Hodinový a senzorový box: 5 krokov

2025 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2025-01-23 15:05

Jedná sa o jednoduché viacúčelové zariadenie využívajúce viacero senzorov. Má a

1. Budík, stopky, časovač
2. Hodnoty indexu teploty, vlhkosti a tepla
3. Hodnoty ultrazvukového senzora vzdialenosti
4. Čítanie a vizualizátor infračerveného senzora
5. Hudobná klávesnica

Je tiež prenosný so vstavanou batériou, ktorá napája všetko.

Krok 1: Elektronika

Zariadenie obsahuje

1. Maker UNO (doska kompatibilná s Arduino UNO)

2. 1,8 palcový LCD displej ST7735

   (SPI zbernica, CS na pine 10, RST na pine 7, DC na pine 6)

3. Adafruit, 12 -klávesový kapacitný dotykový senzor, MPR121

   Autobus I2C

4. RTC_DS1307

   Autobus I2C

5. Ultrazvukový snímač vzdialenosti HC-SR04

   (Spúšť na kolíku A0, Ozvena na kolíku A1)

6. IR senzor (na pine 5) a IR LED (na pine 3)

   Normálna dióda LED zapojená paralelne s infračervenou diódou LED na zobrazenie kódov, ktoré sa majú odoslať

7. Snímač teploty a vlhkosti DHT11

   (na kolíku 4)

8. Bzučiak (vstavaný v programe Maker UNO) a konektor pre slúchadlá pripojený k potenciometru (ako delič napätia)

   (oba na pine 8)

9. 1 200 mAh (z telefónu Samsung), batéria a

   Okruh power banky (extrahovaný z náhradnej power banky)

   Sériovo zapojené prepínačom (zapnite a vypnite) na piny 5V a GNC na Arduine

Na prepojenie komponentov dohromady (pomocou DIY prototypového štítu) som použil prepojovacie vodiče. Tiež som spájkoval obvod napájacej banky, batériu a prepínač a pridal som hlavičky na pripojenie k pinom 5V a GND Arduina (na napájanie). Občas som spájkoval drôty priamo k komponentom (ako IR LED a senzor) k Arduinu.

Krok 2: Prípad

Puzdro je vyrobené hlavne z MDF.

Otvory sú vyvŕtané a vyrezané do horného dielu, aby sa vytvoril priestor pre arkádové tlačidlo a drôty. V bočnom diely sú tiež výrezy pre konektor micro USB (na preprogramovanie Maker UNO vo vnútri) a vypínač na zapnutie alebo vypnutie vstavaného bzučiaka v Maker UNO.

Dotykové podložky sú vystrihnuté z kusa hliníka (pomocou nožníc). Pod každou dotykovou podložkou/tvarom je umiestnený odhalený medený prepojovací drôt (spojený s kapacitným dotykovým senzorom).

Predná strana by bola zakrytá kúskom číreho plastu (plast na balenie kníh)

Celý prípad by bol Hot Glued zatvorený.

Krok 3: Softvér

Softvér má

1. Budík, stopky, časovač
2. Hodnoty indexu teploty, vlhkosti a tepla
3. Hodnoty ultrazvukového senzora vzdialenosti
4. Diaľkové ovládanie a čítanie infračerveného senzora
5. Hudobná klávesnica

Využíva nasledujúce ďalšie knižnice

1. Adafruit GFX a ST7735
2. Adafruit MPR121
3. IRdiaľkové
4. Knižnica senzorov DHT od spoločnosti Adafruit
5. RTClib od spoločnosti Adafruit

6. NewTone (nedá sa nainštalovať zo správcu knižnice)

   Používa sa namiesto vstavanej knižnice tónov, aby sa zabránilo konfliktu s knižnicou IRremote (niečo spoločné s časovačmi)

To všetko je kódované v Arduino IDE. Kód je na Github Gists. (To už zaberá asi 89% pamäte, takže nebolo možné pridať žiadne ďalšie funkcie)

Krok 4: Potenciálne chyby

1. Vstavaná batéria niekedy nemusí mať dostatok energie na napájanie ultrazvukového senzora vzdialenosti a hodín v reálnom čase.

   1. Batériu je možné zväčšiť alebo zmeniť obvod napájacej banky, aby bol efektívnejší
   2. Alebo ho môžete napájať z 5V nabíjačky

2. Teraz so sebou nemám funkčnú IR LED, takže zatiaľ nemôže fungovať ako IR diaľkové ovládanie

   1. To tiež znamená, že kód IR LED nemusí fungovať.
   2. Aj keď kód diaľkového ovládača IR zatiaľ nefunguje, normálna dióda LED znamená, že je stále užitočné vizualizovať odoslané kódy diaľkového ovládača IR

3. Kód využil asi 89% vnútornej pamäte čipu ATMega328 v Arduine

   1. Ak kód zaberá príliš veľa vnútornej pamäte, nastanú problémy so stabilitou. Arduino nemusí správne prečítať snímač DHT11. Ovplyvnené môžu byť aj niektoré ďalšie programy, ako napríklad hudobná klávesnica.
   2. Kód by sa dal upraviť tak, aby bol kompaktnejší a efektívnejší
   3. Musel som odstrániť program proti spamu, ktorý som plánoval zahrnúť, aby som sa ubezpečil, že väčšina ostatných funkcií kódu funguje správne. (Pri spamgame je vyčerpaných asi 95-96% pamäte arduino)

4. Prípad by mohol byť skonštruovaný lepšie (Ako napríklad použitím lepidla na drevo namiesto horúceho lepidla alebo vytvorením lepšej škatule s článkami prstov a podobne)

   1. To môže tiež spôsobiť, že dotykové podložky nie sú niekedy citlivé. Hliníkovú podložku nebolo možné spájkovať s vodičmi, a preto drôty a podložky nemusia byť vo veľkom kontakte (niekedy). Je to však hlúpa vec, pretože podložky väčšinou fungujú správne.
   2. Podložky môžu byť príliš blízko seba, aby používateľ omylom stlačil inú podložku, ale toto je ďalší háčik
   3. Puzdro môže byť zakryté (dyhou alebo niečím iným) alebo namaľované, aby vyzeralo krajšie.

Celkovo bol tento projekt vykonaný s cieľom vyčerpať niektoré z mojich prebytočných senzorov a mikrokontrolérov. Vzhľadom na to, že som to dokončil asi za týždeň (v skutočnosti 9 dní), s malým až žiadnym plánovaním, som s výsledkom celkom spokojný.

Krok 5: Aby to vyzeralo krajšie

V zásade si zaobstarajte drevenú tapetu / kryciu / dyhu a orežte ju na veľkosť. Okrem toho urobte niekoľko výrezov pre porty (Micro USB) a komponenty (napríklad snímač vzdialenosti). Nakoniec ho prilepte na drevo (použil som superglue).