Блок часов и датчиков: 5 шагов

2025 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2025-01-23 15:05

Это простое универсальное устройство, использующее несколько датчиков. Оно имеет

1. Будильник, Секундомер, Таймер
2. Показания температуры, влажности и теплового индекса
3. Показания ультразвукового датчика расстояния
4. Считывающее устройство и визуализатор с ИК-датчиком
5. Музыкальная клавиатура

Он также портативный, со встроенным аккумулятором для питания всего.

Шаг 1. Электроника

Устройство включает в себя

1. Maker UNO (плата, совместимая с Arduino UNO)

2. 1,8-дюймовый ЖК-дисплей ST7735

   (Шина SPI, CS на контакте 10, RST на контакте 7, DC на контакте 6)

3. 12-клавишный емкостный сенсор касания Adafruit - MPR121

   Автобус I2C

4. RTC_DS1307

   Автобус I2C

5. Ультразвуковой датчик расстояния HC-SR04

   (Триггер на контакте A0, эхо на контакте A1)

6. ИК-датчик (на контакте 5) и ИК-светодиод (на контакте 3)

   Обычный светодиод, подключенный параллельно к ИК-светодиоду, для визуализации отправляемых кодов

7. Датчик температуры и влажности DHT11

   (на выводе 4)

8. Зуммер (встроенный в Maker UNO) и разъем для наушников, подключенный к потенциометру (как делитель напряжения)

   (оба на контакте 8)

9. Аккумулятор 1200 мАч (от телефона Samsung) и

   Схема Power Bank (извлечена из запасного Power Bank)

   Подключен последовательно переключателем (включается и выключается) к контактам 5V и GNC на Arduino

Я использовал перемычки, чтобы соединить компоненты вместе (с помощью щита для прототипирования DIY). Я также спаял схему Power Bank, батарею и переключатель вместе и добавил заголовки для подключения к контактам 5V и GND Arduino (для его питания). Иногда я припаивал провода непосредственно к компонентам (например, ИК-светодиоду и датчику) на Arduino.

Шаг 2: Дело

Корпус в основном состоит из МДФ.

В верхней части просверлены отверстия, чтобы освободить место для кнопки аркады и проводов. В боковой части также есть вырезы для разъема micro USB (для перепрограммирования Maker UNO внутри) и переключатель для включения или выключения встроенного зуммера в Maker UNO.

Тачпады вырезаны из куска алюминия (ножницами). Под каждой сенсорной панелью / формой размещается оголенная медная перемычка (подключенная к емкостному сенсорному датчику).

Лицевая сторона была бы просто закрыта куском прозрачного пластика (пластик для упаковки книг).

Весь корпус был бы заклеен горячим клеем.

Шаг 3: Программное обеспечение

Программное обеспечение имеет

1. Будильник, Секундомер, Таймер
2. Показания температуры, влажности и теплового индекса
3. Показания ультразвукового датчика расстояния
4. Считывание ИК-датчика и дистанционное управление
5. Музыкальная клавиатура

Он использует следующие дополнительные библиотеки

1. Adafruit GFX и ST7735
2. Адафрут MPR121
3. IRremote
4. Библиотека датчиков DHT от Adafruit
5. RTClib от Adafruit

6. NewTone (нельзя установить из диспетчера библиотек)

   Используется вместо встроенной библиотеки тонов для предотвращения конфликта с библиотекой IRremote (что-то связанное с таймерами)

Все это закодировано в среде Arduino IDE. Код находится на Github Gists. (Он уже занимает около 89% памяти, поэтому добавить дополнительные функции невозможно)

Шаг 4: возможные недостатки

1. Встроенной батареи иногда может не хватать для питания ультразвукового датчика расстояния и часов реального времени.

   1. Батарею можно сделать больше или схему блока питания можно изменить, чтобы сделать ее более эффективной.
   2. Или вы можете просто запитать его от зарядного устройства на 5 В

2. У меня сейчас нет работающего ИК-светодиода, поэтому он пока не может работать как ИК-пульт.

   1. Это также означает, что код ИК-светодиода может не работать.
   2. На данный момент, даже если ИК-код дистанционного управления не работает, нормальный светодиод означает, что все еще полезно визуализировать отправленные ИК-коды дистанционного управления.

3. Код использовал около 89% внутренней памяти чипа ATMega328 в Arduino.

   1. Если код использует слишком много внутренней памяти, возникнут проблемы со стабильностью. Датчик DHT11 может неправильно считываться Arduino. Некоторые другие программы, такие как Музыкальная клавиатура, также могут быть затронуты.
   2. Можно изменить код, чтобы сделать его более компактным и эффективным.
   3. Мне пришлось удалить программу рассылки спама, которую я планировал включить, просто чтобы убедиться, что большинство других функций кода работают должным образом. (Со спам-игрой израсходовано около 95-96% памяти Arduino)

4. Корпус можно было бы сконструировать лучше (например, использовать столярный клей вместо горячего клея или сделать коробку получше с шарнирами пальцев и т. Д.)

   1. Это также может иногда приводить к снижению чувствительности сенсорных панелей. Алюминиевая контактная площадка не может быть припаяна к проводам, поэтому провода и контактные площадки могут не сильно контактировать (иногда). Однако это придирка, так как в большинстве случаев колодки работают правильно.
   2. Пэды могут быть слишком близко друг к другу, чтобы пользователь случайно нажал на другой пэд, но это еще одна придирка.
   3. Корпус можно было покрыть (фанерой или чем-то еще) или покрасить, чтобы он выглядел лучше.

В целом, этот проект был сделан, чтобы израсходовать некоторые из моих избыточных датчиков и микроконтроллеров. Учитывая, что я закончил это примерно за неделю (фактически за 9 дней), практически не планируя ничего, я вполне удовлетворен результатом.

Шаг 5: Сделайте его красивее

В общем, возьмите несколько деревянных обоев / покрытия / шпона и обрежьте их по размеру. Кроме того, сделайте вырезы для портов (Micro USB) и компонентов (например, датчика расстояния). В конце приклеиваем к дереву (я использовала суперклей).