Насколько вы высоки ?: 7 шагов

2025 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2025-01-23 15:05

Следите за ростом вашего ребенка с помощью цифрового ростометра

В детстве мама привыкла периодически измерять мой рост и записывать его в блокноте, чтобы следить за моим ростом. Конечно, не имея дома ростометра, я стоял у стены или у дверного косяка, а она меряла сантиметром. Теперь у меня новорожденная внучка, и когда она начнет ходить, ее родителям обязательно будет интересно следить за ее ростом. Так родилась идея цифрового ростометра.

Он основан на Arduino Nano и датчике «Time of Flight», который измеряет, сколько времени требуется крошечному лазерному лучу, чтобы вернуться к датчику.

Шаг 1: Детали и компоненты

• Ардуино Нано Ред. 3
• Лазерный датчик CJMCU 530 (VL53L0x)
• Поворотный энкодер KY-040
• SSD1306 OLED-дисплей 128x64
• Пассивный зуммер
• Резисторы 2x10кОм

Шаг 2: датчик

ST Microelectronics VL53L0X - это времяпролетный лазерный модуль нового поколения (ToF), размещенный в крошечном корпусе, обеспечивающий точное измерение расстояния независимо от отражательной способности цели в отличие от традиционных технологий.

Он может измерять абсолютные расстояния до 2 м. Внутренний лазер полностью невидим для человеческого глаза (длина волны 940 нм) и соответствует последним стандартам безопасности. Он объединяет массив SPAD (однофотонные лавинные диоды)

Связь с датчиком осуществляется через I2C. Поскольку в проект также входит еще один установленный I2C (OLED), необходимы подтягивающие резисторы 2 x 10 кОм на линиях SCL и SDA.

Я использовал CJMCU-530, который представляет собой коммутационный модуль с VL53L0X от ST Microelectronics.

Шаг 3: Операции и позиционирование датчика

После сборки и тестирования устройство должно быть установлено в центре верхней части дверной коробки; это связано с тем, что если вы установите его слишком близко к стене или препятствию, инфракрасный лазерный луч будет мешать и создавать явление перекрестных помех на измерении. Другой вариант - установить устройство через удлинитель, чтобы отодвинуть его от стены, но это более неудобно.

Тщательно измерьте расстояние между полом и датчиком (необходимо установить смещение) и откалибруйте устройство (см. Следующий шаг). После калибровки устройство можно использовать без необходимости повторной калибровки, если вы не переместите его в другое положение.

Включите устройство и сядьте под ним в прямом и устойчивом положении. Измерение будет выполнено, когда устройство обнаружит устойчивую длину более 2,5 секунд. В этот момент он издаст «успешный» музыкальный звук и продолжит удерживать такт на дисплее.

Шаг 4: Калибровка смещения

Как упоминалось ранее, вам необходимо установить правильное значение (в сантиметрах) для смещения, расстояния между измерительным прибором и полом. Этого можно добиться, нажав ручку поворотного энкодера (на которой есть кнопочный переключатель). После активации режима калибровки установите правильное расстояние, вращая ручку (по часовой стрелке добавляются сантиметры, против часовой стрелки - вычитается). Вылет от 0 до 2,55 м.

Когда закончите, просто нажмите ручку еще раз. Внутренний зуммер будет генерировать два разных тона, чтобы дать вам акустический отклик. Режим калибровки имеет тайм-аут в 1 минуту: если вы не установите смещение в течение этого времени ожидания, устройство выйдет из режима калибровки и вернется в режим измерения без изменения сохраненного смещения. Смещение сохраняется в памяти EEPROM Arduino, чтобы сохранить его при последующих отключениях.

Шаг 5: Код

ST Microelectronics выпустила полную библиотеку API для VL53L0X, включая обнаружение жестов. Для моего устройства мне было проще использовать библиотеку Pololu VL53L0X для Arduino. Эта библиотека предназначена для более быстрого и простого начала использования VL53L0X с контроллером, совместимым с Arduino, в отличие от настройки и компиляции API ST для Arduino.

Я установил датчик в режимы ВЫСОКАЯ ТОЧНОСТЬ и ДЛИННЫЙ ДИАПАЗОН, чтобы иметь больше свободы в настройке высоты установки и смещения. Это приведет к снижению скорости обнаружения, чего в любом случае достаточно для данного устройства.

Смещение сохраняется в памяти EEPROM Arduino, значения которой сохраняются при выключении платы.

В разделе цикла новый такт сравнивается с предыдущим, и если 2,5 секунды пройдены по тому же такту (и если это НЕ значение Offrange или Timeout), показатель вычитается из смещения и постоянно отображается на дисплее.. Пьезозуммер воспроизводит «успешную» короткую музыку, чтобы уведомить пользователя на слух.

Шаг 6: Схема

Шаг 7: Корпус / корпус и сборка

Поскольку моя неспособность вырезать прямоугольные окна на коммерческих коробках хорошо известна, я решил спроектировать корпус с помощью САПР и отправить его на 3D-печать. Это не самый дешевый вариант, но все же удобное решение, поскольку оно дает возможность очень точного и гибкого позиционирования всех компонентов.

Небольшой лазерный чип устанавливается без какого-либо покровного стекла, чтобы избежать перекрестных помех и ошибочных мер. Если вы хотите установить лазер за крышкой, вам потребуется выполнить сложную процедуру калибровки, как указано в документации ST Microelectronics.