قد شما چقدر است؟: 7 قدم

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:55

رشد کودک خود را با استادیومتر دیجیتال دنبال کنید

در دوران کودکی من ، مادرم عادت داشت مرتباً قد من را بگیرد و آن را روی یادداشت های بلوک بنویسد تا رشد من را دنبال کند. البته ، بدون داشتن یک استادیومتر در خانه ، من مقابل دیوار یا گیربکس ایستاده بودم در حالی که او اندازه گیری را با نوار انجام می داد. در حال حاضر من یک نوه تازه متولد شده دارم و وقتی او شروع به راه رفتن می کند ، والدینش مطمئناً علاقه مند خواهند بود که قد او را دنبال کنند. بنابراین ، ایده یک سنج سنج دیجیتال متولد شد.

این دستگاه در اطراف یک آردوینو نانو و یک سنسور "زمان پرواز" ساخته شده است که طول مدت زمان لازم برای برگشت نور لیزری به سنسور را اندازه گیری می کند.

مرحله 1: قطعات و اجزاء

• آردوینو نانو Rev 3
• سنسور لیزری CJMCU 530 (VL53L0x)
• رمزگذار روتاری KY-040
• صفحه نمایش SSD1306 OLED 128x64
• زنگ منفعل
• مقاومتهای 2x10KΩ

مرحله 2: سنسور

ST Microelectronics VL53L0X یک نسل جدید ماژول محدوده لیزری Time-of-Flight (ToF) است که در یک بسته کوچک قرار گرفته است و اندازه گیری فاصله دقیق را با هر بازتاب مورد نظر بر خلاف فناوری های معمولی ارائه می دهد.

می تواند فاصله های مطلق را تا 2 متر اندازه گیری کند. لیزر داخلی کاملاً برای چشم انسان قابل مشاهده نیست (موج موج 940 نانومتر) و از نظر ایمنی از آخرین استاندارد مطابقت دارد. این مجموعه ای از SPAD ها (دیودهای بهمن تک فوتونی) را ادغام می کند

ارتباط با سنسور از طریق I2C انجام می شود. از آنجا که پروژه شامل یک I2C دیگر (OLED) نصب شده است ، 2 خط مقاومت 10KΩ در خطوط SCL و SDA مورد نیاز است.

من از CJMCU-530 استفاده کردم ، که یک ماژول شکست است که VL53L0X توسط ST Microelectronics را نشان می دهد.

مرحله 3: عملیات و موقعیت یابی سنسور

پس از ساخت و آزمایش ، دستگاه باید در مرکز بالای قاب درب نصب شود. این امر به این دلیل است که اگر آن را خیلی نزدیک به دیوار یا مانع نصب کنید ، پرتو لیزر IR تداخل پیدا کرده و پدیده ای متقابل را در اندازه گیری ایجاد می کند. گزینه دیگر این است که دستگاه را از طریق یک میله فرمت نصب کنید تا آن را از دیوار دور کنید ، اما ناراحت کننده تر است.

طول دقیق را بین کف و سنسور (افست برای تنظیم) با دقت بگیرید و دستگاه را کالیبره کنید (مرحله بعدی را ببینید). هنگامی که کالیبره شد ، می توانید بدون نیاز به کالیبراسیون مجدد از دستگاه استفاده کنید ، مگر اینکه آن را به موقعیت دیگری منتقل کنید.

دستگاه را روشن کرده و خود را زیر آن قرار دهید ، در یک موقعیت مستقیم و محکم. این اندازه گیری زمانی انجام می شود که دستگاه طول ثابت را بیش از 2.5 ثانیه تشخیص دهد. در آن زمان ، صدای موسیقی "موفقیت آمیز" منتشر می شود و اندازه گیری را بر روی صفحه نمایش نگه می دارد.

مرحله 4: کالیبراسیون افست

همانطور که قبلاً ذکر شد ، باید مقدار صحیح (بر حسب سانتی متر) را برای افست ، فاصله بین دستگاه اندازه گیری و کف تنظیم کنید. این را می توان با فشار دادن دکمه رمزگذار چرخشی (که دارای کلید دکمه ای است) به دست آورد. پس از فعال کردن حالت کالیبراسیون ، با چرخاندن دستگیره فاصله مناسب را تنظیم کنید (در جهت عقربه های ساعت سانتی متر اضافه می شود ، خلاف جهت عقربه های ساعت کم می شود). افست بین 0 تا 2.55 متر متغیر است.

پس از اتمام کار ، کافی است دوباره دکمه را فشار دهید. دو زنگ متفاوت توسط زنگ داخلی ایجاد می شود تا بازخورد آکوستیکی به شما بدهد. حالت کالیبراسیون 1 دقیقه زمان دارد: اگر آفست را در این بازه زمانی تنظیم نکنید ، دستگاه از حالت کالیبراسیون خارج شده و بدون تغییر افست ذخیره شده به حالت اندازه گیری باز می گردد. افست در حافظه EEPROM آردوینو ذخیره می شود تا خاموش شدن های بعدی را حفظ کند.

مرحله 5: کد

ST Microelectronics یک کتابخانه API کامل برای VL53L0X ، شامل تشخیص حرکات ، منتشر کرده است. به منظور استفاده از دستگاه ، استفاده از کتابخانه VL53L0X Pololu برای Arduino آسان تر شده است. این کتابخانه بر خلاف سفارشی سازی و کامپایل API ST برای Arduino ، راهی سریعتر و آسانتر برای شروع استفاده از VL53L0X با کنترلر سازگار با Arduino ارائه می دهد.

من سنسور را در حالت دقت بالا و LONG RANGE تنظیم کرده ام تا آزادی بیشتری در ارتفاع نصب و تنظیم آفست داشته باشم. این امر منجر به سرعت کندتری در تشخیص می شود که به هر حال برای هدف این دستگاه کافی است.

افست در حافظه EEPROM آردوینو ذخیره می شود که مقادیر آن هنگام خاموش شدن برد حفظ می شود.

در بخش حلقه ، اندازه جدید با اندازه قبلی مقایسه می شود و اگر 2.5 ثانیه در همان اندازه (و اگر مقدار خارج از حالت یا Timeout نباشد) بگذرد ، اندازه از حالت افست کم شده و ثابت روی صفحه نمایش داده می شود. به یک موزیک کوتاه "موفق" با صدای زنگ پیزو پخش می شود تا کاربر را از طریق صدا مطلع کند.

مرحله ششم: شماتیک

مرحله 7: محفظه/مورد و مونتاژ

از آنجا که ناتوانی من در برش پنجره های مستطیلی روی جعبه های تجاری بسیار مشهور است ، من راه را برای طراحی یک مورد با CAD و ارسال آن برای چاپ سه بعدی در پیش گرفتم. این ارزان ترین انتخاب نیست ، اما هنوز یک راه حل مناسب است زیرا امکان دقیق و انعطاف پذیری در موقعیت یابی همه اجزا را ارائه می دهد.

تراشه لیزری کوچک بدون شیشه پوشانده شده است تا از تداخل و اقدامات نامنظم جلوگیری شود. اگر می خواهید لیزر را پشت یک کاور نصب کنید ، باید یک روش کالیبراسیون پیچیده را انجام دهید ، همانطور که در اسناد ST Microelectronics گزارش شده است.