Màn hình đồng hồ treo tường: 4 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:31

Tôi đã mua một chiếc đồng hồ bỏ túi giá rẻ từ eBay vì nghĩ rằng nó sẽ trở thành một món đồ mới lạ thú vị. Hóa ra là chiếc đồng hồ tôi mua không phù hợp, nhưng đến lúc đó tôi đã cam kết sản xuất một thứ gì đó có thể treo trên tường và trở thành một điểm nói chuyện.

Trung tâm của màn hình là một ampe kế tương tự được cung cấp năng lượng bởi một tụ điện tích điện phóng điện qua đồng hồ làm hoạt động kim con trỏ làm như vậy.

Màn hình LED phản chiếu chuyển động của con trỏ, mang đến một màn hình bắt mắt.

Toàn bộ được điều khiển bởi bộ vi xử lý Atmel 328, được phát triển trực tiếp trên Arduino Uno, đo mức độ ánh sáng hiện tại trong phòng và kích hoạt ngẫu nhiên màn hình, tất cả đều được cấp nguồn bằng ba pin AA.

Quân nhu

Arduino Uno với bộ xử lý Atmel 328… xem phần còn lại của văn bản

Lựa chọn đèn LED, Đỏ, Xanh lục và vàng với một màu Trắng

Điện trở 7 x 330R

1 x LDR

1 x tụ điện 220uF

1 x 220R điện trở

2 x điện trở 10k

1 x diode chỉnh lưu

Một ampe kế cũ phù hợp, thường là thang đo đầy đủ 100uA

Bước 1: Khái niệm

Các bức ảnh kể về một câu chuyện ngắn, đồng hồ ban đầu được thiết kế để sử dụng trên radio van và yêu cầu trên 100mA và không thể chạy bằng Arduino. Đây là những ý tưởng bố trí màn hình sớm. Cuối cùng, tôi lấy máy đo ra với ý định thay thế cơ chế, không thành công lắm.

Cuối cùng, tôi đã chọn được một vôn kế cũ với cơ chế 100uA, hoàn hảo.

Bước 2: Mạch

Bản dựng ban đầu sử dụng Arduino để kết nối các bit trong một hệ thống khá đơn giản. Sáu chân kỹ thuật số điều khiển đèn LED màu thông qua các điện trở 330R.

Một chân kỹ thuật số được sử dụng để cung cấp năng lượng cho bộ chia điện áp LDR, điện áp được đo trên một trong các chân ADC và được sử dụng để ước tính mức độ ánh sáng hiện tại và thời gian trong ngày.

Một chân kỹ thuật số được sử dụng để sạc tụ điện thông qua một diode và điện trở 220R.

Đồng hồ được kết nối qua tụ điện thông qua một điện trở 10k. Giá trị này có thể cần được thay đổi tùy thuộc vào phép đo toàn thang đo trên ampe kế được sử dụng.

Tôi cũng nối dây trong một nút đặt lại, được gắn ở bên cạnh của hộp màn hình.

Cuối cùng, một kết nối khác được thực hiện từ cực dương của một trong các đèn LED để cung cấp tham chiếu điện áp để kiểm tra mức điện áp của pin. Mạch này chưa bao giờ rất thành công và tôi sẽ thay đổi nó thành một bộ chia điện áp đơn giản vào lần tới khi pin hết pin và màn hình hiển thị ở trên tường.

Bước 3: Thực hiện

Chạy màn hình từ pin bằng Arduino Uno là không thực tế, mức tiêu thụ hiện tại sẽ quá cao vì phần lớn bo mạch hoạt động mọi lúc và tôi muốn màn hình ở trên tường mà không bị ảnh hưởng trong ít nhất sáu tháng. thời gian.

Để cắt giảm mức tiêu thụ hiện tại, các mạch hiển thị đã được phát triển với Arduino và breadboard, các mạch này được chuyển sang bảng ma trận và sau đó bộ xử lý được lập trình cuối cùng được gỡ bỏ khỏi Arduino và đưa vào một ổ cắm trên một miếng bảng ma trận nhỏ, cùng với xtal, và được nối với nhau bằng cáp ruy-băng.

Cuối cùng, màn hình sẽ hoạt động trong 12 tháng trên một bộ pin.

Một thủ thuật hữu ích là thay thế bộ xử lý Atmel trong Arduino Uno bằng một ổ cắm ZIF, ổ cắm này phù hợp và sau đó lắp lại bộ xử lý. Khi dự án đã sẵn sàng để thực hiện, bộ xử lý đã được lập trình sẵn và chỉ cần tháo ra và đưa vào một ổ cắm trên bo mạch cuối cùng. Khi tôi mua bộ xử lý trống, tôi dành một giờ để đặt bộ tải khởi động trên tất cả chúng để chúng sẵn sàng sử dụng bất cứ lúc nào.

Bước 4: Mã

Như có thể tưởng tượng, mã để chạy màn hình cơ bản không phức tạp lắm nhưng điểm mấu chốt là giảm tiêu thụ điện năng. Có hai cách tiếp cận để giải quyết vấn đề này, một là chỉ chạy màn hình khi có khả năng ai đó sẽ nhìn thấy nó, và thứ hai là cắt giảm mức tiêu thụ điện của các mạch đến mức tối thiểu.

Chương trình phải cài đặt thư viện Narcoleptic trước khi biên dịch.

Tất cả sự chậm trễ trong hệ thống được thực hiện bằng cách sử dụng thư viện gây mê cho chế độ năng lượng thấp đầy đủ của bộ xử lý, với mức tiêu thụ điện năng được đo bằng vài nano mét.

Bộ xử lý sẽ ngủ trong bốn giây mỗi lần và khi thức dậy, sẽ chạy một quy trình ngẫu nhiên để xác định xem hệ thống có đánh thức hay không. Nếu không, hệ thống sẽ ngủ thêm 4 giây nữa.

Nếu quy trình ngẫu nhiên là đúng, mạch LDR được kích hoạt và thực hiện phép đo mức độ ánh sáng. Mạch LDR được tắt ngay sau đó để tiết kiệm điện.

Hệ thống hoạt động trên bốn khoảng thời gian ước tính.

• Ban đêm - trời rất tối và không ai có thể theo dõi - không làm gì và đi ngủ
• Buổi sáng sớm - trong phần đầu tiên không có bất kỳ người theo dõi nào, nhưng duy trì số liệu thống kê như thể ban ngày
• Ban ngày - có thể có người theo dõi, nhưng chỉ kích hoạt đồng hồ analog, không phải đèn LED
• Buổi tối - có khả năng sẽ có người theo dõi vì vậy hãy kích hoạt màn hình đầy đủ

Hệ thống ước tính rằng độ dài ngày sẽ thay đổi theo mùa, do đó, buổi tối được kéo dài thành ban đêm vì độ dài của ngày ngắn hơn, nhưng khi những người quan sát vẫn có mặt.

Nếu thời gian trong ngày thích hợp, một đầu ra kỹ thuật số được sử dụng để sạc tụ điện và sau đó tắt. Với màn hình chỉ hiển thị tương tự, hệ thống sẽ trở lại trạng thái ngủ khi tắt tất cả đầu ra và tụ điện phóng điện qua đồng hồ có con trỏ của nó, đã chuyển sang thang đo đầy đủ, trở về 0.

Với màn hình LED hoạt động, hệ thống sẽ đo điện áp trên tụ điện và hiển thị đèn chạy dựa trên điện áp đo được cho đến khi nó giảm xuống dưới ngưỡng khi hệ thống ngủ.

Lựa chọn ngẫu nhiên thứ hai diễn ra ở cuối màn hình để xác định xem màn hình có lặp lại hay không, mang lại nhiều hứng thú hơn cho người xem.

Đèn LED trắng được kích hoạt để chiếu sáng mặt đồng hồ khi đèn LED hiển thị hoạt động.

Thư viện gây mê của Peter Knight, đặt bộ xử lý vào chế độ ngủ hoàn toàn, nơi các đầu ra sẽ vẫn ở trạng thái khi chúng vào chế độ ngủ nhưng tất cả các đồng hồ bên trong sẽ dừng lại ngoại trừ bộ hẹn giờ ngủ được giới hạn trong bốn giây. Điều này có thể được kiểm tra trong Arduino nhưng do đèn LED nguồn Arduino và mạch USB không đạt được mức tiết kiệm điện như nhau.

Hệ thống vẫn chứa mã được dùng để giải thích cho việc giảm dung lượng của pin nhưng điều này không tỏ ra hữu ích. Lần tới khi nó tắt tường, tôi sẽ thay đổi chương trình để cung cấp một số loại trạng thái pin thông qua đèn LED hoặc ampe kế.

Phiên bản cuối cùng có một nút đặt lại được gắn ở bên cạnh của hộp màn hình. Lý do chính cho việc này là để cho phép khách tham quan trình diễn, do đó hệ thống sẽ chạy qua quy trình cơ bản của nó 10 lần sau khi thiết lập lại trước khi quay trở lại quy trình ngẫu nhiên bình thường.