Óculos de Dados Arduino Acessíveis para Leituras de Multímetro

Componentes e Materiais

SparkFun Arduino Pro Mini 328 - 3.3V/8MHz × 1

Ferramentas e Máquinas Necessárias

Impressora 3D (genérica)

Sobre o Projeto

Vídeo do dispositivo funcionando.

Objetivo: construir óculos de dados (HMD) Arduino baratos para todos. Do conceito ao protótipo funcional: 4 meses.

Desafio: usar materiais comuns e fáceis de encontrar. O foco é o sistema óptico. Não basta colocar uma tela na frente dos olhos; o foco não funciona.

Nos logs, veja desde os primeiros testes até o resultado atual. O design óptico foi a parte mais difícil, mas encontrei solução. Custo do protótipo: ~70€.

Agora tenho um display head-up para alta tensão.

Passo 1: O Que Tem Dentro e Como Funciona

Dados Bluetooth recebidos são exibidos no display OLED, refletidos no espelho, passam pela lente e você vê a imagem no pequeno acrílico transparente.

Óculos de Dados Arduino Acessíveis para Leituras de Multímetro

Passo 2: A Lente – A Parte Mais Complexa

Funcionou por tentativa e erro. Fiz um "crash course" em óptica.

Entendi diferença entre imagem real e virtual com lentes. Olho humano foca objetos a no mínimo 25cm. Fórmula chave: (1/f) = (1/o) + (1/i) onde f = distância focal, o = distância do objeto à lente, i = distância da imagem virtual.

Valores usados:

f = 10cm, o = 7.3cm
i = -27.03cm (imagens virtuais têm valor negativo)
Ampliação M = 3.7

Calculadora de lentes: hyperphysics

Passo 3: Lente Alternativa

Lente difícil de encontrar. Usei lente de um Google Cardboard barato (focal 100mm, não 45mm como o original).

ATUALIZAÇÃO: Encontrei boa solução: lente de papelão com FL ≈ 110mm. Se alguém testar e der feedback, ótimo. Pequena lente de Fresnel funciona, barata e fácil de cortar. Ex.: Amazon.

Outra alternativa: lente de lupa de cabeça (vêm 3-5 lentes, uma costuma ter FL 110-120mm). Mais pesada e difícil de cortar.

Passo 4: Eletrônica

Todos os componentes eletrônicos. Na versão final usei bateria menor. Para usar bateria 280mAh, troquei resistor de 3k por 5.6k na placa original; corrente de carga reduzida para ~200mA.

Passo 5: O Gabinete

Primeiros testes: gabinete de papelão — barato e funcional.

Versão final: impressão 3D. Arquivo STL criado no 123D Design. Precisa de ajustes, mas bom para primeira tentativa.

Arquivos STL:

FLDXAHDIWMQXWRP.stl
FI9NE6GIWMQXWRV.stl
F72OH47IWMQXWRW.stl
FSAHDV3IWMQXWS2.stl
F7DF5AJIWMQXWSA.stl

Passo 6: Conectando Multímetro Owon B35T aos Óculos

Multímetro tem Bluetooth 4.0 interno; conecta a celular/tablet. Precisei fazer engenharia reversa do protocolo serial.

Config do módulo BT (programa Arduino simples para enviar/receber):

AT+ROLE1          // módulo = central
AT+RESET          // reset
AT+SHOW1          // mostra nome BT na resposta
AT+IMME0          // conecta automaticamente
AT+FILT0          // escaneia dispositivos
AT+DISC?          // lista dispositivos
AT+CONE0 <MAC>   // conecta ao Owon B35T (endereço MAC)

Softwares no GitHub: github.com/awall9999/Arduino-Glass

Vídeo do teste Bluetooth disponível.