Digital Spirit Level a DIY Project Module by Electronicslovers: 6 Βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:34

Υπάρχει μια στιγμή που πρέπει να τοποθετήσετε ένα έπιπλο ή κάτι παρόμοιο στο σπίτι σας και για ευθεία τοποθέτηση όλοι χρησιμοποιούν συνήθως ένα αλφάδι. Η ElectronicsLovers Tech Team κατασκεύασε αυτήν την ενότητα, η οποία έχει μια διαφορά από μια συνηθισμένη: είναι ψηφιακή. Αυτό το έργο είναι επίσης χρήσιμο για άτομα που κατασκευάζουν μοντέλα RC, καθώς μπορεί να είναι υποχρεωτική η απόκτηση γωνιών σε διαφορετικές κατευθύνσεις για περαιτέρω επεξεργασία για χρήση σε διαφορετικούς υπολογισμούς, όπως η σταθεροποίηση, για παράδειγμα.

Σε αυτό το έργο, θα χρησιμοποιήσουμε ένα επιταχυνσιόμετρο GY-521 3 Axis για να καθορίσουμε σε ποια γωνία βρίσκεται μια επιφάνεια. Για την εμφάνιση της γωνίας, θα χρησιμοποιήσουμε μια οθόνη 7 Segment 4 Digits. Το μC που θα χρησιμοποιηθεί θα είναι ένα Arduino Nano, προκειμένου να διατηρηθούν τα πάντα συμπαγή στο PCB.

Βήμα 1: Περιγραφή εξαρτημάτων

Επιταχυνσιόμετρο GY-521

Αυτή η μονάδα είναι ένας από τους καλύτερους αισθητήρες IMU (μονάδα μέτρησης αδράνειας) που είναι συμβατός με το Arduino. Οι αισθητήρες IMU όπως ο GY-521 χρησιμοποιούνται σε ρομπότ αυτοεξισορρόπησης, UAV, smartphone, κ.λπ. Ο αισθητήρας GY-521 περιέχει επιταχυνσιόμετρο MEMS και MEMSgyro σε ένα μόνο τσιπ. Είναι πολύ ακριβής, καθώς περιέχει ADC 16-bit για κάθε κανάλι. Επιπλέον, καταγράφει το κανάλι x, y και z ταυτόχρονα. Ο αισθητήρας χρησιμοποιεί το δίαυλο I2C για διασύνδεση με το Arduino. Το GY-521 δεν είναι ακριβό, ειδικά δεδομένου του γεγονότος ότι συνδυάζει τόσο επιταχυνσιόμετρο όσο και γυροσκόπιο.

7 Τμήμα - Οθόνη 4 ψηφίων

Όταν χρησιμοποιείτε μια τετραψήφια οθόνη 7 τμημάτων πρέπει να θυμάστε ότι υπάρχουν 2 τύποι: μια κοινή άνοδος και μια κοινή κάθοδος. Εάν η μονάδα σας είναι η κοινή άνοδος, η κοινή ακίδα ανόδου συνδέεται στην πηγή ισχύος. εάν είναι η κοινή κάθοδος, ο κοινός πείρος καθόδου συνδέεται με το GND. Όταν χρησιμοποιείτε οθόνη τεσσάρων ψηφίων 7 τμημάτων, η κοινή άνοδος ή ο κοινός πείρος καθόδου χρησιμοποιείται για τον έλεγχο του ψηφίου που εμφανίζεται. Παρόλο που λειτουργεί μόνο ένα ψηφίο, η αρχή της επιμονής της όρασης σάς επιτρέπει να βλέπετε όλους τους αριθμούς που εμφανίζονται, επειδή καθένας από τους οποίους η ταχύτητα σάρωσης είναι τόσο γρήγορη που σχεδόν δεν παρατηρείτε τα διαστήματα.

Βήμα 2: Πώς λειτουργεί;

Οι αισθητήρες IMU συνήθως αποτελούνται από δύο ή περισσότερα μέρη. Αναγράφοντάς τα κατά προτεραιότητα, είναι επιταχυνσιόμετρο, γυροσκόπιο, μαγνητόμετρο και μετρητή. Το GY-521 είναι 6 DOF (Degrees of Freedom) ή αισθητήρας έξι αξόνων, που σημαίνει ότι δίνει έξι τιμές ως έξοδο. Τρεις τιμές από το επιταχυνσιόμετρο και τρεις από το γυροσκόπιο. Ο TheGY-521 είναι ένας αισθητήρας που βασίζεται στην τεχνολογία MEMS (Micro Electro Mechanical Systems). Τόσο το επιταχυνσιόμετρο όσο και το γυροσκόπιο είναι ενσωματωμένα μέσα σε ένα μόνο τσιπ. Αυτό το τσιπ χρησιμοποιεί σύστημα διαύλου I2C για επικοινωνία.

Βήμα 3: Σχηματικό διάγραμμα και εμφάνιση της γωνίας στην οθόνη 7 τμημάτων

Η αρχή λειτουργίας αυτού του έργου είναι πολύ απλή: χρησιμοποιώντας το πρωτόκολλο επικοινωνίας I2C, το Arduino λαμβάνει συνεχώς τη γωνία για την κατεύθυνση Υ (επειδή αυτός είναι ο Άξονας που δείχνει ένα αλφάδι). Η τιμή της γωνίας δίνεται στη συνέχεια σε μια συνάρτηση που την εμφανίζει στην οθόνη.

Τώρα, όπως ίσως γνωρίζετε ήδη, ένα τέτοιο ADC 16 Bit δίνει μια μέγιστη τιμή 65536, για τη μέγιστη γωνία (που είναι 90 μοίρες). Επειδή το ADC του τσιπ χωρίζεται σε 4 κανάλια, έχουμε ένα μέγιστο. τιμή 16384 για κάθε κανάλι. Άρα -16384 θα σημαίνει -90 μοίρες, ενώ +16384 θα σημαίνει 90 μοίρες. Για το Arduino μας αυτό δεν σημαίνει τίποτα περισσότερο από μια απλή συνάρτηση χάρτη: Λάβετε υπόψη ότι η μεταβλητή AcY είναι τύπου long, πράγμα που σημαίνει ότι η αντιστοιχισμένη μεταβλητή, στην περίπτωσή μας, πρέπει επίσης να είναι μεγάλη.

Βήμα 4: Σχεδιασμός PCB για την ενότητα Digital Spirit |

Έχουμε Σχεδιάσει ένα Μοντέλο PCB για την ψηφιακή μονάδα πνεύματός μας χρησιμοποιώντας ένα από τα Καλύτερα online εργαλεία προσομοίωσης PCB που είναι γνωστό ως EasyEDA - Online PCB design & circuit simulator EasyEDA είναι η πλατφόρμα όπου μπορείτε να δοκιμάσετε τις ικανότητές σας, όπου μπορείτε να μάθετε νέες δεξιότητες και όπου μπορείτε ακόμη και να τροποποιήσετε τις ικανότητές σας. Είναι ένας χώρος που σας παρέχει εξαιρετικά εργαλεία EDA που βασίζονται στο διαδίκτυο για μηχανικούς ηλεκτρονικών, εκπαιδευτικούς, μαθητές, κατασκευαστές και λάτρεις. Είστε όλοι ευπρόσδεκτοι να χρησιμοποιήσετε αυτά τα εργαλεία δωρεάν και να δημιουργήσετε τις δικές σας διαδικτυακές πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων. Δεν χρειάζεται να εγκαταστήσετε οποιοδήποτε λογισμικό. Απλώς ανοίξτε το EasyEDA σε οποιοδήποτε πρόγραμμα περιήγησης ιστού ικανό για HTML5 και συμβατό με τα πρότυπα.

PCB Gerber View - JLCPCB Online Gerber Viewer

Βήμα 5: Τα PCB έφτασαν για το έργο μας

Παραγγείλαμε ηλεκτρονικά PCB για τη μονάδα προϊόντος μας από την JLCPCB. Μας έδωσαν τα PCB για αυτό το έργο, τα οποία χρησιμοποιήσαμε για τη συναρμολόγηση όλων των εξαρτημάτων σε αυτό. Η JLCPCB είναι η μεγαλύτερη επιχείρηση πρωτοτύπων PCB στην Κίνα και κατασκευαστής υψηλής τεχνολογίας που ειδικεύεται στην γρήγορη παραγωγή πρωτοτύπων PCB. Έχουν την καλύτερη προσφορά για PCB: 10 τεμάχια μόνο για 2 $. Εάν θέλετε να πρωτοτυπώσετε το δικό σας PCB, προχωρήστε στη διεύθυνση jlcpcb.com και ανεβάστε το αρχείο Gerber για να λάβετε PCB υψηλής ποιότητας.

2 $ για 10 PCB (24ωρη γρήγορη περιστροφή:

• Τα PCB ήταν εξαιρετικά, η ποιότητα στιβαρή, ισχυρή και πολύ όμορφη.
• Πολύ καλή τιμή. 100% εγγυημένη ποιότητα ή αναγέννηση.
• Καλός χρόνος παράδοσης: 3 ημέρες με DHL. Online παραγγελία αγοράς.
• Γρήγορη διαδικασία παραγωγής Τεχνική υποστήριξη, σε περίπτωση που κάποιος ανταποκριθεί.

Βήμα 6: Παρακολουθήστε το τελικό βίντεο | Παράθεση PCB | Συναρμολόγηση PCB

Έκδοση 2.0

Αυτή τη στιγμή εργαζόμαστε για την επόμενη έκδοση αυτού του έργου. Είμαστε πρόθυμοι να εφαρμόσουμε μια οθόνη OLED, για μια καλύτερη επισκόπηση των γωνιών που μετρούνται από τη μονάδα. Θέλουμε επίσης να κάνουμε αυτή τη μονάδα πιο συμπαγή και φορητή. Μείνετε συντονισμένοι για ενημερώσεις!

Για τον πηγαίο κώδικα Επισκεφτείτε: Digital Spirit Level A DIY Project Module by Electronicslovers