Đánh răng!: 5 bước (có hình ảnh)

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

Con trai 5yo của tôi không thích, cũng như nhiều đứa trẻ 5yo, đánh răng…

Tôi phát hiện ra rằng trở ngại lớn nhất thực sự không phải là hành động đánh răng của anh ấy, mà là thời gian dành cho việc đó.

Tôi đã thực hiện một thử nghiệm với tính năng đếm ngược của điện thoại di động của mình để anh ta theo dõi thời gian anh ta dành cho từng nhóm răng (dưới bên trái, dưới bên phải, trên bên trái, trên phải, phía trước). Những gì tôi học được từ thí nghiệm này là nó làm cho nhiệm vụ này trở nên dễ dàng hơn nhiều đối với anh ấy. Sau đó, anh ấy thực sự yêu cầu nó và đánh răng mà không phàn nàn gì cả!

Vì vậy, tôi nghĩ: Tôi sẽ làm một đồ tạo tác đếm ngược nhỏ mà anh ấy có thể tự sử dụng để anh ấy tự lập hơn và hy vọng sẽ đánh răng thường xuyên hơn và cẩn thận hơn.

Tôi biết có một số dự án DIY và sản phẩm thương mại khác thực hiện chính xác điều này, nhưng tôi muốn mày mò một chút và tạo ra thiết kế của riêng mình.

Dưới đây là các tiêu chí cho thiết kế của tôi:

• Càng nhỏ gọn càng tốt
• Hiển thị số và dấu hiệu 2 chữ số
• Phát ra âm thanh ở đầu mỗi nhóm răng
• Có thể sạc lại
• Sử dụng càng đơn giản càng tốt

Trong Ible này, tôi sẽ chỉ cho bạn cách tôi thiết kế và tạo ra nó.

Thưởng thức!

Quân nhu

• 1 x Arduino pro mini
• 2 x 7 phân đoạn hiển thị
• 1 x nút nhấn
• 1 x autotransformer
• 1 x buzzer piezo
• Điện trở 2 x 470Ω
• 1 x bộ sạc li-ion / mô-đun tăng cường
• 1 x 17360 pin li-ion (trong hình bạn sẽ thấy 18650 và giá đỡ của nó nhưng để làm cho nó nhỏ gọn hơn, sau đó tôi đã đổi ý)
• một tấm ván mỏng
• một số dây
• một số băng keo hai mặt
• một bao vây (tôi làm một cái bằng gỗ, có thể được in 3D)
• 4 x chân cao su
• một số keo CI

Bước 1: Hàn các thành phần

Trước đây tôi đã tạo một bằng chứng về khái niệm với Arduino Uno và một bảng mạch để tôi có thể viết mã và quyết định những thành phần nào sẽ sử dụng. Tôi sẽ không chia sẻ phần đó của quá trình vì nó rất nhàm chán và sẽ không mang lại nhiều điều cho khả năng này.

Sơ đồ

Các sơ đồ có sẵn trong Tinkercad: https://www.tinkercad.com/things/77jwLqAcCNo-migh… nó không hoàn chỉnh vì một số thành phần không có sẵn trong thư viện và mã không thể chạy được vì nó cần một thư viện cụ thể. Tuy nhiên, nó cho thấy khá chính xác ý tưởng tổng thể đằng sau mạch điện đơn giản.

Trong các mô tả sau đây, tôi không bao giờ nói rõ chân nào được kết nối với những gì có chủ ý. Tôi nghĩ rằng việc chỉ định pin sẽ phụ thuộc vào cách bạn bố trí các thành phần của mình. Trong bước tiếp theo, bạn sẽ dễ dàng tìm thấy nơi đặt chỉ định pin bằng cách chỉnh sửa mã Arduino

Bố trí

Lần đầu tiên tôi đặt trên bảng điều khiển, nơi tôi muốn 7 chữ số phân đoạn liên quan đến vị trí của Arduino. Điều xảy ra là bảng điều khiển đặc biệt này rất tiện dụng: nó được thiết kế khá giống một bảng proto với các kết nối thuận tiện cộng với nó được in hai mặt. Nếu tôi đặt các phân đoạn ở một bên và Arduino ở bên kia, tôi có thể có hầu hết các chân chữ số để khớp với các chân I / O và tôi nhận được một bố cục rất nhỏ gọn!

Nếu bạn có cách (làm) in bảng của riêng mình thì có lẽ điều tốt nhất là bạn nên tự thiết kế.

Chữ số

Tôi phát hiện ra rằng cách dễ nhất để hiển thị các số và ký hiệu có hai chữ số là sử dụng các chữ số LED 7 đoạn.

Cách 7 chữ số phân đoạn hoạt động liên quan đến Arduino

Một chữ số 7 đoạn có 10 chân: một cho mỗi đoạn, một cho dấu chấm / dấu chấm và hai chân cho cực dương / cực âm chung (được gọi là A / K sau này) (được kết nối nội bộ với nhau). Để giảm số lượng chân được sử dụng bởi các phân đoạn với Arduino, tất cả các phân đoạn và chân chấm được kết nối với nhau và với một chân I / O, tổng 8 chân I / O được sử dụng. Sau đó, một trong các chân A / K của mỗi đoạn được kết nối với một chân I / O khác. Trong trường hợp 2 phân đoạn, hiển thị tổng mức sử dụng 10 chân I / O (7 phân đoạn + 1 chấm + 2 chữ số x 1 A / K = 10).

Làm thế nào nó có thể hiển thị những thứ khác nhau trên mỗi chữ số? Thư viện điều khiển các chân I / O đó thúc đẩy sự bền bỉ của võng mạc mắt người. Nó bật chân A / K của chữ số mong muốn và tắt tất cả phần còn lại, thiết lập các phân đoạn đúng cách và sau đó nhanh chóng xen kẽ với các chữ số khác bằng cách sử dụng chân A / K của riêng chúng. Mắt sẽ không "nhìn thấy" nhấp nháy vì nó ở tần suất cao.

Hàn

Tôi hàn các chữ số trước và các kết nối giữa chúng, sau đó tôi hàn Arduino trên mặt còn lại. Bạn sẽ nhận thấy điều quan trọng là phải thực hiện tất cả các kết nối giữa các chữ số trước khi hàn Arduino vì nó sẽ ngăn bạn truy cập vào mặt sau của các chữ số ngay tại chỗ.

Chọn một điện trở hạn chế dòng điện thích hợp

Biểu dữ liệu cho màn hình của tôi cho biết dòng điện chuyển tiếp là 8mA và điện áp chuyển tiếp là 1,7V. Vì Arduino tôi đang sử dụng hoạt động với 5V nên tôi cần giảm 5 - 1,7 = 3,3V ở 8mA. Áp dụng định luật Ôm: r = 3,3 / 0,008 = 412,5Ω Các điện trở gần nhất mà tôi có là 330Ω và 470Ω. Để an toàn, tôi đã chọn điện trở 470Ω để hạn chế dòng điện qua mỗi điốt của màn hình. Độ sáng của màn hình tỷ lệ nghịch với giá trị của điện trở đó vì vậy điều quan trọng là phải sử dụng cùng một giá trị cho mỗi chữ số.

Piezo buzzer

Làm thế nào để đơn giản phát ra âm thanh với Arduino và giữ cho nó nhỏ gọn đồng thời? Cách tốt nhất mà tôi tìm thấy là sử dụng một trong những bộ rung piezo mỏng, chẳng hạn, một loại có thể tìm thấy trong hệ thống báo động cửa.

Mặc dù vậy, chúng tôi cần một cách để khuếch đại âm thanh phát ra từ bộ rung đó bởi vì nếu chúng tôi kết nối trực tiếp với Arduino thì khó có thể nghe thấy bất cứ điều gì từ nó. Chúng tôi sẽ khuếch đại nó bằng hai cách đó:

• với một bộ biến áp tự động sẽ nâng cao điện áp, càng cao thì tiếng ồn sẽ càng lớn
• với bộ khuếch đại âm thanh thụ động, về cơ bản, một chiếc hộp giống như một cây đàn guitar: nếu bạn gắn piezo vào một tấm bìa cứng, bạn sẽ ngay lập tức nhận thấy âm thanh to hơn

Một bộ biến áp tự động có thể được tìm thấy trong cùng một thiết bị báo động cửa, đó là một hình trụ nhỏ với thường là 3 chân. Một chân cắm vào chân I / O của Arduino, một chân cắm vào piezo và chân cuối cùng được kết nối với cả Arduino GND và dây piezo khác. Thật khó để biết đó là pin nào, vì vậy hãy thử các cấu hình khác nhau cho đến khi bạn nghe thấy âm thanh lớn nhất phát ra từ piezo.

Quyền lực

Tuyên bố từ chối trách nhiệm: Tôi biết hàn trực tiếp trên tế bào li-ion có thể là một ý kiến tồi, đừng làm điều đó nếu bạn không cảm thấy thoải mái với điều đó.

Tôi đã chọn cấp nguồn cho mạch bằng một tế bào li-ion nhỏ, điều này ngụ ý việc sử dụng một mô-đun để bảo vệ nó, để sạc nó và tăng điện áp lên 5V (các tế bào li-ion thường tạo ra khoảng 3,6V). Tôi đã lấy mô-đun đó từ một ổ cắm điện giá rẻ và không bán được đầu nối USB-A cồng kềnh.

Mô-đun cho biết nơi ô cần được kết nối. Tìm kiếm trực tuyến để tìm sơ đồ chân của đầu nối USB-A nữ, tôi có thể kết nối dây 5VCC từ mô-đun với các chân arduino GND và VCC. Nếu bạn đã từng quyết định cấp nguồn cho Arduino hơn 5V thì bạn sẽ muốn cấp nguồn đó thông qua chân RAW để bạn có thể để bộ điều chỉnh điện áp trên bo mạch giảm xuống mức 5V mà ATMega yêu cầu.

Vì nó là nguồn điện có thể sạc lại nên tôi cần một cách để biết khi nào nó được xả. Vì vậy, tôi đã kết nối đầu dương của ô với một chân tương tự của Arduino. Trong quá trình thiết lập, tôi sẽ đọc điện áp đó và chuyển đổi nó thành một cách có thể đọc được để đánh giá mức sạc. Tôi đã viết đại ý về công thức dung lượng li-ion. Sau đó, tôi sẽ giải thích cách tôi hiển thị nó.

Cái nút

Chúng tôi cần một cách để bắt đầu đếm ngược và cho rằng công tắc bật / tắt bộ điều khiển sẽ hoạt động tốt. Tôi đã chọn sử dụng một nút nhấn tạm thời được kết nối giữa các chân GND và RESET. Khi kết thúc toàn bộ chu kỳ đếm ngược, Arduino chuyển sang trạng thái ngủ sâu và có thể được đánh thức bằng cách tắt nguồn sau đó bật lại hoặc đặt chân RESET ở mức thấp, điều này rất tiện lợi. Nút nhấn đó cho phép tôi "bật" bộ đếm ngược và đặt lại nó bất cứ khi nào tôi muốn. Tôi không thể đếm ngược thời điểm nó bắt đầu, nhưng tôi nghĩ đó không phải là vấn đề lớn.

Bước 2: Chỉnh sửa và tải lên mã

Bạn sẽ tìm thấy mã đính kèm. Nó sử dụng một thư viện có tên SevSeg mà bạn có thể cài đặt bằng trình quản lý thư viện của IDE hoặc tải xuống tại

Có một số thay đổi bạn có thể muốn thực hiện trước khi tải lên:

Đếm ngược

Đối với mỗi nhóm răng, một bộ đếm ngược được hiển thị. Tôi đặt nó thành 20 giây cho mỗi nhóm. Có 5 nhóm và một số tạm dừng để hiển thị biểu tượng ở giữa (xem bên dưới), vì vậy tổng thời gian dành cho việc đánh răng nên khoảng 2 phút. Tôi nghe nói đây là thời điểm được khuyến nghị.

Nếu bạn muốn sửa đổi bộ đếm thời gian, hãy xem dòng 14.

Ghim bài tập

• nếu bạn đang sử dụng màn hình cathode chung, hãy thay đổi dòng 84 thành "COMMON_CATHODE"
• đối với các chân phân đoạn, hãy thay đổi dòng 82 (hiện được đặt thành 4 thành 11)
• đối với chân A / K, thay đổi dòng 80 (hiện được đặt thành 2 và 3)
• đối với cảm biến điện áp, thay đổi dòng chân 23 (hiện được đặt thành A0)
• đối với bộ rung, thay đổi dòng pin 19 (hiện được đặt thành 12)

Âm thanh

Tôi đã xác định một số nốt nhạc với tần số gần đúng của chúng từ dòng 36 đến dòng 41, nếu bạn muốn chơi các âm khác nhau, bạn có thể muốn thêm nhiều nốt vào danh sách đó.

Nó trả 2 âm khác nhau:

• một loại tiếng kêu ở đầu mỗi nhóm răng, dòng 206
• âm "party" ở cuối (loại phần thưởng), dòng 201

Bạn có thể thay đổi những âm đó, danh sách chứa sự thay đổi của nốt nhạc và thời lượng của nốt nhạc, hãy sáng tạo!

Hoạt hình

Ở đầu mỗi nhóm răng có một màn hình hiển thị tượng trưng cho nhóm được đề cập. Năm biểu tượng nhóm được xác định từ dòng 71 đến 74. Bạn có thể chỉnh sửa điều này nếu muốn.

Vào cuối chuỗi, những biểu tượng đó được xen kẽ để tạo thành một loại hoạt ảnh.

Chỉ báo mức pin

Ở đầu chuỗi, mức pin được biểu thị dưới dạng màn hình "vạch" hiển thị trong 3 giây. Mỗi chữ số có thể hiển thị ba thanh ngang. Khi tất cả 6 vạch hiển thị có nghĩa là pin đã đầy. Các thanh sẽ không sáng từ trên xuống dưới và từ trái sang phải khi mức pin đang giảm. Bạn có thể thay đổi điều đó và hiển thị một số đại diện cho phần trăm năng lượng còn lại nếu bạn muốn, mã nằm ở dòng 100.

Bước 3: Tạo Bao vây

Bạn sẽ thấy đính kèm một mô hình Sketchup của mô hình tôi đã thiết kế.

Nó có thể sẽ không phù hợp với nhu cầu của bạn vì nó phụ thuộc chặt chẽ vào độ nhỏ gọn và kích thước của mạch / linh kiện của bạn. Tinh chỉnh nó khi bạn cần:)

Tôi nghĩ tôi đã sử dụng ván ép bạch dương 3/16 "và chốt tròn 1/2" cho nắp nút.

Bạn sẽ nhận thấy rằng mặt sau của hộp được chạm khắc nơi gắn bộ rung piezo, đây là nơi tôi thực hiện khuếch đại âm thanh thụ động.

Bước 4: Lắp các thành phần trong Vỏ

Tôi đã sử dụng một số băng dính xốp hai mặt để giữ pin, mô-đun bộ sạc / tăng cường và bộ rung piezo tại chỗ. Tôi cũng đã sử dụng một số trong số chúng như một miếng đệm giữa bảng điều khiển và ván ép, nếu không màn hình sẽ nhô ra theo kiểu không đẹp mắt.

Tôi đã dán nút nhấn bằng keo CI nhưng nó không đủ để chịu áp lực khi kích hoạt nó nên tôi đã sử dụng chốt có đường kính nhỏ để giữ cố định (xem hình).

Tôi cũng đã sử dụng keo CI để dán buzzer piezo vào tấm sau trước khi đóng nó lại.

Khuyến nghị của tôi: kiểm tra xem mọi thứ có hoạt động một lần trong khi lắp hay không, tôi phải mở lại và cô lập một số khu vực đoản mạch, vài lần!

Thêm một số chân cao su ở phía dưới, nó mang lại một cái nhìn chuyên nghiệp;)

Bước 5: Kết luận

Bạn có thể nhận thấy rằng các chữ số bị lộn ngược, đây là một sai lầm mà tôi đã mắc phải khi sắp xếp các thành phần. Tôi đã giải quyết vấn đề đó bằng cách chuyển nhiệm vụ ghim xung quanh, không có vấn đề gì lớn vì tôi không sử dụng dấu chấm / dấu chấm.

Dù sao, dự án này thực sự rất thú vị khi thực hiện và con tôi rất thích nó!

Đừng ngần ngại gửi bình luận và đề xuất của bạn!

Cảm ơn bạn đã đọc.