Relógio e caixa de sensor: 5 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:36

Este é um dispositivo simples e multifuncional que usa vários sensores. Tem um

1. Despertador, cronômetro, cronômetro
2. Leituras de temperatura, umidade e índice de calor
3. Leituras do sensor ultrassônico de distância
4. Leitura e visualizador do sensor infravermelho
5. Teclado musical

Também é portátil, com uma bateria integrada para alimentar tudo.

Etapa 1: Eletrônica

O dispositivo inclui

1. Maker UNO (placa compatível com Arduino UNO)

2. Display LCD ST7735 de 1,8 polegadas

   (Barramento SPI, CS no pino 10, RST no pino 7, DC no pino 6)

3. Detecção de sensor de toque capacitivo de 12 teclas Adafruit - MPR121

   I2C Bus

4. RTC_DS1307

   I2C Bus

5. Sensor de distância ultrassônico HC-SR04

   (Disparo no pino A0, eco no pino A1)

6. Sensor IR (no pino 5) e LED IR (no pino 3)

   Um LED normal conectado em paralelo ao LED IR para visualizar os códigos a serem enviados

7. Sensor DHT11 de Temperatura e Umidade

   (no pino 4)

8. Buzzer (embutido no Maker UNO) e fone de ouvido conectado ao medidor de potencial (como um divisor de tensão)

   (ambos no pino 8)

9. Bateria 1200mah (de um telefone Samsung) e

   Circuito do banco de energia (extraído do banco de energia sobressalente)

   Conectado em série com um interruptor (liga e desliga) aos pinos 5V e GNC no Arduino

Usei fios de jumper para conectar os componentes (com a ajuda de uma proteção de prototipagem DIY). Também soldei o circuito do banco de energia, a bateria e o switch juntos, e adicionei conectores para conectar os pinos 5V e GND do Arduino (para ligá-lo). Ocasionalmente, eu soldava fios diretamente aos componentes (como LED IR e sensor) para o Arduino.

Etapa 2: Caso

A caixa é composta principalmente de MDF.

Os orifícios são perfurados e cortados na peça superior para abrir espaço para o botão e os fios do fliperama. Também há recortes na peça lateral para um conector micro USB (para reprogramar o Maker UNO interno) e um interruptor para ligar ou desligar a campainha interna do Maker UNO.

Os touch pads são cortados de um pedaço de alumínio (usando uma tesoura). Um fio de jumper de cobre exposto (conectado ao sensor de toque capacitivo) é colocado sob cada touch pad / forma.

A frente seria apenas coberta por um pedaço de plástico transparente (plástico de embrulho de livro)

Todo o caso seria fechado com cola quente.

Etapa 3: Software

O software tem

1. Despertador, cronômetro, cronômetro
2. Leituras de temperatura, umidade e índice de calor
3. Leituras do sensor ultrassônico de distância
4. Leitura e Remoto do Sensor IR
5. Teclado musical

Ele usa as seguintes bibliotecas adicionais

1. Adafruit GFX e ST7735
2. Adafruit MPR121
3. IRremote
4. Biblioteca de sensores DHT por Adafruit
5. RTClib por Adafruit

6. NewTone (não é possível instalar a partir do gerenciador de biblioteca)

   Usado em vez da biblioteca de tons embutida para evitar conflito com a biblioteca IRremote (algo a ver com temporizadores)

Tudo isso é codificado no IDE do Arduino. O código está no Github Gists. (Já ocupa cerca de 89% da memória, portanto, nenhum recurso adicional pode ser adicionado)

Etapa 4: possíveis falhas

1. A bateria embutida pode às vezes não ter energia suficiente para fornecer ao sensor de distância ultrassônico e ao relógio em tempo real.

   1. A bateria pode ser aumentada ou o circuito do banco de alimentação pode ser alterado para ser mais eficiente
   2. Ou você pode apenas alimentá-lo com um carregador de 5 V

2. Eu não tenho um LED IR funcionando comigo agora, então ele ainda não pode atuar como um controle remoto IR

   1. Isso também significa que o código do LED IV pode não funcionar.
   2. Por enquanto, mesmo que o código remoto IR não funcione, o LED normal significa que ainda é útil para visualizar os códigos remotos IR enviados

3. O código consumiu cerca de 89% da memória interna do chip ATMega328 no Arduino

   1. Se o código usasse muita memória interna, haveria problemas de estabilidade. O sensor DHT11 pode não ser lido corretamente pelo arduino. Alguns outros programas, como o Music Keyboard, também podem ser afetados.
   2. Poderia modificar o código para ser mais compacto e eficiente
   3. Tive que remover um programa de spamgame que planejava incluir, apenas para garantir que a maioria das outras funções do código funcionasse corretamente. (Com o jogo de spam, cerca de 95-96% da memória do Arduino é usada)

4. O caso poderia ser construído melhor (como usar cola de madeira em vez de cola quente, ou fazer uma caixa melhor com juntas de dedo e tal)

   1. Isso também pode fazer com que os touch pads não sejam sensíveis às vezes. A almofada de alumínio não pôde ser soldada aos fios e, portanto, os fios e as almofadas podem não estar em bom contato (às vezes). No entanto, isso é um problema, pois na maioria das vezes, as almofadas funcionam corretamente.
   2. Os pads podem estar muito próximos um do outro para o usuário acidentalmente pressionar outro pad, mas este é outro problema
   3. A caixa pode ser coberta (com verniz ou outra coisa) ou pintada para ficar mais bonita.

No geral, este projeto foi feito para usar alguns dos meus sensores e microcontroladores em excesso. Considerando que terminei em cerca de uma semana (na verdade, 9 dias), com pouco ou nenhum planejamento, estou bastante satisfeito com o resultado.

Etapa 5: fazendo com que pareça mais agradável

Basicamente, pegue um papel de parede / cobertura / folheado de madeira e corte no tamanho certo. Além disso, faça alguns recortes para as portas (Micro USB) e componentes (como o sensor de distância). Por fim, cole na madeira (usei supercola).