Ok chicos, comencemos este tutorial y primero veamos lo que necesitamos. Echemos un vistazo a la electrónica primero y luego podemos ver la carcasa impresa en 3D . Ok, entonces quiero medir la distancia. Para eso he seleccionado 2 sensores y esta es la razón. Uno tiene un buen rango de hasta 80 cm, pero el otro sensor tiene mejor precisión, pero solo hasta 20 cm. Así que he usado el SHARP gp2y0a21 para medir distancias de hasta 80 cm con una resolución de centímetros. Luego he usado el sensor VL53L0X para medir distancias de hasta 20 cm con una precisión de milímetros. Ambos usan luz infrarroja para medir la distancia, pero el VL53L0X está basado en láser y tiene una mejor precisión.

Ok, ahora quiero medir ángulos y detectar niveles. Para eso usaré el módulo de giroscopio y acelerador MPU6050. Con este módulo puedo medir el ángulo y luego realizar todo tipo de operaciones. Esto se colocará en el medio del caso. También quiero medir la longitud y para eso utilizaré un módulo codificador rotatorio y una rueda impresa en 3D. Conozco el perímetro de la rueda, así que cuando gira puedo medir la longitud. Ok, también quiero medir RPM y para eso he usado otro módulo de infrarrojos con un LED IR y un fototransistor IR. Con esto y una tira blanca en el eje giratorio puedo contar las rotaciones. Usaré un módulo de puntero láser para medir los ángulos entre el medidor y un punto en la pared opuesta.

Ahora revisemos las partes finales que necesitamos. Por supuesto que necesitamos un Arduino. Entonces necesitamos 4 botones sin contacto basados ​​en el cambio de capacitancia. Necesitamos una batería de 3.7V y un módulo de carga con conector USB. Finalmente necesitamos un dsiplay OLED, un interruptor deslizante para apagar el medidor y un timbre para notificaciones de sonido. Por supuesto, necesitaremos cables, soldadura y un soldador y luego la carcasa impresa en 3D.

Como puede ver a continuación, el esquema tiene muchas conexiones para todos los sensores. La pantalla OLED con el MPU6050 y el VL5L0X están utilizando comunicación i2c y estos estarán conectados a los pines A4 y A5 del Arduino para datos y reloj. El sensor SHARP tiene un divisor de voltaje en la salida. Debo usar la referencia de voltaje interno de 1.1V que el ATmega328 tiene adentro para poder hacer la lectura analógica. Eso es porque estoy usando una batería de 3.7V y si no estoy usando la referencia interna de 1.1V para analogRead, el valor cambiaría junto con el voltaje de la batería. Mida los valores del divisor de voltaje y colóquelos en el código. Conecte todos los módulos a los pines digitales. Asegúrese de que el láser tenga una resistencia limitadora de corriente; de ​​lo contrario, lo quemará.

Codificador rotatorio

Primero agrego el codificador rotatorio que se utilizará para medir la longitud. Para eso necesitamos la rueda impresa en 3D y necesitamos saber el diámetro de la rueda, lo cual es importante para cálculos posteriores en el código, así que mida el diámetro. Suelde 3 cables para tierra, datos y reloj. Agregue la rueda de plástico y luego pase los cables a través del orificio que tiene la caja y coloque el codificador con la rueda en su lugar. Pegue el codificador con pegamento caliente, pero no agregue pegamento en la parte superior del codificador porque esa parte será empujada hacia abajo por la parte superior de la caja impresa en 3D.

Sensores VL5L0X y SHARP

Ahora suelde los cables a los módulos VL5L0X y SHARP 2YA021. Uno necesita 4 cables y el otro 3. Atornille el VL5L0X en un lado de la caja con el sensor mirando hacia el exterior de la caja. Luego atornille el sensor SHARP en su lugar y asegúrese de que no salga por el exterior de la caja, ya que si se dosifica, destrabará el medidor y necesitamos que la parte inferior esté plana para el modo de nivel. Si se dosifica, solo agregue algunas arandelas y empújelo un poco hacia arriba.

IMU y medidor de RPM

Para detectar ángulos de nivel y medida, utilizamos el módulo MPU6050 IMU que funciona con la comunicación serial i2c. Suelde tierra, vcc, datos y reloj a este módulo y péguelo en el centro de la caja en la parte inferior y asegúrese de que esté alineado con las paredes de la caja y bastante plano. A continuación, agregue 3 cables al sensor de infrarrojos y péguelo en la pared frontal de la carcasa, allí encontrará 2 agujeros para este sensor. Deberá mover el potenciómetro del sensor IR y asegurarse de que detecte la luz que regresa de una franja blanca colocada frente al sensor. Con eso detectaremos rotaciones.

Batería y láser

Finalmente, conecte los cables positivo y negativo de la batería a los pines B + y B- del cargador de batería. Luego, conecte la salida positiva al pin central del interruptor deslizante. También suelde un cable negro a la salida negativa del cargador. Pegue el interruptor en su lugar en el lateral y el cargador de batería también en el lado inferior de la caja. Verifique que el conector USB encaje y podría cargar la batería. Pegue la fuente en el otro lado y también pegue el puntero láser con un poco de pegamento caliente. Es hora de conectar todo al Arduino.

Conecta todo

Finalmente agregue Vcc, gnd y cables de datos a 4 botones capacitivos. Pegue los que se muestran en la foto a continuación en la parte superior de la caja impresa en 3D. Agregue cables a la pantalla OLED y péguela también en la misma parte. Ahora conecte todos los cables al Arduino como en el esquema. Agregue también el zumbador pequeño. Finalmente, vaya a la siguiente parte y descargue el código y cárguelo al Arduino y pruebe.

l código es largo porque tenemos muchos modos. Primero ingrese las bibliotecas para que también pueda descargarlas desde el siguiente enlace. Instale las bibliotecas en su Arduino IDE, descargue el código de medición múltiple, compile y cargue en Arduino. En el código definimos pines y creamos variables. Luego, cada vez que detectamos que se presionó el botón de modo, cambiamos de modo y dentro de cada bucle de modo hacemos diferentes mediciones. Tenemos interrupción de estado de clavija marcada para clavijas para el medidor de RPM y el codificador rotatorio para no perder ningún paso.