Laser_tape_reverse_engineering

laser_tape_reverse_engineering

โครงงานนี้อธิบายงานของฉันเกี่ยวกับวิศวกรรมย้อนกลับอิเล็กทรอนิกส์ (โมดูลวัดระยะด้วยเลเซอร์) ของตลับเมตรเลเซอร์ "X-40" ราคาถูก
ฉันสร้างเฟิร์มแวร์ของตัวเองที่อนุญาตให้ใช้โมดูลนี้เพื่อวัตถุประสงค์ DIY
ประเภทโมดูลที่รองรับคือ: "512A" และ "701A" การทำงานของ "703A" ได้รับการยืนยันโดย "Damian" ที่นี่: ลิงก์
UPD 11/2019: ข้อควรสนใจ: พบว่าการวัดด้วยเทปเลเซอร์ "x-40" รุ่นใหม่มาพร้อมกับโมดูล "M88B" เครื่องหมายคือ "88B" ที่ PCB ใกล้กับ MCU โมดูลนั้นใช้ MCU STM32F0 (มีแพ็คเกจ QFN-32) เฟิร์มแวร์ของฉันไม่รองรับโมดูลนั้น!
UPD 06/2022: เพิ่มการรองรับสำหรับโมดูล U85A/U85B รุ่นใหม่ที่ใช้ STM32F0 MCU ดูโฟลเดอร์รหัส/CortexM0
UPD 10/2024: เพิ่มการรองรับสำหรับโมดูล B2A รุ่นใหม่ที่ใช้ STM32G0 MCU ดูโฟลเดอร์รหัส/CortexM0_STM32G0
ขนาดโมดูล "701A": 25x13x50 มม.
ขนาดโมดูล "U85/B2A": 17x7x41 มม. น้ำหนัก: ~4 ก
ดู Github Wiki สำหรับข้อมูลเพิ่มเติม!

บทความใหญ่ในภาษารัสเซีย: https://habr.com/post/327642/
Google แปล: ลิงก์
หน้าโครงการอื่น: https://hackaday.io/project/25515-cheap-laser-tape-measure-reverse-engineering

ขั้นตอนที่ฉันได้ทำ:

• แผนผังของเทปวัดเลเซอร์ที่ได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมย้อนกลับอย่างสมบูรณ์
• จับแพ็กเก็ตข้อมูลที่บัส I2C พร้อมตัววิเคราะห์ลอจิก
• ถอดรหัสแพ็กเก็ตนั้นและรับค่าความถี่การมอดูเลตแบบเลเซอร์
• สร้างเฟิร์มแวร์ของตัวเองที่จับสัญญาณความถี่ต่ำและส่งไปยังพีซี
• สร้างเฟิร์มแวร์ของตัวเองที่จับสัญญาณและการประมวลผลหากใช้อัลกอริทึม Goertzel ผลลัพธ์ความแตกต่างของเฟสจะถูกส่งไปยังพีซี
• ผลลัพธ์หลัก: สร้างเฟิร์มแวร์ของฉันเอง ("Firmware_dist_calculation_fast") ที่คำนวณระยะห่างจากวัตถุ
• เขียนยูทิลิตี้ C# PC เพื่อประมวลผลและแสดงผล

วิดีโอ (ทดสอบโมดูลเรนจ์ไฟน): https://youtu.be/bJaUrZ7ZMj4

ส่วนหลักของโมดูลวัดระยะด้วยเลเซอร์ ได้แก่ STM32F100C8T6 MCU, Si5351 dual PLL, APD (ประเภทที่ไม่รู้จัก), เลเซอร์ไดโอด, แหล่งพลังงาน
แผนผังโครงสร้างการวัดด้วยเทปเลเซอร์:

บทความเกี่ยวกับการเชื่อมต่อโมดูลเลเซอร์เรนจ์ไฟนกับ Arduino:
https://www.hackster.io/iliasam/making-a-cheap-laser-rangefinder-for-arduino-4dd849
วิดีโอ: https://youtu.be/FA4mfvgpOQQ

ตัวอย่างข้อมูล UART ("Firmware_dist_calculation_fast"):
DIST;01574;AMP;0993;อุณหภูมิ;1343;โวลต์;082rn
DIST - ระยะห่างจากวัตถุเป็นมม.
AMP - ความกว้างของสัญญาณ TEMP - อุณหภูมิ APD (ค่า ADC ดิบ)
โวลต์ - แรงดันไฟฟ้า APD ความยาวของสตริงคงที่
ข้อมูลระยะทางจะถูกส่งอย่างต่อเนื่อง
บอดเรต UART - 256000

คำสั่ง UART ("Firmware_dist_calculation_fast"):
"E" - เปิดใช้งานเลเซอร์และกระบวนการวัด
"D" - ปิดการใช้งานเลเซอร์และกระบวนการวัด
"C" - เริ่มการปรับเทียบระยะห่างเป็นศูนย์ คุณต้องเรียกใช้การปรับเทียบระยะทางเป็นศูนย์ในการสตาร์ทครั้งแรก วางวัตถุสีขาวใดๆ ที่ระยะห่าง > 10 ซม. จากเทปเลเซอร์ก่อนทำการสอบเทียบ

ความเร็วในการวัดระยะทาง - ใกล้ 60 Hz.
ความแม่นยำในการวัดระยะทางแตกต่างกันไปตั้งแต่ 1 ถึง 10 มม. ขึ้นอยู่กับระยะทางและประเภทพื้นผิว

เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ดีกว่า ต้องปิดบอร์ดขนาดเล็กที่มี APD จากแสงภายนอก