Đồng hồ thủy triều nhỏ bé: 5 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:34

Đây là một dự án đang được thực hiện với Trung tâm Alaska SeaLife. Họ quan tâm đến một dự án liên quan đến biển mà sinh viên của họ sẽ tham gia vào việc xây dựng điện tử và giám sát môi trường đại dương. Thiết kế tương đối rẻ để xây dựng cho một số lượng lớn sinh viên - khoảng $ 8,00. Phần mềm được sử dụng là một phiên bản sửa đổi được sử dụng trong đồng hồ thủy triều lớn dựa trên năng lượng mặt trời nhưng giảm kích thước và sử dụng pin đồng xu thay vì năng lượng mặt trời. Tôi tưởng tượng với các truy vấn hàng ngày về đồng hồ, pin sẽ có tuổi thọ vài năm - và chúng có thể dễ dàng thay thế. Các yếu tố hình thức rất thú vị khi nghĩ ra và giới thiệu tôi với in 3D. Ngoài ra, thiết kế bảng mạch là thiết kế đầu tiên và cho phép xây dựng các đơn vị này rất nhanh - tôi có thể xây dựng một bảng mạch từ các thành phần cho đến khi nhấn nút trong khoảng 15 phút. Các lớp vỏ mất nhiều thời gian hơn một chút để ra khỏi máy in khoảng 1,5 giờ. Chúng không yêu cầu cấu trúc hỗ trợ. Chúng là những chiếc đồng hồ nhỏ vui nhộn và hoạt động rất tốt với những chiếc thuyền kayak trên biển của chúng tôi trong chuyến đi chơi cuối cùng của chúng tôi. Bạn cũng có thể dán chúng vào tủ lạnh. Đồng hồ thủy triều trông giống như mặt trăng với tên lửa phóng ra thật tuyệt ở bất cứ đâu.

Bước 1: Thu thập tài liệu của bạn

Để giảm chi phí, tất cả các lựa chọn đều dựa trên việc mua hàng loạt dễ dàng từ các nhà cung cấp ở Trung Quốc. Rất ít bộ phận bị lỗi đã được tìm thấy. (Cho đến nay chỉ có một RTC kém…) Trên thực tế, với sự thay đổi liên tục và những thay đổi liên tục trong mô hình bán hàng, DHL hiện mang lại cho tôi các bộ phận từ Trung Quốc rẻ hơn và nhanh hơn so với Amazon…

1. Nano Mini USB Với bộ nạp khởi động tương thích cho bộ điều khiển arduino Nano 3.0 CH340 Trình điều khiển USB 16Mhz Nano v3.0 ATMEGA328P $ 2,00

2,1 cái 4pin 0,96 "Trắng / Xanh lam / Vàng xanh lam 0,96 inch Mô-đun màn hình OLED 128X64 cho Arduino 0,96" IIC I2C Giao tiếp $ 2,26

3.1PCS DS3231 AT24C32 IIC Mô-đun bộ nhớ đồng hồ thời gian thực RTC chính xác cho Arduino mới nguyên bản Thay thế DS1307 $ 0,70

4. Hộp lưu trữ pin di động nút tròn 2 * CR2032 Nút bấm nhỏ Hộp đựng pin Bộ chuyển đổi hộp có dây BẬT / TẮT Công tắc dẫn $ 0,70

5. Nút nhấn chung - $ 0,02

6. 2032 pin (3 cái bắt buộc). $ 0,50

7. Vỏ nhựa 3 D in - không có gì.

8. Bảng mạch PCB - $ 1,00 Bảng mạch của tôi đến từ PCBWay.com - một công ty có vẻ tuyệt vời để giải quyết.

Tất cả các tài liệu với giá dưới $ 8,00 một sinh viên.

Bước 2: Nối dây

Thiết kế bảng mạch PCB cho dự án này là một kinh nghiệm học tập nhất định trên Eagle nhưng khiến tôi đánh giá cao nỗ lực mà nhiều người đã trải qua để đạt được một bản dựng liền mạch. Bảng phải có một hệ số hình thức tối thiểu và các bộ phận phải phù hợp mà không có xung đột. Tôi nghĩ với một sơ đồ đơn giản như vậy, tôi sẽ nhận được nó trong lần thử đầu tiên. Hai chuyến hàng sau đó tôi đã thành công. Giá của bảng mạch có PCBway rẻ đến khó tin - Mười bảng với giá 10 đô la.

Các bước liên quan đến việc điền bảng rất dễ dàng. Nano đi kèm với các tiêu đề bạn phải hàn vào. Sau đó, nó được đưa vào và hàn vào bảng. Tiếp theo là Screen và RTClock; chúng được đặt trước vì vậy tất cả những gì bạn phải làm là hàn chúng vào bảng. Giá đỡ pin sau đó được đổ đầy pin và các dây được kiểm tra cực tính trước khi hàn chúng vào các lỗ thích hợp trên bảng. Tôi dán nóng giá đỡ pin vào bảng trở lại. Nếu bạn chỉ muốn có một chiếc đồng hồ thủy triều xương trần mà không có vỏ, bạn đã hoàn thành ngoại trừ việc hàn một nút vào bảng.

Bước 3: Xây dựng Mặt trăng

Đây là lần chạy đầu tiên của tôi với in 3D. Hoàn toàn đáng học hỏi. Tôi đã mua một chiếc Creality10 và nó đã bị hỏng ngay khi ra khỏi hộp nhưng chỉ mất một ngày để tìm thấy đầu in hoàn toàn bị kẹt với những thứ tào lao. Đã hoạt động như một cái duyên kể từ đó. Tôi đã sử dụng tất cả phần mềm miễn phí cho phần còn lại. Tôi đã mượn mặt trăng từ Thingiverse và sửa đổi nó trong Meshmixer. Vỏ và các bộ phận thông thường khác đều được thực hiện bằng Fusion 360 và với sự trợ giúp đắc lực từ các hướng dẫn trên web.

Mọi thứ được thiết kế để in nhanh và không cần hỗ trợ, do đó bạn có thể thực hiện một loạt chúng và không mất mười năm. Thiết kế thông thường (đồng hồ trông giống như một trò chơi arcade nhỏ xíu) cần có màn hình được kết nối bằng dây với bảng mạch PCB chứ không phải được hàn trực tiếp. Màn hình được dán nóng vào vị trí. Lỗ cho nút được khoan qua và nút - được gắn vào vị trí của nó trên bảng PCB bằng dây - được gắn vào vị trí. Thiết kế mặt trăng được hoàn thành bằng cách khoan một lỗ nhỏ cho nút gần mái của mặt trăng và gắn nút bằng epoxy. Hệ thống dây nút sau đó được hoàn thành với các dây dẫn đến bảng mạch PCB. Tên lửa hoạt hình sau đó được gắn bằng keo nóng vào đầu nút. Sau đó, các bảng mạch sẽ được nhồi vào và bịt kín đáy bằng keo nóng để bạn có thể mở chúng sau này để thay pin hoặc sử dụng lại phần mềm cho Roomba trên bàn làm việc của mình.

Bước 4: Lập trình nó

Giống như trên Đồng hồ thủy triều trước, phần mềm dựa trên Luke Millers rất hay: https://lukemiller.org/index.php/2015/11/building-a-simple-tide-clock/ Trong trường hợp này, phần mềm đã được được sửa đổi để cung cấp ba màn hình khác nhau miễn là nút được giữ. Lần đầu tiên đưa ra mức CAO / THẤP tiếp theo với thông tin vị trí và ngày / giờ. Thứ hai cho biết chiều cao hiện tại của thủy triều và chiều cao kết thúc. Và thứ ba đưa ra biểu đồ cột về mức độ gần của thủy triều tiếp theo. Mỗi tệp này phải được sửa đổi cho vị trí của đồng hồ thủy triều của bạn. (Nó sẽ không di chuyển tốt….) Anh ấy bao gồm các cách nói nhịp nhàng của trang web NOAA cho các địa điểm khác nhau và một phương pháp sử dụng R để tạo ra bất kỳ người nào khác mà bạn muốn. Như với bất kỳ phần cứng nào có RTC, hãy lưu ý rằng bạn phải đặt đồng hồ trong lần sử dụng thiết bị đầu tiên bằng cách bỏ ghi chú dòng này: //RTC.adjust(DateTime(F(_DATE_), F (_ TIME_))); trong lần chạy đầu tiên và hơn là bình luận lại để RTC được cấp nguồn bằng pin sẽ giữ thời gian của riêng nó kể từ đó trở đi. Pin sẽ chạy RTC trong một vài năm và các pin khác hy vọng sẽ chạy đồng hồ trong một thời gian - tôi ước tính 2 lần sử dụng / ngày trong vài năm.

Bước 5: Sử dụng nó

Chắc chắn không thấm nước. Và sao biển không muốn ăn chúng.