Gaano Ka Taas Ka ?: 7 Mga Hakbang

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:13

Sundin ang paglaki ng iyong anak gamit ang isang digital stadiometer

Sa panahon ng aking pagkabata, ang aking ina ay ginamit upang pana-panahong kunin ang aking taas at isulat ito sa isang tala ng bloke upang sundin ang aking paglaki. Siyempre, walang stadiometro sa bahay, nakatayo ako sa pader o sa pintuan ng pinto habang kinukuha niya ang panukala sa isang tape. Ngayon ay mayroon akong isang bagong panganak na apo at kapag nagsimula na siyang maglakad, ang kanyang mga magulang ay tiyak na magiging interesado sa pagsunod sa kanyang paglaki sa taas. Kaya, ipinanganak ang ideya ng isang digital stadiometer.

Ginawa ito sa paligid ng isang Arduino Nano at isang sensor na "Oras ng Paglipad" na sumusukat kung gaano katagal ang maliit na ilaw ng laser upang bumalik sa sensor.

Hakbang 1: Mga Bahagi at Mga Bahagi

• Arduino Nano Rev 3
• Ang sensor ng laser ng CJMCU 530 (VL53L0x)
• KY-040 Rotary Encoder
• Ipakita ang SSD1306 OLED 128x64
• Passive buzzer
• 2x10KΩ resistors

Hakbang 2: Ang Sensor

Ang ST Microelectronics VL53L0X ay isang bagong henerasyon na Time-of-Flight (ToF) na module na may kinalaman sa laser na nakalagay sa isang maliit na pakete, na nagbibigay ng tumpak na pagsukat ng distansya kung ano man ang target na sumasalamin hindi katulad ng maginoo na teknolohiya.

Maaari nitong sukatin ang ganap na distansya hanggang sa 2m. Ang panloob na laser ay ganap na hindi nakikita ng mata ng tao (wavelenght 940 nm) at sumusunod sa pinakabagong pamantayan sa mga tuntunin ng kaligtasan. Isinasama nito ang isang hanay ng mga SPAD (Single Photon Avalanche Diode)

Ang pakikipag-usap sa sensor ay tapos na sa I2C. Tulad ng kasama sa proyekto ang isa pang naka-install na I2C (ang OLED), kailangan ng 2 x 10KΩ na pullup resistors sa mga linya ng SCL at SDA.

Ginamit ko ang CJMCU-530, na isang breakout module na nagtatampok ng VL53L0X ng ST Microelectronics.

Hakbang 3: Pagpapatakbo ng Operasyon at Sensor

Kapag na-built at nasubukan na, ang aparato ay dapat na naka-mount sa gitna ng isang tuktok ng frame ng pinto; ito ay dahil kung ilalagay mo ito ng masyadong malapit sa isang pader o isang balakid, ang IR laser beam ay makagambala at lilikha ng isang crosstalk phenomenum sa panukalang-batas. Ang isa pang pagpipilian ay ang i-install ang aparato sa pamamagitan ng isang extension rod upang ilipat ito palayo sa pader, ngunit ito ay mas abala.

Maingat na gawin ang tamang sukat ng haba sa pagitan ng sahig at ng sensor (offset upang maitakda) at i-calibrate ang aparato (tingnan ang susunod na hakbang). Kapag na-calibrate, ang aparato ay maaaring magamit nang hindi na kailangang i-calibrate muli, maliban kung ilipat mo ito sa ibang posisyon.

Lumipat sa aparato at ilagay ang iyong sarili sa ibaba nito, sa isang tuwid at matatag na posisyon. Gagawa ang panukala kapag nakita ng aparato ang isang matatag na haba nang higit sa 2.5 segundo. Sa puntong iyon ay magpapalabas ito ng isang "tagumpay" tunog ng musika at panatilihin ang panukalang-batas na gaganapin sa display.

Hakbang 4: Offset Calibration

Tulad ng nabanggit dati, kailangan mong itakda ang tamang halaga (sa sentimetro) para sa offset, ang distansya sa pagitan ng pagsukat aparato at ng sahig. Maaari itong makamit sa pamamagitan ng pagpindot sa rotary encoder knob (na may isang switch ng pindutan). Sa sandaling naaktibo ang mode ng pagkakalibrate, itakda ang tamang distansya sa pamamagitan ng pag-ikot ng hawakan ng pinto (sa nakadarama na nagdaragdag ng sentimetro, pabalik na mga subtract). Saklaw ng offset mula 0 hanggang 2.55 m.

Kapag tapos na, pindutin lamang muli ang knob. Dalawang magkakaibang tono ang mabubuo ng panloob na buzzer upang bigyan ka ng isang acrylic feedback. Ang mode ng pagkakalibrate ay may timeout na 1 minuto: kung hindi mo itinakda ang offset sa loob ng timeout na ito, lalabas ang aparato mula sa calibration mode at babalik sa pagsukat mode, nang hindi binabago ang nakaimbak na offset. Ang offset ay nakaimbak sa memorya ng EEPROM ng Arduino, upang mapanatili ito sa mga kasunod na pag-shutdown.

Hakbang 5: Code

Ang ST Microelectronics ay naglabas ng isang buong library ng API para sa VL53L0X, kabilang ang pagtuklas ng mga kilos. Para sa layunin ng aking aparato, nahanap ko na mas madaling gamitin ang VL53L0X library ng Pololu para sa Arduino. Inilaan ang library na ito upang magbigay ng isang mas mabilis at madaling paraan upang makapagsimula gamit ang VL53L0X gamit ang isang Arduino-compatible na Controller, taliwas sa pagpapasadya at pag-iipon ng API ng ST para sa Arduino.

Itinakda ko ang sensor sa HIGH ACCURACY at LONG RANGE mode, upang magkaroon ng higit na kalayaan sa taas ng pag-install at setting ng offset. Magreresulta ito sa isang mabagal na bilis ng pagtuklas, na sapat pa rin para sa layunin ng aparatong ito.

Ang offset ay nakaimbak sa memorya ng EEPROM ng Arduino, na ang mga halaga ay itinatago kapag ang board ay naka-off.

Sa seksyon ng loop, ang bagong panukala ay inihambing sa nakaraang isa at kung ang 2.5 segundo ay naipasa sa parehong sukat (at kung HINDI ito isang halaga ng Offrange o Timeout), ang panukala ay ibabawas mula sa offset at patuloy na ipinakita sa display. Ang isang "matagumpay" na maikling musika ay pinatugtog ng piezo buzzer, upang masabihan ang gumagamit.

Hakbang 6: Mga Skematika

Hakbang 7: Enclosure / case at Assembling

Tulad ng aking kawalan ng kakayahang gupitin ang mga parihabang bintana sa mga komersyal na kahon ay kilalang-kilala, kinuha ko ang landas upang magdisenyo ng isang kaso sa isang CAD at ipadala ito para sa 3D na pag-print. Hindi ito ang pinakamurang pagpipilian, ngunit ito ay pa rin isang maginhawang solusyon dahil nag-aalok ito ng posibilidad na maging napaka tumpak at nababaluktot sa pagpoposisyon ng lahat ng mga bahagi.

Ang maliit na chip ng laser ay naka-mount nang walang anumang salamin sa takip, upang maiwasan ang crosstalk at maling hakbangin. Kung nais mong mai-install ang laser sa likod ng isang takip, kakailanganin mong magsagawa ng isang kumplikadong pamamaraan ng pagkakalibrate tulad ng iniulat sa dokumentasyon ng ST Microelectronics.