Tiny Moon Tide Clock: 5 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:06

นี่เป็นโครงการที่ทำร่วมกับศูนย์อลาสก้าซีไลฟ์ พวกเขาสนใจในโครงการที่เกี่ยวข้องกับทะเลที่จะให้นักเรียนมีส่วนร่วมในการก่อสร้างทางอิเล็กทรอนิกส์และการตรวจสอบสภาพแวดล้อมของมหาสมุทร การออกแบบค่อนข้างถูกสำหรับนักเรียนจำนวนมาก - ประมาณ $8.00 ซอฟต์แวร์ที่ใช้เป็นเวอร์ชันดัดแปลงที่ใช้ในนาฬิกาน้ำขนาดใหญ่ที่มีพลังงานแสงอาทิตย์ แต่มีขนาดเล็กลงและใช้แบตเตอรี่เซลล์แบบเหรียญแทนพลังงานแสงอาทิตย์ ฉันคิดว่าด้วยคำถามประจำวันเกี่ยวกับนาฬิกาว่าแบตเตอรี่ควรมีอายุการใช้งานสองสามปี และเปลี่ยนได้อย่างง่ายดาย ฟอร์มแฟกเตอร์เป็นเรื่องสนุกที่ได้มาและแนะนำให้ฉันรู้จักกับการพิมพ์ 3 มิติ นอกจากนี้ การออกแบบแผงวงจรยังเป็นครั้งแรก และช่วยให้สร้างยูนิตเหล่านี้ได้อย่างรวดเร็ว ฉันสามารถสร้างตั้งแต่ส่วนประกอบต่างๆ ไปจนถึงการกดปุ่มได้ในเวลาประมาณ 15 นาที ตัวเครื่องใช้เวลานานขึ้นเล็กน้อยกว่าจะออกมาจากเครื่องพิมพ์ประมาณ 1.5 ชั่วโมง พวกเขาไม่ต้องการโครงสร้างรองรับ พวกเขาเป็นนาฬิกาเล็ก ๆ ที่สนุกสนานและทำงานได้ดีมากกับเรือคายัคในทะเลของเราในการออกนอกบ้านครั้งสุดท้าย คุณยังสามารถติดไว้บนตู้เย็นของคุณ นาฬิกาน้ำขึ้นน้ำลงที่ดูเหมือนดวงจันทร์ที่มีจรวดออกมาจะเย็นทุกที่

ขั้นตอนที่ 1: รวบรวมวัสดุของคุณ

เพื่อลดต้นทุน การเลือกทั้งหมดจึงอิงจากการซื้อจำนวนมากจากซัพพลายเออร์ในประเทศจีน พบชิ้นส่วนที่ชำรุดน้อยมาก (จนถึงตอนนี้ RTC ที่แย่มีเพียงหนึ่งเดียว…) อันที่จริงแล้วด้วยรูปแบบการขายที่แปรปรวนและเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา DHL ทำให้ฉันได้อะไหล่ราคาถูกและเร็วกว่าจากประเทศจีนมากกว่า Amazon…

1. Nano Mini USB พร้อม bootloader สำหรับ Arduino Nano 3.0 controller CH340 USB driver 16Mhz Nano v3.0 ATMEGA328P $2.00

2.1 pcs 4pin 0.96 "สีขาว/สีฟ้า/สีเหลืองสีฟ้า 0.96 นิ้ว OLED 128X64 OLED โมดูลสำหรับ Arduino 0.96" IIC I2C สื่อสาร $2.26

3.1PCS DS3231 AT24C32 IIC Precision RTC โมดูลหน่วยความจำนาฬิกาเวลาจริงสำหรับ Arduino ใหม่เดิมเปลี่ยน DS1307 $0.70

4.2 * CR2032 รอบเหรียญปุ่มเซลล์แบตเตอรี่กล่องเก็บมินิปุ่มแบตเตอรี่ผู้ถือกล่องอะแดปเตอร์ลวดเปิด/ปิดสวิทช์นำ $0.70

5. ปุ่มกดทั่วไป--$0.02

6. แบตเตอรี่ 2032 ก้อน (ต้องใช้ 3 ก้อน) $0.50

7. ตัวเรือนพลาสติกพิมพ์ 3 มิติ - ไม่มีอะไรเลย

8. บอร์ด PCB - $1.00 บอร์ดของฉันมาจาก PCBWay.com - ดูเหมือนบริษัทที่ยอดเยี่ยมที่จะรับมือ

วัสดุทั้งหมดน้อยกว่า $8.00 ต่อนักเรียนหนึ่งคน

ขั้นตอนที่ 2: วางสาย

การออกแบบบอร์ด PCB สำหรับโครงการนี้เป็นประสบการณ์การเรียนรู้ที่แน่นอนบน Eagle แต่ทำให้ฉันซาบซึ้งในความพยายามที่ผู้คนจำนวนมากทุ่มเทเพื่อสร้างงานสร้างที่ราบรื่น บอร์ดต้องมีฟอร์มแฟคเตอร์น้อยที่สุดและชิ้นส่วนต้องพอดีกันโดยไม่ขัดแย้งกัน ฉันคิดว่าด้วยแผนผังง่ายๆ ฉันจะได้มันในครั้งแรกที่ลอง สองการจัดส่งต่อมาฉันทำสำเร็จ ราคาของบอร์ดที่มี PCBway นั้นถูกอย่างไม่น่าเชื่อ -- สิบแผงในราคา $10

ขั้นตอนที่เกี่ยวข้องในการเติมข้อมูลบนกระดานนั้นง่าย นาโนมาพร้อมกับส่วนหัวที่คุณต้องบัดกรี จากนั้นจึงใส่และบัดกรีลงบนบอร์ด หน้าจอและ RTClock อยู่ถัดไป พวกมันมาแบบพรีเฮดเดอร์ ดังนั้นสิ่งที่คุณต้องทำคือประสานมันเข้ากับบอร์ด ที่ใส่แบตเตอรี่จะเต็มไปด้วยแบตเตอรี่และสายไฟจะถูกตรวจสอบขั้วก่อนที่จะบัดกรีไปยังรูที่เหมาะสมบนกระดาน ฉันติดกาวที่ใส่แบตเตอรี่เข้ากับบอร์ดด้านหลัง หากคุณต้องการเพียงแค่นาฬิกาไขกระดูกที่ไม่มีตัวเรือน แสดงว่าคุณทำเสร็จแล้ว ยกเว้นการบัดกรีปุ่มบนบอร์ด

ขั้นตอนที่ 3: สร้างดวงจันทร์

นี่เป็นครั้งแรกของฉันกับการพิมพ์ 3 มิติ น่าเรียนรู้เป็นอย่างยิ่ง ฉันซื้อ Creality10 และมันพังตั้งแต่แกะกล่อง แต่ใช้เวลาเพียงวันเดียวในการพบว่าหัวพิมพ์เต็มไปด้วยอึ ได้ทำงานเหมือนมีเสน่ห์ตั้งแต่ ฉันได้ใช้ซอฟต์แวร์ฟรีทั้งหมดสำหรับส่วนที่เหลือ ฉันยืมดวงจันทร์จาก Thingiverse และแก้ไขใน Meshmixer ตัวเครื่องและชิ้นส่วนทั่วไปอื่นๆ ทั้งหมดทำด้วย Fusion 360 และด้วยความช่วยเหลือที่ยอดเยี่ยมจากบทช่วยสอนบนเว็บ

ทุกอย่างได้รับการออกแบบมาให้พิมพ์ได้อย่างรวดเร็วและไม่มีการสนับสนุน คุณจึงพิมพ์ได้หลายอย่างและใช้เวลาไม่เกินสิบปี การออกแบบทั่วไป (นาฬิกาที่ดูเหมือนเกมอาร์เคดขนาดเล็ก) จำเป็นต้องมีหน้าจอที่เชื่อมต่อด้วยสายไฟกับบอร์ด PCB แทนที่จะบัดกรีโดยตรง หน้าจอติดกาวร้อนเข้าที่ รูสำหรับปุ่มถูกเจาะทะลุและปุ่มซึ่งติดอยู่กับตำแหน่งบนบอร์ด PCB ด้วยสายไฟถูกอีพ็อกซี่เข้าที่ การออกแบบดวงจันทร์เสร็จสมบูรณ์โดยการเจาะรูเล็กๆ สำหรับกระดุมใกล้หลังคาของดวงจันทร์และติดกระดุมด้วยอีพ็อกซี่ การเดินสายปุ่มนั้นเสร็จสมบูรณ์ด้วยสายไฟเข้ากับบอร์ด PCB จากนั้นติดจรวดการ์ตูนด้วยกาวร้อนที่ปุ่มด้านบน จากนั้นจึงใส่แผงวงจรเข้าไปและปิดด้านล่างด้วยกาวร้อน คุณจึงสามารถเปิดแผ่นนั้นได้ในภายหลังเพื่อเปลี่ยนแบตเตอรี่หรือนำซอฟต์แวร์ไปใช้ Roomba บนโต๊ะของคุณใหม่

ขั้นตอนที่ 4: การเขียนโปรแกรมมัน

เช่นเดียวกับนาฬิกา Tide Clock รุ่นก่อน ซอฟต์แวร์นี้ใช้ Luke Millers ทำงานดีมาก: https://lukemiller.org/index.php/2015/11/building-a-simple-tide-clock/ ในกรณีนี้ซอฟต์แวร์ได้รับ ปรับเปลี่ยนเพื่อให้มีหน้าจอที่แตกต่างกันสามหน้าจอตราบเท่าที่กดปุ่มค้างไว้ คนแรกให้สูง/ต่ำถัดไปพร้อมข้อมูลสถานที่และวันที่/เวลา ที่สองให้ความสูงของกระแสน้ำและความสูงสิ้นสุด และที่สามให้กราฟแท่งว่าน้ำขึ้นน้ำลงถัดไปอยู่ใกล้แค่ไหน แต่ละไฟล์เหล่านี้จะต้องได้รับการแก้ไขสำหรับตำแหน่งของนาฬิกาน้ำขึ้นน้ำลงของคุณ (มันจะไม่เดินทางดี….) เขารวมคำพูดที่เป็นจังหวะของเว็บไซต์ NOAA สำหรับสถานที่ต่าง ๆ และวิธีการใช้ R เพื่อสร้างผู้อื่นที่คุณต้องการ เช่นเดียวกับฮาร์ดแวร์ใด ๆ ที่มี RTC โปรดทราบว่าคุณต้องตั้งค่านาฬิกาในการใช้งานเครื่องมือครั้งแรกโดยไม่แสดงข้อคิดเห็นในบรรทัดนี้: //RTC.adjust(DateTime(F(_DATE_), F(_TIME_))); ในการรันครั้งแรกและมากกว่าการแสดงความคิดเห็นอีกครั้งเพื่อให้ RTC ที่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่จะรักษาเวลาของตัวเองไว้ แบตเตอรี่ควรใช้ RTC เป็นเวลาสองสามปี และแบตเตอรี่อื่นๆ หวังว่าจะใช้งานนาฬิกาได้ชั่วขณะหนึ่ง ฉันประมาณว่าใช้ 2 ครั้ง/วันเป็นเวลาสองสามปี

ขั้นตอนที่ 5: การใช้มัน

ไม่กันน้ำแน่นอน และปลาดาวก็ไม่อยากกิน