DigiLevel - эки огу бар санарип деңгээл: 13 кадам (сүрөттөр менен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:41

Бул көрсөтмө үчүн шыктандыруу бул жерде GreatScottLab тарабынан табылган DIY Digital Spirit Level. Мага бул дизайн жакты, бирок графикалык интерфейси бар чоңураак дисплейди кааладым. Мен ошондой эле учурда электрониканы орнотуунун жакшыраак варианттарын кааладым. Акыр -аягы, мен бул долбоорду 3D дизайн көндүмдөрүмдү жакшыртуу үчүн колдондум (Fusion 360 менен) жана жаңы электрондук компоненттерди изилдөө.

DigiLevel беттин тегиз экендиги боюнча пикир берет-х огу боюнча (горизонталдуу) жана у огунда (вертикалдуу). Деңгээлдеги даражалар, ошондой эле 2 октук диаграммада графикалык чагылдыруу көрсөтүлөт. Мындан тышкары, батарейканын деңгээли көрсөтүлөт жана Фаренгейт же Цельсийдеги учурдагы температура көрсөтүлөт (акселерометрдин чипи билдиргендей). Бул минималдуу угулуучу кайтарым байланыш - кубаттуулукту текшерүү үчүн баштапкы обон, андан кийин деңгээл коштолбогон абалдан деңгээл деңгээлине которулганда кош тон.

Мен бул санариптик деңгээлди кантип жасоо керектиги боюнча деталдуу көрсөтмөлөрдү бергем, бирок DIY Digital Spirit деъгээлинде болгондой эле, менин дизайнымды кеңейтүү жана өзгөртүү үчүн эркин бол.

1 -кадам: материалдар

Төмөндө бул Санариптик деңгээлди бириктирүүдө колдонулган материалдар келтирилген. Сатып алуу шилтемелеринин көбү жеке компоненттерди сатып алууга караганда арзаныраак болгон бир нече бөлүктөргө арналган. Мисал катары, TP4056 чипи 10 даана менен кошо $ 9га (1 $ дан кем/TP4056) келет, же аны 5 долларга жекече сатып алууга болот.

• TP4056 Li -Po батарейкасы (Amazon -
• LSM9DS1 акселерометр (Amazon -
• Arduino Nano (Amazon -
• 128x64 OLED ЖК дисплейи (Amazon -
• Пьезо спикери (Amazon -

• 3.7V Li -Po батареясы (Amazon -

  a.co/d/1v9n7uP)

• М2 көмөч башы өзүнөн өзү тыккан бурамалар - 4 M2x4, 6 M2x6 жана 6 M2x8 бурамалар керек (eBay -
• Слайд которгуч (Amazon -

Бурамаларды кошпогондо, берилген шилтемелер сизди Amazonго алып барат. Бул нерселердин дээрлик бардыгын eBayден же Кытайдан түз арзандатуу менен сатып алууга болот. Эсиңизде болсун, Кытайдан заказ берүү узак убакытка алып келиши мүмкүн (3-4 жума адаттан тыш эмес).

Бул компоненттердин көбүнө альтернатива бар экенин да эске алыңыз. Мисалы, сиз LSM9DS1 үчүн башка акселерометрди алмаштыра аласыз (мисалы, MPU-9205). Сиз Arduino Nano-ну ар кандай Arduino менен шайкеш келген GPIO казыктары менен алмаштыра аласыз.

Атап айтканда, LSM9DS1 - мен Sparkfunдан 10 доллардан азыраак сатыкта сатып алдым, бирок анын баасы адатта жогору; MPU-9025 (https://a.co/d/g1yu2r1) окшош функцияларды төмөн баада камсыз кылат.

Эгерде сиз алмаштырууну жасай турган болсоңуз, анда сиз, сыягы, корпусту (же жок дегенде, компонентти корпуска кантип орнотууну) өзгөртүшүңүз керек болот жана альтернативалуу компонентке туташуу үчүн программалык камсыздоону өзгөртүшүңүз керек болот. Менде ал өзгөртүүлөр жок - сизге ылайыктуу түрдө изилдөө жана жаңыртуу керек болот.

2 -кадам: Кабелдик диаграмма

Электр өткөргүчтөрдүн схемасы ар кандай электрондук компоненттердин бири -бирине кандайча туташтырылганын түшүндүрөт. Кызыл сызыктар оң чыңалууну, ал эми кара сызыктар жерди билдирет. Сары жана жашыл сызыктар акселерометрден жана OLED ЖК дисплейине маалымат сигналдары үчүн колдонулат. Бул компоненттердин кийинки кадамдарда кантип бириктирилгенин көрөсүз.

3 -кадам: Ишти жасаңыз

Эгерде сизде 3D принтер болсо, анда ишти оңой эле басып чыгарууга болот. Бул нускамада камтылган STL файлдары. Эгерде сизде 3D принтер жок болсо, сиз STL файлдарын 3D принтер бюросуна (мисалы, ушул сыяктуу) жүктөп, аларды сиз үчүн басып чыгарсаңыз болот.

Мен өзүмдү эч кандай чекиттин же салдын (жана колдоонун жоктугунан) жана 20% толтуруусуз басып чыгардым, бирок сиз басып чыгарууга көнгөнүңүз менен өзүңүздүкүн басып чыгара аласыз. Ар бир бөлүк өзүнчө басып чыгарылышы керек. Принтердин керебетине туура келиши үчүн аны 45 градуска буруш керек болот. Меники Monoprice Maker Select Plusтин жардамы менен 200 мм х 200 мм керебет менен басылган - ар бир бөлүктү басып чыгарууга 12 сааттай убакыт кеткен. Эгерде сизде кичирээк төшөк болсо, ал батпай калышы мүмкүн. Масштабдоо сунушталбайт, анткени электрондук компоненттердин тирөөчтөрү тийиштүү түрдө масштабдалбайт.

4 -кадам: Байланышты текшерүү үчүн Компоненттерди Нан тактасына өткөрүңүз (милдеттүү эмес)

Корпустун ичиндеги компоненттерди орнотууну улантуудан мурун, туташууну текшерүү үчүн негизги компоненттерди панельге туташтырууну сунуштайм. Сиз программаны Arduino Nanoго жүктөп алсаңыз болот (кийинки кадамды караңыз) жана OLED ЖК дисплейи туура зымдалганын жана иштеп жаткандыгын, акселерометр туура зымдалганын жана анын маалыматтарын Arduino Nanoго билдирип жатканын текшерүү үчүн.. Ошондой эле, бул кошумча пьезо динамигинин ишин текшерүү үчүн колдонулушу мүмкүн.

Мен бул этапта батареяны жана заряддагычты нанга туташтырган жокмун - батарейканы башкаруу үчүн которгучту туташтыргычты корпуска орноткондон кийин жасалат. Акыркы сүрөттө бул зымга чейин кандай көрүнөөрү көрсөтүлгөн.

5 -кадам: Программаны Arduino Nanoго түшүрүңүз

Программа Arduino IDE аркылуу Arduino Nanoго жүктөлөт. Бул DigiLevelди куруу процессинде каалаган убакта жасалышы мүмкүн, бирок электр компоненттеринин туура өткөрүлүшүн жана иштешин текшерүү үчүн компоненттер нанды (мурунку кадамды караңыз) колдонуу менен өткөрүлгөндө эң жакшы жасалат.

Программалык камсыздоо 2 китепкананы орнотууну талап кылат. Биринчиси U8g2 китепканасы (oliver тарабынан) -сиз муну Arduino IDEдеги 'Sketch -> Китепкананы кошуу -> Китепканаларды башкаруу …' чыкылдатуу менен орното аласыз. U8g2 издеп, анан Орнотууну чыкылдатыңыз. Экинчи китепкана - Sparkfun LSM9DS1 китепканасы. Бул китепкананы орнотуу боюнча көрсөтмөлөрдү бул жерден ала аласыз.

Китепкананын өзгөчөлүктөрүнөн кийин, программалык камсыздоонун орнотуу бөлүмү жана негизги иштетүү цикли бар. Орнотуу бөлүмү акселерометрди жана OLED ЖК дисплейин баштайт, андан кийин негизги дисплейди көрсөтүүдөн мурун баштоо экранын көрсөтөт. Эгерде спикер туташкан болсо, анда ал күйгүзүү статусун билдирүү үчүн динамикте бир жолу бип ойнойт.

Негизги иштетүүчү цикл акселерометрди окууга, х жана у бурчтарын алууга, андан кийин абсолюттук сандардын жыйындысы катары, ошондой эле графикалык түрдө сүрөттөлүштөрдү көрсөтүү үчүн жооптуу. Акселерометрден температуранын көрсөткүчү да көрсөтүлөт (Фаренгейт же Цельсий боюнча). Эгерде деңгээл мурда деңгээл эмес болсо, ал деңгээлге кайтып келгенде, динамикте эки сигнал чыгат (туташкан болсо).

Акырында, батареянын чыңалуусу учурдагы батарея деңгээлин аныктоо жана көрсөтүү үчүн алынат. Мен бул коддун канчалык так экенин билбейм, бирок ал толук батарейканы көрсөтүү үчүн жана батарейканын деңгээлин акырындык менен колдонуу учурунда так.

6 -кадам: OLED дисплейин жана Пьезо спикерин орнотуп, зымга орнотуңуз

1,3 дюймдук OLED дисплейи (128x64) корпустун үстүңкү жарымына 4 M2x4 панелдик өз алдынча тыгуучу бурамалар менен орнотулат. Мен монтаждоо алдында зымдарыңызды дисплейге туташтырууну сунуштайм. Бул казыктардын кандай экенин көрө аласыз зымдарды туташтырып жатканыңызда этикетка коюлган. Дисплей орнотулгандан кийин, казыктардын энбелгилерин көрө албайсыз. Эстеп калуу үчүн дисплейдин арткы жагына этикетка кошконумду байкайсыз. пин баалуулуктары (анткени мен муну биринчи жолу кылган жокмун жана туура эмес зым менен байланыштырдым …).

Динамик батарейканын жакшы экенин жана иштөөдө экенин текшерүү үчүн Digital Level күйгүзүлгөндө кыска үн чыгаруу үчүн колдонулат. Деңгээл деңгээлсиз абалдан деңгээл позициясына жылдырылганда, ал дагы кош тон чыгарат. Бул деңгээлди же кандай деңгээлде болсоңуз да, үн менен байланышуу үчүн. Бул корпустун жогорку жарымына 2 M2x4 пан башынын өз алдынча таптоочу бурамаларын колдонуу менен орнотулган. Сизге спикердин кереги жок - DigiLevel ансыз жакшы иштейт, бирок сизде кандайдыр бир үн пикирлер жок болот.

7 -кадам: Батареяны, Батареяны Заряддагычты жана Которгучту орнотуңуз

Батарейкага туташтыруудан мурун которгучту корпуска орнотуу керек. Себеби, эгер сиз аны биринчи зым менен өткөрсөңүз, ажыраткычты ажыратпай туруп орното албайсыз. Ошентип, адегенде которгучту орнотуңуз, андан кийин TP4056 жана Li-Po алдын ала зымдуу батарейкасын орнотуңуз, андан кийин которгучтун зымдарын бүтүрүңүз.

TP4056да 4 зым өткөргүч бар: B+, B-, Out+, Out-. Батареяны B+ (оң чыңалуу) жана B- (жерге) туташууларга туташтыргыңыз келет. Out- туташуусу Arduino Nanoго бара турган жерге колдонулат жана Out+ которгучтун бир пинине туташкан. Коммутатордун экинчи пини Arduino Nano VIN'ине туташат.

Менин ширетүүчү жумушум эң жакшы эмес - мен ширетилген түйүндү жабуу жана жылуулоо үчүн жылуулукту кысуучу түтүктөрдү колдонгонду жакшы көрөм. Сиз байкайсыз, бул жердеги ширетилген туташуулардын биринде, жылытуучу түтүктөргө ширетүүнүн ысыгы таасир этип, мен аны жылдыра электе эле кичирейип кеткенин байкайсыз.

8 -кадам: Акселерометрди орнотуп, зымга орнотуңуз

Акселерометр (LSM9DS1) корпустун ылдыйкы жарымынын ортосуна орнотулган. Зымдуу 4 казык бар: VCC Arduino Nanoдогу V5 пинге барат; GND жерге барат; SDA Arduino Nanoдогу A5 пинге барат; жана SCL Arduino Nanoдогу A4 пинге барат.

Мен Dupont коннекторлору менен секирүүчү зымдарды өткөргүчтөр үчүн колдондум, бирок сиз кааласаңыз зымды түз казыктарга туташтыра аласыз. Эгерде сиз зымдарды түз казыктарга туташтырсаңыз, муну жеңилдетүү үчүн акселерометрдин чипин орнотуудан мурун жасагыңыз келет.

9 -кадам: Arduino Nano зымын туташтыруу менен электрониканы бүтүрүңүз

Акыркы электр өткөргүчтөрү электрдик компоненттердин бардыгын Arduino Nanoго туташтыруу аркылуу жасалат. Бул USB порту калибрлөө жана башка акыркы мүнөттөрдөгү программалык камсыздоону өзгөртүү үчүн жеткиликтүү болушу үчүн Arduino Nano монтаждоо алдында эң жакшы жасалат.

Которууну Наного туташтыруу менен баштаңыз. Оң коргошун (кызыл) которгучтан нанонун VIN пинине чейин барат. Батареядан чыккан терс коргошун (кара) Нанонун GND пинине өтөт. Нанодо эки GND төөнөгүч бар жана бардык төрт электр компонентинде жерге зым бар. Мен иштин түбүндөгү эки негизди GND казыктарынын бирине туташтырылган бир коргошунга бириктирүүнү чечтим. Иштин чокусундагы эки негизди мен башка GND казыктарына туташтырылган бир коргошунга бириктирдим.

Акселерометрди (LSM9DS1) акселерометрдеги VDD пинин нанонун 3V3 пинине туташтыруу аркылуу наного кошсо болот. Муну 5В пинге туташтырбаңыз, болбосо акселерометрдин чипине зыян келтиресиз. SDAны нанодогу A4 төөнөгүчкө жана SCLди нанонун A5 пинине туташтырыңыз. GND пини нанодогу GND пинине барат (батареядан терс коргошун менен бирге).

OLED ЖК дисплейи кийинкиде Наного 5V пинге дисплейдеги VCC пинин туташтыруу менен туташтырылышы мүмкүн. SDAны нанодогу D2 төөнөгүчкө, ал эми SCLди нанодогу D5 пинге туташтырыңыз.

Акырында, спикерди кызыл зымды (позитивдүү) Nanoдогу D7 пинге туташтыруу менен байланыштырса болот. Кара зым OND LCD дисплейинин GND менен бирге GNDге барат.

10 -кадам: Калибрлөө

Программалык камсыздоо жүктөлгөндөн кийин жана Arduino Nano орнотуудан мурун, сиз өзүңүздүн деңгээлди калибрлешиңиз керек болот. Акселерометрдин тактайы орнотулганын тактаңыз. Аны бурамалар менен орнотуу тегиз тактага алып келиши керек, бирок эгер кандайдыр бир себептерден улам бир аз өчүрүлгөн болсо, калибрлөө туура дисплейди камсыз кылат.

Төмөнкү корпусту тегиз экени белгилүү болгон жерге коюңуз (көбүк деңгээлин же башка каражаттарды колдонуу менен). X жана Y үчүн көрсөтүлгөн маанилерди окуңуз. Эгерде нөл эмес болсо, анда программаны калибрлөө суммасы менен жаңыртуу керек болот. Бул xCalibration өзгөрмөсүн же yCalibration өзгөрмөсүн тиешелүү суммага коюу менен жасалат (эмнени көрсөтөт).

// // Бул өзгөрмөлөрдү баштапкы маанилер менен ылайыктуу катары коюңуз // bool displayF = true; // Фаренгейт үчүн туура, Цельсий үчүн жалган int xCalibration = 0; // x огунун тегизделиши үчүн калибрлөө суммасы int yCalibration = 0; // y огунун узундугун тегиздөө үчүн калибрлөө суммасы irvCalibration = 1457; // ички таяныч чыңалуусу үчүн калибрлөө суммасы

Бул учурда, сиз ошондой эле Фаренгейт же Цельсийде көрсөтүлгөн температураны каалашыңызга жараша displayFтин маанисин тийиштүү жөнгө салууңуз керек.

Программаны Nanoго кайра жүктөө азыр белгилүү деңгээлдеги 0/0 окууга алып келиши керек.

11 -кадам: Arduino наносун орнотуп, ишти чогултуп алыңыз

Калибрлөө аяктагандан кийин, сиз рельске ысык клей сүйкөп, Arduino Nano'ну бул рельстерге казыктарды өйдө каратып, USB портун корпустун ичине каратып орнотсоңуз болот.

Бардык электрониканы камтыган корпусту эми эки жарымын бириктирип жана 4 M2x8 пан башынын өз алдынча таптоочу бурамаларын колдонуу менен чогултууга болот.

12 -кадам: Сиздин жаңы санариптик деңгээлиңиздин ишин текшериңиз

Li-Po батарейкасы заряддалганын текшериңиз. Эгерде корпус чогултулган болсо, анда сиз заряддоочу LED көрсөткүчтөрүн түз көрө албайсыз. Эгерде сиз кубаттоо жарыгын көрүп заряддоо ишин текшерүүнү кааласаңыз, анда сиз корпусту ачышыңыз керек болот, бирок капкактын жабылышы менен кубаттоо жүрүп жатканын көрсөткөн кызыл жаркыроону көрүшүңүз керек.

Заряддалгандан жана чогултулгандан кийин, Санарип деңгээлин күйгүзүңүз жана анын ишин текшериңиз. Эгерде ал иштебей жатса, анда эки көйгөй чекити OLED LCD дисплейинин зымдары жана акселерометрдин зымдары болуп саналат. Эгерде дисплей эч нерсе көрсөтпөсө, анда OLED LCD зымдарынан баштаңыз. Эгерде дисплей иштеп жатса, бирок H жана V энбелгилеринде 0 жана температура 0 (C) же 32 (F) болсо, анда акселерометр туура зымдалбагандыр.

13 -кадам: Акыркы ойлор …

Мен бул санариптик деңгээлди (жана инструктивдүү) биринчи кезекте үйрөнүү тажрыйбасы катары чогулттум. Ар кандай компоненттерди жана алардын мүмкүнчүлүктөрүн изилдеп, анан аларды баалуулукту кошо бириктирүү үчүн иштөө деңгээлин түзүү мен үчүн анча маанилүү эмес болчу.

Мен кандай жакшыртууларды жасамакмын? Мен келечектеги жаңыртууну карап жаткан бир нече нерсе бар:

• Ардуино Нанонун USB портун орнотуу ыкмасын өзгөртүү аркылуу корпус аркылуу ачыңыз. Бул программалык камсыздоону оңой жаңыртууга мүмкүндүк берет (бул кандайдыр бир учурда сейрек болушу керек).
• Жыгачтан жасалган жипти колдонуу менен ишти 3D басып чыгарыңыз. Мен Hatchbox Wood жипчеси менен тажрыйба жүргүзүп келгем жана мен алган жыйынтыктарга абдан ыраазымын. Менимче, бул DigiLevelге жалпы көрүнүштү жакшыртат.
• MPU-9250 акселерометрин колдонуу үчүн дизайнды жаңыртып, функцияны бузбаңыз.

Бул менин биринчи көрсөтмөм жана мен пикирге кубанычтамын. Мен андан оолак болууга аракет кылганым менен, бул дагы эле АКШга багытталган көз карашка ээ экенине ишенем - ошондуктан АКШдан тышкаркы адамдар үчүн кечирим сурайм.

Эгер сизге кызык болсо, биринчи жолу авторлор конкурсунда мага добуш бериңиз. Аягына чейин окуганыңыз үчүн рахмат!

Автор биринчи жолу экинчи орунду ээледи