Cyfrowa poziomica a DIY Project Module od Electronicslovers: 6 kroków

2025 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2025-01-23 15:02

Jest taki czas, kiedy trzeba zamontować mebel lub coś podobnego w swoim domu, a do prostego montażu wszyscy zwykle używają poziomicy. ElectronicsLovers Tech Team zbudował ten moduł, który różni się od zwykłego: jest cyfrowy. Ten projekt jest również przydatny dla osób, które budują modele RC, ponieważ może być konieczne uzyskanie kątów w różnych kierunkach w celu dalszego przetwarzania ich w celu wykorzystania w różnych obliczeniach, takich jak na przykład stabilizacja.

W tym projekcie użyjemy 3-osiowego akcelerometru GY-521 do określenia, pod jakim kątem znajduje się powierzchnia. Do wyświetlania kąta użyjemy wyświetlacza 7 segmentowego 4 cyfry. Użyty µC będzie Arduino Nano, aby wszystko było zwarte na płytce drukowanej.

Krok 1: Opis komponentów

Akcelerometr GY-521

Moduł ten jest jednym z najlepszych czujników IMU (Inertia Measurement Unit), który jest kompatybilny z Arduino. Czujniki IMU, takie jak GY-521, są używane w samobalansujących robotach, UAV, smartfonach itp. Czujnik GY-521 zawiera akcelerometr MEMS i MEMSgyro w jednym chipie. Jest bardzo dokładny, ponieważ zawiera 16-bitowy ADC dla każdego kanału. Co więcej, jednocześnie przechwytuje kanały x, y i z. Czujnik wykorzystuje magistralę I2C do połączenia z Arduino. GY-521 nie jest drogi, zwłaszcza że łączy w sobie akcelerometr i żyroskop.

7-segmentowy – 4-cyfrowy wyświetlacz

Używając 7-segmentowego 4-cyfrowego wyświetlacza należy pamiętać, że istnieją 2 rodzaje: wspólna anoda i wspólna katoda. Jeśli twój moduł jest wspólną anodą, wspólny pin anody łączy się ze źródłem zasilania; jeśli jest to wspólna katoda, wspólny pin katody łączy się z GND. W przypadku korzystania z 7-segmentowego 4-cyfrowego wyświetlacza, wspólna anoda lub wspólny pin katody służy do kontrolowania, która cyfra jest wyświetlana. Mimo że działa tylko jedna cyfra, zasada Persistence of Vision pozwala zobaczyć wszystkie wyświetlane liczby, ponieważ każda prędkość skanowania jest tak duża, że prawie nie zauważasz interwałów.

Krok 2: Jak to działa?

Czujniki IMU zwykle składają się z dwóch lub więcej części. Wymieniając je według priorytetu, są to akcelerometr, żyroskop, magnetometr i wysokościomierz. GY-521 jest czujnikiem o 6 stopniach swobody lub sześcioosiowym, co oznacza, że daje sześć wartości na wyjściu. Trzy wartości z akcelerometru i trzy z żyroskopu. TheGY-521 to czujnik oparty na technologii MEMS (Micro Electro Mechanical Systems). Zarówno akcelerometr, jak i żyroskop są osadzone w jednym chipie. Ten układ wykorzystuje do komunikacji system magistrali I2C.

Krok 3: Schemat ideowy i wyświetlanie kąta na 7-segmentowym wyświetlaczu

Zasada działania tego projektu jest bardzo prosta: za pomocą protokołu komunikacyjnego I2C Arduino w sposób ciągły otrzymuje kąt dla kierunku Y (ponieważ tak pokazuje poziomica osi). Wartość kąta jest następnie przekazywana do funkcji, która wyświetla ją na wyświetlaczu.

Teraz, jak być może już wiesz, taki 16-bitowy ADC daje maksymalną wartość 65536, dla maksymalnego kąta (który wynosi 90 stopni). Ponieważ ADC chipa jest podzielony na 4 kanały, mamy max. wartość 16384 dla każdego kanału. Więc -16384 będzie oznaczać -90 stopni, a +16384 będzie oznaczać 90 stopni. Dla naszego Arduino oznacza to tylko prostą funkcję mapującą: należy pamiętać, że zmienna AcY jest typu long, co oznacza, że mapowana zmienna, w naszym przypadku angle, również musi być długa.

Krok 4: Projekt PCB dla modułu Digital Spirit |

Zaprojektowaliśmy model PCB dla naszego cyfrowego modułu spirytusowego, korzystając z jednego z najlepszych internetowych narzędzi do symulacji PCB, znanego jako EasyEDA – online symulator projektowania PCB i obwodów EasyEDA to platforma, na której możesz przetestować swoje umiejętności, gdzie możesz nauczyć się nowych umiejętności i gdzie możesz nawet modyfikować swoje umiejętności. Jest to miejsce, które zapewnia wspaniałe internetowe narzędzia EDA dla inżynierów elektroników, edukatorów, studentów, producentów i entuzjastów. Zapraszamy wszystkich do korzystania z tych narzędzi za darmo i tworzenia własnych internetowych płytek drukowanych online. Nie ma potrzeby instalowania żadnego oprogramowania. Wystarczy otworzyć EasyEDA w dowolnej, zgodnej ze standardami przeglądarce internetowej obsługującej HTML5.

PCB Gerber View – JLCPCB Online Gerber Viewer

Krok 5: Płytki PCB przybyły do naszego projektu

Zamówiliśmy PCB Online dla naszego produktu Module od JLCPCB. Dostarczyli nam płytki PCB do tego projektu, których użyliśmy do montażu wszystkich komponentów. JLCPCB jest największym przedsiębiorstwem produkującym prototypy PCB w Chinach i zaawansowanym technologicznie producentem specjalizującym się w szybkiej produkcji prototypów PCB. Mają najlepszą ofertę na PCB: 10 sztuk za jedyne 2 $. Jeśli chcesz stworzyć własny prototyp PCB, przejdź do jlcpcb.com i prześlij plik Gerber, aby uzyskać wysokiej jakości PCB.

2 USD za 10 płytek (24-godzinny szybki obrót:

• Płytki PCB były doskonałe, jakość solidna, mocna i bardzo piękna.
• Bardzo dobra cena.100% gwarantowana jakość lub odrodzenie.
• Dobry czas dostawy: 3 dni przez DHL. Zamówienie zakupu online.
• Szybki proces produkcji Wsparcie techniczne na wypadek, gdyby ktoś zareagował.

Krok 6: Obejrzyj końcowy film | Cytat PCB | Montaż PCB

Wersja 2.0

Obecnie pracujemy nad kolejną wersją tego projektu. Chętnie zaimplementujemy wyświetlacz OLED, aby uzyskać lepszy przegląd kątów mierzonych przez moduł. Chcemy również, aby ten moduł był bardziej kompaktowy i przenośny. Bądź na bieżąco z aktualizacjami!

Kod źródłowy można znaleźć na stronie: Digital Spirit Level A DIY Project Module firmy Electronicslovers