กล่องนาฬิกาและเซนเซอร์: 5 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:04

นี่คืออุปกรณ์อเนกประสงค์ที่เรียบง่ายโดยใช้เซ็นเซอร์หลายตัว มันมี

1. นาฬิกาปลุก, นาฬิกาจับเวลา, ตัวจับเวลา
2. การอ่านค่าอุณหภูมิ ความชื้น และดัชนีความร้อน
3. การอ่านค่าเซ็นเซอร์ระยะอัลตราโซนิก
4. การอ่านและวิชวลไลเซอร์เซ็นเซอร์ IR
5. คีย์บอร์ดเพลง

นอกจากนี้ยังพกพาสะดวกด้วยแบตเตอรี่ในตัวเพื่อจ่ายไฟให้กับทุกสิ่ง

ขั้นตอนที่ 1: อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

อุปกรณ์ประกอบด้วย

1. Maker UNO (บอร์ดที่รองรับ Arduino UNO)

2. 1.8 นิ้ว ST7735 จอแสดงผล LCD

   (บัส SPI, CS บนพิน 10, RST บนพิน 7, DC บนพิน 6)

3. Adafruit 12-Key Capacitive Touch Sensor Breakout - MPR121

   I2C บัส

4. RTC_DS1307

   I2C บัส

5. อัลตราโซนิกเซนเซอร์วัดระยะ HC-SR04

   (ทริกเกอร์บนพิน A0, Echo บนพิน A1)

6. เซ็นเซอร์ IR (ที่ขา 5) และ IR LED (ที่ขา 3)

   LED ปกติเชื่อมต่อขนานกับ IR LED เพื่อให้เห็นภาพรหัสที่จะส่ง

7. DHT11 เซ็นเซอร์อุณหภูมิและความชื้น

   (ที่ขา 4)

8. Buzzer (สร้างขึ้นใน Maker UNO) และแจ็คหูฟังที่เชื่อมต่อกับ Potentialmeter (เป็นตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้า)

   (ทั้งขา 8)

9. แบตเตอรี่ 1200mah (จากโทรศัพท์ Samsung) และ

   วงจรพาวเวอร์แบงค์ (แยกจากพาวเวอร์แบงค์สำรอง)

   เชื่อมต่อแบบอนุกรมด้วยสวิตช์ (เปิดและปิด) กับพิน 5V และ GNC บน Arduino

ฉันใช้สายจัมเปอร์เพื่อเชื่อมต่อส่วนประกอบต่างๆ เข้าด้วยกัน (ด้วยความช่วยเหลือของเกราะป้องกันต้นแบบ DIY) ฉันยังบัดกรีวงจร Power Bank, แบตเตอรี่และสวิตช์เข้าด้วยกัน และเพิ่มส่วนหัวเพื่อเชื่อมต่อกับพิน 5V และ GND ของ Arduino (เพื่อจ่ายไฟ) ในบางครั้ง ฉันบัดกรีสายไฟโดยตรงกับส่วนประกอบ (เช่น IR LED และเซ็นเซอร์) กับ Arduino

ขั้นตอนที่ 2: กรณี

เคสส่วนใหญ่ประกอบด้วย MDF

เจาะรูและตัดส่วนบนเพื่อให้มีที่ว่างสำหรับปุ่มอาร์เคดและสายไฟ นอกจากนี้ยังมีช่องเจาะด้านข้างสำหรับขั้วต่อ micro USB (เพื่อตั้งโปรแกรม Maker UNO ใหม่ภายใน) และสวิตช์เพื่อเปิดหรือปิดออดในตัวใน Maker UNO

ทัชแพดถูกตัดออกจากชิ้นส่วนของอลูมิเนียม (โดยใช้กรรไกร) สายจัมเปอร์ทองแดงแบบเปลือย (เชื่อมต่อกับเซ็นเซอร์สัมผัสแบบ capacitive) อยู่ใต้ทัชแพด/รูปร่างแต่ละแบบ

ด้านหน้าก็จะมีแต่แผ่นพลาสติกใส (Book Wrapping Plastic)

กรณีทั้งหมดจะถูกปิดด้วยกาวร้อน

ขั้นตอนที่ 3: ซอฟต์แวร์

ซอฟต์แวร์มี

1. นาฬิกาปลุก, นาฬิกาจับเวลา, ตัวจับเวลา
2. การอ่านค่าอุณหภูมิ ความชื้น และดัชนีความร้อน
3. การอ่านค่าเซ็นเซอร์ระยะอัลตราโซนิก
4. การอ่านเซ็นเซอร์ IR และรีโมท
5. คีย์บอร์ดเพลง

มันใช้ ibraries เพิ่มเติมต่อไปนี้

1. Adafruit GFX และ ST7735
2. อดาฟรุต MPR121
3. IRremote
4. ไลบรารีเซ็นเซอร์ DHT โดย Adafruit
5. RTClib โดย Adafruit

6. NewTone (ติดตั้งจากตัวจัดการไลบรารีไม่ได้)

   ใช้แทนไลบรารีเสียงในตัวเพื่อป้องกันความขัดแย้งกับไลบรารี IRremote (บางอย่างเกี่ยวกับตัวจับเวลา)

ทั้งหมดนี้เข้ารหัสไว้ใน Arduino IDE รหัสอยู่ใน Github Gists (ใช้หน่วยความจำไปแล้วประมาณ 89% ดังนั้นจึงไม่สามารถเพิ่มคุณสมบัติเพิ่มเติมได้)

ขั้นตอนที่ 4: ข้อบกพร่องที่อาจเกิดขึ้น

1. แบตเตอรี่ในตัวในบางครั้งอาจมีพลังงานไม่เพียงพอที่จะจ่ายให้กับ Ultrasonic Distance Sensor และนาฬิกาเรียลไทม์

   1. แบตเตอรีใหญ่ขึ้นหรือเปลี่ยนวงจรพาวเวอร์แบงค์ให้มีประสิทธิภาพมากขึ้น
   2. หรือคุณจะใช้พลังงานจากเครื่องชาร์จ 5V ก็ได้

2. ตอนนี้ฉันไม่มี IR LED ที่ใช้งานได้ ดังนั้นจึงยังไม่สามารถทำหน้าที่เป็นรีโมท IR ได้

   1. นอกจากนี้ยังหมายความว่ารหัส IR LED อาจไม่ทำงาน
   2. สำหรับตอนนี้ แม้ว่ารีโมท IR จะไม่ทำงาน แต่ไฟ LED ปกติหมายความว่ายังมีประโยชน์ในการมองเห็นรหัสรีโมท IR ที่ส่งมา

3. รหัสนี้ใช้หน่วยความจำภายในของชิป ATMega328 ไปประมาณ 89% ใน Arduino

   1. หากรหัสใช้หน่วยความจำภายในมากเกินไป จะมีปัญหาด้านความเสถียร Arduino อาจอ่านเซ็นเซอร์ DHT11 ไม่ถูกต้อง โปรแกรมอื่นๆ เช่น Music Keyboard อาจได้รับผลกระทบเช่นกัน
   2. สามารถปรับเปลี่ยนโค้ดให้กระชับและมีประสิทธิภาพมากขึ้น
   3. ฉันต้องลบโปรแกรมสแปมเกมที่ฉันวางแผนจะรวมไว้ เพื่อให้แน่ใจว่าฟังก์ชันอื่นๆ ส่วนใหญ่ของโค้ดทำงานอย่างถูกต้อง (ด้วยสแปมเกม หน่วยความจำ Arduino ถูกใช้หมดประมาณ 95-96%)

4. ตัวเคสสามารถสร้างได้ดีกว่า (เช่นใช้กาวไม้แทนกาวร้อนหรือทำกล่องที่ดีกว่าด้วยข้อต่อนิ้วและอื่น ๆ)

   1. นี่อาจทำให้ทัชแพดไม่ไวต่อบางครั้ง ไม่สามารถบัดกรีแผ่นอะลูมิเนียมเข้ากับสายไฟได้ ดังนั้นสายไฟและแผ่นอิเล็กโทรดจึงอาจไม่สัมผัสกันมาก (บางครั้ง) อย่างไรก็ตาม นี่เป็นเรื่องเล็กน้อย เพราะโดยส่วนใหญ่ แผ่นอิเล็กโทรดทำงานได้อย่างถูกต้อง
   2. แผ่นอิเล็กโทรดอาจอยู่ใกล้กันเกินกว่าที่ผู้ใช้จะกดแผ่นอื่นโดยไม่ตั้งใจ แต่นี่คือนิตพิกอีกอันหนึ่ง
   3. ตัวเคสสามารถปิดได้ (เป็นวีเนียร์หรืออย่างอื่น) หรือทาสีเพื่อให้ดูสวยขึ้น

โดยรวมแล้ว โครงการนี้ทำขึ้นเพื่อใช้เซ็นเซอร์และไมโครคอนโทรลเลอร์ส่วนเกินของฉัน เมื่อพิจารณาว่าฉันทำเสร็จภายในเวลาประมาณหนึ่งสัปดาห์ (จริง ๆ แล้ว 9 วัน) โดยแทบไม่มีการวางแผนเลย ฉันค่อนข้างพอใจกับผลลัพธ์ที่ได้

ขั้นตอนที่ 5: ทำให้ดูดีขึ้น

โดยพื้นฐานแล้ว หาวอลเปเปอร์ไม้ / แผ่นปิด / แผ่นไม้อัด แล้วตัดให้ได้ขนาด นอกจากนี้ ให้ทำช่องเจาะสำหรับพอร์ต (Micro USB) และส่วนประกอบต่างๆ (เช่น เซ็นเซอร์วัดระยะ) สุดท้ายติดกาวบนไม้ (ฉันใช้ superglue)