Digital Spirit Level - модуль проекта DIY от Electronicslovers: 6 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:50

Бывает, что вам нужно установить в доме какой-нибудь предмет мебели или что-то подобное, а для прямого монтажа обычно используют спиртовой уровень. Команда ElectronicsLovers Tech Team создала этот модуль, который имеет одно отличие от обычного: он цифровой. Этот проект также пригодится людям, которые создают RC-модели, поскольку может потребоваться получение углов в разных направлениях для их дальнейшей обработки для использования в различных вычислениях, например, в стабилизации.

В этом проекте мы будем использовать трехосевой акселерометр GY-521 для определения угла наклона поверхности. Для отображения угла мы будем использовать 7-сегментный 4-значный дисплей. Используемый микроконтроллер будет Arduino Nano, чтобы все было компактно на печатной плате.

Шаг 1: Описание компонентов

Акселерометр GY-521

Этот модуль является одним из лучших датчиков IMU (Inertia Measurement Unit), совместимым с Arduino. Датчики IMU, такие как GY-521, используются в самобалансирующихся роботах, БПЛА, смартфонах и т. Д. Датчик GY-521 содержит акселерометр MEMS и MEMSgyro в одном чипе. Он очень точный, так как содержит 16-битный АЦП для каждого канала. Кроме того, он одновременно захватывает каналы x, y и z. Датчик использует шину I2C для взаимодействия с Arduino. GY-521 не дорогой, особенно с учетом того, что он сочетает в себе акселерометр и гироскоп.

7-сегментный - 4-значный дисплей

При использовании 7-сегментного 4-значного дисплея необходимо помнить, что существует 2 типа: общий анод и общий катод. Если ваш модуль является общим анодом, общий анодный контакт подключается к источнику питания; если это общий катод, контакт общего катода подключается к GND. При использовании 7-сегментного 4-значного дисплея для управления отображаемой цифрой используется общий анод или общий катодный вывод. Несмотря на то, что работает только одна цифра, принцип «Постоянство зрения» позволяет вам видеть все отображаемые числа, потому что скорость сканирования каждого из них настолько высока, что вы почти не замечаете интервалы.

Шаг 2: как это работает?

Датчики IMU обычно состоят из двух или более частей. В списке по приоритету это акселерометр, гироскоп, магнитометр и альтиметр. GY-521 - это датчик с 6 степенями свободы или шестиосевой датчик, что означает, что он выдает шесть значений на выходе. Три значения от акселерометра и три от гироскопа. TheGY-521 - это датчик, основанный на технологии MEMS (Micro Electro Mechanical Systems). И акселерометр, и гироскоп встроены в один чип. Этот чип использует систему шины I2C для связи.

Шаг 3: схематическая диаграмма и отображение угла на 7-сегментном дисплее

Принцип работы этого проекта очень прост: используя протокол связи I2C, Arduino постоянно получает угол для направления Y (потому что это ось, которую показывает уровень). Затем значение угла передается функции, которая отображает его на Дисплее.

Теперь, как вы, возможно, уже знаете, такой 16-битный АЦП дает максимальное значение 65536 для максимального угла (который составляет 90 градусов). Поскольку АЦП микросхемы разделен на 4 канала, у нас есть макс. значение 16384 для каждого канала. Таким образом, -16384 будет означать -90 градусов, а +16384 будет означать 90 градусов. Для нашего Arduino это означает не что иное, как простую функцию карты: имейте в виду, что переменная AcY имеет тип long, что означает, что отображаемая переменная, в нашем случае угол, также должна быть длинной.

Шаг 4: Дизайн печатной платы для модуля Digital Spirit |

Мы разработали модель печатной платы для нашего цифрового духового модуля, используя один из лучших онлайн-инструментов моделирования печатных плат, известный как EasyEDA - онлайн-симулятор проектирования печатных плат и схем EasyEDA - это платформа, на которой вы можете проверить свои навыки, где вы можете изучить новые навыки и где вы даже можете изменить свои навыки. Это место, которое предоставляет вам отличные веб-инструменты EDA для инженеров-электронщиков, преподавателей, студентов, производителей и энтузиастов. Приглашаем всех вас использовать эти инструменты бесплатно и создавать свои собственные электронные печатные платы в Интернете. Никакого программного обеспечения устанавливать не нужно. Просто откройте EasyEDA в любом браузере, поддерживающем HTML5 и соответствующем стандартам.

PCB Gerber View - JLCPCB Online Gerber Viewer

Шаг 5: Печатные платы прибыли для нашего проекта

Мы заказали онлайн-печатные платы для нашего модуля продукта у JLCPCB. Они предоставили нам печатные платы для этого проекта, которые мы использовали для сборки всех компонентов. JLCPCB - крупнейшее предприятие по производству прототипов печатных плат в Китае и высокотехнологичный производитель, специализирующийся на быстром производстве прототипов печатных плат. У них лучшее предложение для печатных плат: 10 штук всего за 2 доллара. Если вы хотите создать прототип своей собственной печатной платы, перейдите на jlcpcb.com и загрузите свой файл Gerber, чтобы получить высококачественную печатную плату.

2 доллара за 10 печатных плат (24 часа быстрой замены:

• Печатные платы были отличными, качественными, прочными, прочными и очень красивыми.
• Очень хорошая цена. 100% гарантия качества или возрождение.
• Хорошее время доставки: 3 дня по DHL. Онлайн-заказ.
• Быстрый производственный процесс Техническая поддержка, если кто-то ответит.

Шаг 6: посмотрите финальное видео | Цитата на печатную плату | Сборка печатной платы

Версия 2.0

В настоящее время мы работаем над следующей версией этого проекта. Мы готовы реализовать OLED-дисплей для лучшего обзора углов, измеряемых модулем. Также мы хотим сделать этот модуль более компактным и портативным. Следите за обновлениями!

Для получения исходного кода посетите: Digital Spirit Level A DIY Project Module от Electronicslovers