DigitalHeroMeter: 4 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:30

Dự án Tinkercad »

Bạn mệt mỏi với việc đo khoảng cách bằng thước, mét và những thứ nhàm chán khác? Đây là giải pháp mà các Anh hùng tuyệt vời sử dụng!

Một tiện ích thực sự tuyệt vời mà bạn có thể đeo như găng tay của Người sắt, dễ phát triển, khá chức năng và dễ sử dụng. Có thể điều chỉnh tốc độ đọc, thoải mái và bền. Tôi đã thấy rất nhiều thiết bị này, nhưng không giống thiết bị này. Cấu trúc giữ phần cứng và hoàn toàn được in 3D và tôi đã sử dụng một số thành phần Arduino và Lập trình. Ngoài ra, khá đơn giản để nâng cấp mô hình với đèn LED và còi để cung cấp các chỉ số khác cho người dùng, tôi thực sự đề xuất dự án này cho giáo dục vì nó rất đơn giản để phát triển.

Tôi hy vọng bạn thích nó!

Quân nhu

1 x Arduino

1 x cảm biến siêu âm

1 x chiết áp 10k

1 x Breadboard Mini

Điện trở 1 x 220 Ω

1 x LCD 1602 Mô-đun

14 x Dây nhảy

4 x Dây từ Nữ đến Nam

1 x 9V Pin

1 x Đính vào kẹp đầu nối

Băng dán 35 cm

Bộ tổ chức cáp xoắn ốc 10 cm

1 x Tua vít Phillips (x)

1 x Trình điều khiển vít có rãnh (-)

8 x Bu lông tự khai thác M2 x 6 mm

2 x Bu lông tự khai thác M3 x 12 mm

1 x keo siêu dính

Bước 1: Thiết kế hệ thống

Ý tưởng cơ bản của thiết kế là kết hợp một tiện ích tuyệt vời trên tay phải của tôi, nhưng với điều kiện cảm biến siêu âm phải đọc khoảng cách ngay trên tay phải của tôi và đồng thời màn hình phải ở trước mặt tôi, để xem khoảng cách hiện tại.

Đầu tiên, tôi quyết định phác thảo ý tưởng trước để làm rõ hệ thống sẽ trông như thế nào và sau đó tôi bắt đầu tìm kiếm các thiết kế hiện có để tránh lãng phí quá nhiều thời gian cho việc thiết kế tất cả các phần. Những gì tôi tìm thấy là những mảnh sau:

Hộp đựng Arduino (trên và dưới)

Vỏ LCD (hộp và vỏ)

Vỏ cảm biến siêu âm (trên và dưới)

Nhưng với những thiết kế này, một thứ rất quan trọng là thiếu "tay cầm", do đó tôi thiết kế phần bị thiếu và tôi sửa đổi vỏ cảm biến siêu âm để bao gồm pin 9v và Breadboard Mini trên Tinkercad.

Bước 2: In 3D các mảnh

Trong dự án này, tôi đã sử dụng máy in 3d Prusa Mini gốc và phần mềm Prusa Slicer của nó. Tôi đã mất 4 lần để in tất cả các mảnh. Nếu bạn chưa bao giờ sử dụng máy in này và phần mềm của nó trong liên kết trang web sau đây sẽ có những hướng dẫn rất hay và được tài liệu hóa đầy đủ về cách thực hiện

Tôi đã in các mảnh ghép (hộp arduino, vỏ LCD, vỏ siêu âm) và cuối cùng là phần tay cầm, đến các mảnh in 3d, điều quan trọng cần lưu ý là việc bố trí các mảnh là rất quan trọng để giảm thời gian in và các hỗ trợ không cần thiết.

Bước 3: Thiết kế & Lập trình mạch

Trong bước này, tôi muốn biết tất cả các loại cáp cần thiết, các thành phần và chủ yếu là cách bố trí của tất cả phần cứng và cuối cùng là kiểm tra hệ thống để đảm bảo không có lỗi nào. Để làm điều này, tôi đã sử dụng lại tinkercad nhưng lần này tôi sử dụng tính năng mạch. Nó thực sự hữu ích khi phát triển nguyên mẫu chức năng trước đây trên nền tảng ảo này vì nó mang lại rất nhiều sự rõ ràng.

Về cơ bản, tôi đã kết nối bảng Arduino với màn hình LCD, bảng mạch mini, chiết áp và điện trở nhưng tinkercad cung cấp một tùy chọn mà tất cả các thành phần này đã được kết nối trong tùy chọn Trình khởi động Arduino và sau đó nhấp vào tùy chọn LCD được hiển thị trong hình. Bước tiếp theo là kết nối cảm biến siêu âm với mạch, điều quan trọng là sử dụng loại HC-SR4, vì là loại phổ biến nhất và nó có 4 chân. Để kết nối cảm biến siêu âm, chỉ cần xem xét Vcc được kết nối với 5V dương, GND được kết nối với 0v âm hoặc cổng GND Arduino, chân kích hoạt được kết nối với cổng 7 và chân echo được kết nối với cổng 6 của bảng Arduino, nhưng bạn thực sự có thể kết nối với bất kỳ cổng kỹ thuật số miễn phí nào.

Lập trình

Khi bạn kéo mạch LCD trên tinkercad, mã cũng được tải lên, điều đó có nghĩa là hầu hết mã của nó đã được phát triển và bạn chỉ cần tích hợp mã của cảm biến siêu âm. Do đó, tôi đã tích hợp mã vào tệp sau.

Bước 4: Lắp ráp và kết nối mạch

Bước đầu tiên là tích hợp tất cả các thiết bị điện tử bên trong các miếng in 3D trong khi kết nối cáp theo đúng thứ tự, nếu không có thể lặp lại hai lần bất kỳ bước nào, do đó tôi bắt đầu lắp ráp bảng Arduino bên trong hộp in 3D và sửa nó với 4 đai ốc tự khai thác M2 x 6 mm.

Sau đó, tôi kết nối Mini Breadboard với màn hình LCD để lại một chỗ trống cho kết nối chiết áp trong tương lai và tôi lắp ráp màn hình LCD với nắp in 3D bằng cách sử dụng 4 đai ốc tự khai thác M2 x 6mm.

Bước tiếp theo là kết nối cảm biến siêu âm với dương (cáp đỏ), âm (cáp đen), trigger (cáp cam) và echo (cáp vàng) sau đó gắn hộp vỏ với 2 đai ốc tự khai thác M3 x 12 mm.

Bây giờ là lúc kiên nhẫn và kết nối phần còn lại của các dây cáp giữa Bảng Arduino và Bảng mạch mini với một chiết áp, để làm điều đó mà không gặp nhầm lẫn, tôi đã chuyển đổi mạch tinkercad trước đó từ Bảng mạch tiêu chuẩn sang Bảng mạch bánh mì Mini (Lấy một nhìn hình trên). Trước khi bắt đầu, điều quan trọng cần lưu ý là để kết nối cáp từ Breadboard Mini với Arduino, các cáp đi qua nắp hộp Arduino, nếu không bạn sẽ nhận ra rằng bạn đã bao gồm nắp và bạn sẽ phải lặp lại quy trình lần nữa.

Khi mọi thứ được kết nối, thời gian lắp ráp đã đến! Trong bước này, tôi đã dán hộp màn hình LCD với nắp bằng chất liệu superglue và kết quả là rất ấn tượng, nó thực sự vừa vặn. Trong bước tiếp theo, tôi cắt một số băng dán để cố định cảm biến siêu âm, hộp Arduino, hộp màn hình LCD và giá đỡ và tôi ghép tất cả các mảnh lại.

Cuối cùng, tôi đưa pin 9V vào bên trong lỗ và kết nối giắc cắm Nguồn, để cải thiện độ chắc chắn của cáp, tôi đã bọc cáp bằng bộ tổ chức cáp Spiral.