Советы, как воплотить идею вашего проекта в реальность: 6 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:52

Самая важная часть успешного проекта - это действительно отличная идея, но иногда идея оказывается самой легкой частью! После этого следует тяжелая работа по превращению случайной вспышки гения в нечто, над чем люди «ох» и «ах».

Первоначально воплощение концепции в жизнь может показаться сложным, но, следуя нескольким простым правилам, вы можете разбить любой проект на управляемые части, которые просты по отдельности, но когда собраны вместе, они потрясающие! Используя мои двоичные часы Driftwood в качестве примера, я собираюсь продемонстрировать, что разработка сложной схемы - относительно простая задача, дав несколько советов по пути.

Это руководство не о создании какого-либо одного проекта, а скорее содержит советы и рекомендации о том, как воплотить ваши идеи в жизнь.

Шаг 1. Составьте список функций

Я просмотрел различные бинарные часы, которые были размещены на Instructables и других сайтах, и всегда хотел сделать свои собственные, но не знал, с чего начать. Самым простым подходом было бы скопировать чужой код и схему; однако я хотел чего-то, что отличало бы меня, а также было моим собственным творением.

Первым шагом было создание списка функций, описывающего то, что я хотел, чтобы часы делали:

• Показать время
• Функция будильника
• Изменить цвета дисплея
• Изменение яркости дисплея в зависимости от окружающего освещения
• Дистанционное управление
• Точное время

Из списка функций вы можете определить различные функции схемы, которые требуются - например, чтобы изменить яркость дисплея в зависимости от окружающего освещения, вам необходимо измерить свет и, следовательно, потребуется некоторое оборудование для этого. Полный список отдельных схем и их функций для моих двоичных часов выглядит следующим образом:

• Светодиодная матрица дисплея - отображение времени
• Микроконтроллер (arduino) - управление временем и сигнализацией, драйвер дисплея
• Аудиоплеер - звук будильника
• Считыватель окружающего света - контроль интенсивности света
• Модуль дистанционного управления - дистанционное управление
• Индикатор установки будильника - отображение будильника
• Часы реального времени - точное время

Шаг 2: Исследование

После того, как вы разбили свой проект на отдельные функции схемы, вы можете определить, что вы умеете делать и что необходимо исследовать. Снова используя пример с часами, я перечислил каждую функцию схемы и свою первоначальную оценку.

Понятно - никаких исследований не требуется

• Светодиодная матрица дисплея
• Микроконтроллер (ардуино)
• Аудиоплеер
• Дистанционное управление
• Индикатор установки будильника

Неизвестно - требуется исследование:

• Считыватель окружающего света
• Часы реального времени

Как я уже говорил в предыдущем руководстве (Ремонт монитора с помощью хлебопечки), Интернет - один из самых мощных доступных инструментов. Вы должны быть в состоянии найти примеры кода и схем почти для каждого компонента, который вам когда-либо понадобится. В моем примере с часами мне было удобно программировать Arduino для управления светодиодным дисплеем, но я никогда раньше не использовал светозависимый резистор (LDR) (LDR изменяет свое сопротивление в зависимости от окружающего света и, следовательно, может использоваться для определения яркости светодиодная матрица должна быть). После непродолжительного поиска я нашел несколько руководств и имел достаточно информации, чтобы опробовать некоторые идеи.

Шаг 3: Тестирование функций отдельных цепей

Когда у вас появятся идеи о том, как можно построить каждую функцию схемы, создайте схему, которая включает только эту одну функцию. Это позволяет вам проверить свои идеи, убедиться в работоспособности элемента и точно настроить любые параметры времени выполнения.

На примере LDR была сделана очень простая схема и написано несколько строк кода. Это позволило мне увидеть, как выход LDR изменяется в зависимости от света и как его можно преобразовать в полезное значение для управления светодиодной матрицей.

Первоначально код выводил только значение яркости на последовательный вывод в среде Arduino IDE. Как только я убедился, что могу успешно добиться желаемого контроля, схема была расширена, включив в нее светодиодную матрицу. Путем включения конечного устройства вывода можно установить как минимальный, так и максимальный уровни яркости, чтобы гарантировать, что вы не будете слепыми ночью и не сможете прочитать вывод под прямыми солнечными лучами.

В качестве альтернативы физическому построению схемы вы можете использовать такие программы, как схемы Tinkercad, для моделирования как схемы, так и кода. Такие программы, как эта, позволяют вам потратить некоторое время на разработку, пока вы ждете окончания детских уроков музыки и т. Д.! К этому шагу прикреплены два изображения, которые показывают два шага, описанных выше, со ссылками ниже:

• LDR с последовательным выходом
• Регулировка яркости светодиода с помощью LDR

Хорошее руководство по использованию Tinkercad можно найти здесь:

Шаг 4: прототип

Когда вы будете уверены в том, как работают отдельные компоненты, разработайте схему, в которой каждая функция схемы добавляется индивидуально, а код адаптирован для учета новых функций, которые вы добавили.

Хотя это значительно медленнее, чем добавление всего сразу, и включает в себя написание нескольких программ, преимущество состоит в том, что вы можете быстро выявить любые конфликты между компонентами и решить проблему. В моем случае все работало нормально, пока я не подключил приемник дистанционного управления. Поскольку до этого проблем не было, я мог сосредоточить поиск неисправностей именно в этой области. После того, как с помощью базового поиска неисправностей не было обнаружено никаких проблем, был запрошен совет в Интернете, и проблема была решена. Это пример того, когда я думал, что знаю, как что-то работает, но в конкретной схеме оказалось, что я не знал! Никогда не стесняйтесь останавливать то, что вы делаете, и искать дополнительную информацию.

Прилагаемая последовательность фотографий - это попытка показать различные шаги, которые я прошел при создании окончательного прототипа. Светодиодная матрица была опущена на нескольких фотографиях, но это было упущением при съемке фотографий, а не какой-либо конкретной причиной!

Нарисуйте законченную схему, как только вы будете полностью довольны своим прототипом, но НЕ разбирайте его на этом этапе.

Подобно разработке отдельных компонентов, схему Tinkercad можно использовать для прототипирования всего проекта. У этого подхода есть как преимущества, так и недостатки, и лучше всего посмотреть, что лучше всего подходит для вас. Самая большая проблема, которую я заметил с инструментами онлайн-моделирования, заключается в том, что они иногда ограничивают доступные библиотеки компонентов и кода.

Шаг 5: Окончательная конструкция

Надеюсь, у вас достаточно компонентов, чтобы сделать окончательную схему, оставив прототип в качестве образца. Я обнаружил, что независимо от того, насколько тщательно я рисую схему, всегда легче вернуться к прототипу, чтобы подтвердить соединение или ориентацию компонента.

Обычно я использую макетные платы для своих проектов, но если вы хотите получить наиболее прочную и профессиональную отделку, попробуйте сделать свои собственные печатные платы. По этому поводу есть несколько хороших инструкций (и помните, что Интернет - один из лучших инструментов, которые у нас есть!).

Потратьте время на обдумывание того, как каждый компонент будет размещаться на плате и к чему он должен подключаться. Вы хотите минимизировать длину гусениц и обеспечить хорошие рельсы питания, чтобы все работало правильно. Я не последовал этому совету, и после окончательной сборки arduino сбрасывался каждый раз, когда аудиомодуль начинал подавать сигнал тревоги. Когда я построил прототип, я знал, что все должно работать, и поэтому проблема связана с макетом платы. Как только силовые пути были увеличены, все проблемы исчезли.

Шаг 6: Резюме

Как было сказано в начале, это руководство не касалось создания проекта, а скорее помогало в создании множества успешных и уникальных проектов. Для этого вам необходимо:

• Задокументируйте основные функции вашей идеи
• Используйте список функций для создания отдельных функций схемы
• Исследуйте каждую функцию цепи
• Проверьте каждую функцию цепи
• Разработайте прототип, добавив каждую функцию схемы отдельно
• Доработать дизайн

Это поучительное было моим подходом к тому, как успешно проявить гениальность и успешно реализовать требуемую схему. Я уверен, что есть много альтернатив; однако я знаю, что это работает для меня, и я надеюсь, что это сработает и для вас.