Gosok Gigi Anda !: 5 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:08

Anak lelaki saya yang berumur 5 tahun tidak suka, seperti kanak-kanak 5yo, yang menggosok gigi …

Saya mendapat tahu bahawa halangan terbesar sebenarnya bukanlah tindakan menggosok gigi sendiri, tetapi masa yang dihabiskan untuk melakukannya.

Saya melakukan percubaan dengan hitung mundur telefon bimbit saya untuk membiarkannya mengesan masa yang dihabiskannya pada setiap kumpulan gigi (bawah kiri, bawah kanan, atas kiri, kanan atas, depan). Apa yang saya pelajari dari eksperimen ini ialah menjadikan tugas ini lebih mudah baginya. Selepas itu, dia benar-benar memintanya dan menggosok gigi tanpa mengeluh sama sekali!

Oleh itu, saya berfikir: Saya akan membuat artefak hitung mundur kecil yang dapat dia gunakan sendiri sehingga dia menjadi lebih bebas dan mudah-mudahan menggosok giginya lebih kerap dan dengan lebih berhati-hati.

Saya tahu ada beberapa projek DIY dan produk komersial yang betul-betul melakukannya, tetapi saya ingin sedikit memikirkan dan membuat reka bentuk saya sendiri.

Berikut adalah kriteria reka bentuk saya:

• Sekerap mungkin
• Paparkan 2 digit nombor dan tanda
• Memancarkan suara pada awal setiap kumpulan gigi
• Boleh dicas semula
• Sekerap mungkin digunakan

Dalam Ible ini saya akan menunjukkan kepada anda bagaimana saya merancang dan menciptanya.

Selamat mencuba!

Bekalan

• 1 x Arduino pro mini
• Paparan 2 x 7 segmen
• 1 x tekan butang
• 1 x autotransformer
• 1 x buzzer piezo
• 2 perintang 470Ω
• 1 x modul pengecas / penggalak li-ion
• 1 x 17360 bateri li-ion (dalam gambar anda akan melihat 18650 dan pemegangnya tetapi untuk menjadikannya lebih padat saya kemudian menukar fikiran saya)
• papan wangi
• beberapa wayar
• beberapa pita busa dua sisi
• lampiran (saya membuat kayu, boleh dicetak 3D)
• 4 x kaki getah
• sebilangan gam CI

Langkah 1: Memateri Komponen

Saya sebelum ini membuat bukti konsep dengan Arduino Uno dan protoboard sehingga saya dapat menulis kod dan memutuskan komponen apa yang akan digunakan. Saya tidak akan berkongsi bahagian dari proses itu kerana ia sangat membosankan dan tidak akan membawa banyak perkara ini.

Skematik

Skema boleh didapati di Tinkercad: https://www.tinkercad.com/things/77jwLqAcCNo-migh… tidak lengkap kerana beberapa komponen tidak tersedia di perpustakaan dan kodnya tidak dapat dijalankan kerana ia memerlukan perpustakaan tertentu. Walaupun begitu, ia menunjukkan dengan tepat idea keseluruhan di sebalik litar mudah.

Dalam penerangan berikut, saya tidak pernah menyatakan pin apa yang disambungkan dengan apa yang sengaja. Saya fikir penugasan pin akan bergantung pada bagaimana anda meletakkan komponen anda. Pada langkah seterusnya, anda akan dengan mudah mencari tempat menetapkan penugasan pin dengan mengedit kod Arduino

Susun atur

Saya mula-mula meletakkan di papan wangi di mana saya mahu angka 7 segmen berkenaan dengan kedudukan Arduino. Kebetulan papan wangi khas ini sangat berguna: direka bentuk seperti papan proto dengan sambungan yang mudah ditambah dicetak dua sisi. Sekiranya saya menetapkan segmen di satu sisi dan Arduino di sisi lain, saya boleh mempunyai kebanyakan pin digit untuk dipadankan dengan pin I / O dan saya mendapat susun atur yang sangat padat!

Sekiranya anda mempunyai cara untuk (membuat) mencetak papan anda sendiri maka mungkin yang terbaik adalah merancang sendiri.

Digit

Saya dapati bahawa kaedah termudah untuk memaparkan nombor dan simbol dua digit adalah dengan menggunakan 7 segmen digit LED.

Bagaimana 7 segmen digit berfungsi berkaitan dengan Arduino

Digit 7 segmen mempunyai 10 pin: satu untuk setiap segmen, satu untuk titik / titik dan dua untuk anod / katod biasa (disebut A / K kemudian) (disambungkan secara dalaman bersama). Untuk mengurangkan bilangan pin yang digunakan oleh segmen dengan Arduino, semua segmen dan pin titik dihubungkan bersama dan ke pin I / O, yang jumlahnya 8 pin I / O digunakan. Kemudian, salah satu pin A / K setiap segmen disambungkan ke pin I / O yang lain. Sekiranya paparan 2 segmen ini berjumlah 10 pin pin I / O (7 segmen + 1 titik + 2 digit x 1 A / K = 10).

Bagaimana ia dapat menunjukkan perkara yang berbeza pada setiap digit? Perpustakaan yang mendorong pin I / O memanfaatkan penggunaan retina mata manusia. Ia menghidupkan pin A / K digit yang diinginkan dan mematikan semua selebihnya, menetapkan segmen dengan betul dan kemudian dengan cepat bergantian dengan digit lain menggunakan pin A / K mereka sendiri. Mata tidak akan "melihat" berkedip kerana pada frekuensi tinggi.

Pematerian

Saya menyolder digit terlebih dahulu dan hubungan di antara mereka, kemudian saya menyolder Arduino di wajah yang lain. Anda akan menyedari bahawa penting untuk melakukan semua sambungan digit sebelum menyolder Arduino kerana ia akan menghalang anda untuk mengakses bahagian belakang digit sekali di tempat.

Pilih rintangan had semasa yang betul

Lembar data untuk paparan saya menunjukkan arus hadapan 8mA dan voltan hadapan 1.7V. Oleh kerana Arduino saya menggunakan karya dengan 5V, saya perlu turun 5 - 1,7 = 3.3V pada 8mA. Memohon undang-undang Ohm: r = 3.3 / 0.008 = 412.5Ω Perintang terdekat yang saya ada ialah 330Ω dan 470Ω. Untuk berada di sisi yang selamat, saya memilih perintang 470Ω untuk menghadkan arus melalui setiap dioda paparan. Kecerahan paparan berbanding terbalik dengan nilai perintang itu, jadi penting untuk menggunakan nilai yang sama untuk setiap digit.

Buzzer Piezo

Bagaimana untuk mengeluarkan suara dengan Arduino dan menjadikannya ringkas pada masa yang sama? Kaedah terbaik yang saya dapati adalah dengan menggunakan salah satu alat pembesar suara piezo langsing yang boleh didapati di penggera pintu.

Kami memerlukan cara untuk memperkuatkan suara yang dikeluarkan oleh bel itu kerana jika kami menghubungkannya terus ke Arduino, sukar untuk mendengar apa-apa darinya. Kami akan memperkuatnya dengan dua cara:

• dengan autotransformer yang akan menaikkan voltan, semakin tinggi semakin kuat piezo
• dengan penguat akustik pasif, kotak pada dasarnya, seperti gitar: jika anda memasang piezo ke kadbod misalnya, anda akan segera melihat bunyi yang lebih kuat

Pengubah automatik boleh didapati dalam penggera pintu yang sama, ia adalah silinder kecil dengan biasanya 3 pin. Satu pin menuju ke pin Arduino I / O, satu ke piezo dan yang terakhir disambungkan ke kedua Arduino GND dan wayar piezo yang lain. Sukar untuk mengetahui pin apa, jadi cubalah konfigurasi yang berbeza sehingga anda mendengar suara paling kuat keluar dari piezo.

Kuasa

Penafian: Saya tahu adalah idea yang buruk untuk menyolder secara langsung pada sel li-ion, jangan lakukannya jika anda tidak selesa dengannya.

Saya memilih untuk menghidupkan litar dengan sel li-ion kecil, ini menunjukkan penggunaan modul untuk melindunginya, mengecasnya dan meningkatkan voltan hingga 5V (sel li-ion biasanya menghasilkan sekitar 3.6V). Saya mengambil modul itu dari power bank yang murah dan tidak menyambung penyambung USB-A yang rumit.

Modul menunjukkan di mana sel perlu disambungkan. Dengan mencari pinout dari penyambung wanita USB-A, saya dapat menyambungkan wayar 5VCC dari modul ke pin Arduino GND dan VCC. Sekiranya anda pernah memutuskan untuk menghidupkan Arduino dengan lebih daripada 5V, anda pasti ingin menyalurkannya melalui pin RAW sehingga anda boleh membiarkan pengatur voltan on-board menurunkannya ke 5V yang diperlukan oleh ATMega.

Oleh kerana ia adalah sumber kuasa yang boleh dicas semula, saya memerlukan kaedah untuk mengetahui kapan ia habis. Untuk itu, saya menghubungkan hujung positif sel ke pin analog Arduino. Semasa urutan persediaan, saya akan membaca voltan itu dan menukarnya menjadi kaedah yang boleh dibaca untuk menilai tahap cas. Saya menulis inti mengenai formula kapasiti li-ion. Nanti saya akan jelaskan bagaimana saya memaparkannya.

Butang

Kami memerlukan cara untuk memulakan undur dan untuk itu suis rocker hidup / mati pasti baik. Saya memilih untuk menggunakan butang tekan sesaat yang dihubungkan antara pin GND dan RESET. Pada akhir keseluruhan kitaran undur, Arduino menuju ke keadaan tidur nyenyak dan dapat dihidupkan sama ada dengan mematikannya kemudian, atau menetapkan pin RESET ke rendah, yang mudah. Butang tekan itu membolehkan saya "menghidupkan" undur dan menetapkan semula bila-bila masa saya mahu. Saya tidak dapat mengubah hitung mundur ketika ia bermula, tetapi saya bukan masalah besar.

Langkah 2: Edit dan Muat Naik Kod

Anda akan menemui kod yang dilampirkan. Ia menggunakan perpustakaan bernama SevSeg yang boleh anda pasang menggunakan pengurus perpustakaan IDE atau muat turun di

Terdapat beberapa perubahan yang mungkin ingin anda bawa sebelum memuat naiknya:

Kira-kira

Untuk setiap kumpulan gigi, undur ditunjukkan. Saya menetapkannya kepada 20 saat untuk setiap kumpulan. Terdapat 5 kumpulan dan beberapa jeda untuk memaparkan simbol di antara (lihat di bawah) sehingga jumlah masa yang dihabiskan untuk menggosok gigi sekitar 2 minit. Saya pernah mendengar ini adalah masa yang disyorkan.

Sekiranya anda ingin mengubah pemasa, lihat baris 14.

Pin tugasan

• jika anda menggunakan paparan katod biasa, ubah baris 84 menjadi "COMMON_CATHODE"
• untuk pin segmen, ubah baris 82 (kini ditetapkan ke 4 hingga 11)
• untuk pin A / K, ubah baris 80 (kini ditetapkan ke 2 dan 3)
• untuk sensor voltan, ubah garis pin 23 (kini ditetapkan ke A0)
• untuk buzzer, ubah garis pin 19 (kini ditetapkan ke 12)

Bunyi

Saya mendefinisikan beberapa nota muzik dengan frekuensi anggarannya dari baris 36 hingga 41, jika anda merasakan anda ingin memainkan nada yang berbeza, anda mungkin ingin menambahkan lagi pada senarai itu.

Ia membayar 2 nada yang berbeza:

• sejenis kicauan pada awal setiap kumpulan gigi, baris 206
• nada "pesta" di hujung (jenis ganjaran), baris 201

Anda boleh mengubah nada tersebut, daftarnya mengandungi gantian not muzik dan jangka masa nota, kreatif!

Animasi

Pada awal setiap kumpulan gigi terdapat paparan yang melambangkan kumpulan yang dimaksudkan. Simbol lima kumpulan ditentukan dari baris 71 hingga 74. Anda boleh mengeditnya jika anda mahu.

Pada akhir urutan, simbol-simbol tersebut diganti untuk membentuk sejenis animasi.

Penunjuk tahap bateri

Pada awal urutan, tahap bateri ditunjukkan sebagai paparan "bar" yang muncul selama 3 saat. Setiap digit boleh memaparkan tiga bar mendatar. Apabila semua 6 bar dipaparkan, ia bermaksud bateri sudah penuh. Batang tidak menyala dari atas ke bawah dan kiri ke kanan dengan tahap bateri menurun. Anda boleh mengubahnya dan menunjukkan nombor yang mewakili baki peratusan tenaga jika anda mahu, kodnya terletak baris 100.

Langkah 3: Buat Lampiran

Anda akan dapati model Sketchup yang saya reka.

Ini mungkin tidak akan memenuhi keperluan anda kerana ia sangat bergantung pada kekompakan dan ukuran litar / komponen anda. Tweak mengikut keperluan anda:)

Saya menggunakan kayu lapis birch 3/16 "yang saya rasa, dan dowel bulat 1/2" untuk penutup butang.

Anda akan melihat bahawa bahagian belakang kotak yang diukir di mana piezo buzzer akan terpasang, di sinilah saya melakukan penguatan akustik pasif.

Langkah 4: Pasang Komponen di Lampiran

Saya menggunakan beberapa pita busa dua sisi untuk menyimpan bateri, modul pengecas / penggalak dan buzzer piezo di tempatnya. Saya juga menggunakannya sebagai penentu antara papan wangi dan papan lapis atau paparan akan menonjol dengan cara yang tidak begitu cantik.

Saya melekatkan butang tekan dengan gam CI tetapi tidak cukup untuk menahan tekanan ketika menggerakkannya, jadi saya menggunakan dowel berdiameter kecil untuk menyimpannya di tempat (lihat gambar).

Saya juga menggunakan gam CI untuk melekatkan bel piezo di pinggan belakang sebelum saya menutupnya.

Cadangan saya: uji bahawa semuanya berfungsi sekali-sekala semasa pemasangan, saya terpaksa membuka semula dan mengasingkan beberapa kawasan litar pintas, beberapa kali!

Tambahkan beberapa kaki getah ke bahagian bawah, ini memberikan penampilan profesional;)

Langkah 5: Kesimpulannya

Anda mungkin menyedari bahawa digitnya terbalik, ini adalah kesalahan yang saya buat sejak meletakkan komponennya. Saya menyelesaikan masalah itu dengan menggerakkan penugasan pin, ini bukan masalah besar kerana saya tidak menggunakan titik / titik.

Bagaimanapun, projek ini sangat menyeronokkan dan anak saya menyukainya!

Jangan ragu untuk menghantar komen dan cadangan anda!

Terima kasih kerana membaca.