Колко сте високи?: 7 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:52

Следвайте растежа на вашето дете с цифров стадиометър

По време на моето детство майка ми беше използвана периодично да взема моя ръст и да го записва на блокчета, за да проследи растежа ми. Разбира се, без да имам стадиометър вкъщи, аз стоях до стената или докоса на вратата, докато тя взе мярката с лента. Сега имам новородена внучка и когато тя започне да ходи, родителите й със сигурност ще се заинтересуват да следят нейния растеж във височина. Така се роди идеята за цифров стадиометър.

Той е направен около Arduino Nano и сензор за "Време на полет", който измерва колко време на малката лазерна светлина отнема да отскочи обратно към сензора.

Стъпка 1: Части и компоненти

• Arduino Nano Rev 3
• CJMCU 530 (VL53L0x) лазерен сензор
• Ротационен енкодер KY-040
• SSD1306 OLED 128x64 дисплей
• Пасивен зумер
• 2x10KΩ резистори

Стъпка 2: Сензорът

ST Microelectronics VL53L0X е ново поколение лазерно обхващащ модул Time-of-Flight (ToF), разположен в малък пакет, осигуряващ точно измерване на разстоянието, независимо от отраженията на целта, за разлика от конвенционалните технологии.

Той може да измерва абсолютни разстояния до 2 м. Вътрешният лазер е напълно невидим за човешкото око (дължина на вълната 940 nm) и отговаря на най -новите стандарти по отношение на безопасността. Той интегрира масив от SPAD (Single Photon Avalanche Diodes)

Комуникацията със сензора се осъществява по I2C. Тъй като проектът включва и друг инсталиран I2C (OLED), 2 x 10KΩ резистори са необходими на SCL и SDA линиите.

Използвал съм CJMCU-530, който е пробивен модул, включващ VL53L0X от ST Microelectronics.

Стъпка 3: Операции и позициониране на сензора

След като бъде построен и тестван, устройството трябва да бъде монтирано в центъра на рамката на вратата; това е така, защото ако го монтирате твърде близо до стена или препятствие, лъчът на инфрачервения лазер ще бъде намесен и ще създаде феномен на кръстосани разговори по мярката. Друг вариант би бил да инсталирате устройството през удължителен прът, за да го отдалечите от стената, но това е по -неудобно.

Внимателно вземете правилната мярка за дължина между пода и сензора (изместването трябва да бъде зададено) и калибрирайте устройството (вижте следващата стъпка). След калибриране устройството може да се използва без да е необходимо да се калибрира отново, освен ако не го преместите в друго положение.

Включете устройството и се поставете под него, в права и твърда позиция. Мярката ще бъде предприета, когато устройството установи постоянна продължителност за повече от 2,5 секунди. В този момент той ще издава "успешен" музикален звук и ще задържи мярката на дисплея.

Стъпка 4: Калибриране на офсета

Както бе споменато по -горе, трябва да зададете правилната стойност (в сантиметри) за изместването, разстоянието между измервателното устройство и пода. Това може да се постигне чрез натискане на въртящото се кодиращо копче (което има бутон за превключване). След като активирате режима на калибриране, задайте правилното разстояние, като завъртите копчето (добавя сантиметри по часовниковата стрелка, изважда обратно на часовниковата стрелка). Отклоненията варират от 0 до 2,55 m.

Когато приключите, просто натиснете отново копчето. Вътрешният зумер ще генерира два различни тона, за да ви даде акустична обратна връзка. Режимът на калибриране има таймаут от 1 минута: ако не зададете отместването в рамките на този таймаут, устройството излиза от режима на калибриране и се връща в режим на измерване, без да променя запаметеното отместване. Отместването се съхранява в EEPROM паметта на Arduino, за да се поддържа чрез последващи изключвания.

Стъпка 5: Код

ST Microelectronics пусна пълна API библиотека за VL53L0X, включително откриване на жестове. За целите на моето устройство ми стана по -лесно да използвам библиотеката VOL53L0X на Pololu за Arduino. Тази библиотека има за цел да осигури по-бърз и по-лесен начин да започнете да използвате VL53L0X с Arduino-съвместим контролер, за разлика от персонализирането и компилирането на API на ST за Arduino.

Задал съм сензора в режим ВИСОКА ТОЧНОСТ и ДЪЛГО ДИАПАЗОН, за да има по -голяма свобода при настройката на височината на инсталиране и изместването. Това ще доведе до по -бавна скорост на откриване, което така или иначе е достатъчно за целите на това устройство.

Отместването се съхранява в EEPROM паметта на Arduino, чиито стойности се запазват, когато платката е изключена.

В раздела на цикъла новата мярка се сравнява с предишната и ако на една и съща мярка са преминали 2,5 секунди (и ако това НЕ е стойност на отклонение или изчакване), мярката се изважда от отместването и се показва постоянно на дисплея. „Успешна“кратка музика се възпроизвежда от пиезо зумера, за да уведоми слухово потребителя.

Стъпка 6: Схеми

Стъпка 7: Приложение/кутия и сглобяване

Тъй като невъзможността ми да изрязвам правоъгълни прозорци върху търговски кутии е много добре известна, поех по пътя да проектирам корпус с CAD и да го изпратя за 3D печат. Това не е най -евтиният избор, но все пак е удобно решение, тъй като предлага възможността да бъде много прецизен и гъвкав при позиционирането на всички компоненти.

Малкият лазерен чип е монтиран без покривно стъкло, за да се избегнат кръстосани смущения и нестабилни мерки. Ако искате да инсталирате лазера зад капак, ще трябва да предприемете сложна процедура за калибриране, както е посочено в документацията на ST Microelectronics.