低成本 Arduino 数据眼镜：万用表读数抬头显示（HUD）

所需组件与物料

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

所需工具与设备

3D 打印机

项目简介

视频演示：工作视频链接

目标：用常见材料自制低成本 Arduino 数据眼镜（HMD）。从构想到原型耗时 4 个月，成本约 70 欧元。核心难点在于光学系统设计——不能直接将屏幕置于眼前，眼睛无法聚焦。

步骤 1：内部结构与光学原理

蓝牙接收数据 → OLED 显示 → 平面镜反射 → 凸透镜成虚像 → 透明亚克力反射片 → 人眼观察。

步骤 2：透镜选择（最关键环节）

最初靠试错，后恶补光学基础：理解实像/虚像、人眼最近清晰视距 25cm、薄透镜公式 1/f = 1/o + 1/i（f 焦距，o 物距，i 像，虚像 i 为负）。

我的参数：f = 10cm，o = 7.3cm → i = -27.03cm（虚像距离），放大倍率 M = 3.7。计算参考：HyperPhysics。

步骤 3：替代透镜方案

100mm 焦距透镜难买。我用廉价 Google Cardboard 镜片（焦距 45mm）不合适，后找到焦距约 110mm 的透镜更合适。推荐两种易得方案：

小型菲涅尔透镜：便宜、易切割，如亚马逊链接。
头戴式放大镜镜片：通常含 3-5 片不同焦距镜片，挑选 110-120mm 焦距者即可，稍重且难切割。

步骤 4：电子电路

最终版用 280mAh 锂电，将充电板上 3k 电阻改为 5.6k，充电电流降至 ~200mA。

步骤 5：外壳设计

早期用纸板外壳验证光学，后用 3D 打印最终外壳（123D Design 建模）。STL 文件：

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

步骤 6：对接 Owon B35T 蓝牙万用表

该表内置 BLE 4.0，需逆向串口协议。用 HM-11 模块配置为中心设备自动连接：

AT+ROLE1       // 设为中心角色
AT+RESET       // 复位
AT+SHOW1       // 显示设备名
AT+IMME0       // 自动连接
AT+FILT0       // 扫描所有设备
AT+DISC?       // 列出设备
AT+CONE0  // 连接万用表

步骤 7：成品展示

核心物料清单（BOM）：

Arduino Pro Micro 3.3V 8MHz ×1
HM-11 BLE 4.0 模块 ×1
280mAh LiPo 电池 + 500mA 充电板 ×1
30mm 平凸透镜（焦距 100mm）×1
1mm 塑料平面镜 ×1
0.66 英寸 64×48 Micro OLED（SparkFun）×1
CD 盒切片做反射片 ×1

步骤 8：早期原型记录与后续计划

不同透镜测试对比
首次蓝牙通讯测试视频
原型机演示视频

待办事项：

完善软件：自动连接 Owon 万用表
增加电池电量指示（BLE 模块支持）
尝试着色/镀膜反射片，提升亮环境下可视性
减重与外壳重设计
测试 0.49 英寸更小 OLED

代码仓库

GitHub: Arduino-Glass

3D 打印文件

同上 STL 文件列表。

原理图

Arduino Nano 智能楼梯灯扩展板：24 阶 PWM 渐变 + 无线智能家居联动自制智能鞋垫：基于 Arduino MKR1000 的足底压力分布实时监测

制造工艺

3D打印

自动化控制系统

工业技术