Nivel de burbuja digital, un módulo de proyecto de bricolaje de Electronicslovers: 6 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:41

Hay un momento en el que necesitas montar un mueble o algo similar en tu casa y para un montaje recto todo el mundo suele utilizar un nivel de burbuja. El equipo técnico de ElectronicsLovers creó este módulo, que tiene una diferencia con el habitual: es digital. Este proyecto también es útil para las personas que están construyendo modelos RC, ya que puede ser obligatorio adquirir ángulos en diferentes direcciones para procesarlos más y usarlos en diferentes cálculos como estabilizar, por ejemplo.

En este proyecto, utilizaremos un acelerómetro de 3 ejes GY-521 para determinar en qué ángulo se encuentra una superficie. Para mostrar el ángulo, usaremos una pantalla de 7 segmentos y 4 dígitos. El µC utilizado será un Arduino Nano, con el fin de mantener todo compacto en PCB.

Paso 1: Descripción de los componentes

Acelerómetro GY-521

Este módulo es uno de los mejores sensores IMU (Unidad de medición de inercia) que es compatible con Arduino. Los sensores IMU como el GY-521 se utilizan en robots de autoequilibrio, UAV, teléfonos inteligentes, etc. El sensor GY-521 contiene un acelerómetro MEMS y un MEMSgyro en un solo chip. Es muy preciso, ya que contiene un ADC de 16 bits para cada canal. Además, captura los canales x, y y z al mismo tiempo. El sensor utiliza el bus I2C para interactuar con el Arduino. El GY-521 no es caro, especialmente dado que combina un acelerómetro y un giroscopio.

7 segmentos - pantalla de 4 dígitos

Cuando utilice una pantalla de 7 segmentos y 4 dígitos, debe recordar que hay 2 tipos: un ánodo común y un cátodo común. Si su módulo es el ánodo común, el pin del ánodo común se conecta a la fuente de alimentación; si es el cátodo común, el pin del cátodo común se conecta al GND. Cuando se usa la pantalla de 7 segmentos y 4 dígitos, el pin de ánodo común o cátodo común se usa para controlar qué dígito se muestra. Aunque solo funciona un dígito, el principio de persistencia de la visión le permite ver todos los números mostrados porque la velocidad de escaneo es tan rápida que apenas nota los intervalos.

Paso 2: ¿Cómo funciona?

Los sensores IMU generalmente constan de dos o más partes. Enumerándolos por prioridad, son acelerómetro, giroscopio, magnetómetro y altímetro. El GY-521 es un sensor de 6 DOF (grados de libertad) o de seis ejes, lo que significa que da seis valores como salida. Tres valores del acelerómetro y tres del giroscopio. El Gy-521 es un sensor basado en la tecnología MEMS (Micro Electro Mechanical Systems). Tanto el acelerómetro como el giroscopio están integrados dentro de un solo chip. Este chip utiliza el sistema de bus I2C para la comunicación.

Paso 3: diagrama esquemático y visualización del ángulo en la pantalla de 7 segmentos

El principio de funcionamiento de este proyecto es muy simple: usando el protocolo de comunicación I2C, el Arduino recibe continuamente el ángulo para la dirección Y (porque ese es el eje que muestra un nivel de burbuja). El valor del ángulo se le da luego a una función que lo muestra en la pantalla.

Ahora, como ya sabrá, dicho ADC de 16 bits da un valor máximo de 65536, para el ángulo máximo (que es de 90 grados). Debido a que el ADC del chip está dividido en 4 canales, tenemos un máx. valor de 16384 para cada canal. Entonces -16384 significará -90 grados, mientras que +16384 significará 90 grados. Para nuestro Arduino esto no significa más que una simple función de mapa: hay que tener en cuenta que la variable AcY es de tipo long, lo que significa que la variable mapeada, en nuestro caso ángulo, también debe ser larga.

Paso 4: Diseño de PCB para el módulo Digital Spirit |

Hemos diseñado un modelo de PCB para nuestro módulo de espíritu digital utilizando una de las mejores herramientas de simulación de PCB en línea conocida como EasyEDA - Simulador de circuito y diseño de PCB en línea EasyEDA es la plataforma donde puede probar sus habilidades, donde puede aprender nuevas habilidades y donde incluso puedes modificar tus habilidades. Es un lugar que le brinda excelentes herramientas EDA basadas en la web para ingenieros electrónicos, educadores, estudiantes, creadores y entusiastas. Todos pueden utilizar estas herramientas de forma gratuita y crear sus propias placas de circuito impreso en línea basadas en la web. No es necesario instalar ningún software. Simplemente abra EasyEDA en cualquier navegador web compatible con estándares HTML5.

PCB Gerber View - Visor Gerber en línea de JLCPCB

Paso 5: Llegaron los PCB para nuestro proyecto

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Paso 6: Vea el video final | Cotización de PCB | Montaje de PCB

Versión 2.0

Actualmente estamos trabajando en la próxima versión de este proyecto. Estamos dispuestos a implementar una pantalla OLED, para una mejor visión general de los ángulos medidos por el módulo. También queremos que este módulo sea más compacto y portátil. ¡Estén atentos a las actualizaciones!

Para consultar el código fuente, visite: Digital Spirit Level A Módulo de proyecto de bricolaje de Electronicslovers