el sensor en el mode ALTA PRECISIÓ i LONG RANG, per tal de tenir més llibertat quant a l'alçada d'instal·lació i la configuració de desplaçament. Això donarà lloc a una velocitat de detecció més lenta, que de tota manera és suficient per al propòsit d’aquest dispositiu.

El desplaçament s’emmagatzema a la memòria EEPROM d’Arduino, els valors del qual es mantenen quan la placa està apagada.

A la secció de bucle, la nova mesura es compara amb l'anterior i si es passen 2,5 segons a la mateixa mesura (i si NO és un valor Offrange o Timeout), la mesura es resta de la compensació i es mostra constantment a la pantalla. El brunzidor piezo reprodueix una música curta "reeixida" per notificar-ho auditivament a l'usuari.

Pas 6: Esquemes

Pas 7: caixa / caixa i muntatge

Com que és molt coneguda la meva incapacitat per tallar finestres rectangulars en caixes comercials, vaig emprendre el camí per dissenyar un estoig amb un CAD i enviar-lo per a la impressió 3D. No és l’opció més barata, però continua sent una solució convenient, ja que ofereix la possibilitat de ser molt precís i flexible en el posicionament de tots els components.

El petit xip làser es munta sense cap tapa de vidre, per tal d’evitar la diafonía i mesures erràtiques. Si voleu instal·lar el làser darrere d’una tapa, haureu d’emprendre un procediment de calibratge complex, tal com s’indica a la documentació de ST Microelectronics.