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电子发烧友网>电子资料下载>电子资料>使用Arduino Nano和传感器制成的数字测距仪

使用Arduino Nano和传感器制成的数字测距仪

2022-11-04 | zip | 0.03 MB | 次下载 | 免费

资料介绍

描述

用数字测距仪跟踪您孩子的成长!

 
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在我的童年时期,我的母亲习惯于定期测量我的身高,并把它写在一张便条上,以跟随我的成长。当然,家里没有测距仪,我正靠在墙上或门框上,而她用卷尺测量。现在我有一个刚出生的孙女,当她开始走路时,她的父母肯定会对关注她的身高增长感兴趣。于是,数字测距仪的想法诞生了。

它是围绕一个 Arduino Nano 和一个“飞行时间传感器制成的,该传感器测量微小的激光反射回传感器所需的时间。

第 1 步:零件和组件

第 2 步:传感器

 
 
 
 
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ST Microelectronics VL53L0X是新一代飞行时间 (ToF) 激光测距模块,采用微型封装,与传统技术不同,无论目标反射率如何,均可提供准确的距离测量

它可以测量最大2m的绝对距离。内部激光对人眼完全不可见(波长 940 nm),符合最新的安全标准。它集成了一系列 SPAD单光子雪崩二极管

与传感器的通信是通过 I2C 完成的。由于该项目还安装了另一个 I2C(OLED),因此 SCL 和 SDA 线路上需要 2 个 10KΩ 上拉电阻。

我使用了 CJMCU-530,它是一款采用 ST Microelectronics 的 VL53L0X 的分线模块。

第 3 步:操作和传感器定位

一旦建造和测试,该装置应安装在门框顶部的中心这是因为如果您将其安装得太靠近墙壁或障碍物,红外激光束将受到干扰并在测量上产生串扰现象。另一种选择是通过延长杆安装设备,使其远离墙壁,但更不方便。

仔细测量地板和传感器之间的正确长度(要设置的偏移量)并校准设备(参见下一步)。校准后,设备无需再次校准即可使用,除非您将其移动到另一个位置。

打开设备并将自己置于其下方,保持笔直且稳固的位置。当设备检测到稳定长度超过 2.5 秒时,将采取措施。此时,它会发出“成功”的音乐声,并将测量值保持在显示屏上。

第 4 步:偏移校准

如前所述,您需要为偏移设置正确的值(以厘米为单位),即测量设备与地板之间的距离。这可以通过按下旋转编码器旋钮(有一个按钮开关)来实现。激活校准模式后,通过旋转旋钮设置正确的距离(顺时针增加厘米,逆时针减少)。偏移范围从 0 到 2.55 m。

完成后,只需再次按下旋钮。内部蜂鸣器将产生两种不同的音调,为您提供声音反馈。校准模式有 1 分钟的超时时间:如果您在此超时时间内未设置偏移量,设备将退出校准模式并返回到测量模式,而不会更改存储的偏移量。偏移量存储在 Arduino 的 EEPROM 存储器中,以在随后的关机中保持它。

第 5 步:代码

ST Microelectronics 为 VL53L0X 发布了完整的 API 库,包括手势检测。就我的设备而言,我发现Pololu 的 VL53L0X 库更容易用于 Arduino 与为 Arduino 定制和编译 ST 的 API 相比,该库旨在提供一种更快、更轻松的方式来开始使用 VL53L0X 与 Arduino 兼容控制器

我已将传感器设置为 HIGH ACCURACY 和 LONG RANGE 模式,以便在安装高度和偏移设置上有更大的自由度。这将导致检测速度变慢,这对于该设备的目的来说已经足够了。

偏移量存储在 Arduino 的 EEPROM 存储器中,当电路板关闭时,其值会保留。

在循环部分,将新测量值与前一个测量值进行比较,如果相同测量值经过 2.5 秒(并且如果它不是 Offrange 或 Timeout 值),则从偏移量中减去测量值并稳定显示在显示屏上. 压电蜂鸣器播放“成功”的短音乐,以听觉方式通知用户。

第 6 步:原理图

 
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第 7 步:外壳/外壳和组装

众所周知,我无法在商业盒子上切割矩形窗口,因此我选择了用 CAD 设计一个盒子并将其送去进行 3D 打印。这不是最便宜的选择,但它仍然是一种方便的解决方案,因为它提供了对所有组件的定位非常精确和灵活的可能性。

小型激光芯片的安装没有任何盖玻片,以避免串扰和不稳定的措施。如果您想将激光器安装在盖子后面,您需要按照 ST Microelectronics 文档中的说明进行复杂的校准程序。

 

 


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