Umijte si zobe!: 5 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:03

Moj 5 -letni sin ne mara, toliko otrok, starih 5 let, si umiva zobe …

Ugotovil sem, da največja ovira pravzaprav ni samo umivanje zob, ampak čas, porabljen za to.

Naredil sem poskus z odštevanjem mobilnega telefona, ki mu je omogočil, da spremlja čas, ki ga porabi za vsako skupino zob (spodnji levi, spodnji desni, zgornji levi, zgornji desni, sprednji). Iz tega poskusa sem se naučil, da mu ta naloga veliko olajša. Po tem je to dejansko zahteval in si umival zobe brez pritožb!

Zato sem si mislil: naredil bom majhen odštevalni artefakt, ki bi ga lahko uporabil sam, da se osamosvoji in upam, da si pogosteje in bolj previdno umiva zobe.

Vem, da obstajajo še drugi projekti DIY in komercialni izdelki, ki to počnejo, vendar sem se želel malo poigrati in ustvariti svoj lasten dizajn.

Tu so merila za moj dizajn:

• Čim bolj kompakten
• Prikažite dvomestne številke in znake
• Izdajte zvok na začetku vsake skupine zob
• Polnilno
• Čim enostavnejša uporaba

V tem Ibleju vam bom pokazal, kako sem ga oblikoval in ustvaril.

Uživajte!

Zaloge

• 1 x Arduino pro mini
• 2 x 7 segmentni zaslon
• 1 x gumb
• 1x avtotransformator
• 1 x piezo zvočni signal
• 2 upori 470Ω
• 1 x litij-ionski polnilnik/ojačevalni modul
• 1 x 17360 litij-ionska baterija (na sliki boste videli 18650 in držalo, a zaradi kompaktnosti sem si kasneje premislil)
• perfboard
• nekaj žic
• nekaj dvostranskega penastega traku
• ohišje (naredil sem leseno, lahko bi bil 3D natisnjen)
• 4 x gumijaste noge
• nekaj CI lepila

1. korak: Spajkajte komponente

Pred tem sem ustvaril dokaz koncepta z Arduino Uno in protoboardom, da sem lahko napisal kodo in se odločil, katere komponente bom uporabil. Tega dela postopka ne bom delil, saj je zelo dolgočasen in k temu ne prinaša veliko.

Sheme

Sheme so na voljo v Tinkercadu: https://www.tinkercad.com/things/77jwLqAcCNo-migh… niso popolne, ker nekatere komponente niso na voljo v knjižnici in koda ni izvedljiva, ker potrebuje posebno knjižnico. Kljub temu zelo natančno prikazuje celotno idejo za preprosto vezje.

V naslednjih opisih nikoli ne navedem, kateri pin je namenoma povezan. Mislim, da bo dodelitev zatičev odvisna od tega, kako razporedite komponente. V naslednjem koraku boste z urejanjem kode Arduino zlahka našli, kje nastaviti dodelitev pin

Postavitev

Najprej sem položil na ploščo, kjer sem želel, da so številke 7 segmentov povezane s položajem Arduina. Dogaja se, da je ta posebna plošča zelo priročna: oblikovana je podobno kot proto plošča s priročnimi povezavami, poleg tega pa je obojestransko natisnjena. Če nastavim segmente na eni strani in Arduino na drugi strani, lahko večino številskih zatičev ujemam z V/I zatiči in dobim zelo kompaktno postavitev!

Če imate način (izdelavo) tiskanja lastnih desk, je morda najbolje, da jih oblikujete sami.

Številke

Ugotovil sem, da je dvomestne številke in simbole najlažje prikazati z uporabo 7-segmentnih LED-številk.

Kako številke 7 segmentov delujejo v povezavi z Arduinom

Številka 7 segmentov ima 10 zatičev: po enega za vsak segment, enega za piko/obdobje in dva za skupno anodo/katodo (pozneje imenovano A/K) (notranje povezani skupaj). Da bi zmanjšali število zatičev, ki jih segmenti uporabljajo z Arduinom, so vsi segmenti in pikčasti zatiči povezani skupaj in na V/I pin, ki sešteje 8 uporabljenih V/I nožic. Nato je eden od A/K nožic vsakega segmenta povezan z drugim V/I pinom. V primeru prikaza 2 segmentov to sešteje 10 vhodno/izhodnih zatičev (7 segmentov + 1 pika + 2 števki x 1 A/K = 10).

Kako lahko potem prikaže različne stvari na vsaki številki? Knjižnica, ki poganja te vhodno/izhodne zatiče, temelji na obstojnosti človeškega očesa v mrežnici. Vklopi A/K zatič želene števke in izklopi vse ostale, pravilno nastavi segmente in se nato hitro izmenja z drugimi številkami z lastnimi A/K zatiči. Oko ne bo "videlo" utripa, saj je na visoki frekvenci.

Spajkanje

Najprej sem spajkal števke in povezave med njimi, nato sem Arduino spajkal na drugi strani. Opazili boste, da je pomembno, da pred spajkanjem Arduina izvedete vse številske medsebojne povezave, saj vam bo to preprečilo dostop do zadnje strani številk.

Izberite ustrezno odpornost, ki omejuje tok

Podatkovni list za moje zaslone prikazuje tok naprej 8mA in napetost naprej 1.7V. Ker Arduino, ki ga uporabljam, deluje s 5V, moram znižati 5 - 1.7 = 3.3V pri 8mA. Uporaba Ohmovega zakona: r = 3,3 / 0,008 = 412,5 Ω Najbližja upora, ki jih imam, sta 330 Ω in 470 Ω. Zaradi varnosti sem izbral upor 470Ω, ki je omejil tok skozi vsako diodo zaslona. Svetlost zaslona je obratno sorazmerna z vrednostjo tega upora, zato je pomembno, da za vsako številko uporabite isto vrednost.

Piezo zvonec

Kako preprosto oddati zvok z Arduinom in hkrati ostati kompakten? Najboljši način, ki sem ga našel, je uporaba enega od tistih tankih piezo zvočnikov, ki jih lahko najdemo na primer v alarmih za vrata.

Potrebujemo način za ojačanje zvoka, ki ga oddaja ta zvočni signal, ker če ga priključimo neposredno na Arduino, iz njega težko slišimo karkoli. Ojačali ga bomo na ta dva načina:

• z avtotransformatorjem, ki bo dvignil napetost, višji bo glasnejši piezo
• s pasivnim zvočnim ojačevalnikom, škatla v bistvu, kot kitara: če piezo na primer pritrdite na karton, boste takoj opazili glasnejši zvok

V istem alarmu za vrata lahko najdete avtotransformator, to je majhen valj z običajno 3 zatiči. En pin gre na I/O pin Arduino, eden na piezo, zadnji pa je priključen na Arduino GND in drugi piezo žico. Težko je vedeti, kateri pin je, zato poskusite z različnimi konfiguracijami, dokler ne slišite najglasnejšega zvoka, ki prihaja iz pieza.

Moč

Zavrnitev odgovornosti: Vem, da je lahko slaba ideja, da bi spajkali neposredno na li-ionsko celico, ne storite tega, če vam to ni všeč.

Odločil sem se, da napajam vezje z majhno litij-ionsko celico, kar pomeni uporabo modula za zaščito, polnjenje in povečanje napetosti na 5 V (litij-ionske celice običajno proizvajajo okoli 3,6 V). Ta modul sem vzel iz poceni bančnega napajalnika in razpakal okoren priključek USB-A.

Modul označuje, kje je treba celico povezati. Če na spletu iščem pinout ženskega priključka USB-A, bi lahko priključil žice 5VCC iz modula na nožice arduino GND in VCC. Če ste se kdaj odločili za napajanje Arduina z več kot 5V, ga boste želeli napajati prek zatiča RAW, tako da lahko regulator vgrajene napetosti spusti na 5 V, ki jih zahteva ATMega.

Ker gre za vir energije za ponovno polnjenje, sem potreboval način, da vem, kdaj se izprazni. Za to sem pozitivni konec celice priključil na analogni pin Arduina. Med nastavitvenim zaporedjem bom to napetost prebral in jo pretvoril v berljiv način za oceno ravni napolnjenosti. Napisal sem bistvo o formuli zmogljivosti li-iona. Kasneje bom razložil, kako to prikažem.

Gumb

Potrebujemo način za začetek odštevanja in za to bi bilo dobro stikalo za vklop/izklop. Odločil sem se, da uporabim trenutni gumb, povezan med nožicama GND in RESET. Na koncu celotnega odštevalnega cikla Arduino preide v stanje globokega spanja in ga lahko prebudite tako, da ga izklopite in vklopite, ali pa nastavite pin RESET na nizko, kar je priročno. Ta gumb mi omogoča, da "vklopim" odštevanje in ga ponastavim, kadar koli želim. Ne morem obrniti odštevanja, kdaj se je začelo, vendar mislim, da to ni velika stvar.

2. korak: Uredite in naložite kodo

Priloženo kodo boste našli. Uporablja knjižnico z imenom SevSeg, ki jo lahko namestite z upraviteljem knjižnic IDE ali prenesete na

Preden jo naložite, boste morda želeli vnesti več sprememb:

Odštevanje

Za vsako skupino zob se prikaže odštevanje. Za vsako skupino sem nastavil na 20 sekund. Obstaja 5 skupin in nekaj premorov za prikaz simbolov vmes (glej spodaj), zato mora biti skupni čas umivanja zob približno 2 minuti. Slišal sem, da je to priporočeni čas.

Če želite spremeniti časovnik, poglejte vrstico 14.

Dodelitve pin

• če uporabljate zaslone s skupno katodo, spremenite vrstico 84 v "COMMON_CATHODE"
• za zatiče segmentov spremenite vrstico 82 (trenutno nastavljeno na 4 do 11)
• za A/K nožice spremenite vrstico 80 (trenutno nastavljeno na 2 in 3)
• za napetostno tipalo spremenite pin 23 (trenutno nastavljeno na A0)
• za zvočni signal spremenite linijo pin 19 (trenutno nastavljeno na 12)

Sliši se

Določil sem nekatere glasbene note z njihovo približno frekvenco od vrstice 36 do 41, če menite, da želite igrati različne tone, boste morda želeli temu seznamu dodati več.

Plača se 2 različna tona:

• nekakšen škripanje na začetku vsake skupine zob, vrstica 206
• "zabavni" ton na samem koncu (vrsta nagrade), vrstica 201

Te tone lahko spremenite, seznami vsebujejo izmenjavo glasbene note in trajanje note, bodite ustvarjalni!

Animacija

Na začetku vsake skupine zob je prikaz, ki simbolizira zadevno skupino. Simboli petih skupin so določeni od 71 do 74. To lahko uredite, če želite.

Na samem koncu zaporedja se ti simboli izmenjujejo in tvorijo nekakšno animacijo.

Indikator napolnjenosti baterije

Na samem začetku zaporedja je raven napolnjenosti baterije prikazana kot prikaz "bar" v 3 sekundah. Vsaka številka lahko prikaže tri vodoravne črte. Ko je prikazanih vseh 6 vrstic, to pomeni, da je baterija polna. Vrstice ne bodo prižgane od zgoraj navzdol in od leve proti desni z zmanjšanjem ravni baterije. To lahko spremenite in prikažete številko, ki predstavlja preostali odstotek energije, če želite, se koda nahaja v vrstici 100.

3. korak: Ustvarite ohišje

V prilogi boste našli model Sketchup, ki sem ga oblikoval.

Verjetno ne bo ustrezal vašim potrebam, saj je močno odvisen od kompaktnosti in velikosti vašega vezja/komponent. Prilagodite, kot potrebujete:)

Mislim, da sem uporabil vezane plošče iz breze 3/16 ", za pokrovček gumba pa 1/2" okrogel moznik.

Opazili boste, da je izklesan zadnji del škatle, kjer bo pritrjen piezo -zvočni signal, tu izvajam pasivno zvočno ojačanje.

4. korak: Vstavite komponente v ohišje

Za pritrditev baterije, polnilnega/ojačevalnega modula in piezo zvonilca sem uporabil nekaj dvostranskega penastega traku. Nekaj sem ga uporabil tudi kot distančnik med ploščo in vezanimi ploščami, sicer bi zaslon štrlel na ne tako lep način.

Potisni gumb sem prilepil z lepilom CI, vendar to ni bilo dovolj, da prenese pritisk, ko sem ga sprožil, zato sem uporabil moznik z majhnim premerom, da sem ga zadržal (glej sliko).

Uporabil sem tudi lepilo CI, da sem piezo zumer prilepil na zadnjo ploščo, preden sem ga zaprl.

Moje priporočilo: preizkusite, ali med montažo občasno vse deluje, večkrat sem moral znova odpreti in izolirati nekatera območja kratkega stika!

Na dno dodajte nekaj gumijastih nog, kar daje profesionalen videz;)

5. korak: Zaključek

Morda boste opazili, da so številke obrnjene na glavo, to sem naredil napako, saj sem postavil komponente. To težavo sem rešil s premikanjem dodelitve pinov, to ni nič posebnega, saj ne uporabljam pike/pike.

Kakor koli že, ta projekt je bil res zabaven in moj otrok ga obožuje!

Ne oklevajte in objavite svoje pripombe in predloge!

Hvala za branje.