Hodinový a senzorový box: 5 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:21

Jedná se o jednoduché víceúčelové zařízení využívající více senzorů. Má to

1. Budík, stopky, časovač
2. Hodnoty indexu teploty, vlhkosti a tepla
3. Hodnoty ultrazvukového snímače vzdálenosti
4. Čtení a vizualizátor infračerveného senzoru
5. Hudební klávesnice

Je také přenosný s vestavěnou baterií pro napájení všeho.

Krok 1: Elektronika

Zařízení zahrnuje

1. Maker UNO (kompatibilní deska Arduino UNO)

2. 1,8palcový LCD displej ST7735

   (SPI Bus, CS na pinu 10, RST na pinu 7, DC na pinu 6)

3. Adafruit 12klíčový kapacitní dotykový senzor Breakout - MPR121

   Sběrnice I2C

4. RTC_DS1307

   Sběrnice I2C

5. Ultrazvukový snímač vzdálenosti HC-SR04

   (Spoušť na pinu A0, Echo na pinu A1)

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

   Normální LED zapojená paralelně k IR LED pro vizualizaci kódů, které mají být odeslány

7. Snímač teploty a vlhkosti DHT11

   (na kolíku 4)

8. Bzučák (integrovaný do Maker UNO) a konektor pro sluchátka připojený k potenciometru (jako dělič napětí)

   (oba na pinu 8)

9. 1200 mAh (z telefonu Samsung) Baterie a

   Obvod powerbanky (extrahováno z náhradní powerbanky)

   Připojeno v sérii pomocí přepínače (zapnuto a vypnuto) k pinům 5V a GNC na Arduinu

Použil jsem propojovací vodiče k propojení komponent dohromady (s pomocí prototypového štítu DIY). Také jsem spojil obvod Power Bank, baterii a přepínač dohromady a přidal záhlaví pro připojení k pinům 5V a GND Arduina (k napájení). Občas jsem připájel vodiče přímo k součástkám (jako IR LED a senzor) k Arduinu.

Krok 2: Případ

Pouzdro je vyrobeno převážně z MDF.

Otvory jsou vyvrtány a vyříznuty do horního dílu, aby se vytvořil prostor pro arkádové tlačítko a dráty. V bočním dílu jsou také výřezy pro konektor micro USB (pro přeprogramování Maker UNO uvnitř) a přepínač pro zapnutí nebo vypnutí vestavěného bzučáku v Maker UNO.

Dotykové podložky jsou vystřiženy z kusu hliníku (pomocí nůžek). Pod každým dotykovým panelem/tvarem je umístěn odhalený měděný propojovací vodič (připojený ke kapacitnímu dotykovému senzoru).

Přední část by byla pokryta kusem čirého plastu (plast na balení knih)

Celý případ by byl Hot Glued zavřený.

Krok 3: Software

Software má

1. Budík, stopky, časovač
2. Hodnoty indexu teploty, vlhkosti a tepla
3. Hodnoty ultrazvukového snímače vzdálenosti
4. Čtení a dálkové ovládání infračerveného senzoru
5. Hudební klávesnice

Používá následující další knihovny

1. Adafruit GFX a ST7735
2. Adafruit MPR121
3. IRdálkové
4. Knihovna snímačů DHT od společnosti Adafruit
5. RTClib od společnosti Adafruit

6. NewTone (nelze nainstalovat ze správce knihovny)

   Používá se místo vestavěné knihovny tónů, aby se zabránilo konfliktu s knihovnou IRremote (něco, co souvisí s časovači)

To vše je kódováno v Arduino IDE. Kód je na Github Gists. (Už zabírá asi 89% paměti, takže nebylo možné přidat žádné další funkce)

Krok 4: Potenciální nedostatky

1. Vestavěná baterie někdy nemusí mít dostatek energie k napájení ultrazvukového senzoru vzdálenosti a hodin reálného času.

   1. Baterii lze zvětšit nebo změnit obvod napájecí banky, aby byl efektivnější
   2. Nebo jej můžete napájet z 5V nabíječky

2. Nyní u sebe nemám funkční IR LED, takže zatím nemůže fungovat jako IR dálkové ovládání

   1. To také znamená, že kód IR LED nemusí fungovat.
   2. Prozatím, i když IR dálkový kód nefunguje, normální LED znamená, že je stále užitečné vizualizovat odeslané IR dálkové kódy

3. Kód spotřeboval asi 89% vnitřní paměti čipu ATMega328 v Arduinu

   1. Pokud kód vyčerpal příliš mnoho vnitřní paměti, došlo by k problémům se stabilitou. Arduino nemusí správně přečíst snímač DHT11. Mohou být také ovlivněny některé další programy, jako je hudební klávesnice.
   2. Může upravit kód tak, aby byl kompaktnější a efektivnější
   3. Musel jsem odstranit program spamové hry, který jsem plánoval zahrnout, abych se ujistil, že většina ostatních funkcí kódu funguje správně. (U nevyžádané hry je spotřebováno asi 95-96% paměti Arduino)

4. Pouzdro by mohlo být postaveno lépe (jako použití lepidla na dřevo místo horkého lepidla nebo vytvoření lepší krabice s klouby prstů a podobně)

   1. To může také způsobit, že dotykové podložky někdy nebudou citlivé. Hliníkovou podložku nebylo možné připájet k vodičům, a tak dráty a podložky nemusí být ve velkém kontaktu (někdy). Jedná se však o hák, protože podložky většinou fungují správně.
   2. Podložky mohou být příliš blízko sebe, aby uživatel omylem stiskl další podložku, ale toto je další nitpick
   3. Pouzdro by mohlo být zakryto (dýhou nebo něčím jiným) nebo namalováno, aby vypadalo hezčí.

Celkově byl tento projekt proveden za účelem využití některých mých přebytečných senzorů a mikrokontrolérů. Vzhledem k tomu, že jsem to dokončil asi za týden (vlastně 9 dní), s malým až žádným plánováním, jsem s výsledkem celkem spokojený.

Krok 5: Aby to vypadalo hezčí

V zásadě si pořiďte dřevěnou tapetu / potah / dýhu a ořízněte ji na požadovanou velikost. Kromě toho proveďte několik výřezů pro porty (Micro USB) a komponenty (například snímač vzdálenosti). Nakonec to nalepte na dřevo (použil jsem superglue).