اصنع كوبًا ذكيًا بواسطة LED & Arduino: 6 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:40

بواسطة موقع ElectropeakElectroPeak الرسمي

حول: ElectroPeak هو مكانك الوحيد لتعلم الإلكترونيات ونقل أفكارك إلى واقع ملموس. نحن نقدم أدلة من الدرجة الأولى لتظهر لك كيف يمكنك إنشاء مشاريعك. نقدم أيضًا منتجات عالية الجودة بحيث يكون لديك… المزيد حول Electropeak »

في هذا المشروع ، سنستخدم RGB LEDs ، ومستشعر البيئة ، و Arduino Nano لإرسال رسالة أو عمل إنذار بأضواء ملونة. في نهاية هذا المشروع يمكنك:

• اقرأ درجة حرارة البيئة من مستشعر DS18B20 بواسطة Arduino.
• تحكم RGB LEDs بواسطة PWM.
• اصنع كوبًا ذكيًا رائعًا.

الخطوة 1: الأشياء المستخدمة في هذا المشروع

يمكن شراء جميع المكونات المستخدمة في هذا المشروع من خلال الرابط المقدم.

مكونات الأجهزة

اردوينو نانو X1

جهاز استشعار درجة الحرارة ElectroPeak DS18B20 X1

ElectroPeak RGB 5 مم LED X1

بطارية Adafruit LiPo X1

كابل الشريط Adafruit X1

تطبيقات البرمجيات والخدمات عبر الإنترنت

اردوينو IDE

الخطوة 2: ملاحظة قصيرة على DS18B20

يوفر مقياس الحرارة الرقمي DS18B20 قياسات درجة حرارة 9 بت إلى 12 بت مئوية وله وظيفة إنذار مع نقاط تشغيل علوية وسفلية غير متطايرة قابلة للبرمجة بواسطة المستخدم. يتصل DS18B20 عبر ناقل بسلك واحد يتطلب بحكم تعريفه خط بيانات واحدًا فقط (وأرضيًا) للاتصال بمعالج دقيق مركزي. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن لـ DS18B20 استخلاص الطاقة مباشرة من خط البيانات ("طاقة الطفيليات") ، مما يلغي الحاجة إلى بحاجة إلى مصدر طاقة خارجي. لكل DS18B20 رمز تسلسلي فريد 64 بت ، والذي يسمح DS18B20s متعددة بالعمل على نفس ناقل 1-Wire. وبالتالي ، من السهل استخدام معالج دقيق واحد للتحكم في عدة DS18B20s موزعة على مساحة كبيرة. تشمل التطبيقات التي يمكن أن تستفيد من هذه الميزة الضوابط البيئية للتدفئة والتهوية وتكييف الهواء وأنظمة مراقبة درجة الحرارة داخل المباني أو المعدات أو الآلات وأنظمة مراقبة العمليات والتحكم فيها.

فيما يتعلق بدمج التكنولوجيا في الحياة ، فإن استخدام الضوء الملون أمر مذهل وجذاب. استبدال RGB LEDs بشاشات عرض لإرسال رسالة أو إنذار يمكن أن يجعل المشاريع أكثر جمالًا وأكثر بساطة في هذا المشروع ، نريد أن نجعل الكوب ذكيًا ، بحيث يمكنك إظهار درجة حرارة القهوة أو المشروبات الغازية والتنبيه عند إنه جاهز للشرب. كصانع حراري ، سنستخدم DS18B20 ونلصق ذلك في الجزء السفلي من الكوب. يمكنه إرسال درجة حرارة السائل الموجود في الكوب إلى وحدة التحكم في البيانات الرقمية. Arduino Nano هو خيارنا كوحدة تحكم نظرًا لصغر حجمه وموصل USB الصغير على اللوحة. لذلك يمكن برمجتها ويمكن شحن البطارية عن طريق منفذ USB. لإظهار درجة الحرارة ، نستخدم 2 من مصابيح RGB LED البسيطة ذات 4 سنون ونوصلها بوحدات PWM منفصلة في Arduino Nano. الآن ، نحتاج فقط إلى بطارية وكوب وغطاء بلاستيكي لوضع المكون فيه. لنفعل ذلك.

الخطوة 3: الدائرة

يعتمد حجم البطارية على مصابيح LED وحجم الكوب. تعد بطارية 500 مللي أمبير خيارًا جيدًا. يمكنك استخدام بطاريات البوليمر أو الأيونات. تحتوي مصابيح LED المستخدمة هنا على كاثودات مشتركة. إذا كان لديك أنودات مشتركة ، فيجب عليك إجراء تغييرات صغيرة في الكود. إذا لم تتمكن مصابيح LED الخاصة بك من العمل بدون المقاوم ، فلديك طريقتان. إضافة المقاوم أو إضافة المزيد من المصابيح. يجب عليك توصيل كل من الجهد ودبوس البيانات DS18b20 بمقاوم 4.7 كيلو أوم. على الرغم من أنه قد لا يكون ضروريا.

الخطوة 4: الكود

يجب عليك نسخ الكود التالي في Arduino IDE. لكن عليك أولاً إضافة المكتبة ثم تحميل الكود. قم بتنزيل مكتبة "One Wire" و "Dallas" من المرفق. إذا كانت هذه هي المرة الأولى التي تقوم فيها بتشغيل لوحة Arduino ، فلا داعي للقلق. ما عليك سوى اتباع الخطوات التالية:

• انتقل إلى www.arduino.cc/en/Main/Software وقم بتنزيل برنامج نظام التشغيل الخاص بك. قم بتثبيت برنامج IDE حسب التعليمات.
• قم بتشغيل Arduino IDE وامسح محرر النصوص وانسخ الكود التالي في محرر النصوص.
• انتقل إلى رسم تخطيطي وتضمين المكتبات (قم بتنزيل المكتبات من الروابط التالية). الآن انقر فوق إضافة مكتبة ZIP وإضافة المكتبات
• اختر اللوحة في الأدوات واللوحات ، حدد Arduino Nano.
• قم بتوصيل Arduino بجهاز الكمبيوتر الخاص بك وقم بتعيين منفذ COM في الأدوات والمنفذ.
• اضغط على الزر تحميل (علامة السهم).

تنتمي سطور التعليمات البرمجية التالية إلى حساب اللون وتعتمد على الكوب الخاص بك. إذا كان الكوب الخاص بك لا ينقل الحرارة بالسرعة الكافية ، فيجب عليك تغييره لتحقيق النتائج المرجوة.

إذا كانت (درجة الحرارة> 50) درجة الحرارة = 100 ؛

إذا (درجة الحرارة <30)

درجة الحرارة = 0 ؛

temp = (12.5) * (temp-30) ؛

الخطوة 5: التجميع

في البداية ، يجب عليك حفر الجزء السفلي من الكوب. يعتمد عدد الثقوب على الدائرة وكيفية تنفيذها. لقد درسنا 3 ثقوب لهذا المشروع. واحد لميزان الحرارة واثنان لتوصيل المسامير (الأقطاب) بالسائل داخل الكوب. يمكنك القيام بهذا المشروع دون ثقب القدح. ضع علامة على مقياس الحرارة في أسفل الكوب وقم بتوصيل السلكين من الأقطاب الكهربائية بمفتاح تشغيل / إيقاف ، وبعد توصيل مقياس الحرارة والأقطاب الكهربائية وختمها ، حان الوقت لإنشاء إطار لأسفل الكوب. استخدم المواد اللاصقة لإغلاق الزجاج ، والذي لن يتم حله بالماء الساخن أو البارد ، لصنع الغلاف لقاع الكوب. يجب عليك أولا قياس القطر الخارجي للقدح. ثم قم بتصميم دائرة بنفس حجم قاع الكوب تمامًا ، وحلقتين بقطر خارجي بسمك 3 مم (وبالطبع بقطر قاع الكوب) يمكنك استخدام زجاج شبكي و a آلة القطع بالليزر لصنع القشرة الموصوفة. يجب أن تكون إحدى الحلقات شفافة ، ويمكنك اختيار لون الباقي منها كما يحلو لك ، كما يجب صنفرة الحلقة الشفافة للحصول على مظهر نهائي غير لامع. قم بلصقها كما هو موضح في الصور ، والآن قم بلصق البطارية بالغطاء وقم بتوصيل دبابيسها بـ Arduino. قم بتقطيع جزء الحلقة الشفافة بقدر منفذ Arduino micro USB ، وقم بتوصيل Arduino بالبطارية بحيث يسقط الموصل خارج الحلقة. الآن قم بتوصيل مصابيح LED بـ Arduino وقم بتوصيل الأسلاك الأخرى بـ Arduino. أخيرًا ، قم بلصق الغلاف في الجزء السفلي من الكوب وقم بتحميل الكود على Arduino.