Wskazówki, jak urzeczywistnić pomysł na projekt: 6 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:31

Najważniejszą częścią udanego projektu jest posiadanie naprawdę świetnego pomysłu, ale czasami pomysł jest łatwy! Potem przychodzi ciężka praca nad przekształceniem przypadkowego błysku geniuszu w coś, nad czym ludzie "och" i "ah".

Początkowo przekształcenie koncepcji w rzeczywistość może wydawać się skomplikowane, ale przestrzegając kilku prostych zasad, możesz podzielić każdy projekt na łatwe do opanowania części, które są proste indywidualnie, ale połączone razem są niesamowite! Na przykładzie mojego zegara binarnego Driftwood zamierzam pokazać, że opracowanie złożonego obwodu jest stosunkowo prostym zadaniem, jednocześnie podając kilka wskazówek.

Ta instrukcja nie dotyczy tworzenia jednego projektu, a raczej wskazówek i wskazówek, jak urzeczywistnić swoje pomysły.

Krok 1: Zrób listę funkcji

Spojrzałem na różne zegary binarne, które zostały opublikowane w Instructables i innych witrynach i zawsze chciałem zrobić jeden z własnych, ale nie wiedziałem, od czego zacząć. Najłatwiej byłoby skopiować kod i obwód kogoś innego; jednak chciałem czegoś, co wyróżnia mnie, a także jest moim własnym dziełem.

Pierwszym krokiem było stworzenie listy funkcji, która opisuje, co chciałem, aby zrobił zegar:

• Wyświetl czas
• Funkcja alarmu
• Zmień kolory wyświetlacza
• Zmień intensywność wyświetlania na podstawie światła otoczenia
• Zdalne sterowanie
• Dokładny czas

Z listy funkcji możesz wypracować różne funkcje obwodu, które są wymagane - na przykład, aby zmienić intensywność wyświetlania w oparciu o oświetlenie otoczenia, musisz zmierzyć światło i dlatego potrzebujesz do tego sprzętu. Pełna lista poszczególnych obwodów i ich funkcji dla mojego zegara binarnego jest następująca:

• Matryca wyświetlacza LED - wyświetlanie czasu
• Mikrokontroler (arduino) - sterowanie czasem i alarmami, sterownik wyświetlacza
• Odtwarzacz audio - dźwięk alarmu
• Czytnik oświetlenia otoczenia - kontrola natężenia światła
• Moduł zdalnego sterowania - pilot zdalnego sterowania
• Wskaźnik ustawienia alarmu - wyświetlanie alarmu
• Zegar czasu rzeczywistego - dokładne utrzymywanie czasu

Krok 2: Badania

Po podzieleniu projektu na poszczególne funkcje obwodów możesz określić, co wiesz, jak robić i co należy zbadać. Używając ponownie przykładu zegara, wymieniłem każdą funkcję obwodu i jaka była moja pierwotna ocena

Zrozumiano - nie są potrzebne żadne badania

• Matryca wyświetlacza LED
• Mikrokontroler (arduino)
• Odtwarzacz muzyki
• Zdalne sterowanie
• Wskaźnik ustawienia alarmu

Nieznane - wymagane badania:

• Czytnik oświetlenia otoczenia
• Zegar czasu rzeczywistego

Jak powiedziałem w poprzedniej instrukcji (Naprawianie monitora za pomocą wypiekacza do chleba), Internet jest jednym z najpotężniejszych dostępnych narzędzi. Powinieneś być w stanie znaleźć zarówno kod, jak i przykłady obwodów dla prawie każdego komponentu, którego kiedykolwiek będziesz potrzebować. W moim przykładzie zegara czułem się komfortowo w programowaniu Arduino do sterowania wyświetlaczem LED, ale nigdy wcześniej nie używałem rezystora zależnego od światła (LDR) (LDR zmienia swoją rezystancję w oparciu o światło otoczenia i dlatego może być użyty do określenia, jak jasny tablica LED powinna być). Po krótkich poszukiwaniach znalazłem kilka samouczków i miałem wystarczająco dużo informacji, aby wypróbować kilka pomysłów.

Krok 3: Testowanie funkcji poszczególnych obwodów

Gdy masz już kilka pomysłów na to, jak można skonstruować każdą funkcję obwodu, zbuduj obwód, który obsługuje tylko tę jedną funkcję. Dzięki temu możesz przetestować swoje pomysły, upewnić się, że element jest funkcjonalny i dostroić wszelkie parametry wykonawcze.

Korzystając z przykładu LDR, wykonano bardzo prosty obwód i napisano kilka linijek kodu. To pozwoliło mi zobaczyć, w jaki sposób wyjście LDR zmieniało się wraz ze światłem i jak można je przekształcić w użyteczną wartość do sterowania matrycą LED.

Początkowo kod wysyłał tylko wartość jasności na wyjście szeregowe w arduino IDE. Gdy byłem już pewien, że mogę z powodzeniem osiągnąć pożądaną kontrolę, obwód został rozszerzony o tablicę LED. Dzięki włączeniu końcowego urządzenia wyjściowego można ustawić zarówno minimalny, jak i maksymalny poziom jasności, aby zapewnić, że nie będziesz oślepiony w nocy ani nie będziesz w stanie odczytać wyjścia w bezpośrednim świetle słonecznym.

Jako alternatywę dla fizycznego budowania obwodu możesz użyć programów takich jak obwody Tinkercad do symulacji zarówno obwodu, jak i kodu. Programy takie jak te pozwalają ci wkraść się w trochę czasu na rozwój, czekając na zakończenie lekcji muzyki dla dzieci itp.! Do tego kroku dołączone są dwa obrazy, które pokazują dwa opisane powyżej kroki z poniższymi linkami:

• LDR z wyjściem szeregowym
• Kontrola intensywności LED przez LDR

Dobry instruktaż dotyczący korzystania z Tinkercad można znaleźć tutaj:

Krok 4: Prototyp

Gdy masz pewność, jak działają poszczególne komponenty, opracuj obwód, w którym każda funkcja obwodu jest dodawana indywidualnie, a kod dostosowany do nowej funkcjonalności, którą dodałeś.

Chociaż jest to znacznie wolniejsze niż dodawanie wszystkiego na raz i wymaga pisania wielu programów, zaletą jest to, że można szybko zidentyfikować wszelkie konflikty między składnikami i rozwiązać problem. W moim przypadku wszystko działało dobrze, dopóki nie podłączyłem odbiornika pilota. Ponieważ wcześniej nie było żadnych problemów, mogłem skoncentrować się na wyszukiwaniu usterek w tym konkretnym obszarze. Gdy nie znaleziono żadnych problemów za pomocą podstawowego wyszukiwania błędów, zasięgnięto porady w Internecie i problem został rozwiązany. To jest przykład tego, gdzie myślałem, że wiem, jak coś działa, ale w konkretnym torze okazuje się, że nie! Nigdy nie wstydź się przerywać tego, co robisz i szukać więcej informacji.

Załączona sekwencja zdjęć jest próbą pokazania różnych etapów, przez które przeszedłem przy konstruowaniu finalnego prototypu. Na kilku zdjęciach pominięto matrycę LED, ale było to przeoczenie podczas robienia zdjęć, a nie konkretny powód!

Naszkicuj ukończony obwód, gdy będziesz całkowicie zadowolony ze swojego prototypu, ale NIE demontuj go w tym momencie.

Podobnie jak w przypadku opracowywania poszczególnych komponentów, obwód Tinkercad może zostać wykorzystany do stworzenia prototypu całego projektu. Takie podejście ma zarówno zalety, jak i wady i najlepiej sprawdzić, co jest dla Ciebie najlepsze. Największym problemem, jaki zauważyłem w przypadku narzędzi do symulacji online, jest to, że czasami ograniczają one dostępne biblioteki komponentów i kodu

Krok 5: Ostateczna budowa

Mam nadzieję, że masz wystarczająco dużo komponentów, aby wykonać ostateczny obwód, pozostawiając prototyp jako punkt odniesienia. Odkryłem, że bez względu na to, jak bardzo staram się naszkicować obwód, zawsze łatwiej jest odwołać się do prototypu, aby potwierdzić orientację połączenia lub komponentu.

Generalnie używam płytki prototypowej do moich projektów, ale jeśli chcesz najbardziej solidnego i profesjonalnego wykończenia, spróbuj wykonać własne płytki PCB. Istnieje wiele dobrych instrukcji na ten temat (i pamiętaj, że internet jest jednym z najlepszych narzędzi, jakie mamy!).

Poświęć trochę czasu na zastanowienie się, w jaki sposób każdy element ma zostać umieszczony na tablicy i z czym musi się połączyć. Chcesz zminimalizować długość torów i zapewnić dobre szyny zasilające, aby upewnić się, że wszystko działa poprawnie. Nie zastosowałem się do tej rady i po zakończeniu budowy arduino resetowało się za każdym razem, gdy moduł audio zaczynał odtwarzać alarm. Ponieważ zbudowałem prototyp, wiedziałem, że wszystko powinno działać i że problem dotyczył więc układu płytki. Po powiększeniu torów zasilających wszystkie problemy zniknęły.

Krok 6: Podsumowanie

Jak wspomniano na początku, ta instrukcja nie dotyczyła budowania projektu, a raczej pomagała w tworzeniu wielu udanych i unikalnych projektów. Aby to zrobić, powinieneś:

• Udokumentuj główne funkcje swojego pomysłu
• Użyj listy funkcji, aby wygenerować poszczególne funkcje obwodu
• Zbadaj każdą funkcję obwodu!
• Przetestuj funkcję każdego obwodu!
• Opracuj prototyp, dodając każdą funkcję obwodu osobno
• Sfinalizuj projekt

Ten instruktaż był moim podejściem do tego, jak z powodzeniem wykonać błysk geniuszu i pomyślnie wdrożyć wymagany obwód. Jestem pewien, że istnieje wiele alternatyw; jednak wiem, że to działa dla mnie i mam nadzieję, że działa również dla Ciebie.