Hur lång är du ?: 7 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:45

Följ ditt barns tillväxt med en digital stadiometer

Under min barndom var min mamma van vid att med jämna mellanrum ta min längd och skriva ner den på en blocklapp för att följa min tillväxt. Naturligtvis, utan att ha en stadiometer hemma, stod jag mot väggen eller dörrkarmen medan hon tog måttet med en tejp. Nu har jag ett nyfött barnbarn och när hon börjar gå kommer hennes föräldrar säkert att vara intresserade av att följa hennes tillväxt i höjd. Så idén om en digital stadiometer föddes.

Den är gjord runt en Arduino Nano och en "Time of Flight" -sensor som mäter hur lång tid det lilla laserljuset tar att studsa tillbaka till sensorn.

Steg 1: Delar och komponenter

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

Steg 2: Sensorn

ST Microelectronics VL53L0X är en ny generation av Time-of-Flight (ToF) laseromfattande modul inrymt i ett litet paket, som ger exakt avståndsmätning oavsett målareflekteringar till skillnad från konventionell teknik.

Den kan mäta absoluta avstånd upp till 2m. Den inre lasern är totalt osynlig för det mänskliga ögat (våglängd 940 nm) och uppfyller den senaste standarden när det gäller säkerhet. Den integrerar en rad SPAD (Single Photon Avalanche Diodes)

Kommunikation till sensorn sker via I2C. Eftersom projektet också innehåller ytterligare en installerad I2C (OLED) behövs 2 x 10KΩ pullup -motstånd på SCL- och SDA -linjerna.

Jag har använt CJMCU-530, som är en breakout-modul med VL53L0X från ST Microelectronics.

Steg 3: Funktioner och sensorpositionering

När den väl är byggd och testad ska enheten monteras i mitten av en dörrkarm. detta beror på att om du monterar den för nära en vägg eller ett hinder, kommer IR -laserstrålen att störas och skapa ett överhörningsfenomen på måttet. Ett annat alternativ skulle vara att installera enheten genom en förlängningsstång för att flytta den bort från väggen, men det är mer obekvämt.

Ta försiktigt rätt längdmått mellan golv och sensor (förskjutning ska ställas in) och kalibrera enheten (se nästa steg). När den är kalibrerad kan den användas utan att behöva kalibreras igen, såvida du inte flyttar den till en annan position.

Slå på enheten och placera dig under den, i en rak och fast position. Åtgärden kommer att vidtas när enheten detekterar en konstant längd i mer än 2,5 sekunder. Då kommer det att avge ett "framgångsrikt" musikljud och hålla måttet kvar på displayen.

Steg 4: Förskjutningskalibrering

Som nämnts tidigare måste du ställa in rätt värde (i centimeter) för förskjutningen, avståndet mellan mätanordningen och golvet. Detta kan uppnås genom att trycka på vridomkopplaren (som har en tryckknapp). När du har aktiverat kalibreringsläget ställer du in rätt avstånd genom att vrida på ratten (medurs lägger till centimeter, moturs subtraherar). Förskjutningen sträcker sig från 0 till 2,55 m.

När du är klar trycker du bara på knappen igen. Två olika toner kommer att genereras av den interna summern för att ge dig en akustisk feedback. Kalibreringsläget har en timeout på 1 minut: om du inte ställer in offset inom denna timeout, går enheten ur kalibreringsläget och går tillbaka till mätläge utan att ändra den lagrade förskjutningen. Offset lagras i Arduinos EEPROM -minne för att hålla det genom efterföljande avstängningar.

Steg 5: Kod

ST Microelectronics har släppt ett komplett API -bibliotek för VL53L0X, inklusive rörelsedetektering. För min enhet har jag funnit det lättare att använda Pololus VL53L0X -bibliotek för Arduino. Detta bibliotek är avsett att ge ett snabbare och enklare sätt att komma igång med VL53L0X med en Arduino-kompatibel styrenhet, i motsats till att anpassa och sammanställa ST: s API för Arduino.

Jag har ställt in sensorn i läge HIGH ACCURACY och LONG RANGE för att få större frihet när det gäller installationshöjd och förskjutningsinställning. Detta kommer att resultera i en långsammare detekteringshastighet, vilket ändå är tillräckligt för den här enhetens ändamål.

Offset lagras i Arduinos EEPROM -minne, vars värden bevaras när kortet stängs av.

I loop -sektionen jämförs det nya måttet med det föregående och om 2,5 sekunder har gått på samma mått (och om det INTE är ett värde för offrange eller timeout), subtraheras måttet från offset och visas stadigt på displayen. En "framgångsrik" kort musik spelas upp av piezo -summern för att meddela användaren ljudmässigt.

Steg 6: Scheman

Steg 7: Kapsling/fodral och montering

Eftersom min oförmåga att klippa rektangulära fönster på kommersiella lådor är mycket välkänd, tog jag vägen för att designa ett fodral med en CAD och skicka det för 3D -utskrift. Det är inte det billigaste valet, men det är fortfarande en bekväm lösning eftersom det erbjuder möjligheten att vara mycket exakt och flexibel när det gäller placering av alla komponenter.

Det lilla laserchipet är monterat utan täckglas för att undvika överhörning och ojämna åtgärder. Om du vill installera lasern bakom ett lock måste du genomföra ett komplext kalibreringsförfarande som rapporteras i ST Microelectronics dokumentation.