DigiLevel - Kiwango cha Dijiti na Shoka mbili: Hatua 13 (na Picha)

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:53

Msukumo wa hii inayoweza kufundishwa ni Kiwango cha Dijiti ya Dijiti inayopatikana hapa na GreatScottLab. Nilipenda muundo huu, lakini nilitaka onyesho kubwa na kielelezo cha picha zaidi. Pia nilitaka chaguo bora za kuweka umeme katika kesi hiyo. Mwishowe, nilitumia mradi huu kuboresha ujuzi wangu wa kubuni wa 3D (kwa kutumia Fusion 360) na kuchunguza vifaa vipya vya elektroniki.

DigiLevel itatoa maoni juu ya ikiwa uso ni sawa - wote kando ya mhimili wa x (usawa) na y-axis (wima). Digrii kutoka kiwango zinaonyeshwa, pamoja na uwakilishi wa picha kwenye chati 2 ya shoka. Kwa kuongeza, kiwango cha betri kinaonyeshwa, na joto la sasa katika Fahrenheit au Celsius linaonyeshwa (kama ilivyoripotiwa na chip ya accelerometer). Haya ni maoni machache yanayosikika - toni ya awali ya kudhibitisha nguvu, na kisha sauti mara mbili wakati wowote ngazi inahamishwa kutoka nafasi isiyo ya kiwango hadi nafasi ya kiwango.

Nimetoa maagizo ya kina juu ya jinsi unaweza kutengeneza kiwango hiki cha dijiti, lakini jisikie huru kupanua na kurekebisha muundo wangu, kama vile nilivyofanya kwenye Kiwango cha Roho wa Dijiti ya DIY.

Hatua ya 1: Vifaa

Zifuatazo ni vifaa vinavyotumika katika kuweka pamoja Kiwango hiki cha Dijiti. Viungo vingi vya kununua ni kwa vipande vingi, ambavyo kawaida ni rahisi kuliko kununua vifaa vya kibinafsi. Kwa mfano, Chip ya TP4056 inakuja na vipande 10 kwa $ 9 (chini ya $ 1 / TP4056), au inaweza kununuliwa kivyake kwa $ 5.

• Chaja ya betri ya TP4056 Li-Po (Amazon -
• Accemometer ya LSM9DS1 (Amazon -
• Arduino Nano (Amazon -
• Onyesho la LCD la 128x64 OLED (Amazon -
• Spika ya Piezo (Amazon -

• 3.7V betri ya Li-Po (Amazon -

  a.co/d/1v9n7uP)

• Vipu vya kujipiga kwa kichwa cha M2 - 4 M2x4, 6 M2x6, na screws 6 za M2x8 zinahitajika (eBay -
• Kubadilisha slaidi (Amazon -

Isipokuwa screws, viungo vilivyotolewa vitakupeleka kwa Amazon. Karibu vitu hivi vyote, hata hivyo, vinaweza kununuliwa kwenye eBay au moja kwa moja kutoka China kwa punguzo kubwa. Kumbuka tu kuwa kuagiza kutoka China kunaweza kusababisha nyakati za kuongoza ndefu (wiki 3-4 sio kawaida).

Kumbuka pia kuwa kuna njia mbadala za vifaa hivi vingi. Kwa mfano, unaweza kubadilisha accelerometer tofauti kwa LSM9DS1 (kama MPU-9205). Unaweza kuchukua nafasi ya Arduino Nano kwa kutumia processor yoyote inayolingana na Arduino na pini sahihi za GPIO.

Hasa, LSM9DS1 ni ile niliyonunua kwa kuuza huko Sparkfun kwa chini ya $ 10, lakini kawaida ni bei ya juu; MPU-9025 (https://a.co/d/g1yu2r1) hutoa utendaji sawa kwa bei ya chini.

Ukibadilisha, itabidi ubadilishe kesi (au angalau jinsi unavyoweka kipengee katika kesi hiyo) na utahitaji kurekebisha programu ili kuungana na sehemu mbadala. Sina marekebisho hayo - utahitaji kutafiti na kusasisha inavyofaa.

Hatua ya 2: Mchoro wa Wiring

Mchoro wa wiring unaelezea jinsi vifaa anuwai vya elektroniki vimeunganishwa kwa kila mmoja. Mistari nyekundu inawakilisha voltage nzuri wakati laini nyeusi zinawakilisha ardhi. Mstari wa manjano na kijani hutumiwa kwa ishara za data kutoka kwa kipima kasi na kwa onyesho la OLED LCD. Utaona jinsi vifaa hivi vimeunganishwa pamoja katika hatua zifuatazo.

Hatua ya 3: Fanya Kesi

Ikiwa una printa ya 3D, kesi inaweza kuchapishwa kwa urahisi. Faili za STL zimejumuishwa katika hii inayoweza kufundishwa. Ikiwa huna printa ya 3D, unaweza kupakia faili za STL kwenye ofisi ya printa ya 3D (kama hii) na zikuchapishie.

Nilichapisha yangu bila mdomo au rafu (na hakuna msaada) na ujazo wa 20%, lakini unaweza kuchapisha yako hata hivyo umezoea kuchapisha. Kila kipande kinapaswa kuchapishwa kando, kuweka gorofa. Unaweza kuhitaji kuzungusha digrii 45 ili iweze kutoshea kitanda cha printa. Mgodi ulichapishwa kwa kutumia Kitengo cha Monoprice Chagua Pamoja na saizi ya kitanda cha 200 mm x 200 mm - kila kipande kilichukua masaa 12 kuchapisha. Ikiwa una kitanda kidogo, inaweza kutoshea. Kuongeza haipendekezi kwani milima ya vifaa vya elektroniki basi haitapunguzwa ipasavyo.

Hatua ya 4: Funga Vipengee kwenye ubao wa mkate ili uhakikishe unganisho (hiari)

Ninapendekeza sana kuunganisha vifaa vya msingi kwenye ubao wa mkate ili kudhibitisha muunganisho kabla ya kuendelea na upachikaji wa vifaa ndani ya kesi hiyo. Unaweza kupakua programu hiyo kwa Arduino Nano (angalia hatua inayofuata), na uhakikishe kuwa onyesho la LCD la OLED limetiwa waya vizuri na linafanya kazi, na kwamba kasi ya kuongeza kasi imechomwa vizuri na kwamba inaripoti data yake kwa Arduino Nano. Pia, hii inaweza kutumika kudhibitisha utendaji wa spika ya hiari ya piezo.

Sikuunganisha betri na chaja kwenye ubao wa mkate katika hatua hii - kuunganisha swichi kudhibiti betri imefanywa baada ya kuweka swichi kwenye kesi hiyo. Picha ya mwisho inaonyesha jinsi hii inaonekana kabla ya wiring.

Hatua ya 5: Pakua Programu kwa Arduino Nano

Programu imepakiwa kwa Arduino Nano kwa kutumia IDE ya Arduino. Hii inaweza kufanywa wakati wowote wakati wa mchakato wa kujenga DigiLevel, lakini inafanywa vizuri wakati vifaa vimefungwa waya kwa kutumia ubao wa mkate (angalia hatua ya awali) ili kuhakikisha wiring sahihi na utendaji wa vifaa vya umeme.

Programu inahitaji maktaba 2 zisakinishwe. Ya kwanza ni maktaba ya U8g2 (na oliver) - unaweza kusanikisha hii kwa kubonyeza 'Mchoro -> Jumuisha Maktaba -> Dhibiti Maktaba…' katika IDE ya Arduino. Tafuta U8g2 na kisha bonyeza Sakinisha. Maktaba ya pili ni maktaba ya Sparkfun LSM9DS1. Unaweza kupata maagizo ya jinsi ya kusanikisha maktaba hiyo hapa.

Baada ya maelezo ya maktaba, programu ina sehemu ya usanidi na kitanzi kuu cha usindikaji. Sehemu ya usanidi inaanzisha accelerometer na onyesho la LCD la OLED, na kisha huonyesha skrini ya kuanza kabla ya kuonyesha onyesho kuu. Ikiwa spika imeunganishwa, itapiga beep moja kwenye spika kuashiria nguvu kwenye hali.

Kitanzi kuu cha usindikaji kinawajibika kusoma kasi ya kuongeza kasi, kupata pembe za x na y na kisha kuonyesha maadili kama seti ya nambari kamili na pia kwa picha kwenye grafu. Usomaji wa joto kutoka kwa accelerometer pia huonyeshwa (kwa Fahrenheit au Celsius). Ikiwa kiwango hapo awali kilikuwa sio cha kiwango, wakati kinarudi kwa kiwango kitatoa beeps mbili kwenye spika (ikiwa imeunganishwa).

Mwishowe, voltage kutoka kwa betri hupatikana ili kuamua na kuonyesha kiwango cha sasa cha betri. Sijui nambari hii ni sahihije, lakini ni sahihi ya kutosha kuonyesha betri kamili na polepole huchota chini ya kiwango cha betri wakati wa matumizi.

Hatua ya 6: Weka na Onyesha OLED Onyesha na Spika ya Piezo

Onyesho la 1.3 OLED (128x64) hupanda kwa nusu ya juu ya kesi hiyo kwa kutumia visu 4 za kugonga kichwa cha 4 M2x4. Ninashauri unganisha waya zako kwenye onyesho kabla ya kuweka. Hii inahakikisha kuwa unaweza kuona jinsi pini zilivyo imewekwa alama kama unaunganisha waya. Mara tu onyesho likiwekwa, hautaweza kuona lebo za pini. Utagundua kuwa nimeongeza lebo upande wa nyuma wa onyesho ili niweze kukumbuka pini (kwa kuwa sikufanya hivi mara ya kwanza na niliiweka waya vibaya).

Spika inatumika kutoa sauti fupi wakati Kiwango cha Dijiti kimewashwa ili kudhibitisha kuwa betri ni nzuri na inafanya kazi. Pia hutoa sauti mara mbili kila wakati ngazi inahamishwa kutoka nafasi isiyo ya kiwango hadi nafasi ya kiwango. Hii ni kutoa maoni yanayosikika unapoweka kiwango au kiwango chochote kile. Imewekwa kwa nusu ya juu ya kesi hiyo kwa kutumia visu 2 za kugonga kichwa cha M2x4. Huna haja ya spika - DigiLevel itafanya kazi vizuri bila hiyo, hata hivyo utakosa maoni yoyote yanayosikika.

Hatua ya 7: Panda na waya Betri, Chaja ya Battery, na Badilisha

Kubadilisha inahitaji kuwekwa kwenye kesi kabla ya kuiunganisha kwenye betri. Hii ni kwa sababu ikiwa utaiweka waya kwanza, hautaweza kuweka swichi bila kuikata. Kwa hivyo weka swichi kwanza, kisha weka betri ya TP4056 na Li-Po iliyotanguliwa awali, kisha ukamilishe wiring kwa swichi.

TP4056 ina pedi 4 za wiring: B +, B-, Out +, Out-. Utataka waya betri kwa unganisho wa B + (chanya voltage) na B- (ardhi). Uunganisho wa nje unatumika kwa ardhi ambayo itaenda kwa Arduino Nano, na Out + imeunganishwa na pini moja ya swichi. Pini ya pili ya swichi kisha imeunganishwa kwa VIN ya Arduino Nano.

Kazi yangu ya kuuza sio bora - napenda kutumia neli ya kupunguza joto kufunika na kuingiza kiungo kilichouzwa. Utagundua kuwa kwenye moja ya viunganisho vilivyouzwa hapa, neli ya kupungua kwa joto iliathiriwa na joto la soldering na ikapungua kabla sijaweza kuisogeza.

Hatua ya 8: Panda na waya Accelerometer

Accelerometer (LSM9DS1) imewekwa katikati ya nusu ya chini ya kesi hiyo. Kuna pini 4 zilizopigwa waya: VCC huenda kwenye pini ya V5 kwenye Arduino Nano; GND huenda chini; SDA huenda kwenye pini ya A5 kwenye Arduino Nano; na SCL huenda kwenye pini ya A4 kwenye Arduino Nano.

Nimetumia waya za kuruka na viunganisho vya Dupont kwa wiring, hata hivyo unaweza kugeuza waya moja kwa moja kwenye pini ukipenda. Ikiwa unauza waya moja kwa moja kwenye pini, labda utataka kufanya hivyo kabla ya kuweka chip ya accelerometer ili iwe rahisi.

Hatua ya 9: Kamilisha Elektroniki kwa Wiring Arduino Nano

Wiring ya mwisho hufanywa kwa kuunganisha vifaa vyote vya umeme na Arduino Nano. Hii inafanywa vizuri kabla ya kuweka Arduino Nano ili bandari ya USB ipatikane kwa usawa na mabadiliko yoyote ya programu ya dakika ya mwisho.

Anza kwa kuunganisha swichi kwa Nano. Uongozi mzuri (nyekundu) huenda kutoka swichi hadi pini ya VIN ya Nano. Uongozi hasi (mweusi) kutoka kwa betri utaenda pini ya GND kwenye Nano. Kuna pini mbili za GND kwenye Nano na vifaa vyote vinne vya umeme vina waya wa ardhini. Nilichagua kuchanganya viwanja viwili chini ya kesi hiyo kuwa wired lead kwa moja ya pini za GND. Sababu mbili kutoka juu ya kesi hiyo niliunganisha kuwa risasi moja kwa waya kwa pini zingine za GND.

Accelerometer (LSM9DS1) inaweza kushikamana na Nano kwa kuunganisha pini ya VDD kwenye accelerometer na pini ya 3V3 kwenye Nano. USIUNGE hii kwa pini ya 5V au utaharibu kifaa cha kuongeza kasi. Unganisha SDA kwenye pini ya A4 kwenye Nano, na SCL kwa pini ya A5 kwenye Nano. Pini ya GND huenda kwenye pini ya GND kwenye Nano (pamoja na risasi hasi kutoka kwa betri).

Onyesho la LCD la OLED linaweza kushikamana na Nano ijayo kwa kuunganisha pini ya VCC kwenye onyesho kwa pini ya 5V kwenye Nano. Unganisha SDA kwenye pini ya D2 kwenye Nano, na SCL kwenye pini ya D5 kwenye Nano.

Mwishowe, spika inaweza kushikamana kwa kuunganisha waya mwekundu (chanya) na pini ya D7 kwenye Nano. Waya mweusi huenda kwa GND pamoja na GND ya onyesho la LCD la OLED.

Hatua ya 10: Usawazishaji

Mara tu programu inapopakuliwa, na kabla ya kuweka Arduino Nano, unaweza kuhitaji kusawazisha kiwango chako. Hakikisha kwamba bodi ya accelerometer imewekwa. Kuiweka na visu inapaswa kusababisha bodi ya kiwango, hata hivyo ikiwa imezimwa kidogo kwa sababu yoyote, usawazishaji utahakikisha onyesho sahihi.

Weka kesi ya chini kwenye uso ambao unajulikana kuwa kiwango (kwa kutumia kiwango cha Bubble au njia zingine). Soma maadili yaliyoonyeshwa ya X na Y. Ikiwa yoyote sio ya sifuri, utahitaji kusasisha programu na kiwango cha upimaji. Hii imefanywa kwa kuweka ubadilishaji wa xCalibration au ubadilishaji wa yCalibration kwa kiwango kinachofaa (kilichoonyeshwa).

// // Weka vigezo hivi na maadili ya awali kama inafaa // bool displayF = kweli; // kweli kwa Fahrenheit, uwongo kwa Celsius int xCalibration = 0; // kiwango cha upimaji wa kusawazisha x-axis int yCalibration = 0; // kiwango cha upimaji wa kusawazisha urefu wa mhimili y // kiwango cha upimaji wa voltage ya kumbukumbu ya ndani

Kwa wakati huu, unapaswa pia kuweka thamani ya onyeshoF kwa mpangilio unaofaa kulingana na ikiwa unataka joto linaloonyeshwa katika Fahrenheit au Celsius.

Kupakia tena programu kwenye Nano inapaswa sasa kusababisha kusoma kwa 0/0 kwenye uso wa kiwango kinachojulikana.

Hatua ya 11: Panda Arduino Nano na Unganisha Kesi hiyo

Mara tu usuluhishi ukikamilika, unaweza kupandisha Arduino Nano katika kesi hiyo kwa kutumia gundi moto kwa reli na kuweka Arduino Nano kwenye reli hizi, na pini zinatazama juu na bandari ya USB inakabiliwa na mambo ya ndani ya kesi hiyo.

Kesi iliyo na vifaa vyote vya elektroniki sasa inaweza kukusanywa kwa kuweka nusu mbili pamoja na kutumia visu 4 za kujipiga kwa kichwa cha M2x8.

Hatua ya 12: Thibitisha Uendeshaji wa Kiwango chako kipya cha Dijiti

Hakikisha betri ya Li-Po inachajiwa. Ikiwa kesi imekusanywa, hautaweza kuona viashiria vya kuchaji vya LED moja kwa moja. Ikiwa unataka kuthibitisha operesheni ya kuchaji kwa kutazama taa za kuchaji moja kwa moja utahitaji kufungua kesi hiyo, hata hivyo unapaswa kuona mwangaza mwekundu unaoonyesha kuwa kuchaji kunatokea na kesi imefungwa.

Mara baada ya kushtakiwa na kukusanywa, washa Kiwango cha Dijiti na uthibitishe utendaji wake. Ikiwa haifanyi kazi, vidokezo viwili vya shida ni wiring kwa onyesho la LCD la OLED na wiring kwa kasi ya kasi. Ikiwa onyesho halionyeshi chochote, basi anza na nyaya ya OLED LCD. Ikiwa onyesho linafanya kazi, lakini lebo za H na V zote zinaonyesha 0 na joto ni 0 (C) au 32 (F), basi kasi ya kasi haiwezi kuwa na waya sawa.

Hatua ya 13: Mawazo ya Mwisho…

Niliweka pamoja kiwango hiki cha dijiti (na kinachoweza kufundishwa) haswa kama uzoefu wa kujifunza. Haikuwa muhimu sana kwangu kutengeneza kiwango cha utendaji kama ilivyokuwa kuchunguza vifaa anuwai na uwezo wao, na kisha kuziweka pamoja kwa njia ambayo inaongeza thamani.

Je! Ningefanya maboresho gani? Kuna kadhaa ninazofikiria sasisho la baadaye:

• Funua bandari ya USB ya Arduino Nano kupitia kesi hiyo kwa kubadilisha njia iliyowekwa. Hii itaruhusu sasisho rahisi kwa programu (ambayo kwa hali yoyote inapaswa kuwa nadra).
• Chapisha kesi hiyo kwa kutumia kichungi cha kuni. Nimekuwa nikijaribu filamu ya Hatchbox Wood na nimefurahishwa sana na matokeo ambayo nimepata. Nadhani hii itatoa muonekano bora zaidi kwa DigiLevel.
• Sasisha muundo utumie kipima kasi cha MPU-9250 ili kupunguza gharama wakati hauathiri kazi.

Huu ndio mafunzo yangu ya kwanza na nakaribisha maoni. Ingawa nimejaribu kuizuia, nina hakika kwamba hii bado ina mtazamo zaidi wa Amerika - hivyo kuomba msamaha kwa wale walio nje ya Merika.

Ikiwa umeiona kuwa ya kupendeza, tafadhali nipigie kura katika Mashindano ya Mwandishi wa Mara ya Kwanza. Asante kwa kusoma hadi mwisho!

Mkimbiaji katika Mwandishi wa Mara ya Kwanza