Digitale Wasserwaage ein DIY-Projektmodul von Electronicslovers - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:17

Es gibt eine Zeit, in der Sie ein Möbelstück oder ähnliches in Ihrem Zuhause montieren müssen und für eine gerade Montage verwendet jeder gewöhnlich eine Wasserwaage. Das ElectronicsLovers Tech Team hat dieses Modul gebaut, das sich von einem üblichen unterscheidet: Es ist digital. Dieses Projekt ist auch praktisch für Leute, die RC-Modelle bauen, da es erforderlich sein kann, Winkel in verschiedene Richtungen zu erfassen, um sie für verschiedene Berechnungen wie zum Beispiel Stabilisierung weiterzuverarbeiten.

In diesem Projekt verwenden wir einen GY-521 3-Achsen-Beschleunigungsmesser zur Bestimmung des Winkels einer Oberfläche. Zur Anzeige des Winkels verwenden wir eine 7-Segment-4-stellige Anzeige. Der verwendete µC wird ein Arduino Nano sein, um alles auf der Platine kompakt zu halten.

Schritt 1: Komponentenbeschreibung

GY-521 Beschleunigungsmesser

Dieses Modul ist einer der besten IMU-Sensoren (Inertia Measurement Unit), der mit Arduino kompatibel ist. IMU-Sensoren wie der GY-521 werden in selbstbalancierenden Robotern, UAVs, Smartphones usw. verwendet. Der GY-521-Sensor enthält einen MEMS-Beschleunigungsmesser und einen MEMS-Gyro in einem einzigen Chip. Es ist sehr genau, da es für jeden Kanal einen 16-Bit-ADC enthält. Außerdem erfasst es gleichzeitig den x-, y- und z-Kanal. Der Sensor verwendet den I2C-Bus als Schnittstelle zum Arduino. Der GY-521 ist nicht teuer, zumal er sowohl einen Beschleunigungsmesser als auch einen Kreisel kombiniert.

7-Segment – 4-stellige Anzeige

Wenn Sie eine 4-stellige 7-Segment-Anzeige verwenden, müssen Sie daran denken, dass es 2 Typen gibt: eine gemeinsame Anode und eine gemeinsame Kathode. Wenn Ihr Modul die gemeinsame Anode ist, wird der gemeinsame Anodenstift mit der Stromquelle verbunden; wenn es die gemeinsame Kathode ist, ist der gemeinsame Kathodenstift mit GND verbunden. Bei Verwendung einer 4-stelligen 7-Segment-Anzeige wird der gemeinsame Anoden- oder Kathodenstift verwendet, um zu steuern, welche Ziffer angezeigt wird. Obwohl nur eine Ziffer funktioniert, ermöglicht Ihnen das Prinzip der Persistence of Vision, alle angezeigten Zahlen zu sehen, da die Scangeschwindigkeit jeweils so hoch ist, dass Sie die Intervalle kaum bemerken.

Schritt 2: Wie funktioniert es?

IMU-Sensoren bestehen normalerweise aus zwei oder mehr Teilen. Nach Priorität sortiert sind sie ein Beschleunigungsmesser, ein Gyroskop, ein Magnetometer und ein Höhenmesser. Der GY-521 ist ein 6 DOF (Degrees of Freedom) oder ein sechsachsiger Sensor, was bedeutet, dass er sechs Werte als Ausgabe ausgibt. Drei Werte vom Beschleunigungsmesser und drei vom Gyroskop. Der GY-521 ist ein Sensor, der auf der MEMS-Technologie (Micro Electro Mechanical Systems) basiert. Sowohl der Beschleunigungsmesser als auch das Gyroskop sind in einen einzigen Chip eingebettet. Dieser Chip verwendet das I2C-Bussystem für die Kommunikation.

Schritt 3: Schematische Darstellung und Anzeige des Winkels auf der 7-Segment-Anzeige

Das Funktionsprinzip dieses Projekts ist sehr einfach: Über das I2C-Kommunikationsprotokoll erhält der Arduino kontinuierlich den Winkel für die Y-Richtung (denn das ist die Achse, die eine Wasserwaage anzeigt). Der Winkelwert wird dann an eine Funktion übergeben, die ihn auf dem Display anzeigt.

Nun, wie Sie vielleicht bereits wissen, ergibt ein solcher 16-Bit-ADC einen maximalen Wert von 65536 für den maximalen Winkel (der 90 Grad beträgt). Da der ADC des Chips in 4 Kanäle aufgeteilt ist, haben wir eine max. Wert von 16384 für jeden Kanal. -16384 bedeutet also -90 Grad, während +16384 90 Grad bedeutet. Für unseren Arduino bedeutet dies nichts anderes als eine einfache Map-Funktion: Beachten Sie, dass die Variable AcY vom Typ long ist, was bedeutet, dass die gemappte Variable, in unserem Fall angle, ebenfalls lang sein muss.

Schritt 4: PCB-Design für das Digital Spirit Modul |

Wir haben ein PCB-Modell für unser digitales Spirit-Modul entworfen, indem wir eines der besten Online-PCB-Simulationstools namens EasyEDA verwenden – Online-PCB-Design- und Schaltungssimulator EasyEDA ist die Plattform, auf der Sie Ihre Fähigkeiten testen, neue Fähigkeiten erlernen und wo Sie sogar Ihre Fähigkeiten ändern können. Es ist ein Ort, der Ihnen großartige webbasierte EDA-Tools für Elektronikingenieure, Pädagogen, Studenten, Hersteller und Enthusiasten bietet. Sie alle sind herzlich eingeladen, diese Tools kostenlos zu nutzen und Ihre eigenen webbasierten Leiterplatten online zu erstellen. Es muss keine Software installiert werden. Öffnen Sie EasyEDA einfach in jedem HTML5-fähigen, standardkonformen Webbrowser.

PCB Gerber View – JLCPCB Online Gerber Viewer

Schritt 5: Die Leiterplatten sind für unser Projekt angekommen

Wir haben Online-Leiterplatten für unser Produkt Modul bei JLCPCB bestellt. Sie haben uns die Leiterplatten für dieses Projekt zur Verfügung gestellt, mit denen wir alle Komponenten zusammengebaut haben. JLCPCB ist das größte Unternehmen für PCB-Prototypen in China und ein High-Tech-Hersteller, der sich auf die schnelle Herstellung von PCB-Prototypen spezialisiert hat. Sie haben das beste Angebot für PCBs: 10 Stück für nur 2 $. Wenn Sie Ihre eigene Leiterplatte prototypieren möchten, gehen Sie zu jlcpcb.com und laden Sie Ihre Gerber-Datei hoch, um hochwertige Leiterplatten zu erhalten.

$ 2 für 10 PCBs (24 Stunden schnelle Bearbeitungszeit:

• Die Platinen waren ausgezeichnet, die Qualität robust, stark und sehr schön.
• Sehr guter Preis.100% garantierte Qualität oder Wiedergeburt.
• Gute Lieferzeit: 3 Tage per DHL. Online-Bestellung.
• Schneller Produktionsprozess Technischer Support, falls jemand antwortet.

Schritt 6: Finales Video ansehen | PCB-Angebot | PCB-Montage

Version 2.0

Wir arbeiten derzeit an der nächsten Version dieses Projekts. Wir sind bereit, ein OLED-Display zu implementieren, um eine bessere Übersicht über die vom Modul gemessenen Winkel zu erhalten. Außerdem wollen wir dieses Modul kompakter und tragbarer machen. Bleiben Sie dran für Updates!

Besuchen Sie für den Quellcode: Digitale Wasserwaage Ein DIY-Projektmodul von Electronicslovers