ساعة مكعب متعددة الوظائف تعتمد على الموقع: 5 خطوات (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:36

مشاريع فيوجن 360 »

هذه ساعة تعتمد على Arduino وتتميز بشاشة OLED تعمل كساعة مع التاريخ وكمؤقت قيلولة وكضوء ليلي. يتم التحكم في "الوظائف" المختلفة بواسطة مقياس تسارع ويتم تحديدها عن طريق تدوير ساعة المكعب.

أردت ساعة منضدة جديدة لكنني لم أرغب في إنفاق المال على ساعة فاخرة بها الكثير من الوظائف التي لن أستخدمها. بالإضافة إلى ذلك ، كنت أجمع المكونات وأجهزة الاستشعار التي كانت موجودة للتو ، لذا قررت استخدامها لصنع ساعتي الخاصة!

كان لدي بعض الأهداف لهذا المشروع:

1. اعرض ذلك الوقت مع خيار إيقاف التشغيل
2. قم بتضمين وظيفة ضوء الليل
3. قم بتضمين مؤقت قيلولة لمدة 15 دقيقة مع التنبيه
4. تكون قادرة على عرض التاريخ

اللوازم

• اردوينو برو ميني 5 فولت
• مقياس التسارع ثلاثي المحاور ADXL335
• DS3231 AT24C32 IIC دقة ساعة الوقت الحقيقي
• المتكلم مصغرة
• شاشة OLED SSD1306 IIC 0.96in
• 5V DC امدادات الطاقة
• LED × 2
• المقاومات 220 أوم × 2
• مقبس برميل DC
• الأسلاك

• أدوات

  • قواطع / قواطع للأسلاك
  • لحام الحديد / جندى
  • طابعة ثلاثية الأبعاد (اختيارية)
  • مبرمج FTDI للتفاعل بين Pro mini و Arduino IDE

الخطوة 1: النموذج الأولي واختبار الدائرة

قم بتوصيل المكونات بـ Arduino. يتم عرض تخطيط اللوح أو التخطيطي أعلاه. يستخدم RTC و OLED بروتوكول I2C للتفاعل مع Arduino واستخدام دبابيس A4 و A5. يستخدم مقياس التسارع 3 دبابيس تناظرية. لقد استخدمت A0 و A1 و A2. يمكن لمصابيح LED و Piezo استخدام أي من المسامير الرقمية ، لقد استخدمت 4 و 8 على التوالي.

واجهة مع كل مكون. اضطررت إلى تثبيت بعض مكتبات Arduino للتفاعل مع كل مكون. هم معروضون في الصورة أعلاه.

كود باستخدام Arduino IDE. لقد قمت بمراجعة بعض الأمثلة على الرسومات التخطيطية التي قدمتها كل مكتبة لمعرفة التركيب المناسب لكل مكون بناءً على ما أردت أن يفعلوه. لقد توصلت إلى رسم تخطيطي لكل مكون لاختبارها على حدة. يتم توفيرها أدناه. لقد بدأت مع مكبر الصوت بيزو لأنه كان الأسهل. في الواقع لم تكن بحاجة إلى مكتبة خاصة ، فقط وظيفة محددة تحدد التردد والصوت. يتطلب الحصول على مصابيح LED للعمل سحب أحد المسامير الرقمية عالية ومنخفضة. بعد ذلك ، انتقلت إلى OLED وكان هذا سهل الإعداد أيضًا. الرسم أدناه هو عرض Adafruit الذي يمر عبر جميع الرسوم المتحركة / النصوص التي يمكن عرضها. ثم حاولت تشغيل RTC. كان الرسم الذي قدمته جزءًا من مثال في المكتبة يحصل على الوقت الحالي ويطبعه على الشاشة التسلسلية. أخيرًا ، استخدمت المثال المقدم لاختبار مقياس التسارع. تتم طباعة مخرجات كل محور على الشاشة التسلسلية.

حان الوقت لتجميع كل شيء معًا!

الخطوة الثانية: البرنامج الرئيسي

الآن بعد أن علمت أن كل شيء يعمل بشكل فردي ، يمكنني البدء في ابتكار برنامج يجمع كل شيء معًا. سأناقش عمليتي لكتابة البرنامج أدناه ولكن لا تتردد في تنزيل الكود الكامل أدناه لاستخدامه في مشروعك الخاص. حاولت ترك تعليقات محددة حتى تتمكن من استعراض الشفرة بنفسك.

كنت بحاجة إلى عرض الوقت والتاريخ على OLED الذي كان بسيطًا إلى حد ما. كان علي فقط طباعة الوقت الحالي على الشاشة بدلاً من الشاشة التسلسلية. كان هناك عدد قليل من أشياء التنسيق التي كان عليّ وضعها في الحسبان لجعلها تعرض تنسيق 12 ساعة بدلاً من 24 وإضافة / إزالة 0 حيث كانت مناسبة. كان التاريخ مشابهًا مع إضافة عرض الشهر واليوم داخل المستطيلات المرسومة على الشاشة. لقد استخدمت حلقة FOR المتداخلة لإنشاء المؤقت وإيقاف بيزو بعد نهاية الحلقة. قررت أن أجعل وميض الشاشة بينما كان الجرس ينطلق وهو عبارة عن رسم متحرك أساسي مأخوذ من عرض Adafruit. لقد جعلت من إعادة المكعب إلى وضع الساعة الطريقة الوحيدة لإيقاف تشغيل الجرس. أخيرًا ، أردت طريقة لإيقاف تشغيل الشاشة والتي تم إنجازها بمجرد مسح الشاشة. الآن ، كنت بحاجة إلى كل هذه الوظائف للعمل بناءً على مخرجات مقياس التسارع. لقد استخدمت البرنامج النصي Accel_Test لتحديد إحداثيات المحور لكل موضع أردت تشغيل كل وظيفة. قمت بتحريك رقاقة مقياس التسارع يدويًا وسجلت القراءات على الشاشة التسلسلية. يعطي الرسم البياني أعلاه إحداثيات الإخراج لكل موضع باللون الرمادي. الإحداثيات في RED هي الحدود بين كل موقع ولقد استخدمت هذه الأرقام لبرنامجي. في مواضع العرض الأربعة ، هناك حاجة فقط إلى إحداثيات المحور X و Y. يستخدم الموضع الخامس لضوء الليل المحور Z. لقد استخدمت عبارات IF البسيطة لمواقف مقياس التسارع قبل كل كتلة دالة. إذا كنت تستخدم مقياس تسارع مختلف ، فقد تختلف هذه الإحداثيات وستحتاج إلى تعديل في البرنامج.

الخطوة 3: 3D Printing the Cube

اعتقدت أن المكعب سيكون أفضل تصميم لاستيعاب الطريقة التي أردت أن تعمل بها الساعة. لقد استخدمت fusion360 لصنع النموذج. كنت بحاجة إلى انقطاع لـ OLED ومقبس البرميل. أردت أيضًا سهولة الوصول لاستبدال بطارية الخلية في RTC بعد أن تم توصيل كل شيء. كنت بحاجة إلى فتحة لإبقاء Arduino في اتجاه يسهل إعادة برمجته إذا لزم الأمر. بالإضافة إلى ذلك ، يجب أن تكون العلبة قابلة للإزالة بسهولة حتى أتمكن من الوصول إلى Arduino. يمكنك رؤية نموذج CAD أعلاه وملفات STL أدناه.

لقد قمت بطباعة الجسم باللون الأسود PLA بنسبة 20 ٪ ، ودقة 0.2 مم.

تمت طباعة الغلاف أو الغلاف بفتيل Solutech المرن مع حشو 100٪ ودقة 0.3 مم. لقد استخدمت هذه المادة لأنها تتمتع ببعض المرونة مما جعل من السهل التمدد على الجسم. كما أن لها إحساسًا أكثر نعومة عند تدوير الساعة حولها. أخيرًا ، اخترت خيطًا واضحًا حتى تتألق مصابيح LED الخاصة بالأضواء الليلية.

الخطوة 4: التجميع

لقد قمت بتوصيل كل شيء معًا باستخدام التخطيطي من الخطوة 1. لقد استخدمت قطعة صغيرة من لوحة الأداء لتوصيل جميع الأسلاك الشائعة حتى لا أضطر إلى لحام أسلاك متعددة بدبوس واحد على Arduino. تم استخدام الغراء الساخن لتأمين كل شيء في مكانه باستثناء Arduino. لقد تم دفعه للتو في الفتحة المخصصة له. لقد تأكدت من أن لوحة مقياس التسارع كانت عمودية ومستوية في أسفل الجسم بحيث لا تحتاج إلى تغيير الإحداثيات في الكود.

الخطوة 5: قم بالتحميل وأنت انتهيت

الآن يمكن تحميل البرنامج النهائي على مدار الساعة لضبط الوقت الصحيح. يجب أن تحافظ بطارية الخلية على الوقت حتى عند فصل الطاقة. قم بتمرير الغلاف المطبوع ثلاثي الأبعاد على الجسم لإخفاء جميع المكونات ولديك ساعة مكعب كاملة!

أتمنى أن تستمتع بصنع هذا المشروع وأن تجده مفيدًا مثلي. الجزء الجميل في هذا المشروع هو أنه قابل للتخصيص للغاية. لا تتردد في إضافة وظائفك المختلفة مثل وظيفة الإنذار ، واستخدم مكونات مختلفة مثل OLED أكبر ، وجهاز استقبال راديو FM ، وما إلى ذلك.