ساعة اردوينو الثنائية - مطبوعة ثلاثية الأبعاد: 5 خطوات (مع صور)

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

لقد كنت أبحث عن الساعات الثنائية لبعض الوقت من أجل مكتبي في مكتبي ، لكنها باهظة الثمن و / أو لا تحتوي على قدر كبير من الميزات. لذلك قررت أن أصنع واحدة بدلاً من ذلك. هناك نقطة واحدة يجب مراعاتها عند إنشاء ساعة ، وهي أن Arduino / Atmega328 ليس دقيقًا للغاية على مدى فترات زمنية أطول (بعض الأشخاص قد رأوا أكثر من 5 دقائق من الخطأ في 24 ساعة) لذلك بالنسبة لهذا المشروع ، سنستخدم RTC (الوقت الحقيقي) الساعة) وحدة للحفاظ على الوقت. تتمتع هذه أيضًا بمكافأة إضافية تتمثل في أن لديهم بطارية احتياطية خاصة بهم حتى لا يضيع الوقت في حالة انقطاع التيار الكهربائي. لقد اخترت وحدة DS3231 حيث تبلغ دقتها دقيقة واحدة في السنة ولكن يمكنك أيضًا استخدام DS1307 ولكنها ليست دقيقة. من الواضح أنك لست بحاجة إلى استخدام كل هذه الميزات ، يمكنك فقط إنشاء الساعة الثنائية الأساسية وتوفير ربما 10 جنيهات إسترلينية - إلى 12 جنيهاً إسترلينياً في هذه العملية. ذهبت لتنسيق الساعة 12 ساعة للحفاظ على حجم صغير وتقليل عدد LED ومن الأسهل قراءتها أيضًا. (الفطرة السليمة هي كل ما تحتاجه عادة لمعرفة ما إذا كان AM أو PM !!)

انا إستعملت:

1 × Arduino Nano (أحد مواقع ebay الرخيصة) - حوالي 3 جنيهات إسترلينية

1 × وحدة RTC (i2C) - حوالي 3 جنيهات إسترلينية

1x RHT03 مستشعر درجة الحرارة / الرطوبة - حوالي 4 جنيهات إسترلينية

1x 0.96 وحدة شاشة OLED (i2C) - حوالي 5 جنيهات إسترلينية

11 مصباح LED ذو قبعة من القش الأزرق - حوالي 2 جنيه إسترليني

11 × 470 أوم المقاوم - حوالي 1 جنيه إسترليني

1 × 10 كيلو أوم المقاوم - حوالي 0.30 جنيه إسترليني

1 × غلاف مطبوع ثلاثي الأبعاد - حوالي 12 جنيهًا إسترلينيًا

بالإضافة إلى كمية صغيرة من لوحة الشريط واللحام

إجمالي تكلفة البناء = 30 جنيهًا إسترلينيًا

الخطوة 1: بناء وحدات LED

تتكون وحدات LED من 3 أو 4 مصابيح LED لها أرجل موجبة متصلة ببعضها وأرجل سالبة متصلة بمقاوم 470Ohm. يحد هذا المقاوم من التيار من خلال LED إلى حوالي 5mA. الحد الأقصى لعدد مصابيح LED التي يمكن تشغيلها في أي وقت هو 8 ، لذا فإن أقصى سحب للتيار على Arduino يبلغ حوالي 40 مللي أمبير في و 40 مللي أمبير ، أي ما مجموعه 80 مللي أمبير - داخل منطقة الراحة في اردوينو.

يتم بعد ذلك لحام الخيوط المتطايرة وتغطية المقاومات بأنابيب الانكماش الحراري.

الخطوة 2: CIrcuit ثنائي الساعة

محور هذا المشروع هو Arduino Nano. سنستخدم معظم دبابيسه هنا. توجد كل من وحدة RTC والشاشة على ناقل i2C حتى يتمكنوا من مشاركة جميع الاتصالات. قم ببساطة بتوصيل وصلات 5 فولت و 0 فولت و SDA و SCL بكلتا الوحدتين (لقد قمت بتوصيل المنجم بالسلاسل لإبقاء الأسلاك منخفضة). ثم يتم توصيل SDA بالدبوس A4 على اردوينو ويتم توصيل SCL بـ Pin A5.

بعد ذلك ، قم بتوصيل RHT03 (DHT22). مرة أخرى ، كان هذا مقيدًا بالسلاسل لتوصيلات 5 فولت و 0 فولت ولكن الدبوس 2 كان متصلاً مباشرة مرة أخرى بدبوس Arduino D12. لا تنس إضافة المقاوم 10KOhm بين 5V ووصلة الإشارة كما هو موضح في الرسم التخطيطي.

بعد ذلك ، قم بتوصيل وحدات LED. يتم توصيل الطاقة لكل وحدة بالدبابيس 9 أو 10 أو 11 (لا يهم أيهما يوفر فقط إشارة PWM لضبط سطوع LED).

قم بتوصيل الجانب السلبي لكل LED بالدبابيس المقابلة في الرسم التخطيطي.

الخطوة الثالثة: تصميم الغلاف وطباعته

بادئ ذي بدء ، قم بقياس جميع وحداتك بحيث يكون لديك مواضع تثبيت وأحجام فتح مناسبة.

لقد استخدمت برنامج DesignSpark Mechanical 3D CAD لإنشاء ساعتي وقاعدتي ولكن يمكنك أيضًا استخدام أي برنامج جيد ثلاثي الأبعاد. يمكن تنزيل برنامج DesignSpark Mechanical واستخدامه مجانًا ، وهناك الكثير من البرامج التعليمية حول كيفية القيام بالأشياء. برنامج مجاني آخر ثلاثي الأبعاد هو SketchUp ، ومرة أخرى يحتوي على الكثير من البرامج التعليمية عبر الإنترنت بحيث يتم تغطية كل مهمة إلى حد كبير.

في النهاية ، يجب أن يكون لديك ملف إخراج بتنسيق. STL حتى يمكن طباعته. لقد قمت بتضمين ملفاتي بسهولة.

إذا لم تكن محظوظًا بما يكفي لامتلاك طابعة ثلاثية الأبعاد ، فيمكنك الحصول على مطبوعات ثلاثية الأبعاد عبر الإنترنت. يتوفر عدد غير قليل من الطابعات عبر الإنترنت بأسعار معقولة جدًا. لقد استخدمت موقعًا إلكترونيًا يسمى 3Dhubs وتكلفته أقل بقليل من 15 جنيهًا إسترلينيًا لطباعة كلا الجزأين.

لقد قمت بطباعة كلا الجزأين في تقنية ABS لأن معدل الانكماش صغير جدًا مقارنة بالمواد الأخرى.

بمجرد العودة من الطابعات ، ستحتاج إلى تنظيف الأجزاء وقد يتطلب الأمر صنفرة خفيفة. لقد أعطيت أيضًا معطفًا خفيفًا من رذاذ الطلاء ، لكنني أردت الحفاظ على المظهر "المطبوع" ، لذلك لم أبالغ في الصنفرة.

الخطوة 4: التجميع

قم ببساطة بملاءمة جميع الوحدات / الدائرة في الغلاف المطبوع الذي تم تنظيفه. مطلوب كمية صغيرة من الغراء لتثبيتها في مكانها على دبابيس تحديد الموقع الداخلية. تم أيضًا استخدام كمية صغيرة من الغراء لربط وحدات LED في مكانها. (نعم ، هذا هو اللون الأزرق الذي يمكنك رؤيته في الصورة. لقد استخدمته لتثبيت الوحدات أثناء وضع الغراء)

لا تنس أن تضع البطارية في وحدة RTC أثناء التركيب

ثم ادفع Arduino إلى موضعه بحيث يتدفق منفذ USB الصغير عبر الجزء الخلفي من الساعة.

أخيرًا ، قم بتركيب القاعدة والمسمار في الموضع (تأكد من وجود أحجام ثقب جيدة للمسامير حتى لا تقضم البلاستيك كثيرًا لأنها ستتكسر بسهولة)

الخطوة 5: تشغيل الطاقة وضبط الوقت

قبل التشغيل ، ستحتاج إلى الحصول على بعض مكتبات Arduino لإنجاح هذا الأمر.

انك سوف تحتاج:

RTClib

مكتبة DHT22

مكتبة شاشة OLED (قد تحتاج أيضًا إلى مكتبة adafruit GFX)

يمكنك العثور على الكثير من البرامج التعليمية عبر الإنترنت حول كيفية إضافة هذه المكتبات حتى لا أخوضها هنا.

تستمد الساعة طاقتها من منفذ USB الصغير الموجود في الخلف. ما عليك سوى توصيل هذا بجهاز الكمبيوتر الخاص بك وفتح Arduino Sketch 'Binary_Clock_Set.ino'

سيأخذ هذا الرسم التخطيطي التاريخ والوقت الحاليين المحددين على جهاز الكمبيوتر في وقت تجميع الرسم وتحميله على الساعة في حلقة الإعداد. قم بتحميل هذا على مدار الساعة وسيتم تعيين الوقت. بدون فصل الساعة (حتى لا تبدأ حلقة الإعداد مرة أخرى) ، افتح رسم Arduino الآخر 'Binary_Clock.ino' وقم بتحميله على الساعة. هذا هو رسم التشغيل العادي

إذا فقدت الطاقة (USB) بين هاتين الخطوتين ، فستحتاج إلى تكرارهما لأن الوقت سيكون غير صحيح.

الرسم التخطيطي "Binary_Clock_Set.ino" مطلوب الآن فقط إذا كانت الساعة بحاجة إلى إعادة ضبطها مرة أخرى ، مثل التوقيت الصيفي وما إلى ذلك.