Digitale waterpas een doe-het-zelf-projectmodule van Electronicslovers - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:16

Er is een tijd dat u een meubelstuk of iets dergelijks in uw huis moet monteren en voor een rechte montage gebruikt iedereen gewoonlijk een waterpas. ElectronicsLovers Tech Team heeft deze module gebouwd, die één verschil heeft met een gebruikelijke: hij is digitaal. Dit project is ook handig voor mensen die RC-modellen bouwen, omdat het verplicht kan zijn om hoeken in verschillende richtingen te verwerven om ze verder te verwerken voor gebruik in verschillende berekeningen, zoals stabilisatie, bijvoorbeeld.

In dit project zullen we een GY-521 3 Axis Accelerometer gebruiken om te bepalen onder welke hoek een oppervlak staat. Voor het weergeven van de hoek gebruiken we een 7 Segment 4 Digits-display. De gebruikte µC zal een Arduino Nano zijn, om alles compact op PCB te houden.

Stap 1: Beschrijving componenten

GY-521 versnellingsmeter

Deze module is een van de beste IMU-sensoren (Inertia Measurement Unit) die compatibel is met Arduino. IMU-sensoren zoals de GY-521 worden gebruikt in zelfbalancerende robots, UAV's, smartphones, enz. De GY-521-sensor bevat een MEMS-versnellingsmeter en een MEMSgyro in een enkele chip. Het is zeer nauwkeurig, omdat het een 16-bits ADC voor elk kanaal bevat. Bovendien legt het tegelijkertijd het x-, y- en z-kanaal vast. De sensor gebruikt de I2C-bus om te communiceren met de Arduino. De GY-521 is niet duur, zeker gezien het feit dat hij zowel een versnellingsmeter als een gyro combineert.

7 Segment – 4-cijferig display

Bij gebruik van een 7-segments 4-cijferig display moet u er rekening mee houden dat er 2 typen zijn: een gemeenschappelijke anode en een gemeenschappelijke kathode. Als uw module de gemeenschappelijke anode is, wordt de gemeenschappelijke anodepen aangesloten op de stroombron; als het de gemeenschappelijke kathode is, maakt de gemeenschappelijke kathodepen verbinding met de GND. Bij gebruik van een 7-segments 4-cijferig display, wordt de gemeenschappelijke anode of gemeenschappelijke kathodepen gebruikt om te bepalen welk cijfer wordt weergegeven. Ook al is er maar één cijfer dat werkt, het principe van Persistence of Vision stelt u in staat om alle cijfers te zien, omdat de scansnelheid zo snel is dat u de intervallen nauwelijks merkt.

Stap 2: Hoe werkt het?

IMU-sensoren bestaan meestal uit twee of meer delen. Ze zijn gerangschikt op prioriteit, ze zijn een versnellingsmeter, gyroscoop, magnetometer en hoogtemeter. De GY-521 is een 6 DOF (Degrees of Freedom) of een zes-assige sensor, wat betekent dat hij zes waarden als output geeft. Drie waarden van de versnellingsmeter en drie van de gyroscoop. DeGY-521 is een sensor gebaseerd op MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) technologie. Zowel de versnellingsmeter als de gyroscoop zijn ingebed in een enkele chip. Deze chip gebruikt het I2C-bussysteem voor communicatie.

Stap 3: Schematisch diagram en weergave van de hoek op het 7-segments display

Het werkingsprincipe van dit project is heel eenvoudig: met behulp van het I2C-communicatieprotocol ontvangt de Arduino continu de hoek voor de Y-richting (want dat is de Axis die een waterpas laat zien). De waarde van de hoek wordt dan gegeven aan een functie die deze op het display weergeeft.

Nu, zoals je misschien al weet, geeft zo'n 16 Bit ADC een maximale waarde van 65536, voor de maximale hoek (die 90 graden is). Omdat de ADC van de chip is opgesplitst in 4 kanalen, hebben we een max. waarde van 16384 voor elk kanaal. Dus -16384 betekent -90 graden, terwijl +16384 90 graden betekent. Voor onze Arduino betekent dit niets meer dan een simpele kaartfunctie: Houd er rekening mee dat de variabele AcY van het type lang is, wat betekent dat de toegewezen variabele, in ons geval hoek, ook lang moet zijn.

Stap 4: PCB-ontwerp voor de Digital Spirit-module |

We hebben een PCB-model ontworpen voor onze digitale geestmodule met behulp van een van de beste online PCB-simulatietools, bekend als EasyEDA - Online PCB-ontwerp- en circuitsimulator EasyEDA is het platform waar u uw vaardigheden kunt testen, waar u nieuwe vaardigheden kunt leren en waar je zelfs je vaardigheden kunt aanpassen. Het is een plek die je geweldige webgebaseerde EDA-tools biedt voor elektronica-ingenieurs, docenten, studenten, makers en enthousiastelingen. U bent allemaal welkom om deze tools gratis te gebruiken en uw eigen online webgebaseerde printplaten te maken. Het is niet nodig om software te installeren. Open EasyEDA gewoon in een HTML5-compatibele, standaard-compatibele webbrowser.

PCB Gerber View – JLCPCB Online Gerber Viewer

Stap 5: De PCB's zijn aangekomen voor ons project

We bestelden online PCB's voor onze productmodule van JLCPCB. Ze leverden ons de PCB's voor dit project, waarmee we alle componenten hebben geassembleerd. JLCPCB is de grootste PCB-prototype-onderneming in China en een hightech fabrikant die gespecialiseerd is in de snelle productie van PCB-prototypes. Ze hebben het beste aanbod voor PCB's: 10 stuks voor slechts 2 $. Als je een prototype van je eigen PCB wilt maken, ga je gang naar jlcpcb.com en upload je je Gerber-bestand om PCB's van hoge kwaliteit te krijgen.

$ 2 voor 10 PCB's (24 uur snelle doorlooptijd:

• De PCB's waren uitstekend, de kwaliteit robuust, sterk en erg mooi.
• Zeer goede prijs. 100% gegarandeerde kwaliteit of wedergeboorte.
• Goede levertijd: 3 dagen via DHL. Online inkooporder.
• Snel productieproces Technische ondersteuning, voor het geval iemand reageert.

Stap 6: Bekijk de laatste video | PCB Citaat | PCB-assemblage:

Versie 2.0

We werken momenteel aan de volgende versie van dit project. We zijn bereid om een OLED-display te implementeren, voor een beter overzicht van de hoeken die door de module worden gemeten. We willen deze module ook compacter en draagbaarder maken. Blijf op de hoogte voor updates!

Voor broncode Bezoek: Digital Spirit Level A DIY Project Module door Electronicslovers