Zegar i skrzynka z czujnikami: 5 kroków

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:29

Jest to proste wielofunkcyjne urządzenie wykorzystujące wiele czujników. To ma

1. Budzik, stoper, minutnik
2. Odczyty indeksu temperatury, wilgotności i ciepła
3. Odczyty ultradźwiękowego czujnika odległości
4. Odczyt i wizualizacja czujnika podczerwieni
5. Klawiatura muzyczna

Jest również przenośny, z wbudowaną baterią do zasilania wszystkiego.

Krok 1: Elektronika

Urządzenie zawiera

1. Maker UNO (płyta kompatybilna z Arduino UNO)

2. 1,8-calowy wyświetlacz LCD ST7735

   (SPI Bus, CS na pinie 10, RST na pinie 7, DC na pinie 6)

3. Adafruit 12-klawiszowy pojemnościowy czujnik dotykowy Breakout - MPR121

   Magistrala I2C

4. RTC_DS1307

   Magistrala I2C

5. Ultradźwiękowy czujnik odległości HC-SR04

   (Wyzwalacz na pinie A0, Echo na pinie A1)

6. Czujnik podczerwieni (na pinie 5) i dioda podczerwieni (na pinie 3)

   Normalna dioda LED podłączona równolegle do diody IR w celu wizualizacji kodów do wysłania

7. Czujnik temperatury i wilgotności DHT11

   (na pinie 4)

8. Buzzer (wbudowany w Maker UNO) i gniazdo słuchawkowe podłączone do potencjometru (jako dzielnik napięcia)

   (oba na pinie 8)

9. 1200 mAh (z telefonu Samsung) Bateria i

   Obwód Power Bank (wyodrębniony z zapasowego Power Bank)

   Połączony szeregowo z przełącznikiem (włącz i wyłącz) do pinów 5V i GNC na Arduino

Do połączenia komponentów użyłem przewodów połączeniowych (za pomocą tarczy do prototypowania DIY). Przylutowałem również obwód Power Bank, akumulator i przełącznik, a także dodałem złącza do podłączenia do pinów 5 V i GND Arduino (aby je zasilić). Od czasu do czasu lutowałem przewody bezpośrednio do komponentów (takich jak dioda IR i czujnik) do Arduino.

Krok 2: Sprawa

Obudowa składa się głównie z MDF.

Otwory są wiercone i wycinane w górnej części, aby zrobić miejsce na przycisk arkady i przewody. W bocznej części znajdują się również wycięcia na złącze micro USB (do przeprogramowania wewnątrz Maker UNO) oraz przełącznik do włączania lub wyłączania wbudowanego brzęczyka w Maker UNO.

Panele dotykowe są wycinane z kawałka aluminium (za pomocą nożyczek). Odsłonięty miedziany przewód połączeniowy (podłączony do pojemnościowego czujnika dotykowego) jest umieszczony pod każdym panelem dotykowym/kształtem.

Przód byłby po prostu przykryty kawałkiem przezroczystego plastiku (folia do pakowania książek)

Cała obudowa byłaby zamknięta na gorąco.

Krok 3: Oprogramowanie

Oprogramowanie ma

1. Budzik, stoper, minutnik
2. Odczyty indeksu temperatury, wilgotności i ciepła
3. Odczyty ultradźwiękowego czujnika odległości
4. Odczyt czujnika podczerwieni i pilot zdalnego
5. Klawiatura muzyczna

Wykorzystuje następujące dodatkowe biblioteki

1. Adafruit GFX i ST7735
2. Adaowoc MPR121
3. IRzdalny
4. Biblioteka czujników DHT autorstwa Adafruit
5. RTClib autorstwa Adafruit

6. NewTone (nie można zainstalować z menedżera biblioteki)

   Używany zamiast wbudowanej biblioteki tonów, aby zapobiec konfliktom z biblioteką IRremote (coś związanego z Timerami)

To wszystko jest zakodowane w Arduino IDE. Kod znajduje się na Github Gists. (Zajmuje już około 89% pamięci, więc nie można dodawać żadnych dodatkowych funkcji)

Krok 4: Potencjalne wady

1. Wbudowana bateria może czasami nie mieć wystarczającej mocy do zasilania ultradźwiękowego czujnika odległości i zegara czasu rzeczywistego.

   1. Bateria może zostać powiększona lub obwód banku mocy można zmienić, aby był bardziej wydajny
   2. Lub możesz po prostu zasilać go z ładowarki 5 V

2. Nie mam teraz ze sobą działającej diody podczerwieni, więc nie może ona jeszcze działać jako pilot na podczerwień

   1. Oznacza to również, że kod diody IR może nie działać.
   2. Na razie nawet jeśli kod pilota IR nie działa, normalna dioda LED oznacza, że nadal warto wizualizować wysyłane kody pilota IR

3. Kod zużył około 89% pamięci wewnętrznej układu ATMega328 w Arduino

   1. Jeśli kod zużyje zbyt dużo pamięci wewnętrznej, wystąpią problemy ze stabilnością. Czujnik DHT11 może nie być poprawnie odczytywany przez arduino. Może to również dotyczyć niektórych innych programów, takich jak Klawiatura muzyczna.
   2. Czy można zmodyfikować kod, aby był bardziej kompaktowy i wydajny
   3. Musiałem usunąć program do spamowania, który planowałem dołączyć, aby upewnić się, że większość innych funkcji kodu działa poprawnie. (W grze spamowej zużywa się około 95-96% pamięci arduino)

4. Sprawa może być skonstruowana lepiej (jak użycie kleju do drewna zamiast gorącego kleju lub zrobienie lepszego pudełka z połączeniami na mikrowczepy itp.)

   1. Może to również spowodować, że tabliczki dotykowe nie będą czasami czułe. Aluminiowej podkładki nie można było przylutować do przewodów, więc przewody i podkładki mogą nie mieć dobrego kontaktu (czasami). Jest to jednak szczypta, ponieważ w większości przypadków klocki działają prawidłowo.
   2. Podkładki mogą być zbyt blisko siebie, aby użytkownik przypadkowo nacisnął inną podkładkę, ale to kolejny wybryk
   3. Sprawę można pokryć (okleiną lub czymś innym) lub pomalować, aby wyglądała ładniej.

Ogólnie rzecz biorąc, ten projekt został wykonany, aby wykorzystać niektóre z moich nadmiarowych czujników i mikrokontrolerów. Biorąc pod uwagę, że skończyłem to w około tydzień (właściwie 9 dni), przy niewielkim lub zerowym planowaniu, jestem całkiem zadowolony z wyniku.

Krok 5: Sprawienie, by wyglądało ładniej

Zasadniczo, zdobądź trochę Wood Wallpaper / Covering / Fornir i przytnij go na wymiar. Ponadto wykonaj wycięcia na porty (Micro USB) i komponenty (takie jak czujnik odległości). Na koniec przyklej go do drewna (użyłem superglue).