Meetlint voor sociale afstand van 1,50 m - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:15

In deze build pas ik een normaal meetlint aan om te meten wanneer een afstand van 1,5 m is afgelegd. Ik zeg dan "anderhalve meter". Het geeft ook met een groen of rood licht aan of u zich boven of onder deze afstand bevindt.

Dit project is tot stand gekomen naar aanleiding van een challenge gestart door Henk Rijckaert in zijn youtube serie De Koterij en ik wilde dit koppelen aan de huidige problemen van COVID19 en social distancing. Een Nederlands gesproken youtube filmpje over deze build is te vinden op Youtube Weyn. Tech (Engelse bijschriften zijn toegevoegd).

Gebruikte materialen:

1. Een meetlint
2. Optische encoder: e4p-100-079
3. Audio: DFPlayer Mini + sd-kaart
4. Vermogen: PowerBoost 1000C
5. MCU: Adafruit HUZZAH32 - ESP32 Feather (elke andere Arduino kan ook worden gebruikt omdat ik de BLE- of Wi-Fi-functies in deze build niet gebruik)
6. Neopixel
7. Spreker
8. Accu
9. Aan / uit knop

Stap 1: Schematisch:

Sluit de componenten aan zoals aangegeven in het schema. De behuizing is hergebruikt en aangepast van een andere build, maar u kunt elke rechthoekige doos gebruiken die groot genoeg is om in de componenten te passen. Je hebt een geheel nodig voor je speaker, het meetlint en de aan/uit knop (en idealiter voor de usb min om de batterij op te laden).

Bevestig de metalen plaat met indicatoren aan het roterende deel van het meetlint, zorg ervoor dat u deze zo goed mogelijk centreert.

Op de SD-kaart voor de DFPlayer moet je de mp3 kopiëren die je wilt afspelen als de door jou ingestelde afstand is afgelegd.

Stap 2: Coderen

Alle code is te vinden op github.

De ESP32 (elke andere arduino kan ook gebruikt worden) zal continu de A en B output van de encoder pollen en zal een teller verhogen of verlagen. Als het meer dan -2150 is, weet ik voor mijn meetlint dat het meer dan 1,5 meter is. U moet dit voor uw meter kalibreren. Afhankelijk van de waarde wordt de led-kleur gewijzigd en krijgt de DFPlayer de opdracht om de mp3 die op de sd-kaart staat af te spelen.

Stap 3: De encoder uitgelegd

Hoe kunnen we meten hoe ver we de meter hebben uitgerold?

Deze uitleg is de transcriptie van de video:

Wel, daarvoor gebruik ik een optische encoder, namelijk een incrementele roterende encoder. Je hebt ook andere, bijvoorbeeld absolute encoders. Ze zijn zeer geschikt om binnen 1 omwenteling de exacte positie te kennen. Maar een incremental geeft daarentegen vaste pulsen tijdens een verplaatsing, zodat je zelf de rotatie kunt meten, ook over een reeks verschillende rotaties. Zo kun je de rotatie zelf meten, zelfs over verschillende rotaties heen. Ik gebruik een kwadratuur-encoder, die twee signalen geeft zodat ook de richting kan worden bepaald.

Hoe werkt dat precies?

Er zijn zwarte markeringen op de ronde schijf. Deze schijf zit vast aan het meetlint en zal dus meedraaien. De sensor zelf bestaat uit een LED en twee fotodetectoren die meten of het licht gereflecteerd wordt. Als de LED op de zwarte lijn schijnt, zal er minder of geen licht reflecteren dan wanneer deze op het metaal tussen de zwarte markering schijnt. Dit signaal wordt dan aan de uitgang omgezet in een blokgolf. De uitgangen A en B zijn zo geplaatst dat je kunt zien vanuit welke combinatie van de 2 de richting wordt gedraaid.

Laten we dat eens in detail bekijken

Bij elke flankverandering van A kun je de waarde van B veranderen in welke richting we draaien. In de encoder die ik gebruik, begint de A-puls voor de B-puls als we met de klok mee draaien. En omgekeerd als we tegen de klok in draaien. We kunnen dus 3 pulsen herkennen die ons iets vertellen over hoeveel er is gedraaid. Mijn encoder heeft 100 cycli per omwenteling (CPR). in dit geval is hij bijna 10,8 graden gedraaid. Als je naar datasheets kijkt, let dan goed op wat er met CPR wordt bedoeld, soms zijn dit het aantal cycli per omwenteling, soms het aantal tellingen per omwenteling (of afzonderlijk verschillende toestanden per beurt). Elke puls bevat 4 verschillende toestanden. Hoog of laag bij A en B. Dat is 4 keer meer dan bij Cycles per Revolution. PPR of pulsen per omwenteling worden typisch gebruikt om het aantal pulsen per volledige omwenteling te meten. Maar sommige datasheets hier betekenen het aantal verschillende pulstoestanden per omwenteling. Kijk dus ook hier goed in de datasheet wat er bedoeld wordt. We zien hier dat de A-puls voor de B-puls komt.

Een gemakkelijke manier om dit in code te verwerken is wanneer het A-signaal verandert om te zien wat de waarde van het B-signaal is. Als het B-signaal niet de waarde van het A-signaal heeft, draaien we met de klok mee en kunnen we elke keer een teller verhogen of verhogen.

We krijgen nu 200 flankwisselingen per volledige omwenteling omdat we er 2 per puls hebben. Dus als de teller op 200 staat, hebben we een volledige slag gedraaid. Of 360 graden gedraaid. Andersom als we in de tegenovergestelde richting draaien dan kun je zien dat het A-signaal dezelfde 3 pulsen zal genereren.

Dus we hebben hier ook dat het 10,8 graden is gedraaid. Maar deze keer heeft het B-signaal dezelfde waarde als het A-signaal, dus we weten dat het B-signaal al voor het A-signaal ligt. En daarom draaien we tegen de klok in. In dit geval kunnen we de teller dus verlagen. Nu weten we hoe vaak het meetlint is doorgesneden. Als we een vaste afstand willen weten, is dat vrij eenvoudig.

Hier moet bijvoorbeeld voor anderhalve meter de teller -2150 zijn. Met andere woorden, 3870 graden tegen de klok in.

Als je altijd wilt weten hoeveel er is afgerold moet je er rekening mee houden dat de diameter kleiner wordt met andere woorden er zal steeds minder afstand op het meetlint komen per volledige omwenteling.