키는 얼마입니까?

이 프로젝트 정보

디지털 스타디오미터로 자녀의 성장을 확인하세요!

어린 시절, 어머니는 주기적으로 내 키를 재어 블록 노트에 적어 내 성장을 따라가곤 했습니다. 물론 집에 스타디오미터가 없어서 나는 벽이나 문턱에 기대어 서서 그녀가 테이프로 측정을 하고 있었다. 이제 나는 갓 태어난 손녀가 있고 그녀가 걷기 시작하면 그녀의 부모는 확실히 그녀의 키 성장에 관심을 가질 것입니다. 그래서 디지털 스타디오미터라는 아이디어가 탄생했습니다.

Arduino Nano와 "비행 시간 " 작은 레이저 빛이 센서로 반사되는 데 걸리는 시간을 측정하는 센서입니다.

1단계:부품 및 구성요소

2단계:센서

ST 마이크로일렉트로닉스 VL53L0X 소형 패키지에 들어 있는 차세대 ToF(Time-of-Flight) 레이저 거리 측정 모듈로 기존 기술과 달리 대상 반사율이 무엇이든 정확한 거리 측정을 제공합니다.

최대 2m의 절대 거리를 측정할 수 있습니다. 내부 레이저는 사람의 눈에 완전히 보이지 않으며(파장 940nm) 안전 측면에서 최신 표준을 준수합니다. SPAD(Single Photon Avalanche Diodes) 어레이를 통합합니다.

센서와의 통신은 I2C를 통해 이루어집니다. 프로젝트에는 설치된 또 다른 I2C(OLED)도 포함되므로 SCL 및 SDA 라인에 2 x 10KΩ 풀업 저항이 필요합니다.

저는 ST Microelectronics의 VL53L0X를 특징으로 하는 브레이크아웃 모듈인 CJMCU-530을 사용했습니다.

3단계:작동 및 센서 위치 지정

제작 및 테스트가 완료되면 장치를 도어 프레임 상단 중앙에 장착해야 합니다. 벽이나 장애물에 너무 가깝게 장착하면 IR 레이저 빔이 간섭을 받아 측정값에 누화 현상이 발생하기 때문입니다. 또 다른 옵션은 연장 막대를 통해 장치를 설치하여 벽에서 멀리 옮기는 것이지만 더 불편합니다.

바닥과 센서 사이의 올바른 길이를 조심스럽게 측정하고(오프셋 설정) 장치를 보정합니다(다음 단계 참조). 교정이 완료되면 다른 위치로 옮기지 않는 한 다시 교정할 필요 없이 장치를 사용할 수 있습니다.

장치의 전원을 켜고 장치 아래에 곧고 단단한 위치에 몸을 놓으십시오. 장치가 2.5초 이상 일정한 길이를 감지하면 조치가 취해집니다. 그 시점에서 "성공" 음악 소리를 내며 디스플레이에서 측정값을 유지합니다.

4단계:오프셋 보정

앞에서 언급했듯이 측정 장치와 바닥 사이의 거리인 오프셋에 대해 올바른 값(센티미터 단위)을 설정해야 합니다. 이것은 로터리 인코더 노브(푸시 버튼 스위치가 있음)를 눌러 수행할 수 있습니다. 보정 모드가 활성화되면 손잡이를 돌려 올바른 거리를 설정합니다(시계 방향으로 센티미터를 더하고 시계 반대 방향으로 빼면 뺍니다). 오프셋 범위는 0~2.55m입니다.

완료되면 노브를 다시 누르십시오. 내부 부저에 의해 두 가지 다른 톤이 생성되어 청각적 피드백을 제공합니다. 보정 모드의 타임아웃은 1분입니다. 이 타임아웃 내에서 오프셋을 설정하지 않으면 장치는 보정 모드를 종료하고 저장된 오프셋을 변경하지 않고 측정 모드로 돌아갑니다. 오프셋은 Arduino의 EEPROM 메모리에 저장되어 후속 종료 시까지 유지됩니다.

5단계:코드

ST Microelectronics는 제스처 감지를 포함하여 VL53L0X용 전체 API 라이브러리를 출시했습니다. 내 장치의 목적을 위해 Arduino용 Pololu의 VL53L0X 라이브러리를 사용하는 것이 더 쉽다는 것을 알았습니다. 이 라이브러리는 Arduino용 ST의 API를 사용자 지정하고 컴파일하는 것과 달리 Arduino 호환 컨트롤러와 함께 VL53L0X를 사용하여 시작하는 더 빠르고 쉬운 방법을 제공하기 위한 것입니다.

설치 높이와 오프셋 설정에 더 많은 자유를 주기 위해 센서를 HIGH ACCURACY 및 LONG RANGE 모드로 설정했습니다. 이렇게 하면 감지 속도가 느려지지만 어쨌든 이 장치의 목적에 충분합니다.

오프셋은 Arduino의 EEPROM 메모리에 저장되며 보드가 꺼져도 그 값이 유지됩니다.

루프 섹션에서 새 측정값은 이전 측정값과 비교되며 동일한 측정값에 2.5초가 경과하면(오프레인지 또는 시간 초과 값이 아닌 경우) 오프셋에서 해당 측정값을 빼고 디스플레이에 계속 표시됩니다. . 사용자에게 청각적으로 알리기 위해 "성공적인" 짧은 음악이 피에조 부저에 의해 재생됩니다.

6단계:회로도

7단계:인클로저/케이스 및 조립

제가 상업용 상자에 직사각형 창을 자를 수 없다는 것은 잘 알려져 있기 때문에 저는 CAD로 케이스를 디자인하고 3D 프린팅을 위해 보내는 길을 택했습니다. 가장 저렴한 선택은 아니지만 모든 구성 요소의 위치 지정에 대해 매우 정확하고 유연할 수 있는 가능성을 제공하기 때문에 여전히 편리한 솔루션입니다.

작은 레이저 칩은 누화 및 불규칙한 조치를 피하기 위해 커버 유리 없이 장착됩니다. 덮개 뒤에 레이저를 설치하려면 ST Microelectronics의 문서에 보고된 대로 복잡한 보정 절차를 수행해야 합니다.

코드

HTAY.ino아두이노

미리보기 없음(다운로드만 가능).

깃허브

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회로도