Fita métrica de distanciamento social de 1,50 m: 3 etapas (com fotos)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:35

Nesta construção, adapto uma fita métrica normal para medir quando uma distância de 1,5 m foi percorrida. Direi então "um metro e meio". Ele também indicará com uma luz verde ou vermelha se você está acima ou abaixo desta distância.

Este projeto foi feito por causa de um desafio iniciado por Henk Rijckaert em sua série no youtube De Koterij e eu queria vinculá-lo aos problemas atuais de COVID19 e distanciamento social. Um filme do youtube falado em holandês sobre esta construção pode ser encontrado no Youtube Weyn. Tech (Legendas em inglês são adicionadas).

Materiais usados:

1. Uma fita métrica
2. Codificador Ótico: e4p-100-079
3. Áudio: DFPlayer Mini + cartão SD
4. Potência: PowerBoost 1000C
5. MCU: Adafruit HUZZAH32 - ESP32 Feather (qualquer outro arduino também pode ser usado, uma vez que não uso os recursos BLE ou Wi-Fi nesta compilação)
6. Neopixel
7. Alto falante
8. Bateria
9. Chave liga / desliga

Etapa 1: Esquemático

Conecte os componentes conforme indicado no esquema. O gabinete foi reutilizado e adaptado de outra construção, mas você pode usar qualquer caixa retangular que seja grande o suficiente para acomodar os componentes. Você precisa de um conjunto para o seu alto-falante, a fita métrica e o botão liga / desliga (e de preferência para o USB min para carregar a bateria).

Fixe a placa metálica com indicadores na parte giratória da fita métrica, centrando-a o melhor possível.

No cartão SD do DFPlayer, você deve copiar o mp3 que deseja reproduzir quando a distância definida for coberta.

Etapa 2: Código

Todo o código pode ser encontrado no github.

O ESP32 (qualquer outro arduino também pode ser usado) pesquisará continuamente a saída A en B do codificador e aumentará ou diminuirá um contador. Quando excede -2150, sei pela minha fita métrica que excede 1,5 metros. Você terá que calibrar isso para o seu medidor. Dependendo do valor, a cor do led é alterada e o DFPlayer é solicitado a reproduzir o mp3 que está no cartão SD.

Etapa 3: o codificador explicado

Como podemos medir o quanto desenrolamos o medidor?

Esta explicação é a transcrição do vídeo:

Bem, para isso eu uso um codificador óptico, ou seja, um codificador rotativo incremental. Você também tem outros, por exemplo, codificadores absolutos. Eles são muito adequados para saber a posição exata em 1 rotação. Mas um incremental, por outro lado, fornece pulsos fixos durante um deslocamento, para que você mesmo possa medir a rotação, também em uma faixa de diferentes rotações. Desta forma, você pode medir a rotação em si, mesmo em rotações diferentes. Eu uso um codificador de quadratura, que fornece dois sinais para que a direção também possa ser determinada.

Como isso funciona exatamente?

Existem marcas pretas no disco redondo. Este disco está preso à fita métrica e, portanto, girará com ela. O próprio sensor consiste em um LED e dois fotodetectores que medem se a luz é refletida. Se o LED brilhar na linha preta, menos ou nenhuma luz será refletida do que quando ela brilha no metal entre a marca preta. Este sinal será então convertido em uma onda quadrada na saída. As saídas A e B são colocadas de forma que você possa ver de qual combinação de 2 a direção está sendo virada.

Vamos dar uma olhada em detalhes

Com cada mudança de borda de A, você pode alterar o valor de B em que direção viramos. No codificador que uso, o pulso A começará antes do pulso B se girarmos no sentido horário. E vice-versa, se girarmos no sentido anti-horário. Portanto, podemos reconhecer 3 pulsos que nos dizem algo sobre o quanto foi girado. Meu codificador tem 100 ciclos por revolução (CPR). neste caso, girou quase 10,8 graus. Se você olhar as planilhas de dados, preste muita atenção ao que se entende por RCP, às vezes, esses são o número de ciclos por revoluções, às vezes o número de contagens por revolução (ou estados individualmente diferentes por volta). Cada pulso contém 4 estados diferentes. Alto ou baixo em A e B. O que é 4 vezes mais do que com ciclos por revolução. PPR ou pulsos por revolução são normalmente usados para medir o número de pulsos por revolução completa. Mas algumas folhas de dados aqui significam o número de diferentes estados de pulso por revolução. Portanto, também aqui, observe cuidadosamente na folha de dados o que isso significa. Vemos aqui que o pulso A vem antes do pulso B.

Uma maneira fácil de processar isso no código é quando o sinal A muda para ver qual é o valor do sinal B. Se o sinal B não tiver o valor do sinal A, giramos no sentido horário e podemos incrementar ou incrementar um contador a cada vez.

Agora temos 200 mudanças de borda por volta completa porque temos 2 por pulso. Portanto, se o contador estiver em 200, giramos uma volta completa. Ou girado 360 graus. Ao contrário, se virarmos na direção oposta, você verá que o sinal A gerará os mesmos 3 pulsos.

Então, também temos aqui que girou 10,8 graus. Mas desta vez o sinal B tem o mesmo valor que o sinal A, então sabemos que o sinal B já está à frente do sinal A. E, portanto, viramos no sentido anti-horário. Neste caso, podemos diminuir o contador. Agora sabemos quantas vezes a fita métrica foi cortada. Se quisermos saber uma distância fixa, é bastante simples.

Por exemplo, aqui, para um metro e meio, o contador deve ser -2150. Em outras palavras, 3870 graus no sentido anti-horário.

Se você sempre quer saber o quanto foi desenrolado, você deve levar em consideração que o diâmetro está diminuindo, ou seja, haverá cada vez menos distância na fita métrica a cada rotação completa.