Arduino 小制作:超声波数显标尺


MAKER:MissionCritical/译:趣无尽 Cherry(转载请注明出处)
本期为大家介绍一款外观酷似机器人的便携式超声波数显标尺。项目制作中,我们不会使用跳线或 PCB,电路和外观合二为一,直接由铜线焊接而成,复古又可爱。

看一段制作视频吧:

材料清单

Arduino Nano×1
超声波传感器(HC-SR04)×1
OLED 0.96英寸显示器×1
铜线 0.8mm×若干
铜线 0.6mm×若干
烙铁×1
焊锡丝×1
焊接放大镜×1
焊锡排烟机×1
钳子×1
钻孔机×1

工作原理

工作的原理非常的简单。

1、超声波传感器测量距离。

2、经 Arduino 计算后将结果显示在 I2C OLED 显示器上。

其中,关于超声波的教程,还有一篇可以参考:
http://arduino.nxez.com/2018/03/13/how-to-make-a-radar-with-arduino.html
它介绍了如何使用超声波传感器制作一个雷达。

连线

在焊接前,需要用跳线连接起来进行代码测试。


连接方式如下
超声波传感器部分:
地线 GND-D2
回声 ECHO-D3
触发 TRIG-D4
电源电压 VCC-D5

I2C OLED 显示器部分:
电源电压 Vcc-5v
地线 GND-GND
数据线 SDA-A4
控制线 SCL-A5
电路图和 Fritizing 文件请在项目文件库中下载。
https://make.quwj.com/project/155

上传代码


项目使用到的库有:SPI、Adafruit GFX 和 Adafruit ssd1306。
1、初始化 OLED,定义触发和回声引脚,定义变量。
2、在 PIN 模式下添加必要的定义,以及开机启动后屏幕显示的信息“Electronic scale by Mission Critical”。
3、在主循环部分中,设置以厘米为单位进行计算,音速为 340m/s,那么距离 = 0.034 * 时间 / 2。
4、在“distance”变量选项中保存距离数据并扩展到适当的光标位置。
5、上传代码至 Arduino nano。


代码文件请在项目文件库中下载。
https://make.quwj.com/project/155

制作铜线外壳


1、使用 Autodesk 的 Fusion 360 制作了 CAD 设计图

外观设计图请在项目文件库中下载。
https://make.quwj.com/project/155

2、处理铜线
第一步:剪取数根 10cm 长的铜线以备用。

第二步:打开钻夹头,在铜丝的一端制作出一个弯曲的角。

第三步:拧紧钻夹头,用钳子稍微倾斜拉扯另一端,产生张力。
第四步:低转速打开钻头。
操作时请小心使用钻头。

3、焊接底座

根据 CAD 图测量组件,从底座开始焊接,使用 18 号线进行焊接。
底座的尺寸:52mm X 34mm。

使用钳子分别切割两根个 52mm 和 34mm 的铜线,按图焊接。

焊接超声波传感器


将超声波传感器焊接到 Arduino 板上并形成一定的垂直高度,只需直接将超声波插入 Arduino 板中即可。
接线方式为:
地线 GND-D2
回声 ECHO-D3
触发 TRIG-D4
电源电压 VCC-D5

完成后即可焊接 Arduino 板,焊接时需要确保角度为直角。

安装 Arduino Nano



1、超声波传感器安装好后,需要使用铜丝与底座垂直焊接,传感器的高度约为 24mm,剪取四根24mm 的铜丝备用。

2、使用 Arduino nano 的板载的孔将其固定到位。使用 28mm 的线并将其弯曲至 24mm,焊接到底座。

安装显示器


1、剪取四根 36mm 长的铜线,根据 Arduino 上的连接处的情况将其折叠成几个部分。
接线方式为:
电源电压 Vcc-5v
地线 Gnd-Gnd
数据线 SDA-A4
控制线 SCL-A5

然后根据连接处的位置弯曲铜线即可。

2、连接处焊接好后,如图所示焊接连接器的排针。

涂抹外壳保护层



项目完成后,在整个铜体结构上涂抹一层透明指甲油,可以防止铜与空气接触还可以增添光泽。
项目使用的是铜线,你可以用黄铜棒来代替它,这样更耐磨耐用。


这个项目采用 In Freeform 模式的设计,不仅摆脱了电路,而且造型上更具艺术感。项目中,「金属手臂」的设计是不是让它看起来更像机器人呢!你可以根据自己的喜好来设计一款。

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