Harjaa hampaasi!: 5 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:00

5 -vuotias poikani ei pidä siitä, että monet 5 -vuotiaat lapset harjaavat hampaitaan …

Huomasin, että suurin este ei oikeastaan ole hampaiden harjaus sinänsä, vaan siihen käytetty aika.

Tein kokeen matkapuhelimeni laskurilla, jotta hän voisi seurata kullakin hammasryhmällä (alhaalla vasemmalla, alhaalla oikealla, ylhäällä vasemmalla, ylhäällä oikealla, edessä) kuluvaa aikaa. Opin tästä kokeesta, että se tekee tästä tehtävästä paljon helpompaa hänelle. Sen jälkeen hän todella pyysi sitä ja pesi hampaansa ilman valittamista!

Joten ajattelin: Teen pienen lähtölaskennan, jota hän voisi käyttää itse, jotta hänestä tulee itsenäisempi ja toivottavasti harjataan hampaitaan useammin ja huolellisemmin.

Tiedän, että on olemassa joitain muita DIY -projekteja ja kaupallisia tuotteita, jotka tekevät juuri tämän, mutta halusin hiipiä hieman ja luoda oman suunnitteluni.

Tässä ovat kriteerit suunnittelulleni:

• Mahdollisimman kompakti
• Näytä 2 -numeroiset numerot ja merkit
• Lähetä ääni jokaisen hammasryhmän alussa
• Ladattava
• Mahdollisimman yksinkertainen käyttää

Tässä Iblessä näytän sinulle, miten suunnittelin ja loin sen.

Nauttia!

Tarvikkeet

• 1 x Arduino pro mini
• 2 x 7 segmentin näyttö
• 1 x painike
• 1 x autotransformaattori
• 1 x pietsosummeri
• 2 x 470Ω vastukset
• 1 x li-ion-laturi/tehostinmoduuli
• 1 x 17360 litiumioniakku (kuvassa näet 18650 ja sen pidikkeen, mutta jotta se olisi pienempi, muutin myöhemmin mieleni)
• perfboard
• joitakin johtoja
• jotain kaksipuolista vaahtoteippiä
• kotelo (tein puisen, voitaisiin tulostaa 3D -muodossa)
• 4 x kumijalat
• jotain CI -liimaa

Vaihe 1: Juottaa komponentit

Olin aiemmin luonut konseptitodistuksen Arduino Unon ja protoboardin avulla, jotta voisin kirjoittaa koodin ja päättää, mitä komponentteja käyttää. En jaa sitä osaa prosessista, koska se on erittäin tylsää eikä tuo paljon tähän ibleen.

Kaaviot

Kaaviot ovat saatavilla Tinkercadissa: https://www.tinkercad.com/things/77jwLqAcCNo-migh….. Siitä huolimatta se näyttää melko tarkasti yksinkertaisen piirin taustalla olevan kokonaisidean.

Seuraavissa kuvauksissa en koskaan kerro, mikä nasta on tarkoituksellisesti kytketty mihinkään. Luulen, että nastan määritys riippuu komponenttien sijoittelusta. Seuraavassa vaiheessa löydät helposti, mihin pin -määritys asetetaan muokkaamalla Arduino -koodia

Layout

Laitoin ensin laudalle, jossa halusin, että seitsemän segmentin numerot liittyvät Arduinon asemaan. Sattuu, että tämä erityinen perfboard on erittäin kätevä: se on suunniteltu melko paljon kuin proto -levy, jossa on kätevät liitännät ja se on kaksipuolinen. Jos asetan segmentit toiselle puolelle ja Arduino toiselle puolelle, minulla voi olla useimmat numerotapit I/O -nastojen kanssa ja saan erittäin kompaktin asettelun!

Jos sinulla on tapa (tehdä) tulostaa omat levyt, ehkä paras asia on suunnitella omasi.

Numerot

Huomasin, että helpoin tapa näyttää kaksinumeroiset numerot ja symbolit on käyttää 7 segmentin LED-numeroa.

Kuinka 7 segmentin numerot toimivat suhteessa Arduinoon

7 segmentin numerossa on 10 nastaa: yksi kullekin segmentille, yksi pisteelle/pisteelle ja kaksi yhteiselle anodille/katodille (kutsutaan myöhemmin A/K: ksi) (sisäisesti kytketty toisiinsa). Arduino -segmenttien käyttämien nastojen määrän vähentämiseksi kaikki segmentit ja pistetapit on kytketty yhteen ja I/O -nastaan, joka summaa 8 käytettyä I/O -nastaa. Tämän jälkeen yksi kunkin segmentin A/K -nasta yhdistetään toiseen I/O -nastaan. Jos kyseessä on 2 segmentin näyttö, tämä summa on 10 I/O -nastojen käyttöä (7 segmenttiä + 1 piste + 2 numeroa x 1 A/K = 10).

Kuinka se voi näyttää eri asioita jokaisella numerolla? Kirjasto, joka ohjaa näitä I/O -nastoja, hyödyntää sitä ihmissilmän verkkokalvon pysyvyyteen. Se kytkee halutun numeron A/K -nastan päälle ja sammuttaa loput, asettaa segmentit oikein ja vuorotellen nopeasti muiden numeroiden kanssa käyttämällä omia A/K -nastoja. Silmä ei "näe" vilkkua, koska se on korkealla taajuudella.

Juotos

Juotin ensin numerot ja niiden väliset yhteydet, sitten juotin Arduinon toiselle puolelle. Huomaat, että on tärkeää suorittaa kaikki numeroiden yhteenliittäminen ennen Arduinon juottamista, koska se estää sinua pääsemästä numeroiden taakse kerran.

Valitse oikea virranrajoitin

Näyttöjen tietolomake osoittaa 8 mA: n eteenpäin suuntautuvan virran ja 1,7 V: n eteenpäin suuntautuvan jännitteen. Koska käyttämäni Arduino toimii 5 V: n kanssa, minun on pudotettava 5 - 1,7 = 3,3 V 8 mA: n jännitteellä. Ohmin lakia sovellettaessa: r = 3,3 / 0,008 = 412,5Ω Lähimmät vastukseni ovat 330Ω ja 470Ω. Turvallisuuden vuoksi valitsin 470Ω: n vastuksen rajoittamaan nykyistä virtaa jokaisen näytön diodin läpi. Näytön kirkkaus on kääntäen verrannollinen kyseisen vastuksen arvoon, joten on tärkeää käyttää samaa arvoa jokaiselle numerolle.

Pietsosummeri

Kuinka yksinkertaisesti lähettää ääntä Arduinolla ja pitää se kompaktina samanaikaisesti? Paras tapa, jonka löysin, on käyttää yhtä niistä ohuista pietsosummerista, jotka löytyvät esimerkiksi ovihälytyksistä.

Tarvitsemme keinon vahvistaa tämän summerin lähettämää ääntä, koska jos liitämme sen suoraan Arduinoon, on vaikea kuulla mitään siitä, vahvistamme sitä kahdella tavalla:

• automaattisella muuntajalla, joka nostaa jännitettä, mitä korkeampi se on, sitä kovempaa on pietso
• passiivisella akustisella vahvistimella, laatikko pohjimmiltaan, kuten kitara: jos kiinnität pietson esimerkiksi pahviin, huomaat heti kovemman äänen

Samasta ovihälytyksestä löytyy autotransformaattori, se on pieni sylinteri, jossa on yleensä 3 nastaa. Yksi nasta menee Arduino I/O -nastaan, yksi pietsoon ja viimeinen on kytketty sekä Arduino GND: hen että toiseen pietsojohtoon. On vaikea tietää, mikä nasta on mikä, joten kokeile eri kokoonpanoja, kunnes kuulet piezosta kovimman äänen.

Virta

Vastuuvapauslauseke: Tiedän, että voi olla huono idea juottaa suoraan litiumionikennoon, älä tee sitä, jos et ole tyytyväinen siihen.

Päätin käyttää virtapiiriä pienellä litiumionikennolla, mikä tarkoittaa moduulin käyttöä sen suojaamiseksi, lataamiseksi ja jännitteen nostamiseksi 5 V: iin (litiumionikennot tuottavat yleensä noin 3,6 V). Otin kyseisen moduulin halvasta virtapankista ja juotin hankalan USB-A-liittimen.

Moduuli osoittaa, mihin solu on kytkettävä. Kun etsin verkosta USB-A-naarasliittimen pistoketta, voisin liittää moduulin 5VCC-johdot arduino GND- ja VCC-nastoihin. Jos olet koskaan päättänyt käyttää Arduinoa yli 5 V: n virralla, sinun on syötettävä se RAW-nastan kautta, jotta voit antaa sisäisen jännitesäätimen laskea sen ATMegan vaatimaan 5 V.

Koska se on ladattava virtalähde, tarvitsin tavan tietää, milloin se purkautuu. Tätä varten liitin solun positiivisen pään Arduinon analogiseen nastaan. Asennuksen aikana luen jännitteen ja muunnan sen luettavaksi tapaksi arvioida varaustason. Kirjoitin ytimen litiumionikapasiteettikaavasta. Myöhemmin selitän, kuinka näytän sen.

Painike

Tarvitsemme tavan aloittaa lähtölaskenta, ja sitä varten keinukytkin olisi ollut hyvä. Päätin käyttää hetkellistä painiketta, joka on kytketty GND- ja RESET -nastojen väliin. Koko laskentajakson lopussa Arduino siirtyy syvään lepotilaan ja voidaan herättää joko sammuttamalla se ja kytkemällä se sitten päälle tai asettamalla RESET-nasta matalalle, mikä on kätevää. Tämän painikkeen avulla voin "käynnistää" ajastimen ja nollata sen milloin tahansa. En kuitenkaan voi kääntää lähtölaskenta aikaa, mutta se ei ole mielestäni iso juttu.

Vaihe 2: Muokkaa ja lähetä koodi

Löydät koodin liitteenä. Se käyttää kirjastoa nimeltä SevSeg, jonka voit joko asentaa IDE: n kirjastojen hallinnan avulla tai ladata osoitteesta

Ennen lataamista kannattaa tehdä useita muutoksia:

Lähtölaskenta

Kullekin hammasryhmälle näytetään ajastin. Asetin sen 20 sekunniksi kullekin ryhmälle. Välissä on 5 ryhmää ja joitain taukoja symbolien näyttämiseen (katso alla), joten hampaiden pesuun kuluvan kokonaisajan tulisi olla noin 2 minuuttia. Olen kuullut, että tämä on suositeltu ajoitus.

Jos haluat muuttaa ajastinta, katso rivi 14.

Kiinnitä tehtävät

• jos käytät tavallisen katodin näyttöjä, muuta rivi 84 "COMMON_CATHODE"
• muuta segmenttien nastat riviä 82 (tällä hetkellä 4-11)
• muuta A/K -nastat riviä 80 (tällä hetkellä 2 ja 3)
• vaihda jänniteanturin nastajohto 23 (tällä hetkellä asetettuna A0)
• vaihda summerin nastalinja 19 (tällä hetkellä asetettu arvoon 12)

Äänet

Määritin joitakin nuotteja niiden likimääräisellä taajuudella riviltä 36-41, jos sinusta tuntuu, että haluat soittaa eri ääniä, haluat ehkä lisätä lisää tähän luetteloon.

Se maksaa 2 eri sävyä:

• eräänlainen sirinä jokaisen hammasryhmän alussa, rivi 206
• "juhla" -ääni aivan lopussa (eräänlainen palkinto), rivi 201

Voit muuttaa näitä ääniä, luettelot sisältävät vuorotellen nuotin ja nuotin keston, ole luova!

Animaatio

Jokaisen hammasryhmän alussa on näyttö, joka symboloi kyseistä ryhmää. Viiden ryhmän symbolit on määritelty rivillä 71 - 74. Voit muokata tätä halutessasi.

Sarjan lopussa nämä symbolit vuorottelevat muodostaen eräänlaisen animaation.

Akun varaustason ilmaisin

Sarjan alussa akun varaustaso ilmaistaan "palkkinäytönä", joka näkyy 3 sekunnin ajan. Jokainen numero voi näyttää kolme vaakasuoraa palkkia. Kun kaikki 6 palkkia näytetään, se tarkoittaa, että akku on täynnä. Palkit eivät syty ylhäältä alas ja vasemmalta oikealle, kun akun varaus laskee. Voit halutessasi muuttaa sitä ja näyttää numeron, joka edustaa jäljellä olevaa energiaprosenttia, koodi sijaitsee rivillä 100.

Vaihe 3: Luo kotelo

Liitteenä on Sketchup -malli, jonka suunnittelin.

Se ei luultavasti sovi tarpeisiisi, koska se riippuu tiiviisti piirisi/komponenttien tiiviydestä ja koosta. Muokkaa sitä tarpeen mukaan:)

Käytin mielestäni 3/16 "koivuvaneria ja napin korkissa 1/2" pyöreää tappia.

Huomaat, että laatikon takaosaan on kaiverrettu pietsosummeri, ja tässä suoritan passiivisen akustisen vahvistuksen.

Vaihe 4: Asenna kotelon osat

Käytin kaksipuolista vaahtoteippiä akun, laturin/tehostinmoduulin ja pietsosummerin pitämiseksi paikallaan. Käytin myös osaa siitä välikappaleena laudan ja vanerin välillä, tai muuten näyttö työntyy esiin ei kovin kauniilla tavalla.

Kiinnitin painikkeen CI -liimalla, mutta se ei riittänyt kestämään painetta, kun sitä käytettiin, joten pidin halkaisijaltaan pienen tapin pitämään sen paikallaan (katso kuva).

Käytin myös CI -liimaa kiinnittämään pietsosummerin takalevylle ennen sulkemista.

Suositukseni: testaa, että kaikki toimii silloin tällöin asennuksen aikana, jouduin avaamaan ja eristämään joitakin oikosulkualueita useita kertoja!

Lisää pohjaan kumijalat, se antaa ammattimaisen ilmeen;)

Vaihe 5: Johtopäätös

Saatat huomata, että numerot ovat ylösalaisin, tämä on virhe, jonka tein komponenttien asettamisen jälkeen. Ratkaisin tämän ongelman siirtämällä nastan määritystä ympäri, se ei ole iso juttu, koska en käytä pistettä/pistettä.

Joka tapauksessa tämä projekti oli todella hauska tehdä ja lapseni rakastaa sitä!

Älä epäröi lähettää kommentteja ja ehdotuksia!

Kiitos, että luit.