Seberapa Tinggi Anda?: 7 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:56

Ikuti tumbuh kembang anak Anda dengan stadiometer digital

Selama masa kanak-kanak saya, ibu saya terbiasa mengukur tinggi badan saya secara berkala dan menuliskannya di blok note untuk mengikuti pertumbuhan saya. Tentu saja, karena tidak memiliki stadiometer di rumah, saya berdiri di dinding atau kusen pintu sementara dia mengukur dengan selotip. Sekarang saya memiliki cucu yang baru lahir dan ketika dia mulai berjalan, orang tuanya pasti akan tertarik untuk mengikuti pertumbuhan tinggi badannya. Jadi, ide stadiometer digital lahir.

Itu dibuat di sekitar Arduino Nano dan sensor "Waktu Penerbangan" yang mengukur berapa lama sinar laser kecil yang dibutuhkan untuk memantul kembali ke sensor.

Langkah 1: Bagian dan Komponen

• Arduino Nano Rev3
• Sensor laser CJMCU 530 (VL53L0x)
• KY-040 Rotary Encoder
• Layar SSD1306 OLED 128x64
• Buzzer pasif
• 2x10KΩ resistor

Langkah 2: Sensor

ST Microelectronics VL53L0X adalah modul rentang laser Time-of-Flight (ToF) generasi baru yang ditempatkan dalam paket kecil, memberikan pengukuran jarak yang akurat apa pun reflektansi target yang tidak seperti teknologi konvensional.

Dapat mengukur jarak absolut hingga 2m. Laser internal benar-benar tidak terlihat oleh mata manusia (panjang gelombang 940 nm) dan sesuai dengan standar terbaru dalam hal keamanan. Ini mengintegrasikan array SPAD (Single Photon Avalanche Diodes)

Komunikasi ke sensor dilakukan melalui I2C. Karena proyek ini juga menyertakan I2C lain yang terpasang (OLED), resistor pull-up 2 x 10KΩ diperlukan pada jalur SCL dan SDA.

Saya telah menggunakan CJMCU-530, yang merupakan modul breakout yang menampilkan VL53L0X oleh ST Microelectronics.

Langkah 3: Operasi dan Pemosisian Sensor

Setelah dibuat dan diuji, perangkat harus dipasang di tengah bagian atas kusen pintu; ini karena jika Anda memasangnya terlalu dekat ke dinding atau penghalang, sinar laser IR akan terganggu dan membuat fenomena crosstalk pada pengukur. Pilihan lain adalah memasang perangkat melalui batang ekstensi untuk memindahkannya dari dinding, tetapi lebih merepotkan.

Hati-hati mengambil ukuran panjang yang benar antara lantai dan sensor (offset untuk diatur) dan mengkalibrasi perangkat (lihat langkah berikutnya). Setelah dikalibrasi, perangkat dapat digunakan tanpa perlu mengkalibrasi lagi, kecuali Anda memindahkannya ke posisi lain.

Nyalakan perangkat dan tempatkan diri Anda di bawahnya, dalam posisi lurus dan kokoh. Pengukuran akan diambil ketika perangkat mendeteksi panjang tetap selama lebih dari 2,5 detik. Pada saat itu, itu akan mengeluarkan suara musik "sukses" dan menjaga ukuran tetap di layar.

Langkah 4: Kalibrasi Offset

Seperti disebutkan sebelumnya, Anda perlu mengatur nilai yang benar (dalam sentimeter) untuk offset, jarak antara alat pengukur dan lantai. Ini dapat dicapai dengan menekan kenop encoder putar (yang memiliki sakelar tombol tekan). Setelah mengaktifkan mode kalibrasi, atur jarak yang tepat dengan memutar kenop (searah jarum jam menambah sentimeter, berlawanan arah jarum jam mengurangi). Offset berkisar dari 0 hingga 2,55 m.

Setelah selesai, cukup tekan tombol lagi. Dua nada berbeda akan dihasilkan oleh bel internal untuk memberi Anda umpan balik akustik. Mode kalibrasi memiliki batas waktu 1 menit: jika Anda tidak mengatur offset dalam batas waktu ini, perangkat keluar dari mode kalibrasi dan kembali ke mode pengukuran, tanpa mengubah offset yang disimpan. Offset disimpan ke dalam memori EEPROM Arduino, untuk menyimpannya melalui shutdown berikutnya.

Langkah 5: Kode

ST Microelectronics telah merilis perpustakaan API lengkap untuk VL53L0X, termasuk deteksi gerakan. Untuk keperluan perangkat saya, saya merasa lebih mudah menggunakan perpustakaan VL53L0X Pololu untuk Arduino. Pustaka ini dimaksudkan untuk menyediakan cara yang lebih cepat dan mudah untuk mulai menggunakan VL53L0X dengan pengontrol yang kompatibel dengan Arduino, berbeda dengan menyesuaikan dan menyusun API ST untuk Arduino.

Saya telah mengatur sensor dalam mode HIGH ACCURACY dan LONG RANGE, agar memiliki lebih banyak kebebasan pada pengaturan ketinggian dan offset pemasangan. Ini akan menghasilkan kecepatan deteksi yang lebih lambat, yang bagaimanapun cukup untuk tujuan perangkat ini.

Offset disimpan dalam memori EEPROM Arduino, yang nilainya disimpan saat papan dimatikan.

Di bagian loop, ukuran baru dibandingkan dengan yang sebelumnya dan jika 2,5 detik dilewatkan pada ukuran yang sama (dan jika BUKAN nilai Offrange atau Timeout), ukuran dikurangi dari offset dan ditampilkan dengan stabil di layar. Musik pendek "berhasil" dimainkan oleh buzzer piezo, untuk memberi tahu pengguna secara aura.

Langkah 6: Skema

Langkah 7: Enclosure/case dan Assembling

Karena ketidakmampuan saya untuk memotong jendela persegi panjang pada kotak komersial sangat terkenal, saya mengambil jalan untuk merancang kasing dengan CAD dan mengirimkannya untuk pencetakan 3D. Ini bukan pilihan termurah, tetapi masih merupakan solusi yang nyaman karena menawarkan kemungkinan menjadi sangat tepat dan fleksibel pada posisi semua komponen.

Chip laser kecil dipasang tanpa kaca penutup, untuk menghindari crosstalk dan tindakan tidak menentu. Jika Anda ingin memasang laser di balik penutup, Anda harus melakukan prosedur kalibrasi yang rumit seperti yang dilaporkan dalam dokumentasi ST Microelectronics.