Rellotge de cub multifunció basat en la posició: 5 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:11

Projectes Fusion 360 »

Es tracta d’un rellotge basat en Arduino amb una pantalla OLED que funciona com un rellotge amb la data, com un temporitzador de migdiada i com a llum nocturna. Les diferents "funcions" es controlen mitjançant un acceleròmetre i es seleccionen girant el rellotge cub.

Volia un rellotge de tauleta de nit nou, però no volia gastar diners en un rellotge elegant que tingués moltes funcions que no faria servir. A més, havia estat recopilant components i sensors que acabaven de col·locar, així que vaig decidir utilitzar-los per fer el meu propi rellotge.

Tenia uns quants objectius per a aquest projecte:

1. Mostra aquesta hora amb una opció per desactivar-la
2. Inclou una funció de llum nocturna
3. Incloeu un temporitzador de migdiada de 15 minuts amb alarma
4. Poder mostrar la data

Subministraments

• Arduino Pro Mini 5V
• Acceleròmetre de 3 eixos ADXL335
• DS3231 AT24C32 IIC precisió Rellotge en temps real
• Mini altaveu
• Pantalla OLED SSD1306 IIC 0,96 polzades
• Alimentació de 5V CC
• LED x 2
• Resistències de 220ohm x 2
• Presa de barril de CC
• Filferro

• Eines

  • Talladors de filferro / peladors
  • Soldador / soldador
  • Impressora 3D (opcional)
  • Programador FTDI per a la interfície entre el Pro mini i l'IDE Arduino

Pas 1: Prototipar i provar el circuit

Connecteu components a l'Arduino. El disseny o l’esquema de la taula de presentació es mostren més amunt. El RTC i l’OLED utilitzen el protocol I2C per relacionar-se amb l’Arduino i utilitzar els pins A4 i A5. L’acceleròmetre utilitza 3 pins analògics. He utilitzat A0, A1, A2. Els LED i Piezo poden utilitzar qualsevol dels pins digitals, he utilitzat 4 i 8 respectivament.

Interfície amb cada component. Vaig haver d’instal·lar algunes biblioteques Arduino per connectar-me amb cada component. Es mostren a la imatge superior.

Codi mitjançant l'IDE Arduino. Vaig examinar alguns exemples d'esbossos proporcionats per cada biblioteca per esbrinar la sintaxi adequada per a cada component en funció del que volia que fessin. Vaig arribar a un esbós de cada component per provar-los individualment. Es proporcionen a continuació. Vaig començar amb l’altaveu piezoelèctric perquè era el més fàcil. En realitat no necessitava una biblioteca especial, només una funció específica que estableixi la freqüència i el so. Per aconseguir que els LED funcionessin només cal tirar un dels pins digitals d’alçada i baixada. A continuació, vaig passar a l'OLED i també va ser bastant senzill de configurar. L’esbós següent és una demostració d’Adafruit que recorre totes les animacions / textos que es poden mostrar. Llavors, vaig intentar que el RTC funcionés. L’esbós que he proporcionat forma part d’un exemple a la biblioteca que obté l’hora actual i l’imprimeix al monitor sèrie. Finalment, he utilitzat l’exemple proporcionat per provar l’acceleròmetre. Les sortides de cada eix s’imprimeixen al monitor sèrie.

Ara és hora de muntar-ho tot!

Pas 2: Programa principal

Ara que sé que tot funciona individualment, puc començar a plantejar-me un programa que ho reuneixi tot. A continuació parlaré del meu procés per escriure el programa, però no dubteu a descarregar-vos el codi complet a continuació per utilitzar-lo per al vostre propi projecte. He intentat deixar comentaris específics perquè pugueu revisar el codi vosaltres mateixos.

Necessitava mostrar l'hora i la data a l'OLED, que era bastant senzill. Només havia d’imprimir l’hora actual a la pantalla en lloc del monitor sèrie. Hi havia algunes coses de format que he hagut de tenir en compte per fer-lo mostrar un format de 12 hores en lloc de 24 i afegir / eliminar 0 quan fossin adequats. La data va ser similar amb l’afegit de mostrar el mes i el dia dins de rectangles dibuixats a la pantalla. He utilitzat un bucle FOR imbricat per crear el temporitzador i he activat el piezo després del final del bucle. Vaig decidir fer que la pantalla parpellejés quan el brunzidor s'apagava, que era una animació bàsica extreta de la demostració d'Adafruit. Vaig fer tornar el cub a la posició del rellotge de l’única manera d’apagar el timbre. Finalment, volia una manera d’apagar la pantalla que es va aconseguir només netejant la pantalla. Ara, necessitava que totes aquestes funcions funcionessin segons les sortides de l’acceleròmetre. He utilitzat l'script Accel_Test per determinar les coordenades de l'eix de cada posició que volia que s'executés cada funció. Vaig moure el xip de l’acceleròmetre manualment i vaig enregistrar les lectures al monitor sèrie. El diagrama anterior proporciona les coordenades de sortida de cada posició en GRIS. Les coordenades en RED són els límits entre cada posició i he utilitzat aquests números per al meu programa. A les 4 posicions de visualització, només calen les coordenades dels eixos X i Y. La cinquena posició de la llum nocturna utilitza l'eix Z. He utilitzat sentències IF senzilles per a les posicions de l’acceleròmetre abans de cada bloc de funcions. Si utilitzeu un acceleròmetre diferent, aquestes coordenades poden variar i caldrà ajustar-les al programa.

Pas 3: Impressió 3D del cub

Vaig pensar que un cub seria el millor disseny per adaptar-me a com volia que funcionés el rellotge. Vaig utilitzar fusion360 per fer el model. Necessitava un retall per a l'OLED i la presa de barril. També volia un accés fàcil per substituir la bateria de la cèl·lula del RTC després que tot estigués connectat. Necessitava una ranura per mantenir l'Arduino en una orientació que seria fàcil reprogramar si fos necessari. A més, el recinte havia de ser fàcilment extraïble per poder accedir a l'Arduino. Podeu veure el model CAD més amunt i els fitxers STL a sota.

Vaig imprimir el cos en PLA negre amb un 20% d’ompliment, resolució de 0,2 mm.

El recinte o la funda es van imprimir en filament flexible Solutech amb un 100% d’ompliment i una resolució de 0,3 mm. He utilitzat aquest material perquè té certa flexibilitat que facilita la seva estiració sobre el cos. També té una sensació més suau quan gira el rellotge. Per últim, vaig escollir un filament clar perquè els LEDs de les llums nocturnes brillessin.

Pas 4: Muntatge

Ho vaig connectar tot junt amb l'esquema del pas 1. Vaig utilitzar un petit tros de perfboard per connectar tots els cables comuns de manera que no hagués de soldar diversos cables a un pin de l'Arduino. S'utilitzava cola calenta per assegurar-ho tot al seu lloc respectiu, excepte l'Arduino. Simplement es va introduir a la seva ranura designada. M’he assegurat que la placa de l’acceleròmetre era perpendicular i plana a la part inferior del cos, de manera que no caldria canviar les coordenades del codi.

Pas 5: pengeu i ja heu acabat

Ara es pot penjar el programa final al rellotge per establir l’hora correcta. La bateria de la cèl·lula hauria de mantenir el temps fins i tot quan el corrent estigui desconnectat. Feu lliscar la màniga impresa en 3D sobre el cos per amagar tots els components i tindreu un rellotge cub complet.

Espero que us agradi fer aquest projecte i el trobeu tan útil com a mi. La part interessant d’aquest projecte és que és molt personalitzable. No dubteu a afegir les vostres pròpies funcions, com ara una funció d'alarma, utilitzar components diferents, com ara un receptor OLED més gran, una ràdio FM, etc.