Сабақ 78: VL53L0X-тен қашықтықты LCD-де көрсету | Arduino Қадамдық Курс

Сабақ 78: VL53L0X-тен қашықтықты LCD-де көрсету | Arduino Қадамдық Курс

Бұл нұсқаулық VL53L0X уақыт-ұшу сенсорын және I2C модулі бар 16x2 LCD дисплейін пайдаланып дәл лазерлік қашықтық өлшегішін құруды көрсетеді. Бұл жоба өз туындыларына дәл, контактісіз қашықтық өлшеуді қосқысы келетін шеберлерге өте ыңғайлы. VL53L0X қашықтықты өлшеу үшін лазерді пайдаланады, бұл оны ультрадыбыстық сенсорлар қиындық тудыруы мүмкін қолданбалар үшін өте қолайлы етеді, мысалы, резервуардың толу деңгейін өлшеу немесе конвейер таспасындағы заттың нақты орнын анықтау.

Міне, осы жобаны пайдаланудың бірнеше практикалық жолдары:

• Автоматты үй жануарларына арналған азықтандырғыш: Контейнердегі тағам деңгейін өлшеп, толықтыруды іске қосыңыз немесе хабарлама жіберіңіз.
• Ақылды қоқыс жәшігі: Жәшіктің қаншалықты толғанын анықтап, оны босату қажет болғанда ескертеді.
• DIY биіктік өлшегіш: Кішкентай заттарды өлшеу немесе баланың өсуін бақылау үшін дәл өлшеу құралын жасаңыз.
• Тұрақ көмекшісі: Гаражда немесе тар кеңістікте дәл тұраққа тұруға көмектесетін сенсор жүйесін құрыңыз.
• Робототехника: Роботта кедергілерді анықтау немесе навигация үшін қабырғаға дейінгі қашықтықты өлшеу үшін пайдаланыңыз.

Қажетті аппараттық құралдар

• Arduino тақтасы (мысалы, Uno)
• VL53L0X лазерлік қашықтық сенсоры
• I2C модулі бар LCD 1602 дисплейі
• Жалғағыш сымдар

Қосылу нұсқаулығы

Бұл жобаның қосылуы қарапайым, себебі I2C протоколы LCD және сенсорға бірдей екі сым арқылы байланысуға мүмкіндік береді. VL53L0X сенсоры 5V қуат көзін қажет етеді, ол тікелей Arduino-ның 5V істікшесінен алынады. Сенсордың тұрақты қуат көзі болуын қамтамасыз ету үшін қосымша істікше екінші VCC ретінде пайдаланылады. (бейнеде 00:27)

Міне, қосылу диаграммасы:

Қосылулар келесідей:

• VL53L0X VCC -> Arduino 5V және 13 істікшесі (13 істікшесі қосымша қуат тұрақтылығын қамтамасыз ету үшін цифрлық шығыс ретінде орнатылады).
• VL53L0X GND -> Arduino GND.
• VL53L0X SCL -> Arduino SCL (A5).
• VL53L0X SDA -> Arduino SDA (A4).
• LCD I2C VCC -> Arduino 5V.
• LCD I2C GND -> Arduino GND.
• LCD I2C SCL -> Arduino SCL (A5).
• LCD I2C SDA -> Arduino SDA (A4).

Егер сіз басқа Arduino үлгісін пайдалансаңыз, I2C істікшелері басқа жерде орналасуы мүмкін. SDA және SCL істікшелері көбінесе тақтада тікелей белгіленеді. (бейнеде 02:42)

Код түсіндірмесі

Код конфигурациялауға оңай болу үшін жасалған. Пайдаланушы реттей алатын негізгі бөліктер скетчтің ең жоғарғы жағында орналасқан. (бейнеде 04:18)

Алдымен, қосымша қуат істікшесі үшін тұрақты анықтаймыз. Бұл сенсорға таза 5V қуат беру үшін пайдаланылады.

const int vcc2 = 13; // VL53L0X сенсоры үшін қосымша VCC істікшесі

Келесіде, LCD кітапханасының данасын жасап, оның I2C мекенжайын анықтаймыз. Бұл мекенжайды бейнеде көрсетілгендей I2C сканер скетчін іске қосу арқылы таба аласыз. (бейнеде 03:26)

LiquidCrystal_I2C lcd(0x3F, 16, 2); // 16 таңба және 2 жол дисплейі үшін LCD мекенжайын 0x3F етіп орнату

Соңында, өлшем бірлігін басқаратын айнымалы бар. Бұл мәнді қашықтықты миллиметр немесе сантиметрмен көрсету үшін өзгертуге болады.

const int type = 1; // Миллиметр үшін 1, сантиметр үшін 2 етіп орнатыңыз

setup() функциясында қосымша VCC істікшесі шығыс ретінде конфигурацияланып, сенсорға қуат беру үшін HIGH күйіне орнатылады. Содан кейін LCD инициализацияланады.

loop() функциясындағы негізгі логика сенсордан қашықтықты оқиды, LCD-ді тазартады және мәнді бірлікпен бірге басып шығарады. type мәні 2 болғанда, қашықтық миллиметрден сантиметрдегі float мәніне дәлірек көрсету үшін түрлендіріледі. (бейнеде 06:47)

Тірі жоба демонстрациясы

Демонстрацияда сенсор дәлдігін тексеру үшін сызғышқа қарсы сыналады. Бейне сенсордың өте дәл көрсеткіштер беретінін, тек бірнеше миллиметр ауытқуы бар екенін көрсетеді. (бейнеде 08:32)

Сенсордың үздіксіз өлшеу режимінде шамамен 1,2 метр максималды қашықтығы бар екенін ескеру маңызды. Нысан қашықтықтан тыс болғанда, дисплей 8190 мәнін көрсетеді. (бейнеде 09:53)

Тағы бір маңызды байқау – сенсор жоғары шағылыстыратын беттерде дұрыс емес көрсеткіштер бере алады. Оны жылтыр затқа бағыттау айтарлықтай қателіктер тудыруы мүмкін, ал күңгірт бетке бағыттау дәл нәтиже береді. (бейнеде 10:42)

Код сонымен қатар әртүрлі VL53L0X модуль нұсқаларымен және 2004 моделі сияқты үлкенірек LCD дисплейлермен сым қосылымын өзгертпей-ақ үйлесімді. (бейнеде 11:30)

Бейне тараулары

• [00:05] VL53L0X және LCD жобасына кіріспе
• [00:27] VL53L0X және LCD үшін сым қосылу схемасы
• [02:51] Нақты Arduino тақтасындағы егжей-тегжейлі сым қосылымы
• [03:26] I2C мекенжайларын сканерлеу
• [04:18] Кодты түсіндіру және конфигурациялау
• [08:32] Қашықтықты өлшеудің тікелей демонстрациясы
• [09:53] Сенсордың ауқымы мен шектеулерін тексеру
• [10:42] Әртүрлі беттердегі дәлдік
• [11:30] Басқа сенсор модулімен және үлкенірек LCD дисплеймен тексеру

Суреттер

VL53L0X 200cm range sensor-black

VL53L0X 200cm range sensor-blue

LCD1602-I2C display module with 4 wires

Arduino wiring for VL53L0X and LCD1602 I2C (4 wires LCD)

VL53L0x_pin_module

VL53L0x_pin_round_module

VL53L0X_LCD1602_wiring-4

VL53L0X_LCD1602_wiring-1

VL53L0X_LCD1602_wiring-2

VL53L0X_LCD1602_wiring-3

VL53L0X 200cm range sensor-black

VL53L0X 200cm range sensor-blue

LCD1602-I2C display module with 4 wires

Arduino wiring for VL53L0X and LCD1602 I2C (4 wires LCD)

VL53L0x_pin_module

VL53L0x_pin_round_module

VL53L0X_LCD1602_wiring-4

VL53L0X_LCD1602_wiring-1

VL53L0X_LCD1602_wiring-2

VL53L0X_LCD1602_wiring-3

/*
* Lesson 76-1: Using One single VL6180 Laser Distance Sensor with Arduino 
 * Adafruit code modified for this tutorial
 * by Ahmad Shamshiri at 22:22 on 
 * March 10-11, 2021 in Ajax, ON, Canada
 Please watch video instruction of this code: https://youtu.be/_H9D0czQpSI
 
View code for using two or more VL6180X sensors: https://robojax.com/course1/lecture76

  This video is part of Arduino Step by Step Course which starts here: https://youtu.be/-6qSrDUA5a8

 

If you found this tutorial helpful, please support me so I can continue creating 
content like this. 

or make a donation using PayPal http://robojax.com/L/?id=64
  
 * This code is "AS IS" without warranty or liability. Free to be used as long as you keep this note intact. * 
 * This code has been downloaded from Robojax.com
    This program is free software: you can redistribute it and/or modify
    it under the terms of the GNU General Public License as published by
    the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
    (at your option) any later version.

    This program is distributed in the hope that it will be useful,
    but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
    MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
    GNU General Public License for more details.

    You should have received a copy of the GNU General Public License
    along with this program.  If not, see <https://www.gnu.org/licenses/>. 
 */
#include <Wire.h>
#include "Adafruit_VL6180X.h"

Adafruit_VL6180X vl = Adafruit_VL6180X();

void setup() {
  Serial.begin(115200);

  // wait for serial port to open on native usb devices
  while (!Serial) {
    delay(1);
  }
  
  Serial.println("Adafruit VL6180x test!");
  if (! vl.begin()) {
    Serial.println("Failed to find sensor");
    while (1);
  }
  Serial.println("Sensor found!");
}

void loop() {

  uint8_t range = vl.readRange();
  uint8_t status = vl.readRangeStatus();

  if (status == VL6180X_ERROR_NONE) {
    Serial.print("Range: "); Serial.print(range);
    Serial.println("mm");
  }
//  if(range <=76)
//  {
//    //do something
//  }

  // Some error occurred, print it out!
  
  if  ((status >= VL6180X_ERROR_SYSERR_1) && (status <= VL6180X_ERROR_SYSERR_5)) {
    Serial.println("System error");
  }
  else if (status == VL6180X_ERROR_ECEFAIL) {
    Serial.println("ECE failure");
  }
  else if (status == VL6180X_ERROR_NOCONVERGE) {
    Serial.println("No convergence");
  }
  else if (status == VL6180X_ERROR_RANGEIGNORE) {
    Serial.println("Ignoring range");
  }
  else if (status == VL6180X_ERROR_SNR) {
    Serial.println("Signal/Noise error");
  }
  else if (status == VL6180X_ERROR_RAWUFLOW) {
    Serial.println("Raw reading underflow");
  }
  else if (status == VL6180X_ERROR_RAWOFLOW) {
    Serial.println("Raw reading overflow");
  }
  else if (status == VL6180X_ERROR_RANGEUFLOW) {
    Serial.println("Range reading underflow");
  }
  else if (status == VL6180X_ERROR_RANGEOFLOW) {
    Serial.println("Range reading overflow");
  }
  delay(50);
}