Digitálny vodováha a projekt DIY od spoločnosti Electronicslovers: 6 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:57

Nastal čas, keď potrebujete doma namontovať kus nábytku alebo niečo podobné a na rovnú montáž každý bežne používa vodováhu. Tím ElectronicsLovers Tech Team postavil tento modul, ktorý sa líši od bežného: je digitálny. Tento projekt je vhodný aj pre ľudí, ktorí stavajú RC modely, pretože môže byť povinné získavať uhly v rôznych smeroch, aby ich bolo možné ďalej spracovať na použitie v rôznych výpočtoch, ako je napríklad stabilizácia.

V tomto projekte použijeme 3 osový akcelerometer GY-521 na určenie, pod akým uhlom je povrch. Na zobrazenie uhla použijeme 7 -segmentový 4 -miestny displej. Použitým µC bude Arduino Nano, aby bolo na PCB všetko kompaktné.

Krok 1: Popis komponentov

Akcelerometer GY-521

Tento modul je jedným z najlepších senzorov IMU (Inertia Measurement Unit), ktoré sú kompatibilné s Arduino. Senzory IMU ako GY-521 sa používajú v samovyvažovacích robotoch, UAV, smartfónoch atď. Senzor GY-521 obsahuje akcelerometer MEMS a MEMSgyro v jednom čipe. Je veľmi presný, pretože obsahuje 16-bitový ADC pre každý kanál. Ďalej zachytáva kanál x, y a z súčasne. Senzor používa na prepojenie s Arduino zbernicu I2C. GY-521 nie je drahý, najmä vzhľadom na skutočnosť, že kombinuje akcelerometer a gyroskop.

7 -segmentový - 4 -miestny displej

Pri použití 7-segmentového 4-miestneho displeja musíte mať na pamäti, že existujú 2 typy: spoločná anóda a spoločná katóda. Ak je vašim modulom spoločná anóda, kolík spoločnej anódy sa pripája k zdroju energie; ak je to spoločná katóda, kolík spoločnej katódy sa spojí s GND. Pri použití 7-segmentového 4-miestneho displeja sa na ovládanie zobrazovanej číslice používa spoločná anóda alebo spoločný katódový kolík. Napriek tomu, že funguje iba jedna číslica, princíp Perzistencie videnia vám umožňuje vidieť všetky zobrazené čísla, pretože každé z nich je tak rýchle, že si takmer nevšimnete intervaly.

Krok 2: Ako to funguje?

Senzory IMU sa zvyčajne skladajú z dvoch alebo viacerých častí. Zoznam je zoradený podľa priority, ide o akcelerometer, gyroskop, magnetometer a výškomer. GY-521 je 6 DOF (stupňov voľnosti) alebo šesťosý senzor, čo znamená, že dáva ako výstup šesť hodnôt. Tri hodnoty z akcelerometra a tri z gyroskopu. TheGY-521 je snímač založený na technológii MEMS (Micro Electro Mechanical Systems). Akcelerometer aj gyroskop sú vložené do jedného čipu. Tento čip používa na komunikáciu systém I2C Bus.

Krok 3: Schematický diagram a zobrazenie uhla na 7 -segmentovom displeji

Princíp fungovania tohto projektu je veľmi jednoduchý: pomocou komunikačného protokolu I2C Arduino neustále prijíma uhol pre smer Y (pretože to je os, ktorú ukazuje vodováha). Hodnota uhla je potom daná funkcii, ktorá ho zobrazí na displeji.

Teraz, ako už možno viete, taký 16 -bitový ADC dáva maximálnu hodnotu 65 536 pre maximálny uhol (čo je 90 stupňov). Pretože je ADC čipu rozdelený na 4 kanály, máme max. hodnotu 16384 pre každý kanál. -16384 bude znamenať -90 stupňov, zatiaľ čo +16384 bude znamenať 90 stupňov. Pre naše Arduino to neznamená nič iné ako jednoduchú mapovú funkciu: Majte na pamäti, že premenná AcY je typu long, čo znamená, že mapovaná premenná, v našom prípade uhol, musí byť tiež dlhá.

Krok 4: Návrh DPS pre modul Digital Spirit |

Navrhli sme model PCB pre náš modul digitálneho ducha pomocou jedného z najlepších online simulačných nástrojov PCB, známych ako EasyEDA - online simulátor dizajnu a obvodov plošných spojov EasyEDA je platforma, kde si môžete otestovať svoje schopnosti, kde sa môžete naučiť nové zručnosti a kde môžete dokonca zmeniť svoje schopnosti. Je to miesto, ktoré vám poskytuje skvelé webové nástroje EDA pre inžinierov elektroniky, pedagógov, študentov, tvorcov a nadšencov. Všetci môžete bezplatne používať tieto nástroje a vytvárať si vlastné online webové dosky s plošnými spojmi. Nie je potrebné inštalovať žiadny softvér. Jednoducho otvorte aplikáciu EasyEDA v ľubovoľnom webovom prehliadači kompatibilnom so štandardom HTML5.

PCB Gerber View - JLCPCB Online Gerber Viewer

Krok 5: DPS dorazili do nášho projektu

Objednali sme si online DPS pre náš produktový modul z JLCPCB. Poskytli nám PCB pre tento projekt, ktoré sme použili na zostavenie všetkých komponentov k nemu. JLCPCB je najväčší prototypový podnik PCB v Číne a špičkový výrobca špecializujúci sa na rýchlu výrobu prototypov PCB. Majú najlepšiu ponuku pre PCB: 10 kusov za iba 2 $. Ak chcete prototypovať vlastnú DPS, choďte na jlcpcb.com a nahrajte svoj súbor Gerber, aby ste získali vysokokvalitné DPS.

2 doláre za 10 PCB (rýchle 24 -hodinové otočenie:

• DPS boli vynikajúce, kvalita robustná, silná a veľmi krásna.
• Veľmi dobrá cena. 100% zaručená kvalita alebo znovuzrodenie.
• Dobrý čas dodania: 3 dni od DHL. Online nákupná objednávka.
• Rýchly výrobný proces Technická podpora v prípade, že niekto odpovie.

Krok 6: Pozrite si záverečné video | Citácia PCB | Zostavenie DPS

Verzia 2.0

Aktuálne pracujeme na ďalšej verzii tohto projektu. Sme ochotní implementovať OLED displej, pre lepší prehľad o uhloch meraných modulom. Chceme tiež, aby bol tento modul kompaktnejší a prenosnejší. Sledujte novinky!

Zdrojový kód nájdete na adrese: Digital Spirit Level A DIY Project Module od spoločnosti Electronicslovers