Rellotge i caixa de sensors: 5 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:13

Es tracta d’un simple dispositiu polivalent que utilitza múltiples sensors. Té un

1. Rellotge despertador, cronòmetre, temporitzador
2. Lectures de l'índex de temperatura, humitat i calor
3. Lectures del sensor de distància per ultrasons
4. Lectura i visualització de sensors IR
5. Teclat de música

També és portàtil, amb una bateria integrada per alimentar-ho tot.

Pas 1: electrònica

El dispositiu inclou

1. Maker UNO (placa compatible Arduino UNO)

2. Pantalla LCD ST7735 d’1,8 polzades

   (Bus SPI, CS al pin 10, RST al pin 7, DC al pin 6)

3. Adafruit Breakout del sensor tàctil capacitiu de 12 tecles: MPR121

   Autobús I2C

4. RTC_DS1307

   Autobús I2C

5. Sensor de distància ultrasònic HC-SR04

   (Disparador al pin A0, Eco al pin A1)

6. Sensor IR (al pin 5) i LED IR (al pin 3)

   Un LED normal connectat en paral·lel al LED IR per visualitzar els codis a enviar

7. Sensor de temperatura i humitat DHT11

   (al pin 4)

8. Buzzer (integrat a Maker UNO) i Jack per a auriculars connectats a Potentialmeter (com a divisor de tensió)

   (tots dos al pin 8)

9. 1200 mAh (des d'un telèfon Samsung) i bateria

   Circuit de Power Bank (extret del Power Bank de recanvi)

   Connectat en sèrie amb un commutador (enceneu-lo i apagueu-lo) als pins 5V i GNC de l'Arduino

Vaig utilitzar cables jumper per connectar els components (amb l’ajut d’un escut de prototipatge de bricolatge). També he soldat el circuit del banc de potència, la bateria i el commutador junts, i he afegit capçaleres per connectar-les als pins 5V i GND de l’Arduino (per alimentar-lo). De tant en tant, soldava cables directament als components (com el LED d’IR i el sensor) a l’Arduino.

Pas 2: cas

El cas es compon principalment de MDF.

Els forats es perforen i es tallen a la peça superior per deixar espai al botó arcade i als cables. També hi ha retalls a la peça lateral per a un connector micro USB (per reprogramar el Maker UNO a l'interior) i un commutador per activar o desactivar el brunzidor integrat al Maker UNO.

Les coixinets tàctils es retallen d’un tros d’alumini (amb tisores). Un cable de pont de coure exposat (connectat al sensor tàctil capacitiu) es col·loca sota cada forma tàctil.

El frontal només estaria cobert per un tros de plàstic transparent (plàstic d’embolcall de llibres)

Tot el cas estaria tancat en calent.

Pas 3: programari

El programari té

1. Rellotge despertador, cronòmetre, temporitzador
2. Lectures de l'índex de temperatura, humitat i calor
3. Lectures del sensor de distància per ultrasons
4. Lectura i control remot del sensor IR
5. Teclat de música

Utilitza els següents ibraries addicionals

1. Adafruit GFX i ST7735
2. Adafruit MPR121
3. IRremote
4. Biblioteca de sensors DHT per Adafruit
5. RTClib per Adafruit

6. NewTone (no es pot instal·lar des del gestor de biblioteques)

   S'utilitza en lloc de la biblioteca de tons integrada per evitar conflictes amb la biblioteca IRremote (alguna cosa que té a veure amb els temporitzadors)

Tot això està codificat a l'IDE Arduino. El codi es troba a Github Gists. (Ja ocupa aproximadament el 89% de la memòria, de manera que no es poden afegir funcions addicionals)

Pas 4: possibles defectes

1. De vegades, la bateria integrada pot no tenir prou energia per subministrar-la al sensor de distància ultrasònic i al rellotge en temps real.

   1. Es podria fer més gran la bateria o canviar el circuit del banc de potència per ser més eficient
   2. O només podeu alimentar-lo des d’un carregador de 5V

2. Ara no tinc un LED IR funcionant, de manera que encara no pot actuar com a comandament IR

   1. Això també significa que és possible que el codi LED IR no funcioni.
   2. De moment, fins i tot si el codi remot IR no funciona, el LED normal significa que encara és útil visualitzar els codis remots IR enviats

3. El codi ha consumit aproximadament el 89% de la memòria interna del xip ATMega328 a l’Arduino

   1. Si el codi esgotés massa memòria interna, hi hauria problemes d’estabilitat. És possible que l’arduino no llegeixi correctament el sensor DHT11. Alguns altres programes com el teclat musical també es podrien veure afectats.
   2. Es podria modificar el codi per ser més compacte i eficient
   3. Vaig haver d’eliminar un programa de joc spam que tenia previst incloure, només per assegurar-me que la majoria de les altres funcions del codi funcionessin correctament. (Amb el joc spam, s'utilitza aproximadament el 95-96% de la memòria arduino)

4. El cas es podria construir millor (com fer servir cola de fusta en lloc de cola calenta o fer una caixa millor amb articulacions dels dits, etc.)

   1. Això també pot provocar que les coixinets tàctils no siguin sensibles de vegades. El coixinet d'alumini no s'ha pogut soldar amb els cables, de manera que els cables i els coixinets poden no estar en gran contacte (de vegades). Tanmateix, es tracta d’un problema, ja que la majoria de les vegades els coixinets funcionen correctament.
   2. Pot ser que els coixinets estiguin massa a prop l’un de l’altre perquè l’usuari pugui prémer accidentalment un altre coixinet, però es tracta d’un altre botó
   3. El cas es podria cobrir (amb xapa o alguna cosa més) o pintar-lo per tenir un aspecte més agradable.

En general, aquest projecte es va fer per utilitzar alguns dels meus excessius sensors i microcontroladors. Tenint en compte que ho vaig acabar en aproximadament una setmana (en realitat nou dies), amb poca o cap planificació, estic força satisfet del resultat.

Pas 5: fer que sembli més agradable

Bàsicament, obtingueu paper pintat / revestiment / xapa de fusta i talleu-lo a mida. A més, feu alguns retalls per als ports (Micro USB) i components (com el sensor de distància). Finalment, enganxeu-lo a la fusta (he utilitzat superglue).