دندان های خود را مسواک کنید!: 5 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:53

پسر 5 ساله من دوست ندارد ، همانطور که بچه های 5 ساله مسواک می زنند…

من دریافتم که بزرگترین مانع در واقع عمل مسواک زدن به خودی خود نیست ، بلکه زمان صرف شده برای انجام آن است.

من آزمایشی را با شمارش معکوس تلفن همراه انجام دادم تا بتوانم زمان صرف شده برای هر گروه دندان (پایین-چپ ، پایین-راست ، بالا-چپ ، بالا-راست ، جلو) را ردیابی کند. آنچه از این آزمایش آموختم این است که این کار را برای او بسیار آسان می کند. پس از آن ، او در واقع آن را درخواست کرد و بدون هیچ شکایتی دندان هایش را مسواک کرد!

بنابراین فکر کردم: من یک مصنوع شمارش معکوس کوچک می سازم که او می تواند به تنهایی از آن استفاده کند تا مستقل تر شود و امیدوارم دندان هایش را بیشتر و با دقت بیشتری مسواک بزند.

من می دانم که برخی پروژه های DIY دیگر و محصولات تجاری نیز دقیقاً این کار را انجام می دهند ، اما من می خواستم کمی کار کنم و طراحی خودم را ایجاد کنم.

در اینجا معیارهای طراحی من آمده است:

• تا حد امکان فشرده
• اعداد و علائم 2 رقمی را نمایش دهید
• در ابتدای هر گروه دندان صدایی از خود ساطع کنید
• قابل شارژ
• تا حد امکان استفاده از آن ساده است

در این Ible به شما نشان می دهم که چگونه آن را طراحی و ایجاد کرده ام.

لذت بردن!

تدارکات

• 1 عدد آردوینو مینی
• صفحه نمایش 2 * 7 بخش
• 1 دکمه فشاری
• 1 عدد ترانسفورماتور خودکار
• زنگ 1 پیزو
• 2 مقاومت 470Ω
• 1 عدد ماژول شارژر لیتیوم یون/تقویت کننده
• 1 باتری لیتیوم یون 17360 (در تصویر 18650 را مشاهده می کنید و نگهدارنده آن است ، اما برای جمع و جورتر شدن آن بعدا نظرم تغییر کرد)
• یک تخته چوبی
• چند سیم
• مقداری نوار فوم دو طرفه
• یک محوطه (من یک چوبی ساخته ام ، می توان آن را به صورت سه بعدی چاپ کرد)
• 4 عدد پای لاستیکی
• مقداری چسب CI

مرحله 1: اجزا را لحیم کنید

من قبلاً اثبات مفهوم را با Arduino Uno و یک صفحه اصلی ایجاد کرده بودم تا بتوانم کد را بنویسم و تصمیم بگیرم که از چه اجزایی استفاده کنم. من آن بخش از فرآیند را به اشتراک نمی گذارم زیرا بسیار خسته کننده است و چیز زیادی برای این مشکل به ارمغان نمی آورد.

طرحواره ها

شماتیک در Tinkercad موجود است: https://www.tinkercad.com/things/77jwLqAcCNo-migh… کامل نیست زیرا برخی از اجزای موجود در کتابخانه در دسترس نیستند و کد به دلیل نیاز به یک کتابخانه خاص قابل اجرا نیست. به با این وجود ، ایده کلی پشت مدار ساده را کاملاً دقیق نشان می دهد.

در توضیحات زیر هرگز بیان نمی کنم که کدام پین عمداً به چه چیزی متصل است. من فکر می کنم تعیین پین بستگی به نحوه قرار دادن اجزای شما دارد. در مرحله بعد به راحتی می توانید تعیین کنید که با ویرایش کد آردوینو ، محل تخصیص پین را کجا تنظیم کنید

چیدمان

من ابتدا روی میز تخته قرار دادم که می خواستم رقم 7 قسمت مربوط به موقعیت آردوینو باشد. اتفاق می افتد که این تخته مخصوص بسیار کاربردی است: تقریباً شبیه یک تخته اولیه با اتصالات مناسب به علاوه چاپ دو طرفه طراحی شده است. اگر قطعات را در یک طرف و آردوینو را در طرف دیگر قرار دهم ، می توانم بیشتر پین های رقمی را با پین های ورودی/خروجی مطابقت دهم و یک طرح بسیار جمع و جور دریافت کنم!

اگر راهی برای (چاپ) تابلوهای خود دارید ، شاید بهترین کار این باشد که تابلوهای خود را طراحی کنید.

رقم

من دریافتم که ساده ترین راه برای نمایش اعداد و نمادهای دو رقمی استفاده از 7 بخش رقم LED است.

نحوه عملکرد ارقام 7 بخش در ارتباط با آردوینو

رقم 7 بخش دارای 10 پین است: یکی برای هر بخش ، یکی برای نقطه/دوره و دو مورد برای آند/کاتد مشترک (که بعداً A/K نامیده می شود) (داخلی به هم متصل شده اند). به منظور کاهش تعداد پین های استفاده شده توسط سگمنت ها با آردوینو ، همه سگمنت ها و پین های نقطه ای به هم متصل شده و به یک پین I/O متصل می شوند که مجموعاً 8 پین I/O استفاده شده را جمع می کند. سپس ، یکی از پین A/K هر بخش به پین ورودی/خروجی دیگری متصل می شود. در مورد نمایش 2 بخش ، این 10 استفاده از پین های ورودی/خروجی (7 بخش + 1 نقطه + 2 رقم x 1 A/K = 10) را نشان می دهد.

چگونه می تواند موارد مختلف را روی هر رقم نمایش دهد؟ کتابخانه ای که آن پین های ورودی/خروجی را هدایت می کند ، از ماندگاری شبکیه چشم انسان استفاده می کند. پین A/K رقم مورد نظر را روشن می کند و بقیه را خاموش می کند و قطعات را به درستی تنظیم می کند و سپس با استفاده از پین های A/K خود به سرعت با سایر ارقام متناوب می شود. چشم نمی تواند پلک زدن را "ببیند" زیرا فرکانس بالایی دارد.

لحیم کاری

ابتدا اعداد و اتصالات بین آنها را لحیم کردم ، سپس آردوینو را در طرف دیگر لحیم کردم. متوجه خواهید شد که قبل از لحیم کاری آردوینو ، باید همه رقم ها را به هم متصل کنید ، زیرا از دسترسی مجدد به پشت رقم جلوگیری می کند.

مقاومت مناسب محدود کننده جریان را انتخاب کنید

برگه داده نمایشگرهای من نشان دهنده جریان جلو 8mA و ولتاژ رو به جلو 1.7V است. از آنجا که من از آردوینو استفاده می کنم با 5 ولت کار می کند ، باید 5 - 1.7 = 3.3 ولت را در 8 میلی آمپر کاهش دهم. اعمال قانون اهم: r = 3.3 / 0.008 = 412.5Ω نزدیکترین مقاومت هایی که دارم 330Ω و 470Ω است. برای اطمینان بیشتر ، من مقاومت 470Ω را برای محدود کردن جریان در هر دیود صفحه نمایش انتخاب کردم. میزان روشنایی صفحه نمایش معکوس با مقدار آن مقاومت است ، بنابراین استفاده از مقدار یکسان برای هر رقم مهم است.

وزوز پیزو

چگونه می توان به سادگی با آردوینو صدایی را منتشر کرد و در همان زمان فشرده نگه داشت؟ بهترین راهی که من پیدا کردم استفاده از یکی از آن وزوزهای باریک پیزو است که می توانید به عنوان مثال در آلارم های درب پیدا کنید.

ما به راهی برای تقویت صدای ساطع شده توسط آن زنگ نیاز داریم ، زیرا اگر آن را مستقیماً به آردوینو وصل کنیم ، شنیدن چیزی از آن دشوار است. ما آن را با این دو روش تقویت می کنیم:

• با یک ترانسفورماتور خودکار که ولتاژ را افزایش می دهد ، هرچه بیشتر باشد ، پیزو بلندتر خواهد بود
• با یک تقویت کننده آکوستیک منفعل ، یک جعبه اساساً مانند یک گیتار: اگر پیزو را به یک مقوا وصل کنید ، بلافاصله متوجه صدای بلندتری خواهید شد

یک ترانسفورماتور خودکار را می توان در همان زنگ هشدار درب پیدا کرد ، این یک استوانه کوچک با معمولاً 3 پین است. یک پین به پین ورودی/خروجی آردوینو ، یکی به پیزو و آخرین آن به GND آردوینو و سیم پیزو دیگر متصل می شود. سخت است بدانید پین چیست و بنابراین پیکربندی های مختلف را امتحان کنید تا زمانی که بلندترین صدایی که از پیزو بیرون می آید را بشنوید.

قدرت

سلب مسئولیت: می دانم که لحیم کاری مستقیم بر روی یک سلول لیتیوم یونی ایده بدی است ، اگر از این بابت راحت نیستید این کار را نکنید.

من انتخاب کردم که مدار را با یک سلول لیتیوم یونی کوچک تغذیه کنم ، این به معنای استفاده از یک ماژول برای محافظت از آن ، شارژ و افزایش ولتاژ تا 5 ولت است (سلولهای لیتیوم یون معمولاً حدود 3.6 ولت تولید می کنند). آن ماژول را از یک پاوربانک ارزان گرفتم و کانکتور دست و پا گیر USB-A را فروختم.

ماژول محل اتصال سلول را نشان می دهد. با جستجوی آنلاین اتصالات زن USB-A ، می توانم سیم های 5VCC را از ماژول به پین های arduino GND و VCC وصل کنم. اگر تا به حال تصمیم گرفته اید که آردوینو را با بیش از 5 ولت تغذیه کنید ، می خواهید آن را از طریق پین RAW تغذیه کنید تا بتوانید به تنظیم کننده ولتاژ داخلی اجازه دهید تا آن را به 5 ولت مورد نیاز ATMega کاهش دهد.

از آنجا که منبع تغذیه قابل شارژ است ، به راهی نیاز داشتم که بدانم چه موقع تخلیه می شود. برای این منظور ، انتهای مثبت سلول را به پین آنالوگ آردوینو وصل کردم. در طول دنباله راه اندازی ، آن ولتاژ را می خوانم و آن را برای ارزیابی سطح شارژ به روشی خواندنی تبدیل می کنم. من در مورد فرمول ظرفیت یون لیتیک مطالبی نوشتم. بعداً نحوه نمایش آن را توضیح خواهم داد.

دکمه

ما به روشی برای شروع شمارش معکوس نیاز داریم و برای این کار یک سوئیچ روشن/خاموش خوب است. من تصمیم گرفتم از یک دکمه فشار لحظه ای که بین پین های GND و RESET متصل است استفاده کنم. در پایان کل چرخه شمارش معکوس ، آردوینو به حالت خواب عمیق می رود و می توان آن را با خاموش کردن و سپس روشن کردن یا تنظیم مجدد پین RESET بر روی پایین بیدار کرد ، که مناسب است. این دکمه به من امکان می دهد شمارش معکوس را "روشن" کرده و هر زمان که بخواهم آن را تنظیم مجدد کنم. هرچند نمی توانم شمارش معکوس زمان شروع آن را تغییر دهم ، اما فکر می کنم مسئله مهمی نباشد.

مرحله 2: کد را ویرایش و بارگذاری کنید

کد پیوست شده را پیدا خواهید کرد. از کتابخانه ای به نام SevSeg استفاده می کند که می توانید آن را با استفاده از مدیر کتابخانه های IDE نصب کنید یا در https://github.com/DeanIsMe/SevSeg بارگیری کنید.

چندین تغییر وجود دارد که ممکن است بخواهید قبل از بارگذاری انجام دهید:

شمارش معکوس

برای هر گروه دندان ، شمارش معکوس نمایش داده می شود. برای هر گروه آن را روی 20 ثانیه تنظیم کردم. 5 گروه و برخی مکث ها برای نمایش نماد در بین آنها وجود دارد (به تصویر زیر مراجعه کنید) بنابراین کل زمان مسواک زدن دندانها باید حدود 2 دقیقه باشد. من شنیدم این زمان بندی توصیه شده است.

اگر می خواهید تایمر را اصلاح کنید ، به خط 14 نگاه کنید.

تخصیص های پین

• اگر از نمایشگرهای کاتد معمولی استفاده می کنید ، خط 84 را به "COMMON_CATHODE" تغییر دهید
• برای پین های بخش ، خط 82 را تغییر دهید (در حال حاضر روی 4 تا 11 تنظیم شده است)
• برای پین های A/K ، خط 80 را تغییر دهید (در حال حاضر روی 2 و 3 تنظیم شده است)
• برای سنسور ولتاژ ، خط پین 23 را تغییر دهید (در حال حاضر روی A0 تنظیم شده است)
• برای زنگ ، خط پین 19 را تغییر دهید (در حال حاضر روی 12 تنظیم شده است)

صدا

من برخی از نت های موسیقی را با فرکانس تقریبی آنها از خط 36 تا 41 تعریف کردم ، اگر احساس می کنید می خواهید آهنگ های مختلف را پخش کنید ، ممکن است بخواهید تعداد بیشتری را به آن لیست اضافه کنید.

دارای 2 تن مختلف است:

• نوعی جیر جیر در ابتدای هر گروه دندان ، خط 206
• لحن "مهمانی" در پایان (نوع پاداش) ، خط 201

شما می توانید آن آهنگها را تغییر دهید ، لیستها متناوب نت موسیقی و مدت زمان نت هستند ، خلاق باشید!

انیمیشن

در ابتدای هر گروه دندان نمایشگری وجود دارد که نمادی از گروه مورد نظر است. نمادهای پنج گروه از خط 71 تا 74 تعریف شده است. در صورت تمایل می توانید این مورد را ویرایش کنید.

در انتهای دنباله ، این نمادها برای ایجاد نوعی انیمیشن جایگزین می شوند.

نشانگر میزان باتری

در ابتدای دنباله ، سطح باتری به عنوان "نوار" نمایش داده می شود که در عرض 3 ثانیه نشان داده می شود. هر رقم می تواند سه نوار افقی را نمایش دهد. وقتی هر 6 نوار نمایش داده می شود به این معنی است که باتری پر است. با کاهش سطح باتری ، میله ها از بالا به پایین و از چپ به راست روشن نمی شوند. در صورت تمایل می توانید آن را تغییر دهید و عددی را نشان دهید که درصد باقی مانده انرژی را نشان می دهد ، کد در خط 100 قرار دارد.

مرحله 3: ایجاد یک محفظه

پیوست یک مدل Sketchup از آنچه من طراحی کرده ام مشاهده می کنید.

احتمالاً با نیازهای شما مطابقت ندارد زیرا بستگی زیادی به فشردگی و اندازه مدار/اجزای شما دارد. آن را در صورت نیاز اصلاح کنید:)

من فکر می کنم از تخته سه لا توس 3/16 اینچی و یک رولپلاک گرد 1/2 اینچی برای درپوش دکمه استفاده کردم.

متوجه خواهید شد که پشت جعبه ای که در آن وزوز پیزو نصب می شود حک شده است ، در اینجا من تقویت کننده صوتی غیرفعال را انجام می دهم.

مرحله 4: قطعات را در محفظه قرار دهید

من از نوار فوم دو طرفه برای نگه داشتن باتری ، ماژول شارژر/تقویت کننده و زنگ پیزو در جای خود استفاده کردم. من همچنین مقداری از آن را به عنوان فاصله بین تخته چوبی و تخته سه لا استفاده کردم وگرنه صفحه نمایش به شکلی نه چندان زیبا بیرون می آمد.

من دکمه فشار را با چسب CI چسباندم اما برای تحمل فشار هنگام فعال کردن آن کافی نبود ، بنابراین از یک رولپلاک با قطر کوچک برای نگه داشتن آن در محل استفاده کردم (تصویر را ببینید).

من همچنین از چسب CI برای چسباندن پیزو در صفحه پشتی قبل از بستن آن استفاده کردم.

توصیه من: آزمایش کنید که در حین نصب هر چند وقت یکبار همه چیز کار می کند ، من مجبور شدم چندین نواحی را مجدداً باز کرده و جدا کنم ، چندین بار!

چند کف لاستیکی به پایین اضافه کنید ، ظاهری حرفه ای به شما می دهد ؛)

مرحله 5: نتیجه گیری

ممکن است توجه داشته باشید که ارقام وارونه هستند ، این اشتباهی است که من هنگام تنظیم اجزاء انجام دادم. من آن مسئله را با جابجایی تخصیص پین حل کردم ، مشکل بزرگی نیست زیرا از نقطه/نقطه استفاده نمی کنم.

به هر حال ، ساخت این پروژه واقعاً سرگرم کننده بود و بچه من آن را دوست دارد!

از ارسال نظرات و پیشنهادات خود دریغ نکنید!

ممنون که خواندید.