Hộp đồng hồ và cảm biến: 5 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:32

Đây là một thiết bị đa năng đơn giản sử dụng nhiều cảm biến. Nó có một

1. Đồng hồ báo thức, Đồng hồ bấm giờ, Hẹn giờ
2. Đọc chỉ số nhiệt độ, độ ẩm và nhiệt
3. Đọc cảm biến khoảng cách siêu âm
4. Đọc và hiển thị cảm biến IR
5. Bàn phím âm nhạc

Nó cũng có thể di động, với pin tích hợp để cung cấp năng lượng cho mọi thứ.

Bước 1: Điện tử

Thiết bị bao gồm

1. Maker UNO (Bo mạch tương thích Arduino UNO)

2. Màn hình LCD 1,8 inch ST7735

   (Bus SPI, CS trên chân 10, RST trên chân 7, DC trên chân 6)

3. Cảm biến cảm ứng điện dung 12 phím Adafruit đột phá - MPR121

   Xe buýt I2C

4. RTC_DS1307

   Xe buýt I2C

5. Cảm biến khoảng cách siêu âm HC-SR04

   (Kích hoạt trên chân A0, Tiếng vọng trên chân A1)

6. Cảm biến hồng ngoại (trên chân 5) và đèn LED hồng ngoại (trên chân 3)

   Một đèn LED bình thường được kết nối song song với đèn LED hồng ngoại để hiển thị các mã sẽ được gửi

7. Cảm biến nhiệt độ và độ ẩm DHT11

   (trên pin 4)

8. Buzzer (tích hợp trong Maker UNO) và Jack tai nghe được kết nối với Điện thế kế (như một bộ chia điện áp)

   (cả trên pin 8)

9. Pin 1200 mah (Từ điện thoại Samsung) và

   Mạch Ngân hàng Điện (Trích từ Ngân hàng Điện dự phòng)

   Được kết nối nối tiếp với một Công tắc (bật và tắt) vào chân 5V và GNC trên Arduino

Tôi đã sử dụng dây nhảy để kết nối các thành phần với nhau (với sự trợ giúp của tấm chắn tạo mẫu tự làm). Tôi cũng đã hàn Mạch nguồn, Pin và công tắc với nhau, đồng thời thêm các tiêu đề để kết nối với các chân 5V và GND của Arduino (để cấp nguồn cho nó). Đôi khi, tôi hàn dây trực tiếp với các thành phần (Như IR LED và Cảm biến) với Arduino.

Bước 2: Trường hợp

Vỏ chủ yếu được làm bằng MDF.

Các lỗ được khoan và cắt thành phần trên cùng để tạo chỗ cho nút và dây arcade. Ngoài ra còn có các vết cắt ở phần bên cho đầu nối micro USB (để lập trình lại Maker UNO bên trong) và một công tắc để bật hoặc tắt bộ rung tích hợp trong Maker UNO.

Các miếng cảm ứng được cắt ra từ một miếng nhôm (sử dụng kéo). Một dây nhảy đồng lộ ra (kết nối với cảm biến cảm ứng điện dung) được đặt dưới mỗi hình dạng / bàn phím cảm ứng.

Mặt trước sẽ chỉ được bao phủ bởi một miếng nhựa trong (Nhựa bọc sách)

Toàn bộ trường hợp sẽ được dán nóng.

Bước 3: Phần mềm

Phần mềm có

1. Đồng hồ báo thức, Đồng hồ bấm giờ, Hẹn giờ
2. Đọc chỉ số nhiệt độ, độ ẩm và nhiệt
3. Đọc cảm biến khoảng cách siêu âm
4. Đọc và từ xa cảm biến hồng ngoại
5. Bàn phím âm nhạc

Nó sử dụng các thư viện bổ sung sau

1. Adafruit GFX và ST7735
2. Adafruit MPR121
3. IRremote
4. Thư viện cảm biến DHT của Adafruit
5. RTClib bởi Adafruit

6. NewTone (không thể cài đặt từ trình quản lý thư viện)

   Được sử dụng thay vì thư viện âm được tích hợp sẵn để ngăn xung đột với thư viện IRremote (điều gì đó liên quan đến Bộ hẹn giờ)

Tất cả điều này đều được mã hóa trong Arduino IDE. Mã có trên Github Gists. (Nó đã chiếm khoảng 89% bộ nhớ nên không thể thêm tính năng bổ sung nào)

Bước 4: Flaws tiềm năng

1. Pin tích hợp đôi khi có thể không đủ điện để cung cấp cho Cảm biến khoảng cách siêu âm và Đồng hồ thời gian thực.

   1. Pin có thể được làm lớn hơn hoặc có thể thay đổi mạch nguồn dự phòng để hiệu quả hơn
   2. Hoặc bạn có thể chỉ cần cấp nguồn cho nó từ bộ sạc 5V

2. Tôi hiện không có đèn LED hồng ngoại hoạt động, vì vậy nó chưa thể hoạt động như một điều khiển từ xa IR

   1. Điều này cũng có nghĩa là mã IR LED có thể không hoạt động.
   2. Hiện tại, ngay cả khi mã điều khiển từ xa IR không hoạt động, đèn LED bình thường có nghĩa là vẫn hữu ích để hiển thị các mã điều khiển từ xa IR được gửi

3. Mã đã sử dụng khoảng 89% bộ nhớ trong của Chip ATMega328 trong Arduino

   1. Nếu mã sử dụng quá nhiều bộ nhớ trong, sẽ có vấn đề về độ ổn định. Arduino có thể không đọc được cảm biến DHT11 đúng cách. Một số chương trình khác như Bàn phím âm nhạc cũng có thể bị ảnh hưởng.
   2. Có thể sửa đổi mã để nhỏ gọn và hiệu quả hơn
   3. Tôi đã phải xóa một chương trình trò chơi rác mà tôi định đưa vào, chỉ để đảm bảo hầu hết các chức năng khác của mã hoạt động bình thường. (Với trò chơi spam, khoảng 95-96% bộ nhớ arduino được sử dụng hết)

4. Vỏ hộp có thể được xây dựng tốt hơn (Như sử dụng keo dán gỗ thay vì keo nóng, hoặc làm hộp tốt hơn với các khớp nối ngón tay và những thứ tương tự)

   1. Điều này cũng có thể khiến bàn phím cảm ứng đôi khi không được nhạy. Miếng đệm nhôm không thể được hàn vào dây dẫn, do đó, dây và miếng đệm có thể không tiếp xúc nhiều (đôi khi). Tuy nhiên, đây là một nitpick, vì hầu hết các trường hợp, các miếng đệm hoạt động bình thường.
   2. Các miếng đệm có thể quá gần nhau để người dùng vô tình nhấn vào một miếng đệm khác, nhưng đây là một nitpick khác
   3. Vỏ có thể được phủ (bằng veneer hoặc thứ gì khác) hoặc sơn để trông đẹp hơn.

Nhìn chung, dự án này được thực hiện để sử dụng hết một số cảm biến và vi điều khiển thừa của tôi. Xem xét rằng tôi đã hoàn thành việc này trong khoảng một tuần (thực tế là 9 ngày), với rất ít hoặc không có kế hoạch, tôi khá hài lòng với kết quả.

Bước 5: Làm cho nó trông đẹp hơn

Về cơ bản, lấy một số Giấy dán tường / Phủ / Ván gỗ và cắt theo kích thước. Hơn nữa, hãy cắt bớt một số cổng (Micro USB) và các thành phần (như cảm biến khoảng cách). Cuối cùng, dán nó lên gỗ (tôi đã sử dụng superglue).