Hvor høy er du ?: 7 trinn

2025 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2025-01-23 15:02

Følg barnets vekst med et digitalt stadiometer

I løpet av min barndom var min mor vant til å ta høyden min med jevne mellomrom og skrive det ned på en blokknotat for å følge min vekst. Selvfølgelig, uten å ha et stadiometer hjemme, sto jeg mot veggen eller dørkarmen mens hun tok tiltaket med et bånd. Nå har jeg en nyfødt barnebarn, og når hun begynner å gå, vil foreldrene hennes sikkert være interessert i å følge hennes vekst i høyden. Så ideen om et digitalt stadiometer ble født.

Den er laget rundt en Arduino Nano og en "Time of Flight" -sensor som måler hvor lang tid det lille laserlyset tar å sprette tilbake til sensoren.

Trinn 1: Deler og komponenter

• Arduino Nano Rev 3
• CJMCU 530 (VL53L0x) lasersensor
• KY-040 Rotary Encoder
• SSD1306 OLED 128x64 skjerm
• Passiv summer
• 2x10KΩ motstander

Trinn 2: Sensoren

ST Microelectronics VL53L0X er en ny generasjon laser-avstandsmodul Time-of-Flight (ToF) plassert i en liten pakke, som gir nøyaktig avstandsmåling uansett målrefleksjoner i motsetning til konvensjonell teknologi.

Den kan måle absolutte avstander opp til 2m. Den interne laseren er totalt usynlig for det menneskelige øye (bølgelengde 940 nm) og overholder den nyeste standarden når det gjelder sikkerhet. Den integrerer en rekke SPAD -er (Single Photon Avalanche Diodes)

Kommunikasjon til sensoren skjer over I2C. Siden prosjektet også inkluderer en annen I2C installert (OLED), er det nødvendig med 2 x 10KΩ pullup -motstander på SCL- og SDA -linjene.

Jeg har brukt CJMCU-530, som er en breakout-modul med VL53L0X av ST Microelectronics.

Trinn 3: Drift og sensorposisjonering

Når den er bygget og testet, bør enheten monteres på midten av en dørkarme. Dette er fordi hvis du monterer den for nær en vegg eller et hinder, vil IR -laserstrålen bli forstyrret og skape et krysstale -fenomen på målet. Et annet alternativ ville være å installere enheten gjennom en forlengelsesstang for å flytte den bort fra veggen, men det er mer upraktisk.

Ta forsiktig det riktige lengdemålet mellom gulv og sensor (forskyvning som skal settes) og kalibrer enheten (se neste trinn). Når den er kalibrert, kan enheten brukes uten å måtte kalibrere igjen, med mindre du flytter den til en annen posisjon.

Slå på enheten og plasser deg under den, i en rett og fast posisjon. Tiltaket vil bli iverksatt når enheten oppdager en jevn lengde i mer enn 2,5 sekunder. På dette tidspunktet vil den avgi en "suksess" musikklyd og holde målingen på skjermen.

Trinn 4: Forskyvningskalibrering

Som nevnt tidligere må du angi riktig verdi (i centimeter) for forskyvningen, avstanden mellom måleenheten og gulvet. Dette kan oppnås ved å trykke på dreiekoderknappen (som har en trykknapp). Når kalibreringsmodusen er aktivert, stiller du inn riktig avstand ved å dreie knappen (med klokken legger du centimeter, trekker mot klokken). Forskyvning varierer fra 0 til 2,55 m.

Når du er ferdig, trykker du bare på knappen igjen. To forskjellige toner vil bli generert av den interne summeren for å gi deg en akustisk tilbakemelding. Kalibreringsmodusen har en timeout på 1 minutt: hvis du ikke angir forskyvningen innen denne tidsavbruddet, går enheten ut av kalibreringsmodus og går tilbake til målemodus, uten å endre den lagrede forskyvningen. Forskyvningen lagres i Arduinos EEPROM -minne, for å beholde den gjennom påfølgende nedleggelser.

Trinn 5: Kode

ST Microelectronics har gitt ut et komplett API -bibliotek for VL53L0X, inkludert bevegelsesdeteksjon. Med tanke på enheten min har jeg funnet lettere å bruke Pololus VL53L0X -bibliotek for Arduino. Dette biblioteket er ment å gi en raskere og enklere måte å komme i gang med å bruke VL53L0X med en Arduino-kompatibel kontroller, i motsetning til å tilpasse og kompilere STs API for Arduino.

Jeg har satt sensoren i HIGH ACCURACY og LONG RANGE -modus, for å få mer frihet ved installasjonshøyde og offset -innstilling. Dette vil resultere i en lavere deteksjonshastighet, som uansett er nok for formålet med denne enheten.

Forskyvningen lagres i Arduinos EEPROM -minne, hvis verdier beholdes når kortet slås av.

I sløyfedelen blir det nye målet sammenlignet med det forrige, og hvis det er gått 2,5 sekunder på det samme målet (og hvis det IKKE er en verdi for offrange eller timeout), trekkes målet fra forskyvningen og vises jevnt på displayet. En "vellykket" kortmusikk spilles av piezo -summeren, for å varsle brukeren.

Trinn 6: Skjemaer

Trinn 7: Vedlegg/eske og montering

Siden min manglende evne til å kutte rektangulære vinduer på kommersielle esker er veldig kjent, tok jeg veien for å designe et etui med en CAD og sende det for 3D -utskrift. Det er ikke det billigste valget, men det er fortsatt en praktisk løsning fordi det gir muligheten til å være veldig presis og fleksibel når det gjelder posisjonering av alle komponentene.

Den lille laserbrikken er montert uten dekkglass for å unngå kryssing og uberegnelige tiltak. Hvis du vil installere laseren bak et deksel, må du utføre en kompleks kalibreringsprosedyre som beskrevet i ST Microelectronics 'dokumentasjon.