یک لیوان هوشمند توسط LED و آردوینو بسازید: 6 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:56

توسط ElectropeakElectroPeak وب سایت رسمی بیشتر توسط نویسنده دنبال کنید:

درباره: ElectroPeak مکان یکپارچه شما برای یادگیری لوازم الکترونیکی و عملی کردن ایده های شما است. ما راهنماهای درجه یک ارائه می دهیم تا به شما نشان دهیم چگونه می توانید پروژه های خود را بسازید. ما همچنین محصولات با کیفیت بالا را ارائه می دهیم تا بتوانید … بیشتر درباره Electropeak »

در این پروژه ، از LED های RGB ، حسگر محیط و آردوینو نانو برای ارسال پیام یا ایجاد زنگ هشدار با چراغ های رنگی استفاده می کنیم. در پایان این پروژه می توانید:

• دمای محیط را از طریق سنسور DS18B20 توسط آردوینو بخوانید.
• LED های RGB را با PWM کنترل کنید.
• یک لیوان هوشمند خنک درست کنید.

مرحله 1: موارد مورد استفاده در این پروژه

تمام اجزای مورد استفاده در این پروژه را می توان با پیوند ارائه شده خریداری کرد.

اجزای سخت افزاری

آردوینو نانو X1

سنسور دما ElectroPeak DS18B20 X1

ElectroPeak RGB 5mm LED X1

باتری Adafruit LiPo X1

کابل روبان Adafruit X1

برنامه های نرم افزاری و خدمات آنلاین

آردوینو IDE

مرحله 2: یک یادداشت کوتاه در مورد DS18B20

دماسنج دیجیتال DS18B20 اندازه گیری دمای 9 بیت تا 12 بیت سانتیگراد را ارائه می دهد و دارای عملکرد زنگ خطر با نقاط ماشه بالا و پایین قابل برنامه ریزی کاربر است. DS18B20 از طریق یک گذرگاه 1-Wire ارتباط برقرار می کند که طبق تعریف تنها یک خط داده (و زمین) برای ارتباط با یک ریزپردازنده مرکزی نیاز دارد. علاوه بر این ، DS18B20 می تواند مستقیماً از خط داده ("قدرت انگل") نیرو دریافت کند ، نیاز به منبع تغذیه خارجی. هر DS18B20 دارای یک کد سریال 64 بیتی منحصر به فرد است که به چندین DS18B20 اجازه می دهد تا در یک گذرگاه 1-Wire عمل کنند. بنابراین ، استفاده از یک ریزپردازنده برای کنترل چندین DS18B20 که در یک منطقه وسیع توزیع شده اند ، ساده است. برنامه های کاربردی که می توانند از این ویژگی بهره مند شوند شامل کنترل های محیطی تهویه مطبوع ، سیستم های نظارت بر دما در ساختمان ها ، تجهیزات یا ماشین آلات و سیستم های نظارت و کنترل فرآیند است.

در مورد ترکیب فناوری با زندگی ، استفاده از نور رنگی شگفت انگیز و جذاب است. جایگزینی LED های RGB با نمایشگرها برای ارسال پیام یا زنگ هشدار می تواند پروژه ها را زیبا تر و ساده تر کند. در این پروژه ، ما می خواهیم یک لیوان را هوشمند کنیم تا بتوانید دمای قهوه یا نوشیدنی های گازدار و زنگ هشدار را به شما نشان دهیم. آماده نوشیدن است به عنوان ترموپایل ، ما از DS18B20 استفاده می کنیم و آن را در پایین لیوان می چسبانیم. این می تواند دمای مایع موجود در لیوان را در یک داده دیجیتالی به کنترل کننده ارسال کند. آردوینو نانو به دلیل اندازه کوچک و اتصال USB کوچک روی برد ، انتخاب ما به عنوان کنترلر است. بنابراین می توان آن را برنامه ریزی کرد و باتری را می توان با پورت USB شارژ کرد. برای نشان دادن دما ، از 2 LED RGB 4 پین ساده استفاده می کنیم و آنها را به واحدهای PWM جداگانه در Arduino Nano متصل می کنیم. در حال حاضر ، ما فقط به یک باتری ، یک لیوان و یک پوسته پلاستیکی برای قرار دادن قطعه نیاز داریم. بیایید این کار را انجام دهیم.

مرحله 3: مدار

اندازه باتری بستگی به LED ها و اندازه لیوان دارد. باتری 500 میلی آمپر ساعتی انتخاب خوبی است. می توانید از باتری های پلیمری یا یونی استفاده کنید. LED های مورد استفاده در اینجا دارای کاتد مشترک هستند. اگر آند شما دارای آند مشترک است ، باید تغییرات کوچکی در کد ایجاد کنید. اگر LED های شما بدون مقاومت کار نمی کنند ، دو راه دارید. افزودن مقاومت یا افزودن LED های بیشتر. شما باید ولتاژ و پین داده DS18b20 را به یک مقاومت 4.7K اهم وصل کنید. اگرچه ممکن است لازم نباشد.

مرحله 4: کد

باید کد زیر را در Arduino IDE کپی کنید. اما ابتدا باید کتابخانه را اضافه کرده و سپس کد را بارگذاری کنید. کتابخانه "One Wire" و "Dallas" را از پیوست بارگیری کنید. اگر برای اولین بار است که یک برد آردوینو را اجرا می کنید ، نگران نباشید. کافی است این مراحل را دنبال کنید:

• به www.arduino.cc/fa/Main/Software بروید و نرم افزار سیستم عامل خود را بارگیری کنید. نرم افزار IDE را طبق دستور نصب کنید.
• Arduino IDE را اجرا کرده و ویرایشگر متن را پاک کنید و کد زیر را در ویرایشگر متن کپی کنید.
• برای طراحی و وارد کردن کتابخانه ها حرکت کنید (کتابخانه ها را از پیوندهای زیر بارگیری کنید). اکنون روی افزودن کتابخانه ZIP کلیک کنید و کتابخانه ها را اضافه کنید
• برد را در ابزارها و تخته ها انتخاب کنید ، Arduino Nano را انتخاب کنید.
• Arduino را به رایانه خود وصل کنید و پورت COM را در ابزارها و پورت تنظیم کنید.
• دکمه بارگذاری (علامت پیکان) را فشار دهید.

خطوط کد زیر متعلق به محاسبه رنگ است و بستگی به لیوان شما دارد. اگر لیوان شما گرما را به اندازه کافی سریع منتقل نمی کند ، باید آن را تغییر دهید تا به نتایج دلخواه برسید.

if (temp> 50) temp = 100؛

if (دما <30)

دما = 0 ؛

temp = (12.5)*(temp-30)؛

مرحله 5: مونتاژ

در ابتدا ، باید کف لیوان را سوراخ کنید. تعداد سوراخ ها بستگی به مدار و نحوه اجرای آن دارد. ما 3 سوراخ برای این پروژه در نظر گرفته ایم. یکی برای دماسنج و دو مورد برای اتصال پیچ (الکترود) با مایع داخل لیوان. شما می توانید این پروژه را بدون سوراخ کردن لیوان انجام دهید. دماسنج را به ته لیوان بچسبانید و 2 سیم الکترودها را به یک کلید روشن/خاموش وصل کنید. پس از اتصال دماسنج و الکترودها و آب بندی آنها ، زمان ساخت قاب برای پایین لیوان فرا رسیده است. برای چسباندن شیشه از چسب استفاده کنید ، که با آب سرد یا گرم حل نمی شود. برای ساختن پوسته برای کف لیوان. ابتدا باید قطر بیرونی لیوان را اندازه گیری کنید. سپس یک دایره با اندازه یکسان ته لیوان و دو حلقه با قطر خارجی با ضخامت 3 میلی متر (و البته با قطر پایین لیوان) طراحی کنید. می توانید از پلکسی گلاس و دستگاه برش لیزری برای ساخت پوسته تجویز شده. یکی از حلقه ها باید شفاف باشد ، شما می توانید رنگ بقیه حلقه ها را به دلخواه انتخاب کنید. برای رسیدن به یک سطح مات ، باید حلقه شفاف را سنباده بزنید. آنها را همانطور که در تصاویر نشان داده شده است بچسبانید. حالا باتری را به پوسته بچسبانید و پین های آن را به آردوینو وصل کنید. قسمتی از حلقه شفاف را به اندازه پورت میکرو USB آردوینو برش دهید و آردوینو را به باتری وصل کنید تا کانکتور از حلقه خارج شود. حالا LED ها را به آردوینو لحیم کرده و سیمهای دیگر را به آردوینو وصل کنید. در نهایت ، پوسته را به انتهای لیوان بچسبانید و کد را در آردوینو بارگذاری کنید.