Børst dine tænder !: 5 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:26

Min søn på 5 år kan ikke lide, at så mange 5 -årige børn børster tænder …

Jeg fandt ud af, at den største hindring faktisk ikke er at børste tænder i sig selv, men tiden brugt på at gøre det.

Jeg lavede et eksperiment med min mobiltelefons nedtælling for at lade ham spore den tid, han bruger på hver tændegruppe (nederst til venstre, nederst til højre, øverst til venstre, øverst til højre, foran). Hvad jeg lærte af dette eksperiment er, at det gør denne opgave meget lettere for ham. Efter det bad han faktisk om det og børstede tænder uden klager overhovedet!

Så jeg tænkte: Jeg vil lave en lille nedtællingsartefakt, som han selv kunne bruge, så han bliver mere selvstændig og forhåbentlig børster tænder oftere og med større omhu.

Jeg ved, at der er nogle andre DIY -projekter og kommercielle produkter, der gør præcis dette, men jeg ville pille lidt og lave mit eget design.

Her er kriterierne for mit design:

• Så kompakt som muligt
• Vis 2 cifre tal og tegn
• Afgiv en lyd i begyndelsen af hver tændegruppe
• Genopladelig
• Så enkel at bruge som muligt

I denne Ible viser jeg dig, hvordan jeg designede og skabte den.

God fornøjelse!

Forbrugsvarer

• 1 x Arduino pro mini
• 2 x 7 segmenter vises
• 1 x trykknap
• 1 x autotransformator
• 1 x piezo -summer
• 2 x 470Ω modstande
• 1 x li-ion oplader/boostermodul
• 1 x 17360 li-ion batteri (på billedet ser du en 18650 og dens holder, men for at gøre det mere kompakt ændrede jeg senere mening)
• et perfboard
• nogle ledninger
• noget dobbeltsidet skumtape
• et kabinet (jeg lavede et træ, kunne 3D -printes)
• 4 x gummifødder
• lidt CI -lim

Trin 1: Lodd komponenterne

Jeg havde tidligere oprettet et proof of concept med en Arduino Uno og et protoboard, så jeg kunne skrive koden og beslutte, hvilke komponenter jeg skulle bruge. Jeg vil ikke dele den del af processen, da den er meget kedelig og ikke ville bringe meget til denne ible.

Skemaer

Skemaerne er tilgængelige i Tinkercad: https://www.tinkercad.com/things/77jwLqAcCNo-migh … det er ikke komplet, fordi nogle komponenter ikke er tilgængelige i biblioteket, og koden ikke kan køre, ligesom den har brug for et specifikt bibliotek. Ikke desto mindre viser den ganske præcist den overordnede idé bag det simple kredsløb.

I de følgende beskrivelser oplyser jeg aldrig, hvilken pin der er forbundet med hvad der bevidst er. Jeg tror, at pin -tildelingen afhænger af, hvordan du lægger dine komponenter ud. I det næste trin finder du let, hvor du kan indstille pin -tildelingen ved at redigere Arduino -koden

Layout

Jeg lagde først på perfboardet, hvor jeg ville have, at de 7 segmenters cifre skulle være angående placeringen af Arduino. Det sker, at dette særlige perfboard er meget praktisk: det er designet stort set som et proto -bord med praktiske forbindelser plus det er dobbeltsidet printet. Hvis jeg indstiller segmenterne på den ene side og Arduino på den anden, kan jeg få de fleste cifre til at matche med I/O ben, og jeg får et meget kompakt layout!

Hvis du har en måde at (lave) at udskrive dine egne tavler, er det måske bedst at designe dine egne.

Cifre

Jeg fandt ud af, at den nemmeste måde at vise tocifrede tal og symboler er ved at bruge 7 segmenter LED-cifre.

Hvordan 7 segmentcifre fungerer i forhold til Arduino

Et ciffer med 7 segmenter har 10 ben: en for hvert segment, en for prikken/perioden og to for den fælles anode/katode (kaldet A/K senere) (internt forbundet sammen). For at reducere antallet af ben, der bruges af segmenterne med Arduino, er alle segmenterne og prikstiftene forbundet til en I/O -stift, som summerer 8 anvendte I/O -ben. Derefter er en af A/K -stiften i hvert segment forbundet til en anden I/O -pin. I tilfælde af en 2 segmenter viser dette 10 I/O pins brug (7 segmenter + 1 prik + 2 cifre x 1 A/K = 10).

Hvordan kan den vise forskellige ting på alle cifre så? Det bibliotek, der driver disse I/O -ben, udnytter dette på det menneskelige øjes nethinde. Den tænder A/K -stiften på det ønskede ciffer og slukker for resten, indstiller segmenterne korrekt og derefter hurtigt skifte med de andre cifre ved hjælp af deres egne A/K -ben. Øjet "ser" ikke blinket, da det er ved en høj frekvens.

Lodning

Jeg lodde først cifrene og forbindelserne mellem dem, derefter lodde jeg Arduino på det andet ansigt. Du vil bemærke, at det er vigtigt at udføre alle cifre -sammenkoblinger, før du lodder Arduino, fordi det forhindrer dig i at få adgang til bagsiden af cifrene, når de er på plads.

Vælg en passende strømbegrænsende modstand

Databladet til mine displays angiver en fremadgående strøm på 8mA og en fremspænding på 1,7V. Da den Arduino, jeg bruger, fungerer med 5V, skal jeg tabe 5 - 1,7 = 3,3V ved 8mA. Anvendelse af Ohms lov: r = 3.3 / 0.008 = 412.5Ω De nærmeste modstande, jeg har, er 330Ω og 470Ω. For at være på den sikre side valgte jeg 470Ω modstanden til at begrænse strømmen gennem hver diode på displayet. Displayets lysstyrke er omvendt proportional med værdien af den modstand, så det er vigtigt at bruge den samme værdi for hver ciffer.

Piezo summer

Hvordan sender man simpelthen en lyd med en Arduino og holder den kompakt på samme tid? Den bedste måde, jeg fandt, er at bruge en af de slanke piezo -summer, man f.eks. Kan finde i døralarmer.

Vi har brug for en måde at forstærke lyden fra den summer, men fordi hvis vi forbinder den direkte til Arduino, er det svært at høre noget fra den. Vi forstærker den med disse to midler:

• med en autotransformator, der vil hæve spændingen, jo højere den er, jo højere vil piezoen være
• med en passiv akustisk forstærker, en kasse dybest set, som en guitar: hvis du f.eks. vedhæfter piezo til et pap, vil du straks bemærke en højere lyd

En autotransformer kan findes i den samme døralarm, det er en lille cylinder med normalt 3 ben. En pin går til Arduino I/O pin, en til piezo og den sidste er forbundet til både Arduino GND og den anden piezotråd. Det er svært at vide, hvilken pin der er, så prøv forskellige konfigurationer, indtil du hører den højeste lyd, der kommer ud af piezo.

Strøm

Ansvarsfraskrivelse: Jeg ved, at det kan være en dårlig idé at lodde direkte på en li-ion-celle, gør det ikke, hvis du ikke er fortrolig med det.

Jeg valgte at drive kredsløbet med en lille li-ion-celle, dette indebærer brugen af et modul til at beskytte det, oplade det og øge spændingen til 5V (li-ion-celler producerer normalt omkring 3,6V). Jeg tog det modul fra en billig powerbank og lodde det besværlige USB-A-stik.

Modulet angiver, hvor cellen skal forbindes. Leder jeg online efter pinout af USB-A hunstikket, kunne jeg forbinde 5VCC-ledningerne fra modulet til arduino GND- og VCC-benene. Hvis du nogensinde har besluttet at drive Arduino med mere end 5V, vil du gerne fodre det via RAW-stiften, så du kan lade den indbyggede spændingsregulator sænke den til den 5V, der kræves af ATMega.

Da det er en genopladelig strømkilde, havde jeg brug for en måde at vide, hvornår den blev afladet. Til det tilsluttede jeg den positive ende af cellen til en analog pin på Arduino. Under opsætningssekvensen læser jeg denne spænding og konverterer den til en læsbar måde til at evaluere ladningsniveauet. Jeg skrev en kerne om formlen for li-ion-kapacitet. Senere vil jeg forklare, hvordan jeg viser det.

Knap

Vi har brug for en måde at starte nedtællingen på, og til det ville en tænd/sluk -vippekontakt have været fin. Jeg valgte at bruge en kortvarig trykknap, der er forbundet mellem GND og RESET pins. I slutningen af hele nedtællingscyklussen går Arduino i en dyb søvn-tilstand og kan vækkes enten ved at slukke den og derefter tænde eller indstille RESET-stiften til lav, hvilket er praktisk. Denne trykknap giver mig mulighed for at "tænde" nedtællingen og nulstille den, når jeg vil. Jeg kan dog ikke slå ned på, hvornår det startede, men jeg synes ikke, det er en stor ting.

Trin 2: Rediger og upload koden

Du finder koden vedhæftet. Det bruger et bibliotek ved navn SevSeg, som du enten kan installere ved hjælp af IDEs bibliotekshåndtering eller downloade på

Der er flere ændringer, du måske vil bringe, før du uploader det:

Nedtælling

For hver tændegruppe vises en nedtælling. Jeg satte den til 20 sekunder for hver gruppe. Der er 5 grupper og nogle pauser til symbolvisning imellem (se nedenfor), så den samlede tid, der bruges på at børste tænder, bør være omkring 2 minutter. Jeg har hørt, at dette er den anbefalede timing.

Hvis du vil ændre timeren, skal du se på linje 14.

Fastgør opgaver

• hvis du bruger fælles katodeskærme, skal du ændre linje 84 til "COMMON_CATHODE"
• for segmenterne ben, skift linje 82 (aktuelt indstillet til 4 til 11)
• for A/K -benene, skift linje 80 (aktuelt indstillet til 2 og 3)
• for spændingsføleren skal du ændre stiftlinjen 23 (aktuelt indstillet til A0)
• for summeren skal du ændre stiftlinjen 19 (aktuelt indstillet til 12)

Lyder

Jeg definerede nogle musiknoter med deres omtrentlige frekvens fra linje 36 til 41, hvis du føler, at du vil afspille forskellige toner, kan du tilføje flere til listen.

Det betaler 2 forskellige toner:

• en slags kvidren i begyndelsen af hver tændegruppe, linje 206
• en "fest" tone helt i slutningen (slags belønning), linje 201

Du kan ændre disse toner, listerne indeholder en variation af musiknote og varighed af noten, vær kreativ!

Animation

I begyndelsen af hver tændegruppe er der et display, der symboliserer den pågældende gruppe. De fem gruppesymboler er defineret fra linje 71 til 74. Du kan redigere dette, hvis du vil.

I slutningen af sekvensen veksles disse symboler til en slags animation.

Indikator for batteriniveau

I begyndelsen af sekvensen angives batteriniveauet som et "bjælke" display, der vises i løbet af 3 sekunder. Hvert ciffer kan vise tre vandrette søjler. Når alle 6 søjler vises, betyder det, at batteriet er fuldt. Stængerne lyser ikke oppefra og ned og fra venstre til højre, mens batteriniveauet falder. Du kan ændre det og vise et tal, der repræsenterer den resterende procentdel af energi, hvis du vil, koden er placeret linje 100.

Trin 3: Opret et kabinet

Du finder vedhæftet en Sketchup -model af den, jeg har designet.

Det vil sandsynligvis ikke passe til dine behov, da det stramt afhænger af kompaktheden og størrelsen af dit kredsløb/komponenter. Tilpas det som du har brug for:)

Jeg brugte 3/16 "birkekrydsfiner tror jeg og en 1/2" rund dyvel til knappen.

Du vil bemærke, at en udskåret bagside af kassen, hvor piezo -summeren vil blive fastgjort, det er her, jeg udfører den passive akustiske forstærkning.

Trin 4: Monter komponenterne i kabinettet

Jeg brugte noget dobbeltsidet skumtape til at holde batteriet, opladeren/boostermodulet og piezo -summeren på plads. Jeg brugte også noget af det som et afstandsstykke mellem perfboardet og krydsfiner, ellers ville displayet stikke frem på en ikke så smuk måde.

Jeg stak trykknappen med CI -lim, men det var ikke nok til at modstå trykket, når det blev aktiveret, så jeg brugte en dyvel med en lille diameter til at holde den på plads (se billedet).

Jeg brugte også CI -lim til at sætte piezo -summeren på bagpladen, før jeg lukkede den op.

Min anbefaling: test at alt virker en gang imellem under montering, jeg var nødt til at genåbne og isolere nogle kortslutningsområder flere gange!

Tilføj nogle gummifødder til bunden, det giver et professionelt udseende;)

Trin 5: Konklusion

Du vil muligvis bemærke, at cifrene er på hovedet, det er en fejl, jeg lavede, siden komponenterne blev lagt ud. Jeg løste det problem ved at flytte pin -opgaven rundt, det er ikke så farligt, da jeg ikke bruger prikken/punktum.

Anyway, dette projekt var virkelig sjovt at lave, og mit barn elsker det!

Tøv ikke med at sende dine kommentarer og forslag!

Tak fordi du læste.