用小小的滚轮，丈量你周围的“天下”
本帖最后由 川山甲的壳 于 2017-8-21 13:54 编辑Arduino UNO——小型测距轮现在打开百度地图，输入起点和终点，两地之间的距离马上显示在手机屏幕上。相比以往的地图，现在的电子地图，地理信息量更大。距离计算的更加精确。可这么大的面积，是怎么测量出来的呢？卫星、卷尺还是其他的。卫星能勘探地形、地面资源。但所测距离的精确度不高；卷尺灵活性不够，所测的距离不够长。排除以上两种还有其他测距工具吗？前段时间在马路上看见有人手持一个滚轮沿着马路边滚动，觉得很是新奇，上前询问，原来他是地图工作者，现在正在绘制路线，并测量两地之间的距离。原来他所用的就是用测距轮。这种测距工具，方便携带，灵活性高，测量精准度高。回来之后自己也制作了一个小型的测距轮。https://mc.dfrobot.com.cn/data/attachment/album/201708/14/101546t4jex4ejn2n28exj.jpg
https://mc.dfrobot.com.cn/data/attachment/album/201708/14/101609o2gpxl8l5aajqgxe.jpg
https://mc.dfrobot.com.cn/data/attachment/album/201708/14/101610fbal3hm34grebqvm.jpg
测距轮相比传统的卷尺，可以随意滑动，可测正负（向左滑动为正，向右滑动负）。下面就来看看做的怎么样吧。https://mc.dfrobot.com.cn/data/attachment/album/201708/14/113807p7mmbsm76rqb7plx.gif
【配件图】https://mc.dfrobot.com.cn/data/attachment/album/201708/14/101609ft03qsx4sqqqqqys.jpg
【主要配件】https://mc.dfrobot.com.cn/data/attachment/album/201708/14/101549r1p857vfrikr2hi6.jpg
测距轮的主板我采用的DFRobot最新推出的DFRduino UNO R3的主板，他完全兼容Arduino UNO R3版本。性价比也比较高，相比之下，我更钟意DFRduino UNOR3。因为它采用沉金工艺，外观精致，在追求质量的同时，也提高了颜值 。制作测距尺，还需要一个强大的配件，那就是编码器，这样才能计数。https://mc.dfrobot.com.cn/data/attachment/album/201708/14/101549r6bamvrj9qml9jvr.jpg
在这里我采用增量式光电旋转编码器，它能有效的兼容Arduino，PLC等各类主控器。它具有AB两相输出，可以通过旋转的光栅盘和光耦产生可识别方向的计数脉冲信号。其电路输出的类型为NPN集电极开路输出，这样的输出类型可以和内部带上拉电阻的单片机连接，然后实现转速、角度、角速度等数据的测量。注意：编码器在不接设备的情况下，集电极开路输出，在没有上拉电阻的时候，是没有电压输出的，如要要示波器示波请在AB两相输出上加上两个上拉电阻。如果实际运用，就不需要加上拉电阻了。
示波器信号
【部分配件】Gravity I2C LCD1602彩色背光液晶屏CableAdapter Module 4线传感器转接板IO 传感器扩展板数字大按钮模块(Gadgteer专用)7.4V 2500MA 锂电池 （带充放电保护板）高品质环保ABS硅胶车轮【电路接线图】https://mc.dfrobot.com.cn/data/attachment/album/201708/14/101548irvhkhm0ef0vyflq.png
实物连接图https://mc.dfrobot.com.cn/data/attachment/album/201708/14/101547lk92773q7t377ke7.jpg
【效果图】Reset：此模式为复位模式，切换到此模式，可以清零所测的数据。这样又可以重新开始测距取值了。https://mc.dfrobot.com.cn/data/attachment/album/201708/14/101547bk3wpotmwwapt5kw.jpg
Detection：此模式为测距模式，切换到此模式，可以开始你的表演了，随意测距，上下左右随便滚动，完全无压力。往左滚测得是数值为正，往右滑数值为负（当测距数值为正得时候，往右滑可以看见数值随着减小）。https://mc.dfrobot.com.cn/data/attachment/album/201708/14/101546t4jex4ejn2n28exj.jpghttps://mc.dfrobot.com.cn/data/attachment/album/201708/14/101557ezsawhayuas5fqdn.jpg
Lock：此模式为锁定，当你测得一定的距离后，选择到此模式可以锁定数据，随意你怎么滚动，数据都不会改变了，这样你就可以记录数据了。方便吧，按三下按键就可以了哦。
为了让携带方便，外观漂亮。我用3D打印机打印了外壳。方方正正的，是不是看起来有点呆板。没办法，我能想到的只是如此了。相信朋友们肯定有更好的创意。3D打印的文件我以附件的形式放在文末了。注意：因为自己找的轮毂尺寸都不合适，后面自己用3D打印机制作了一个80mm的轮毂。而轮胎还是用的高品质环保ABS硅胶车轮外的轮胎https://mc.dfrobot.com.cn/data/attachment/album/201708/14/101602ihftgffiguhghtzg.jpghttps://mc.dfrobot.com.cn/data/attachment/album/201708/14/101607l6zbbobnzj4pnb55.jpg
程序： #include <Wire.h>
#include "DFRobot_RGBLCD.h"
DFRobot_RGBLCD lcd(16, 2);
//rgb_lcd lcd;
#define A 3
#define B 4
#define Key12//key
#define D 79 //Diameter 79mm
float C = 0; //perimeter
unsigned int Distance;
int VA = 0;
int VB = 0;
unsigned long Count = 0;//count
unsigned int Count_1 = 0; //Negative count
unsigned char flag = 1, Mark = 0;
unsigned long lasttime = 0, Modetime = 0;
//Length measurement range is ± 6 M
void setup()
{
Serial.begin(9600);
lcd.init();
lcd.setRGB(255, 255,0);
lcd.setCursor(2, 0 );
lcd.print("M:");
lcd.setCursor(2, 1 );
lcd.print("D:");
lcd.setCursor(12, 1 );
lcd.print("cm");
pinMode(A, INPUT_PULLUP); //Pull-up input
pinMode(B, INPUT_PULLUP);
pinMode(Key, INPUT);
attachInterrupt(1, interrupt, RISING);
C = D * PI;
}
void loop()
{
if (millis() - 150 > lasttime)//Detect keys once every 150ms
{
if (digitalRead(Key) == HIGH)
if (digitalRead(Key) == HIGH)
Mark += 1;
if (Mark > 2)
Mark = 0;
while (digitalRead(Key) == HIGH);
lasttime = millis();
}
if (millis() - 100 > Modetime)//Refresh the data every 100ms
{
if (Mark == 0) //Cleared
{
lcd.setCursor(6, 0 );
lcd.print("Reset ");
Distance = C * Count / 40;
flag = 3;
lcd.setCursor(11, 0 );
lcd.print(" ");
}
if (Mark == 1) //Calculate the measured value
{
lcd.setCursor(6, 0 );
lcd.print("Detection");//
lcd.setCursor(4, 1 );
if (Count > 0 && Count < 0xffff)//Determine whether the length is positive
{
lcd.print('-');//The length is negative
Distance = C * Count / 40;
}
else if (Count == 0 && Count_1 == 0 )//Determine whether the length is zero
{
lcd.setCursor(4, 1 );
lcd.print(' ');
Distance = C * Count / 40;
}
else//Length is positive
{
lcd.print('+');
Distance = Count_1 * C/ 40;
}
}
else if (Mark == 2) //lock
{
lcd.setCursor(6, 0 );
lcd.print("Lock ");
Count = 0;
Count_1 = 0;
}
Modetime = millis();
}
lcd.setCursor(5, 1 );//Displays the value of Distance
lcd.print(Distance / 10000);
lcd.print((Distance / 1000) % 10);
lcd.print((Distance / 100) % 10);
lcd.print('.');
lcd.print((Distance / 10) % 10);
lcd.print(Distance % 10);
}
void interrupt()//Interrupt handler
{
VB = digitalRead(B);
if (Mark == 1)//Detects whether the current mode is a measurement
{
if (VB == 1)//To determine whether the positive measurement
{
flag = 1;
if (Count > 0xffff)
{
Count_1 -= 1;
}
Count += 1;
}
else//Reverse measurement
{
flag = 0;
Count -= 1;
if (Count > 0xFFFF)
{
Count_1 += 1;
}
}
//Count is cleared over the range
if (Count < 0xFFFF && Count > 0x294A)
Count = 0;
else if (Count < 0xFFFFD6B5 && Count > 0xFFFF)
Count = 0;
}
}
这个有意思 厉害了 轮子没有自己造 400个脉冲的编码器做测距轮，精度是相当的高啊！ 做个把手也好啊…… 厉害了库！！！ 有几个问题请教，最大测量长度为何是6米啊。int的最大范围是32768，距离=32768*0.079*3.14/40=203米啊？描述中说按键3次是锁定模式，函数里面有mark>2,mark=0,也就是说按3次mark是0，函数还说 if (Mark == 0) //Cleared ，这个不是清屏的意思么。另外VA是不是没用到啊。最后正负方向怎么判断的啊，是说VB只要是高电平，就是正转么？谢谢 本帖最后由 川山甲的壳 于 2017-8-21 16:47 编辑
玛斯唐 发表于 2017-8-19 19:18
有几个问题请教，最大测量长度为何是6米啊。int的最大范围是32768，距离=32768*0.079*3.14/40=203米啊？ ...
在测量长度的问题上，可以将“unsigned int Distance;”修改成“unsigned long Distance;”；“if (Count < 0xFFFF && Count > 0x294A)”修改成“if (Count < 0xFFFF && Count > 0x8000)”，在lock模式，是当mark==2为锁定。函数if (Mark == 0) 这一块为清零，则清除所有的数据，重新开始测数值，也可以说是清屏。在程序中VA是没有用到。手持滚轮尺，向右为正，向左为负。VB是高电平为正。 用5000的编码器精度还能保证吗？ 厉害了 顶一个 这个文件下载到芯片有错误的语句 wyu 发表于 2017-10-16 06:20
这个文件下载到芯片有错误的语句
那里有错误？ 本帖最后由 flame 于 2019-6-22 13:10 编辑
为什么不用360度霍尔式角度传感器（工业级）呢
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