Boyunuz Ne Kadar?: 7 Adım

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:19

Çocuğunuzun büyümesini dijital bir stadyometre ile takip edin

Çocukluğum boyunca, annem periyodik olarak boyumu alır ve büyümemi takip etmek için bir blok notlara yazardı. Tabii ki evde stadyometre yok, o mezurayla ölçü alırken ben duvara ya da kapı pervazına dayandım. Şimdi yeni doğmuş bir torunum var ve yürümeye başladığında, ailesi kesinlikle boyunun büyümesini takip etmekle ilgilenecek. Böylece dijital bir stadyometre fikri doğdu.

Bir Arduino Nano ve minik lazer ışığının sensöre geri dönmesinin ne kadar sürdüğünü ölçen bir "Uçuş Süresi" sensörü etrafında yapılmıştır.

Adım 1: Parçalar ve Bileşenler

• Arduino Nano Rev 3
• CJMCU 530 (VL53L0x) lazer sensörü
• KY-040 Döner Enkoder
• SSD1306 OLED 128x64 ekran
• Pasif zil
• 2x10KΩ dirençler

Adım 2: Sensör

ST Microelectronics VL53L0X, geleneksel teknolojilerin aksine hedef yansımaları ne olursa olsun doğru mesafe ölçümü sağlayan, küçük bir pakette yer alan yeni nesil Uçuş Süresi (ToF) lazer aralıklı bir modüldür.

2m'ye kadar mutlak mesafeleri ölçebilir. Dahili lazer insan gözüyle tamamen görünmezdir (dalga boyu 940 nm) ve güvenlik açısından en son standartlara uygundur. Bir dizi SPAD'yi (Tek Foton Çığ Diyotları) entegre eder

Sensörle iletişim I2C üzerinden yapılır. Proje ayrıca kurulu başka bir I2C'yi (OLED) içerdiğinden, SCL ve SDA hatlarında 2 x 10KΩ çekme direncine ihtiyaç vardır.

ST Microelectronics'in VL53L0X'ini içeren bir koparma modülü olan CJMCU-530'u kullandım.

Adım 3: İşlemler ve Sensör Konumlandırma

Bir kez yapılıp test edildikten sonra, cihaz bir kapı çerçevesi tepesinin ortasına monte edilmelidir; Bunun nedeni, bir duvara veya bir engele çok yakın monte ederseniz, IR lazer ışını kesintiye uğrayacak ve ölçü üzerinde bir karışma fenomeni oluşturacaktır. Başka bir seçenek, cihazı duvardan uzaklaştırmak için bir uzatma çubuğu aracılığıyla kurmak olabilir, ancak bu daha elverişsizdir.

Zemin ile sensör arasındaki doğru uzunluk ölçüsünü (ofset ayarlanacak) dikkatlice alın ve cihazı kalibre edin (bir sonraki adıma bakın). Kalibre edildikten sonra cihaz, başka bir konuma taşımadığınız sürece tekrar kalibre etmeye gerek kalmadan kullanılabilir.

Cihazı açın ve kendinizi düz ve sağlam bir şekilde altına yerleştirin. Cihaz 2,5 saniyeden uzun süre sabit bir uzunluk algıladığında ölçüm alınacaktır. Bu noktada bir "başarılı" müzik sesi çıkaracak ve ölçüyü ekranda tutmaya devam edecektir.

Adım 4: Ofset Kalibrasyonu

Daha önce de belirtildiği gibi, ofset, ölçüm cihazı ile zemin arasındaki mesafe için doğru değeri (santimetre olarak) ayarlamanız gerekir. Bu, döner kodlayıcı düğmesine (bir basmalı düğme anahtarına sahiptir) basılarak gerçekleştirilebilir. Kalibrasyon modunu etkinleştirdikten sonra, düğmeyi çevirerek doğru mesafeyi ayarlayın (saat yönünde santimetre ekler, saat yönünün tersine çıkarır). Ofset 0 ila 2,55 m arasında değişir.

Bittiğinde, düğmeye tekrar basmanız yeterlidir. Size akustik bir geri bildirim vermek için dahili buzzer tarafından iki farklı ton üretilecektir. Kalibrasyon modunun 1 dakikalık bir zaman aşımı vardır: ofseti bu zaman aşımı içinde ayarlamazsanız, cihaz kalibrasyon modundan çıkar ve saklanan ofseti değiştirmeden ölçüm moduna geri döner. Ofset, sonraki kapanmalarda tutmak için Arduino'nun EEPROM belleğinde saklanır.

Adım 5: Kod

ST Microelectronics, VL53L0X için hareket algılama da dahil olmak üzere eksiksiz bir API kitaplığı yayınladı. Cihazım için Arduino için Pololu'nun VL53L0X kitaplığını kullanmayı daha kolay buldum. Bu kitaplık, ST'nin Arduino için API'sini özelleştirmenin ve derlemenin aksine, VL53L0X'i Arduino uyumlu bir denetleyiciyle kullanmaya başlamanın daha hızlı ve kolay bir yolunu sağlamayı amaçlamaktadır.

Montaj yüksekliği ve ofset ayarında daha fazla özgürlüğe sahip olmak için sensörü YÜKSEK HASSASİYET ve UZUN ARALIK moduna ayarladım. Bu, bu cihazın amacı için zaten yeterli olan daha yavaş bir algılama hızı ile sonuçlanacaktır.

Ofset, kart kapatıldığında değerleri tutulan Arduino'nun EEPROM belleğinde saklanır.

Döngü bölümünde, yeni ölçü bir öncekiyle karşılaştırılır ve aynı ölçü üzerinde 2.5 saniye geçilirse (ve bir Offrange veya Timeout değeri DEĞİLSE), ölçü ofsetten çıkarılır ve ekranda sabit olarak gösterilir.. Kullanıcıyı işitsel olarak bilgilendirmek için piezo buzzer tarafından "başarılı" bir kısa müzik çalınır.

Adım 6: Şemalar

Adım 7: Muhafaza/kasa ve Montaj

Ticari kutularda dikdörtgen pencereleri kesemediğim çok iyi bilindiği için, CAD ile bir kasa tasarlayıp 3D baskıya gönderme yolunu tuttum. Bu en ucuz seçim değildir, ancak tüm bileşenlerin konumlandırılmasında çok hassas ve esnek olma imkanı sunduğu için yine de uygun bir çözümdür.

Küçük lazer çipi, karışma ve düzensiz önlemleri önlemek için herhangi bir kapak camı olmadan monte edilmiştir. Lazeri bir kapağın arkasına kurmak istiyorsanız, ST Microelectronics'in belgelerinde belirtildiği gibi karmaşık bir kalibrasyon prosedürü gerçekleştirmeniz gerekir.