DigitalHeroMeter: 4 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:03

โครงการทิงเกอร์แคด »

เบื่อกับการวัดระยะทางด้วยไม้บรรทัด เมตร และสิ่งน่าเบื่ออื่นๆ ไหม? นี่คือวิธีแก้ปัญหาที่ฮีโร่สุดเจ๋งใช้!

แกดเจ็ตสุดเจ๋งที่คุณสามารถสวมใส่ได้เหมือนถุงมือของไอรอนแมน พัฒนาง่าย ใช้งานได้จริง และใช้งานง่ายอย่างน่าขัน ปรับความเร็วในการอ่าน สะดวกสบาย และทนทาน. ฉันเคยเห็นอุปกรณ์เหล่านี้มามากมาย แต่ไม่ชอบอุปกรณ์นี้ โครงสร้างถือฮาร์ดแวร์และพิมพ์ 3 มิติอย่างสมบูรณ์ และฉันใช้ส่วนประกอบ Arduino และการเขียนโปรแกรมบางอย่าง นอกจากนี้ การอัพเกรดโมเดลด้วย LED และ Buzzer นั้นค่อนข้างง่าย เพื่อให้ผู้ใช้มีตัวบ่งชี้อื่น ๆ ผมขอแนะนำโครงการนี้เพื่อการศึกษาจริงๆ เนื่องจากการพัฒนานั้นง่ายมาก

ฉันหวังว่าคุณจะชอบมัน!

เสบียง

1 x Arduino

1 x เซ็นเซอร์อัลตราโซนิก

1 x โพเทนชิออมิเตอร์ 10k

1 x เขียงหั่นขนม Mini

ตัวต้านทาน 1 x 220 Ω

1 x LCD 1602 โมดูล

สายจัมเปอร์ 14 เส้น

4 x หญิงกับชาย ลวด

1 x 9V แบตเตอรี่

1 x คลิปหนีบขั้วต่อ

เทปเวลโคร 35 ซม.

ที่เก็บสายเกลียว 10 ซม.

1 x ไขควงปากแฉก (x)

1 x ไขควงปากแบน (-)

8 x น๊อตต๊าปเกลียว M2 x 6 mm

2 x น๊อตต๊าปเกลียว M3 x 12 mm

1 x กาวซุปเปอร์กาว

ขั้นตอนที่ 1: การออกแบบระบบ

แนวคิดพื้นฐานของการออกแบบคือการรวมแกดเจ็ตเจ๋งๆ ไว้บนมือขวา แต่ด้วยเงื่อนไขที่เซ็นเซอร์อัลตราโซนิกต้องอ่านระยะทางทางขวามือของฉันโดยตรง และในขณะเดียวกัน หน้าจอก็ต้องอยู่ตรงหน้าฉัน เพื่อดูระยะทางปัจจุบัน

อันดับแรก ฉันตัดสินใจร่างแนวคิดก่อนเพื่อชี้แจงว่าระบบจะมีหน้าตาเป็นอย่างไร จากนั้นฉันก็เริ่มมองหาการออกแบบที่มีอยู่เพื่อหลีกเลี่ยงการเสียเวลามากไปกับการออกแบบชิ้นส่วนทั้งหมด สิ่งที่ฉันพบคือชิ้นส่วนต่อไปนี้:

เคส Arduino (บนและล่าง)

LCD Housing (กล่องและฝาครอบ)

ตัวเรือนเซ็นเซอร์อัลตราโซนิก (บนและล่าง)

แต่ด้วยการออกแบบเหล่านี้ สิ่งที่สำคัญมากคือ "ด้ามจับ" ที่ขาดหายไป ดังนั้นฉันจึงออกแบบชิ้นส่วนที่หายไป และฉันปรับเปลี่ยนตัวเรือนเซ็นเซอร์อัลตราโซนิกเพื่อรวมแบตเตอรี่ 9v และ Breadboard Mini บน Tinkercad

ขั้นตอนที่ 2: การพิมพ์ชิ้นส่วน 3 มิติ

ในโครงการนี้ ฉันใช้เครื่องพิมพ์ Original Prusa Mini 3d และซอฟต์แวร์ Prusa Slicer ฉันใช้เวลาพิมพ์ทั้งหมด 4 ครั้ง หากคุณไม่เคยใช้เครื่องพิมพ์นี้และซอฟต์แวร์ของเครื่องพิมพ์ในลิงก์เว็บไซต์ต่อไปนี้ มีบทแนะนำที่ดีและมีเอกสารประกอบอย่างดีเกี่ยวกับวิธีการใช้งาน

ฉันพิมพ์ชิ้นส่วนที่เป็นคู่ (กล่อง Arduino, ตัวเรือน LCD, ตัวเรือนอัลตราโซนิก) และสุดท้ายที่ด้ามจับ สำหรับชิ้นส่วนที่พิมพ์ 3 มิติ สิ่งสำคัญคือต้องคำนึงว่าการจัดวางชิ้นส่วนมีความสำคัญมากในการลดเวลาการพิมพ์และการรองรับที่ไม่จำเป็น

ขั้นตอนที่ 3: การออกแบบและการเขียนโปรแกรมวงจร

ในขั้นตอนนี้ ฉันต้องการทราบสายเคเบิลที่จำเป็นทั้งหมด ส่วนประกอบ และส่วนใหญ่เป็นการจัดการของฮาร์ดแวร์ทั้งหมด และสุดท้ายทดสอบระบบเพื่อให้แน่ใจว่าไม่มีข้อผิดพลาด ในการทำเช่นนี้ฉันใช้ tinkercad อีกครั้ง แต่คราวนี้ฉันใช้คุณสมบัติวงจร ก่อนหน้านี้มันมีประโยชน์มากในการพัฒนาต้นแบบการทำงานบนแพลตฟอร์มเสมือนนี้เพราะให้ความชัดเจนเป็นอย่างมาก

โดยทั่วไปฉันเชื่อมต่อบอร์ด Arduino กับหน้าจอ LCD, เขียงหั่นขนมขนาดเล็ก, โพเทนชิออมิเตอร์และตัวต้านทาน แต่ tinkercad เสนอตัวเลือกที่ส่วนประกอบทั้งหมดเหล่านี้เชื่อมต่ออยู่แล้วในตัวเลือก Arduino starters จากนั้นคลิกที่ตัวเลือก LCD ซึ่งแสดงในรูปภาพ. ขั้นตอนต่อไปคือการเชื่อมต่อเซ็นเซอร์อัลตราโซนิกกับวงจร สิ่งสำคัญคือต้องใช้ประเภท HC-SR4 เพราะเป็นประเภทที่พบมากที่สุดและมี 4 พิน ในการเชื่อมต่อเซ็นเซอร์อัลตราโซนิกเพียงคำนึงถึง Vcc เชื่อมต่อกับบวก 5V, GND เชื่อมต่อกับพอร์ตลบ 0v หรือ GND Arduino พินทริกเกอร์เชื่อมต่อกับพอร์ต 7 และพินสะท้อนเชื่อมต่อกับพอร์ต 6 ของบอร์ด Arduino แต่คุณสามารถเชื่อมต่อกับพอร์ตดิจิทัลใดก็ได้ฟรี

การเขียนโปรแกรม

เมื่อคุณลากวงจร LCD บน tinkercad โค้ดจะถูกอัปโหลดด้วย หมายความว่าโค้ดส่วนใหญ่ได้รับการพัฒนาแล้ว และคุณเพียงแค่ต้องรวมโค้ดของเซ็นเซอร์อัลตราโซนิกเข้าด้วยกัน ดังนั้นฉันจึงรวมรหัสเข้ากับไฟล์ต่อไปนี้

ขั้นตอนที่ 4: การประกอบและเชื่อมต่อวงจร

ขั้นตอนแรกสุดคือการรวมอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทั้งหมดไว้ในชิ้นส่วนที่พิมพ์ 3 มิติในขณะที่เชื่อมต่อสายเคเบิลในลำดับที่ถูกต้อง มิฉะนั้น อาจทำซ้ำขั้นตอนใดก็ได้สองครั้ง ดังนั้นฉันจึงเริ่มประกอบบอร์ด Arduino ในกล่องที่พิมพ์ 3 มิติ และแก้ไข พร้อมน๊อตต๊าปเกลียวในตัว 4 ตัว M2 x 6 mm.

จากนั้นฉันเชื่อมต่อ Mini Breadboard กับหน้าจอ LCD โดยปล่อยให้มีที่ว่างสำหรับการเชื่อมต่อโพเทนชิออมิเตอร์ในอนาคต และฉันประกอบ LCD พร้อมฝาครอบที่พิมพ์ 3 มิติโดยใช้น็อตยึดตัวเอง 4 ตัว M2 x 6 มม.

ขั้นตอนต่อไปคือการต่อเซ็นเซอร์อัลตราโซนิกกับขั้วบวก (สายสีแดง) ขั้วลบ (สายสีดำ) ทริกเกอร์ (สายสีส้ม) และก้อง (สายสีเหลือง) แล้วติดกล่องตัวเรือนด้วยน็อตต๊าปเกลียวตัวเอง M3 x 12 มม. 2 ตัว

ตอนนี้เป็นเวลาที่ต้องอดทนและเชื่อมต่อสายเคเบิลที่เหลือระหว่างบอร์ด Arduino และ Mini Breadboard กับโพเทนชิออมิเตอร์ เพื่อที่จะทำมันโดยไม่สับสนฉันแปลงวงจร tinkercad ก่อนหน้าจาก Breadboard มาตรฐานเป็น Breadboard Mini (ใช้ a ดูภาพด้านบน) ก่อนที่จะเริ่มต้น สิ่งสำคัญคือต้องคำนึงถึงว่าในการเชื่อมต่อสายเคเบิลจาก Breadboard Mini กับ Arduino สายเคเบิลจะต้องผ่านฝาครอบกล่อง Arduino ไม่เช่นนั้นคุณจะรู้ว่าคุณได้รวมฝาครอบไว้และคุณจะต้องทำซ้ำขั้นตอน อีกครั้ง.

เมื่อทุกอย่างเชื่อมต่อกันแล้ว เวลาในการรวบรวมก็มาถึง! ในขั้นตอนนี้ ฉันติดกล่องเคส LCD กับฝาปิดด้วย superglue และผลลัพธ์ก็น่าประทับใจ มันเข้ากันได้ดีมาก ในขั้นตอนต่อไป ฉันตัดเทปเวลโครหลายแผ่นเพื่อแก้ไขเซ็นเซอร์อัลตราโซนิก, กล่อง Arduino, กล่องตัวเรือน LCD และส่วนรองรับกริป และฉันก็รวมชิ้นส่วนทั้งหมดเข้าด้วยกัน

ในที่สุดฉันก็รวมแบตเตอรี่ 9V ไว้ในรูและเชื่อมต่อแจ็คไฟ เพื่อปรับปรุงสายเคเบิล ฉันหุ้มสายเคเบิลด้วยตัวจัดสายเคเบิลแบบเกลียว