DigiLevel - Хоёр тэнхлэг бүхий дижитал түвшин: 13 алхам (зурагтай)

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:04

Энэхүү зааварчилгааны урам зориг бол GreatScottLab -ээс эндээс олж авсан DIY дижитал сүнсний түвшин юм. Энэ загвар надад таалагдсан, гэхдээ илүү график интерфэйстэй том дэлгэцийг хүсч байсан. Энэ тохиолдолд цахилгаан хэрэгслийг илүү сайн холбох сонголтыг хүсч байна. Эцэст нь би энэ төслийг ашиглан 3D дизайны ур чадвараа дээшлүүлж (Fusion 360 ашиглан), шинэ электрон эд ангиудыг судалж үзлээ.

DigiLevel нь x тэнхлэг (хэвтээ) ба y тэнхлэг (босоо) аль аль нь гадаргуу тэгш байгаа эсэх талаар санал өгөх болно. Түвшингийн зэрэг, 2 тэнхлэгт график дүрслэлийг харуулав. Нэмж дурдахад батерейны түвшинг харуулсан бөгөөд Фаренгейт эсвэл Цельсийн одоогийн температурыг үзүүлэв (акселерометрийн чипийн мэдээлснээр). Энэ бол хамгийн бага дуут санал хүсэлт юм - хүчийг шалгах анхны өнгө, дараа нь түвшинг түвшний бус байрлалаас түвшний байрлал руу шилжүүлэх үед давхар дуугарна.

Би энэ дижитал түвшинг хэрхэн яаж хийх талаар нарийвчилсан зааврыг өгсөн боловч DIY Дижитал Сүнсний Түвшинд хийсэн шиг миний загварыг өөрчилж, өөрчлөх боломжтой.

Алхам 1: Материал

Энэхүү дижитал түвшинг нэгтгэхэд ашигласан материалыг доор харуулав. Худалдан авах линкүүдийн ихэнх нь хэд хэдэн ширхэг байдаг бөгөөд эдгээр нь тусдаа бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг худалдаж авахаас хамаагүй хямд байдаг. Жишээлбэл, TP4056 чип нь 10 ширхэгийг 9 доллараар (1 доллараас бага/TP4056) нийлүүлдэг, эсвэл тусад нь 5 доллараар худалдаж авах боломжтой.

• Зай цэнэглэгч TP4056 Li -Po (Amazon -
• LSM9DS1 хурдасгуур (Амазон -
• Arduino Nano (Амазон -
• 128x64 OLED LCD дэлгэц (Amazon -
• Пьезо чанга яригч (Амазон -

• 3.7V Li -Po зай (Амазон -

  a.co/d/1v9n7uP)

• М2 тогоо толгой өөрөө түншдэг эрэг - 4 M2x4, 6 M2x6, 6 M2x8 эрэг хэрэгтэй (eBay -
• Слайдын унтраалга (Amazon -

Боолтыг эс тооцвол өгсөн линкүүд таныг Амазон руу хүргэх болно. Гэсэн хэдий ч эдгээр бараг бүх зүйлийг eBay дээр эсвэл Хятадаас шууд хямд үнээр худалдаж авах боломжтой. Хятадаас захиалга өгөх нь урт хугацааны үр дагаварт хүргэж болзошгүйг анхаарна уу (3-4 долоо хоног нь ер бусын зүйл биш юм).

Эдгээр бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн олон хувилбарууд байдаг гэдгийг анхаарна уу. Жишээлбэл, та LSM9DS1 (MPU-9205 гэх мэт) өөр хурдатгал хэмжигчийг орлуулж болно. Та Arduino Nano-г сольж, зохих GPIO тээглүүр бүхий Arduino-тэй нийцтэй аливаа процессорыг ашиглаж болно.

Ялангуяа LSM9DS1 бол Sparkfun -ээс 10 доллараас бага үнээр зарагдсан боловч ихэвчлэн өндөр үнэтэй байдаг. MPU-9025 (https://a.co/d/g1yu2r1) нь ижил төстэй функцийг хямд үнээр хангадаг.

Хэрэв та орлуулалт хийвэл та хэргийг өөрчлөх шаардлагатай болно (эсвэл наад зах нь уг хэрэгслийг хэрхэн угсрах талаар), өөр бүрэлдэхүүн хэсэгт холбогдохын тулд програм хангамжийг өөрчлөх шаардлагатай болно. Надад ийм өөрчлөлт байхгүй байна - та зохих ёсоор нь судалж, шинэчлэх хэрэгтэй болно.

Алхам 2: Утасны диаграм

Утасны схемд янз бүрийн электрон эд ангиуд хоорондоо хэрхэн холбогдож байгааг нарийвчлан тайлбарласан болно. Улаан шугам нь эерэг хүчдэлийг илэрхийлдэг бол хар шугам нь газрыг илэрхийлдэг. Шар, ногоон шугамыг акселерометр болон OLED LCD дэлгэцээс өгөгдөл дамжуулахад ашигладаг. Дараах алхмуудаас эдгээр бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг хэрхэн холбож байгааг харах болно.

Алхам 3: Хэргийг гаргах

Хэрэв танд 3D принтер байгаа бол хэргийг хялбархан хэвлэх боломжтой. Энэхүү зааварт багтсан STL файлууд. Хэрэв танд 3D принтер байхгүй бол та STL файлуудыг 3D принтерийн товчоонд (жишээ нь) байршуулж, танд хэвлэх боломжтой.

Би уурхай, сал (мөн тулгуургүй), 20% бөглөөгүйгээр хэвлэсэн боловч та хэвлэхэд дассан байсан ч та өөрийн хэвлэх боломжтой. Хэсэг бүрийг тусад нь хэвлэх ёстой. Хэвлэгчийн ортой тааруулахын тулд та үүнийг 45 градус эргүүлэх хэрэгтэй болно. Уурхайг 200 мм х 200 мм хэмжээтэй Monoprice Maker Select Plus ашиглан хэвлэсэн бөгөөд хэсэг бүрийг хэвлэхэд 12 цаг орчим хугацаа шаардагджээ. Хэрэв та жижиг ортой бол энэ нь таарахгүй байж магадгүй юм. Цахим эд ангиудын бэхэлгээг зохих хэмжээгээр масштаблахгүй тул масштаб хийхийг зөвлөдөггүй.

Алхам 4: Холболтыг шалгахын тулд бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг Breadboard руу залгаарай (заавал биш)

Бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг угсрахаасаа өмнө холболтыг шалгахын тулд үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг самбар дээр холбохыг зөвлөж байна. Та програм хангамжийг Arduino Nano дээр татаж авах боломжтой (дараагийн алхамыг үзнэ үү), мөн OLED LCD дэлгэц зөв утастай, ажиллаж байгаа, акселерометр зөв утсан холбогдож, өгөгдлөө Arduino Nano -д мэдээлж байгаа эсэхийг шалгах боломжтой.. Түүнчлэн, үүнийг нэмэлт пьезо чанга яригчийн ажиллагааг шалгахад ашиглаж болно.

Би энэ үе шатанд батерей болон цэнэглэгчийг талхны талбарт холбоогүй - зайг хянахын тулд унтраалгыг залгуурыг хайрцагт холбосны дараа холбоно. Сүүлчийн зураг дээр энэ нь утсыг холбохоос өмнө хэрхэн харагдаж байгааг харуулж байна.

Алхам 5: Програмыг Arduino Nano дээр татаж аваарай

Програм хангамжийг Arduino IDE ашиглан Arduino Nano дээр ачаалж байна. Үүнийг DigiLevel бүтээх явцад хүссэн үедээ хийх боломжтой боловч цахилгаан эд ангиудын зөв утас, ажиллагааг шалгахын тулд бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг талхны самбар ашиглан утсаар холбосон тохиолдолд (өмнөх алхамыг үзнэ үү) хамгийн сайн хийдэг.

Програм хангамжийн хувьд 2 номын сан суулгах шаардлагатай. Эхнийх нь U8g2 номын сан (oliver) -та үүнийг Arduino IDE дээрх 'Sketch -> Номын санг оруулах -> Номын санг удирдах …' дээр дарж суулгаж болно. U8g2 гэж хайгаад Install дээр дарна уу. Хоёр дахь номын сан бол Sparkfun LSM9DS1 номын сан юм. Та номын санг хэрхэн суулгах тухай зааврыг эндээс авах боломжтой.

Номын сангийн тодорхойлолтын дараа програм хангамж нь тохируулгын хэсэг болон үндсэн боловсруулалтын давталттай болно. Тохиргооны хэсэг нь хурдасгуур болон OLED LCD дэлгэцийг эхлүүлж, үндсэн дэлгэцийг үзүүлэхээс өмнө эхлүүлэх дэлгэцийг харуулдаг. Хэрэв чанга яригч холбогдсон бол асаалтын статусыг илтгэхийн тулд чанга яригч дээр нэг дохио өгөх болно.

Гол боловсруулалтын давталт нь хурдатгал хэмжигчийг унших, x ба y өнцгийг олж авах, дараа нь утгыг үнэмлэхүй тооны багц хэлбэрээр дүрслэх, мөн график дээр дүрслэх үүрэгтэй. Акселерометрийн температурын заалтыг мөн харуулдаг (Фаренгейт эсвэл Цельсийн аль нэгээр). Хэрэв түвшин өмнө нь түвшин биш байсан бол түвшин рүү буцаж ирэхэд чанга яригч дээр хоёр дохио өгөх болно (хэрэв холбогдсон бол).

Эцэст нь батерейны хүчдэлийг одоогийн батерейны түвшинг тодорхойлох, харуулах зорилгоор авдаг. Энэ код хэр зөв болохыг би мэдэхгүй, гэхдээ энэ нь батерейны бүрэн бүтэн байдлыг харуулах, ашиглах явцад батерейны түвшинг аажмаар бууруулахад хангалттай нарийвчлалтай юм.

Алхам 6: OLED дэлгэц ба пьезо чанга яригчийг холбож, утсаар холбоно уу

1.3 OLED дэлгэц (128x64) нь хайрцагны дээд хагаст 4 M2x4 хэмжээтэй, өөрөө түншдэг эрэг ашиглан бэхлэгддэг. Угсрахаасаа өмнө утсаа дэлгэцэнд холбохыг зөвлөж байна. Энэ нь тээглүүр хэрхэн яаж байгааг харах боломжийг танд олгоно. утас холбож байгаа гэж тэмдэглэсэн болно. Дэлгэцийг суурилуулсны дараа та тээглүүрийн шошгыг харах боломжгүй болно. Би дэлгэцийн ар талд шошго нэмж оруулснаа санаж байх болно. пин утгууд (би үүнийг анх удаа хийгээгүй тул буруу залгасан болохоор …).

Чанга яригч нь Дижитал түвшинг асаахад батерей сайн ажиллаж байгаа эсэхийг шалгахын тулд богино дуу гаргахад ашигладаг. Түвшинг түвшний бус байрлалаас түвшний байрлал руу шилжүүлэх бүрт давхар дуу гаргадаг. Энэ нь түвшинг эсвэл түвшний байрлалыг байрлуулахдаа дуут санал өгөх явдал юм. Энэ нь хайрцагны дээд хэсэгт M2x4 хэмжээтэй 2 ширхэг өөрөө түншдэг эрэг ашиглан бэхлэгдсэн байна. Танд чанга яригч хэрэггүй - DigiLevel нь түүнгүйгээр сайн ажиллах болно, гэхдээ танд ямар ч сонсогдож буй санал хүсэлт байхгүй болно.

Алхам 7: Батерей, зай цэнэглэгч, унтраалгыг холбож, утсаар холбоно уу

Батерейг холбохоос өмнө унтраалгыг хайрцагт бэхлэх шаардлагатай. Учир нь хэрэв та эхлээд утсаар холбосон бол унтраалгыг салгахгүйгээр холбох боломжгүй болно. Тиймээс эхлээд унтраалгыг холбож, дараа нь TP4056 ба Li-Po зайг урьдчилан холбож, дараа нь шилжүүлэгчийн утсыг холбоно уу.

TP4056 нь 4 утастай: B+, B-, Out+, Out-. Та батерейг B+ (эерэг хүчдэл) ба B- (газардуулга) холболтод холбохыг хүсэх болно. Гарах холболтыг Arduino Nano руу очих газарт ашигладаг бөгөөд Out+ нь унтраалгын нэг зүүтэй холбогддог. Шилжүүлэгчийн хоёр дахь зүүг Arduino Nano -ийн VIN руу холбоно.

Миний гагнуурын ажил бол хамгийн сайн ажил биш - би гагнасан холболтыг таглаж, дулаалахдаа дулаан багатай хоолой ашиглах дуртай. Энд байгаа гагнасан холболтуудын нэгэнд гагнуурын халуунд халдаг хоолой нь нөлөөлж, намайг хөдөлгөж амжаагүй байтал анзаарсан байх.

Алхам 8: Акселерометрийг холбож, утсаар холбоно уу

Акселерометр (LSM9DS1) нь корпусын доод хагаст байрладаг. Утастай байх 4 зүү байна: VCC нь Arduino Nano дээрх V5 зүү рүү явдаг; GND газар унав; SDA нь Arduino Nano дээрх A5 зүү рүү явдаг; SCL нь Arduino Nano дээрх A4 зүү рүү очно.

Би Dupont холбогчтой холбогч утас ашигладаг байсан, гэхдээ хэрэв та хүсвэл утсыг голтой шууд гагнах боломжтой. Хэрэв та утсыг зүү рүү шууд гагнах юм бол илүү хялбар болгохын тулд акселерометрийн чипийг суулгахаасаа өмнө үүнийг хийхийг хүсч магадгүй юм.

Алхам 9: Arduino Nano утсыг холбож электроникийг гүйцээнэ үү

Эцсийн утсыг бүх цахилгаан эд ангиудыг Arduino Nano -той холбох замаар хийдэг. Энэ нь Arduino Nano -ийг суулгахаасаа өмнө хамгийн сайн хийгддэг бөгөөд ингэснээр USB порт нь шалгалт тохируулга хийх болон бусад програм хангамжийг өөрчлөх боломжтой болно.

Нано руу шилжүүлэгчийг холбож эхэл. Эерэг хар тугалга (улаан) нь унтраалгаас Наногийн VIN зүү рүү явдаг. Батерейны сөрөг хар тугалга (хар) нь нано дээрх GND зүү болно. Нано дээр хоёр GND зүү байдаг бөгөөд дөрвөн цахилгаан бүрэлдэхүүн хэсэг нь газардуулгын утастай байдаг. Би хэргийн доод талд байгаа хоёр үндэслэлийг GND зүү рүү холбосон нэг тугалга болгон нэгтгэхийг сонгосон. Хэргийн дээд талд байгаа хоёр үндэслэлийг би GND -ийн бусад зүү рүү холбосон нэг тугалга болгон нэгтгэв.

Акселерометр (LSM9DS1) -ийг акселерометр дээрх VDD зүүг нано дээрх 3V3 зүүгээр холбож нано руу холбож болно. Үүнийг 5V зүүгээр бүү холбоорой, эс тэгвээс акселерометрийн чипийг гэмтээх болно. SDA -ийг нано дээрх A4 зүү рүү, SCL -ийг нано дээрх A5 зүүтэй холбоно уу. GND зүү нь нано дээрх GND зүү рүү ордог (батерейны сөрөг тугалгатай хослуулсан).

OLED LCD дэлгэцийг дараа нь дэлгэц дээрх VCC зүүг нано дээрх 5V зүүгээр холбож нано руу холбож болно. SDA -ийг нано дээрх D2 зүү, SCL -ийг нано дээрх D5 зүү рүү холбоно уу.

Эцэст нь хэлэхэд чанга яригчийг улаан утсыг (эерэг) нано дээрх D7 зүү рүү холбож холбож болно. Хар утас нь OLED LCD дэлгэцийн GND -тэй хамт GND руу явдаг.

Алхам 10: Калибровк хийх

Програмыг татаж аваад Arduino Nano -ийг суулгахаасаа өмнө түвшингээ тохируулах шаардлагатай болж магадгүй юм. Акселерометрийн самбар суурилуулсан эсэхийг шалгаарай. Шургаар бэхлэх нь түвшний самбартай байх ёстой, гэхдээ хэрэв ямар нэгэн шалтгаанаар бага зэрэг унтраасан бол шалгалт тохируулга нь зөв дэлгэцийг баталгаажуулна.

Доод талын хайрцгийг тэгшхэн гадаргуу дээр тавь (хөөсний түвшин эсвэл бусад хэрэгслийг ашиглан). X ба Y-ийн харуулсан утгыг уншина уу. Хэрэв аль нэг нь тэг биш бол та шалгалт тохируулгын хэмжээгээр програм хангамжийг шинэчлэх шаардлагатай болно. Энэ нь xCalibration хувьсагч эсвэл yCalibration хувьсагчийн аль нэгийг тохирох хэмжээгээр тохируулах замаар хийгддэг.

// // Эдгээр хувьсагчдыг анхны утгуудаар тохируулах // bool displayF = true; // Фаренгейтийн хувьд үнэн, Цельсийн хувьд хуурамч int xCalibration = 0; // x тэнхлэгийг тэгшлэх тохируулгын хэмжээ int yCalibration = 0; // y тэнхлэгийг тэгшлэх тохируулгын хэмжээ irvCalibration = 1457; // дотоод жишиг хүчдэлийн тохируулгын хэмжээ

Энэ үед та дэлгэцийн температурыг Фаренгейт эсвэл Цельсийн температурт харуулах эсэхээс хамаарч тохирох тохиргоог хийх ёстой.

Програмыг Нано дээр дахин ачаалснаар одоо мэдэгдэж буй гадаргуу дээр 0/0 унших боломжтой болно.

Алхам 11: Arduino Nano -ийг суулгаж, хайрцгийг угсарна уу

Калибровк хийж дууссаны дараа та Arduino Nano -ийг угсарч болно. Туузан дээр халуун цавуу түрхээд Arduino Nano -ийг эдгээр төмөр зам дээр байрлуулна.

Бүх цахилгаан хэрэгслийг агуулсан хайрцгийг одоо хоёр талыг нь нийлүүлж, 4 ширхэг M2x8 хэмжээтэй тогоо толгой өөрөө түншдэг эрэг ашиглан угсарч болно.

Алхам 12: Шинэ дижитал түвшнийхээ ажиллагааг шалгана уу

Li-Po батерейг цэнэглэж байгаа эсэхийг шалгаарай. Хэрэв уг хэргийг угсарсан бол та цэнэглэж буй LED үзүүлэлтүүдийг шууд харах боломжгүй болно. Хэрэв та цэнэглэх гэрлийг шууд харах замаар цэнэглэх ажиллагааг баталгаажуулахыг хүсвэл хайрцгийг онгойлгох шаардлагатай болно, гэхдээ та гэрлийг хаах үед цэнэглэж байгааг илтгэх улаан туяаг харах боломжтой байх ёстой.

Цэнэглэж, угсарсны дараа Дижитал түвшинг асааж, ажиллагааг нь шалгана уу. Хэрэв энэ нь ажиллахгүй байгаа бол асуудлын хоёр цэг бол OLED LCD дэлгэцийн утас, акселерометрийн утас юм. Хэрэв дэлгэц дээр юу ч харагдахгүй байвал OLED LCD утаснаас эхэлнэ үү. Хэрэв дэлгэц ажиллаж байгаа боловч H ба V шошго хоёулаа 0, температур нь 0 (C) эсвэл 32 (F) байвал хурдасгуур хэмжигчийг зөв холбоогүй байж магадгүй юм.

Алхам 13: Эцсийн бодол …

Би энэхүү дижитал түвшинг (мөн зааварлах боломжтой) голчлон суралцах туршлага болгон нэгтгэсэн. Янз бүрийн бүрэлдэхүүн хэсгүүд, тэдгээрийн чадавхийг судалж, дараа нь үнэ цэнийг нэмэгдүүлэхийн тулд тэдгээрийг нэгтгэхийн тулд үйл ажиллагааны түвшинг бий болгох нь надад хамаагүй чухал байсан.

Би ямар сайжруулалт хийх байсан бэ? Ирээдүйд шинэчлэлт хийхээр төлөвлөж буй хэд хэдэн зүйл байна:

• Arduino Nano -ийн USB портыг угсрах аргыг өөрчилснөөр уг хайрцгийг ил гаргаарай. Энэ нь програм хангамжийг хялбархан шинэчлэх боломжийг олгоно (ямар ч тохиолдолд ховор байх ёстой).
• Модон утас ашиглан хэргийг 3D хэвлэх. Би Hatchbox Wood судалтай туршилт хийж байсан бөгөөд олж авсан үр дүндээ маш их баяртай байна. Энэ нь DigiLevel -ийн ерөнхий дүр төрхийг сайжруулах болно гэж би бодож байна.
• Зардлыг бууруулахын тулд MPU-9250 хурдатгал хэмжигчийг ашиглан дизайныг шинэчилнэ үү.

Энэ бол миний анхны зааварчилгаа бөгөөд санал хүсэлтийг хүлээн авч байна. Би үүнээс зайлсхийхийг хичээсэн ч гэсэн энэ нь АНУ -д чиглэсэн хэтийн төлөвтэй хэвээр байгаа гэдэгт итгэлтэй байна. Тиймээс АНУ -аас гадуур байгаа хүмүүсээс уучлалт гуйж байна.

Хэрэв танд сонирхолтой санагдсан бол анх удаа зохиогчдын уралдаанд надад саналаа өгөөрэй. Эцэс хүртэл уншсан танд баярлалаа!

Анх удаа зохиогчоор шалгарсан зохиолч