Digital Spirit Level a DIY Project Module od Electronicslovers: 6 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:21

Je čas, kdy potřebujete doma namontovat kus nábytku nebo něco podobného a pro přímou montáž každý obvykle používá vodováhu. ElectronicsLovers Tech Team postavil tento modul, který má jeden rozdíl od běžného: je digitální. Tento projekt je také užitečný pro lidi, kteří staví RC modely, protože může být povinné získávat úhly v různých směrech a dále je zpracovávat pro použití v různých výpočtech, jako je například stabilizace.

V tomto projektu použijeme 3osý akcelerometr GY-521 k určení, pod jakým úhlem je povrch. Pro zobrazení úhlu použijeme 7segmentový 4místný displej. Použité µC bude Arduino Nano, aby bylo vše na PCB kompaktní.

Krok 1: Popis součástí

Akcelerometr GY-521

Tento modul je jedním z nejlepších senzorů IMU (Inertia Measurement Unit), který je kompatibilní s Arduino. Senzory IMU jako GY-521 se používají v samovyvažovacích robotech, UAV, chytrých telefonech atd. Senzor GY-521 obsahuje akcelerometr MEMS a MEMSgyro v jednom čipu. Je velmi přesný, protože obsahuje 16bitový ADC pro každý kanál. Kromě toho zachycuje kanál x, y a z současně. Senzor využívá sběrnici I2C k propojení s Arduinem. GY-521 není drahý, zejména s ohledem na skutečnost, že kombinuje akcelerometr a gyroskop.

7segmentový - 4místný displej

Při použití 7segmentového 4místného displeje musíte mít na paměti, že existují 2 typy: společná anoda a společná katoda. Pokud je vaším modulem společná anoda, pin společné anody se připojí ke zdroji energie; pokud je to společná katoda, pin společné katody se připojí k GND. Při použití 7segmentového 4místného displeje se k ovládání zobrazované číslice používá společná anoda nebo společný katodový pin. Přestože funguje pouze jedna číslice, princip Persistence of Vision vám umožňuje zobrazit všechna čísla, protože každá rychlost skenování je tak vysoká, že si téměř nevšimnete intervalů.

Krok 2: Jak to funguje?

Senzory IMU se obvykle skládají ze dvou nebo více částí. Řazeny jsou podle priority, jsou to akcelerometr, gyroskop, magnetometr a výškoměr. GY-521 je 6 DOF (stupňů volnosti) nebo šestiosý senzor, což znamená, že dává jako výstup šest hodnot. Tři hodnoty z akcelerometru a tři z gyroskopu. TheGY-521 je senzor založený na technologii MEMS (Micro Electro Mechanical Systems). Akcelerometr i gyroskop jsou vloženy do jednoho čipu. Tento čip ke komunikaci využívá sběrnicový systém I2C.

Krok 3: Schematický diagram a zobrazení úhlu na 7segmentovém displeji

Princip fungování tohoto projektu je velmi jednoduchý: pomocí komunikačního protokolu I2C Arduino nepřetržitě přijímá úhel pro směr Y (protože to je osa, kterou ukazuje vodováha). Hodnota úhlu je pak dána funkci, která jej zobrazí na displeji.

Nyní, jak už možná víte, takový 16bitový ADC poskytuje maximální hodnotu 65536 pro maximální úhel (což je 90 stupňů). Protože je ADC čipu rozdělen na 4 kanály, máme max. hodnotu 16384 pro každý kanál. Takže -16384 bude znamenat -90 stupňů, zatímco +16384 bude znamenat 90 stupňů. Pro naše Arduino to neznamená nic jiného než jednoduchou mapovou funkci: Mějte na paměti, že proměnná AcY je typu long, což znamená, že mapovaná proměnná, v našem případě úhel, také musí být dlouhá.

Krok 4: Návrh DPS pro modul Digital Spirit |

Pro náš modul digitálního ducha jsme navrhli model DPS pomocí jednoho z nejlepších online simulačních nástrojů DPS známých jako EasyEDA - online simulátor návrhu a obvodů DPS EasyEDA je platforma, kde si můžete vyzkoušet své dovednosti, kde se můžete naučit nové dovednosti a kde můžete dokonce upravit své dovednosti. Je to místo, které vám poskytuje skvělé webové nástroje EDA pro inženýry elektroniky, pedagogy, studenty, tvůrce a nadšence. Všichni můžete tyto nástroje používat zdarma a vytvářet si vlastní online webové desky s plošnými spoji. Není třeba instalovat žádný software. Jednoduše otevřete EasyEDA v libovolném webovém prohlížeči podporujícím standard HTML5.

PCB Gerber View - JLCPCB Online Gerber Viewer

Krok 5: PCB dorazily pro náš projekt

Objednali jsme online DPS pro náš produktový modul z JLCPCB. Pro tento projekt nám poskytli desky plošných spojů, které jsme použili k sestavení všech součástí. JLCPCB je největší čínský prototyp PCB a výrobce špičkových technologií specializující se na rychlou výrobu prototypů PCB. Mají nejlepší nabídku pro PCB: 10 kusů za pouhé 2 $. Pokud chcete prototypovat vlastní desku plošných spojů, přejděte na jlcpcb.com a nahrajte svůj soubor Gerber, abyste získali vysoce kvalitní desky plošných spojů.

2 $ za 10 PCB (24hodinové rychlé otočení:

• DPS byly vynikající, kvalita robustní, silná a velmi krásná.
• Velmi dobrá cena. 100% zaručená kvalita nebo znovuzrození.
• Dobrá dodací lhůta: 3 dny u DHL. Online nákupní objednávka.
• Rychlý výrobní proces Technická podpora v případě, že někdo odpoví.

Krok 6: Sledujte závěrečné video | Nabídka PCB | Sestavování DPS

Verze 2.0

Aktuálně pracujeme na další verzi tohoto projektu. Jsme ochotni implementovat OLED displej pro lepší přehled o úhlech měřených modulem. Také chceme, aby byl tento modul kompaktnější a přenosnější. Sledujte novinky!

Zdrojový kód navštivte: Digital Spirit Level A DIY Project Module od Electronicslovers