Niveau à bulle numérique un module de projet de bricolage par Electronicslovers : 6 étapes

2025 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2025-01-23 14:45

Il y a un moment où vous devez monter un meuble ou quelque chose de similaire dans votre maison et pour un montage droit, tout le monde utilise habituellement un niveau à bulle. L'équipe technique d'ElectronicsLovers a construit ce module, qui a une différence par rapport à un module habituel: il est numérique. Ce projet est également utile pour les personnes qui construisent des modèles RC, car il peut être obligatoire d'acquérir des angles dans différentes directions pour les traiter davantage afin de les utiliser dans différents calculs comme la stabilisation, par exemple.

Dans ce projet, nous utiliserons un accéléromètre à 3 axes GY-521 pour déterminer à quel angle se trouve une surface. Pour afficher l'angle, nous utiliserons un affichage à 7 segments et 4 chiffres. Le µC utilisé sera un Arduino Nano, afin de garder tout compact sur PCB.

Étape 1: Description des composants

Accéléromètre GY-521

Ce module est l'un des meilleurs capteurs IMU (unité de mesure d'inertie) compatible avec Arduino. Les capteurs IMU comme le GY-521 sont utilisés dans les robots auto-équilibrés, les drones, les smartphones, etc. Le capteur GY-521 contient un accéléromètre MEMS et un MEMSgyro dans une seule puce. Il est très précis, car il contient un CAN 16 bits pour chaque canal. De plus, il capture les canaux x, y et z en même temps. Le capteur utilise le bus I2C pour s'interfacer avec l'Arduino. Le GY-521 n'est pas cher, d'autant plus qu'il combine à la fois un accéléromètre et un gyroscope.

7 segments – affichage à 4 chiffres

Lorsque vous utilisez un affichage à 7 segments et 4 chiffres, vous devez vous rappeler qu'il existe 2 types: une anode commune et une cathode commune. Si votre module est l'anode commune, la broche d'anode commune se connecte à la source d'alimentation; s'il s'agit de la cathode commune, la broche de cathode commune se connecte au GND. Lors de l'utilisation d'un affichage à 7 segments et à 4 chiffres, l'anode commune ou la broche de cathode commune est utilisée pour contrôler le chiffre affiché. Même s'il n'y a qu'un seul chiffre qui fonctionne, le principe de la persistance de la vision vous permet de voir tous les chiffres affichés car chacun la vitesse de balayage est si rapide que vous remarquez à peine les intervalles.

Étape 2: Comment ça marche ?

Les capteurs IMU se composent généralement de deux ou plusieurs parties. Les classant par priorité, il s'agit d'un accéléromètre, d'un gyroscope, d'un magnétomètre et d'un altimètre. Le GY-521 est un capteur à 6 degrés de liberté (DOF) ou à six axes, ce qui signifie qu'il donne six valeurs en sortie. Trois valeurs de l'accéléromètre et trois du gyroscope. Le GY-521 est un capteur basé sur la technologie MEMS (Micro Electro Mechanical Systems). L'accéléromètre et le gyroscope sont intégrés dans une seule puce. Cette puce utilise le système de bus I2C pour la communication.

Étape 3: Diagramme schématique et affichage de l'angle sur l'affichage à 7 segments

Le principe de fonctionnement de ce projet est très simple: en utilisant le protocole de communication I2C, l'Arduino reçoit en continu l'angle pour la direction Y (car c'est l'Axe qu'un niveau à bulle montre). La valeur de l'angle est alors donnée à une fonction qui l'affiche sur l'Affichage.

Maintenant, comme vous le savez peut-être déjà, un tel ADC 16 bits donne une valeur maximale de 65536, pour l'angle maximal (qui est de 90 degrés). Parce que l'ADC de la puce est divisé en 4 canaux, nous avons un max. valeur de 16384 pour chaque canal. Ainsi, -16384 signifiera -90 degrés, tandis que +16384 signifiera 90 degrés. Pour notre Arduino, cela ne signifie rien de plus qu'une simple fonction map: gardez à l'esprit que la variable AcY est de type long, ce qui signifie que la variable mappée, dans notre cas angle, doit également être longue.

Étape 4: Conception de circuits imprimés pour le module Digital Spirit |

Nous avons conçu un modèle de circuit imprimé pour notre module d'esprit numérique en utilisant l'un des meilleurs outils de simulation de circuits imprimés en ligne, connu sous le nom d'EasyEDA. où vous pouvez même modifier vos compétences. C'est un endroit qui vous fournit d'excellents outils EDA basés sur le Web pour les ingénieurs en électronique, les éducateurs, les étudiants, les fabricants et les passionnés. Vous êtes tous invités à utiliser ces outils gratuitement et à créer vos propres cartes de circuits imprimés en ligne. Il n'est pas nécessaire d'installer de logiciel. Ouvrez simplement EasyEDA dans n'importe quel navigateur Web compatible avec HTML5 et conforme aux normes.

PCB Gerber View - JLCPCB en ligne Gerber Viewer

Étape 5: Les PCB sont arrivés pour notre projet

Nous avons commandé des PCB en ligne pour notre module de produit auprès de JLCPCB. Ils nous ont fourni les PCB pour ce projet, que nous avons utilisés pour y assembler tous les composants. JLCPCB est la plus grande entreprise de prototypes de PCB en Chine et un fabricant de haute technologie spécialisé dans la production rapide de prototypes de PCB. Ils ont la meilleure offre pour les PCB: 10 pièces pour seulement 2 $. Si vous souhaitez prototyper votre propre PCB, rendez-vous sur jlcpcb.com et téléchargez votre fichier Gerber pour obtenir des PCB de haute qualité.

2 $ pour 10 PCB (durée rapide de 24 heures:

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Étape 6: Regardez la vidéo finale | Devis PCB | Assemblage de PCB

Version 2.0

Nous travaillons actuellement sur la prochaine version de ce projet. Nous sommes disposés à implémenter un écran OLED, pour une meilleure vue d'ensemble des angles mesurés par le module. Nous souhaitons également rendre ce module plus compact et portable. Restez à l'écoute pour les mises à jour !

Pour le code source, visitez: Digital Spirit Level Un module de projet de bricolage par Electronicslovers