Какой ты рост?

Об этом проекте

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 сделан на базе Arduino Nano и " Time of Flight "датчик, который измеряет, сколько времени требуется крошечному лазерному лучу, чтобы вернуться к датчику.

Шаг 1. Детали и компоненты

• Arduino Nano Rev 3
• Лазерный датчик CJMCU 530 (VL53L0x)
• Круговой энкодер KY-040
• Дисплей SSD1306 OLED 128x64
• Пассивный зуммер
• резисторы 2x10кОм

Шаг 2. Датчик

Компания ST Microelectronics VL53L0X представляет собой модуль лазерной локации нового поколения Time-of-Flight (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 входит еще один установленный I2C (OLED), необходимы подтягивающие резисторы 2 x 10 кОм на линиях SCL и SDA.

Я использовал CJMCU-530, модуль коммутации 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 - установка устройства 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 будет 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 установлен 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.

Код

• HTAY.ino

HTAY.ino Arduino

 Нет предварительного просмотра (только загрузка). 

Github

Изготовленные на заказ детали и корпуса

Схема