Hvor høj er du ?: 7 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:28

Følg dit barns vækst med et digitalt stadiometer

I min barndom var min mor vant til periodisk at tage min højde og skrive det ned på en bloknote for at følge min vækst. Selvfølgelig uden at have et stadiometer derhjemme, stod jeg mod væggen eller dørkarmen, mens hun tog målingen med et bånd. Nu har jeg en nyfødt barnebarn, og når hun begynder at gå, vil hendes forældre helt sikkert være interesseret i at følge hendes vækst i højden. Så tanken om et digitalt stadiometer blev født.

Det er lavet omkring en Arduino Nano og en "Time of Flight" sensor, der måler, hvor lang tid det lille laserlys tager at hoppe tilbage til sensoren.

Trin 1: Dele og komponenter

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

Trin 2: Sensoren

ST Microelectronics VL53L0X er en ny generation Time-of-Flight (ToF) laser-range-modul, der er placeret i en lille pakke, der giver nøjagtig afstandsmåling uanset målreflektanserne i modsætning til konventionelle teknologier.

Det kan måle absolutte afstande op til 2m. Den interne laser er totalt usynlig for det menneskelige øje (bølgelængde 940 nm) og overholder den nyeste standard med hensyn til sikkerhed. Det integrerer en række SPAD'er (Single Photon Avalanche Diodes)

Kommunikation til sensoren sker over I2C. Da projektet også inkluderer en anden installeret I2C (OLED), er der brug for 2 x 10KΩ pullup -modstande på SCL- og SDA -linjerne.

Jeg har brugt CJMCU-530, som er et breakout-modul med VL53L0X fra ST Microelectronics.

Trin 3: Betjening og sensorpositionering

Når den er bygget og testet, skal enheden monteres i midten af en dørkarme; dette er fordi, hvis du monterer det for tæt på en væg eller en forhindring, vil IR -laserstrålen blive forstyrret og skabe et krydstale -fænomen på målingen. En anden mulighed ville være at installere enheden gennem en forlængerstang for at flytte den væk fra væggen, men det er mere ubelejligt.

Tag omhyggeligt den korrekte længdemål mellem gulv og sensor (forskydning, der skal indstilles), og kalibrer enheden (se næste trin). Når den er kalibreret, kan enheden bruges uden at skulle kalibreres igen, medmindre du flytter den til en anden position.

Tænd for enheden, og placer dig selv under den i en lige og fast position. Foranstaltningen træffes, når enheden registrerer en konstant længde i mere end 2,5 sekunder. På det tidspunkt udsender den en "succes" musiklyd og holder målingen på displayet.

Trin 4: Offset kalibrering

Som tidligere nævnt skal du indstille den korrekte værdi (i centimeter) for forskydningen, afstanden mellem måleenheden og gulvet. Dette kan opnås ved at trykke på drejeknapknappen (som har en trykknapkontakt). Når kalibreringstilstanden er aktiveret, skal du indstille den rigtige afstand ved at dreje knappen (med uret tilføjer centimeter, mod uret trækkes fra). Forskydning varierer fra 0 til 2,55 m.

Når du er færdig, skal du bare trykke på knappen igen. To forskellige toner genereres af den interne summer for at give dig en akustisk feedback. Kalibreringstilstanden har en timeout på 1 minut: Hvis du ikke indstiller forskydningen inden for denne timeout, forlader enheden kalibreringstilstanden og falder tilbage til målingstilstand uden at ændre den lagrede forskydning. Offset lagres i Arduinos EEPROM -hukommelse for at holde det gennem efterfølgende nedlukninger.

Trin 5: Kode

ST Microelectronics har udgivet et fuldt API -bibliotek til VL53L0X, herunder bevægelsesdetektering. I forbindelse med min enhed har jeg fundet lettere at bruge Pololus VL53L0X -bibliotek til Arduino. Dette bibliotek er beregnet til at give en hurtigere og lettere måde at komme i gang med at bruge VL53L0X med en Arduino-kompatibel controller, i modsætning til at tilpasse og kompilere ST's API til Arduino.

Jeg har indstillet sensoren til HIGH ACCURACY og LONG RANGE mode, for at få mere frihed til installationshøjde og offset -indstilling. Dette vil resultere i en langsommere detektionshastighed, hvilket alligevel er nok til formålet med denne enhed.

Offset gemmes i Arduinos EEPROM -hukommelse, hvis værdier bevares, når kortet slukkes.

I loop -sektionen sammenlignes det nye mål med det foregående, og hvis der er gået 2,5 sekunder på det samme mål (og hvis det IKKE er en værdi for offrange eller timeout), trækkes målet fra offset og vises jævnt på displayet. En "vellykket" kort musik afspilles af piezo -summeren for at give brugeren en lyd.

Trin 6: Skemaer

Trin 7: Kabinet/sag og samling

Da min manglende evne til at skære rektangulære vinduer på kommercielle kasser meget velkendt, tog jeg vejen til at designe en sag med en CAD og sende den til 3D -print. Det er ikke det billigste valg, men det er stadig en bekvem løsning, fordi det giver mulighed for at være meget præcis og fleksibel med hensyn til placeringen af alle komponenterne.

Den lille laserchip er monteret uden dækglas for at undgå krydstale og uregelmæssige foranstaltninger. Hvis du vil installere laseren bag et dæksel, skal du foretage en kompleks kalibreringsprocedure som beskrevet i ST Microelectronics 'dokumentation.