Height measurement device

Proiectul reprezintă un dispozitiv care poate măsura cu acuratețe înălțimea persoanei care stă sub acesta.
Mi s-a părut interesantă folosirea senzorilor într-un mod care ține de mai mult decât doar mișcare, iar astfel obținem o unealtă folositoare pentru colectarea de date, fie într-un scop mai larg (măsurarea mediei de înălțime a unui sample group) fie unul mai simplu (observarea creșterii unui copil și asigurarea că aceasta are loc în parametri normali). Aceste date vor putea, după, să fie accesate și organizate printr-o aplicație .

Inițial, senzorul laser va înregistra înălțimea la care se află față de sol. Printr-un calcul de forma h_sol - h_obiect vom obține înălțimea dorită (h reprezintă distanța de la senzor la sol, respectiv obiect). La plasarea unui obiect/individ sub senzor, led-ul și buzzer-ul se vor activa, indicând detecția acestuia, iar display-ul va afișa înălțimea. Prin apăsarea unui buton, se vor trimite datele obținute prin Bluetooth pe aplicație, unde vor putea fi accesate în mod convenabil. Microcontroller-ul este center piece-ul ce leagă toate acestea.

• Arduino UNO
• senzor ToF VL53L0X
• display led
• modul Bluetooth HC-05

Pinii legați sunt astfel:

Deoarece am folosit un microcontroller Arduino am lucrat în Arduino IDE și am descărcat bibilioteci pentru display-ul LCD și pentru senzor.
Implementarea este simplă: se realizează o măsurătoare inițială, pentru a determina înălțimea la care ne aflăm, iar apoi calculăm constant înălțimea obiectului de sub senzor, dacă se află ceva. Prin aplicație, când dorim să obținem înălțimea, la apăsarea unui buton va apărea un pop-up cu rezultatul obținut pe aplicație. Aceste date după aceea vor putea fi vizualizate într-o listă de date.

proiect.ino

  #include "Adafruit_VL53L0X.h"
  #include <Wire.h>
  #include <LiquidCrystal_I2C.h>
  #include <SoftwareSerial.h>
  Adafruit_VL53L0X lox = Adafruit_VL53L0X();
  LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2);
  VL53L0X_RangingMeasurementData_t sup_measure;
  SoftwareSerial mySerial(2, 3); // RX, TX
  void setup() {
  Serial.begin(9600);
  while (!Serial) {
    delay(1); // wait for serial port to connect. Needed for native USB
  }
  // bluetooth init
  pinMode(12, OUTPUT);
  digitalWrite(12,HIGH);
  mySerial.begin(9600);
  //lcd init
  lcd.begin(16, 2);
  lcd.backlight();
  // senzor init
  pinMode(13, OUTPUT);
  digitalWrite(13,HIGH);
  if (!lox.begin()) {
    Serial.println(F("Failed to boot VL53L0X"));
    while (1);
  }
  // masuratoare initiala a suprafetei
  lox.rangingTest(&sup_measure, false);
  if (sup_measure.RangeStatus != 4) {
    Serial.print("Distance (mm): ");
    Serial.println(sup_measure.RangeMilliMeter);
  } else {
    Serial.println(" out of range ");
  }
  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print("dist sup: ");
  lcd.setCursor(11, 0);
  lcd.print(sup_measure.RangeMilliMeter / 10);
  delay(5000);
  }
  void loop() {
  VL53L0X_RangingMeasurementData_t measure;
  lox.rangingTest(&measure, false);
  lcd.clear();
  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print("height: ");
  lcd.setCursor(8, 0);
  int heightDiff = (sup_measure.RangeMilliMeter - measure.RangeMilliMeter) / 10;
  if (heightDiff > 0)
    lcd.print(heightDiff);
  else
    lcd.print("nimic sub");
  if (mySerial.available()) {
    char c = mySerial.read();
    Serial.println(c);
    if (c == '1'){
      Serial.println("trimit inaltime");
      mySerial.println(heightDiff);
    }
    Serial.write(c); // send from Bluetooth to Serial
    //Serial.print("Bluetooth received: ");
  }
  if (Serial.available()) {
    char s = Serial.read();
    mySerial.print(s); // send from Serial to Bluetooth
    //Serial.print("Serial received: ");
  }
  delay(1000);
  }

Aplicația a fost realizată cu MIT App Inventor. Mai jos sunt interfața, respectiv schema bloc folosită pentru funcționalități.

Aparatul realizează măsurători față de obiectele aflate sub, însă senzorul fiind destul de mic e fie nevoie de o poziționare foarte bună a obiectelor mai subțiri fie nu par să fie bine percepute.

Overall, a fost o experiență nice cu un rezultat tangibil, pe care intenționez să-l expandez în viitor. Dacă obțin un senzor care chiar își respectă descrierea, intenționez să fac o combinație și cu un cântar pentru un full-on BMI calculator.
M-am distrat și cu crearea aplicației și încercarea de unelte noi, out of my comfort zone.

heightmeasurement.zip

O arhivă (sau mai multe dacă este cazul) cu fişierele obţinute în urma realizării proiectului: surse, scheme, etc. Un fişier README, un ChangeLog, un script de compilare şi copiere automată pe uC crează întotdeauna o impresie bună .

Fişierele se încarcă pe wiki folosind facilitatea Add Images or other files. Namespace-ul în care se încarcă fişierele este de tipul :pm:prj20??:c? sau :pm:prj20??:c?:nume_student (dacă este cazul). Exemplu: Dumitru Alin, 331CC → :pm:prj2009:cc:dumitru_alin.

Am folosit mai multe resurse în proces dar acestea au fost cele mai folositoare:
Resursă proiect Resursă aplicație

Export to PDF