DigiLevel - екі осі бар цифрлық деңгей: 13 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:26

Бұл нұсқаулыққа шабыт - бұл DIYS Digital Spirit Level, мұнда GreatScottLab табылған. Маған бұл дизайн ұнады, бірақ графикалық интерфейсі бар үлкен дисплей қажет болды. Мен сонымен қатар электрониканы монтаждаудың жақсы нұсқаларын алғым келді. Ақырында, мен бұл жобаны 3D дизайн дағдыларымды жетілдіру үшін қолдандым (Fusion 360 көмегімен) және жаңа электронды компоненттерді зерттеу.

DigiLevel беттің тегіс екендігі туралы кері байланыс береді-ось бойымен (көлденең) және у осінде (тік). Деңгейдегі дәрежелер, сондай -ақ 2 осьтік диаграммадағы графикалық көрініс көрсетіледі. Сонымен қатар, батарея деңгейі көрсетіледі және Фаренгейт немесе Цельсийдегі ағымдағы температура көрсетіледі (акселерометр чипі хабарлағандай). Бұл минималды дыбыстық кері байланыс - қуатты тексеруге арналған бастапқы дыбыс, содан кейін деңгей деңгейлі емес позициядан деңгейлік орынға жылжытылған кезде қос дыбыс.

Мен бұл цифрлық деңгейді қалай жасауға болатыны туралы егжей -тегжейлі нұсқаулар бердім, бірақ мен DIY Digital Spirit деңгейінде жасағандай дизайнымды өзгерте және өзгерте аламын.

1 -қадам: материалдар

Төменде осы цифрлық деңгейді жинау үшін қолданылатын материалдар берілген. Сатып алу сілтемелерінің көпшілігі бірнеше бөлікке арналған, олар әдетте жеке компоненттерді сатып алуға қарағанда арзанырақ. Мысал ретінде, TP4056 чипі 10 данаға 9 долларға жеткізіледі ($ 1/TP4056 -дан төмен) немесе оны 5 долларға жеке сатып алуға болады.

• TP4056 Li -Po зарядтау құрылғысы (Amazon -
• LSM9DS1 акселерометр (Amazon -
• Arduino Nano (Amazon -
• 128x64 OLED СКД дисплейі (Amazon -
• Пьезо динамигі (Amazon -

• 3.7V Li -Po батареясы (Amazon -

  a.co/d/1v9n7uP)

• М2 табаның өздігінен бұрап тұратын бұрандалары - 4 M2x4, 6 M2x6 және 6 M2x8 бұрандалары қажет (eBay -
• Слайдты ауыстыру (Amazon -

Бұрандаларды қоспағанда, берілген сілтемелер сізді Amazon -ға апарады. Бұл заттардың барлығын дерлік eBay -де немесе Қытайдан тікелей жеңілдікпен сатып алуға болады. Есіңізде болсын, Қытайдан тапсырыс беру ұзақ уақытқа созылуы мүмкін (3-4 апта ерекше емес).

Бұл компоненттердің көпшілігінің балама нұсқалары бар екенін ескеріңіз. Мысалы, LSM9DS1 үшін басқа акселерометрді ауыстыруға болады (мысалы, MPU-9205). Сіз Arduino Nano-ны сәйкес GPIO түйреуіштері бар кез келген Arduino үйлесімді процессордың көмегімен ауыстыра аласыз.

Атап айтқанда, LSM9DS1 - мен Sparkfun -да 10 доллардан төмен сатылымда сатып алдым, бірақ оның бағасы әдетте жоғары; MPU-9025 (https://a.co/d/g1yu2r1) ұқсас функцияны төмен бағамен қамтамасыз етеді.

Егер сіз алмастыру жасасаңыз, сізге корпусты өзгерту қажет болады (немесе, кем дегенде, корпуста компонентті қалай орнату керек) және сізге балама компонентке қосылу үшін бағдарламалық жасақтаманы өзгерту қажет болады. Менде бұл өзгерістер жоқ - сізге сәйкесінше зерттеу мен жаңарту қажет болады.

2 -қадам: Сымдардың диаграммасы

Электр сымдарының схемасы әр түрлі электронды компоненттердің бір -біріне қалай қосылғанын көрсетеді. Қызыл сызықтар оң кернеуді, ал қара сызықтар жерді білдіреді. Сары және жасыл сызықтар акселерометр мен OLED СКД дисплейіне деректер сигналдары үшін қолданылады. Келесі қадамдарда бұл компоненттердің қалай қосылғанын көресіз.

3 -қадам: Істі жасаңыз

Егер сізде 3D принтер болса, корпусты оңай басып шығаруға болады. Осы нұсқаулыққа енгізілген STL файлдары. Егер сізде 3D принтері болмаса, сіз STL файлдарын 3D принтер бюросына жүктей аласыз (мысалы, осындай) және оларды сізге басып шығаруға болады.

Мен өзімді жиексіз немесе салсыз (және тіректерсіз) және 20% толтырусыз басып шығардым, бірақ сіз өзіңізді басып шығаруға үйренсеңіз де басып шығара аласыз. Әр бөлікті тегіс етіп бөлек басып шығару керек. Принтер төсегіне сәйкес келу үшін оны 45 градусқа бұру қажет болуы мүмкін. Менікі 200 мм x 200 мм төсек өлшемі бар Monoprice Maker Select Plus көмегімен басып шығарылды - әр бөлікті басып шығаруға шамамен 12 сағат қажет болды. Егер сізде кішірек төсек болса, ол сәйкес келмеуі мүмкін. Масштабтау ұсынылмайды, себебі электронды компоненттердің бекіткіштері сәйкесінше масштабталмайды.

4 -қадам: Байланысты тексеру үшін компоненттерді жұмыс тақтасына қосыңыз (міндетті емес)

Мен корпустың құрамдас бөліктерін орнатуды бастамас бұрын қосылымды тексеру үшін негізгі компоненттерді тақтаға қосуды ұсынамын. Сіз бағдарламалық жасақтаманы Arduino Nano -ға жүктей аласыз (келесі қадамды қараңыз) және OLED СКД дисплейінің дұрыс қосылғанын және жұмыс істеп тұрғанын, акселерометрдің дұрыс сымдалғанын және оның деректерін Arduino Nano -ға жеткізетінін тексеру үшін.. Сонымен қатар, бұл қосымша пьезо динамигінің жұмысын тексеру үшін пайдаланылуы мүмкін.

Мен бұл кезеңде батарея мен зарядтағышты тақтаға қосқан жоқпын - батареяны басқару үшін қосқышты қосқышты корпусқа орнатқаннан кейін жасалады. Соңғы суретте бұл сымның алдында қалай көрінетіні көрсетілген.

5 -қадам: Бағдарламалық жасақтаманы Arduino Nano -ға жүктеңіз

Бағдарламалық қамтамасыз ету Arduino IDE көмегімен Arduino Nano -ға жүктеледі. Мұны DigiLevel құру кезінде кез келген уақытта жасауға болады, бірақ электрлік компоненттердің дұрыс сымдалғанын және жұмыс істеуін тексеру үшін компоненттерді тақтаның көмегімен (алдыңғы қадамды қараңыз) сымға қосқан кезде жасаған дұрыс.

Бағдарламалық жасақтама 2 кітапхананы орнатуды талап етеді. Біріншісі -U8g2 кітапханасы (оливер бойынша) -оны Arduino IDE ішіндегі 'Sketch -> Кітапхананы қосу -> Кітапханаларды басқару …' түймесін басу арқылы орнатуға болады. U8g2 іздеңіз, содан кейін Орнату түймесін басыңыз. Екінші кітапхана - Sparkfun LSM9DS1 кітапханасы. Сіз бұл кітапхананы орнату туралы нұсқауларды ала аласыз.

Кітапхана сипаттамасынан кейін бағдарламалық қамтамасыз етуде баптау бөлімі мен негізгі өңдеу циклы болады. Орнату бөлімінде акселерометр мен OLED СКД дисплейі инициализацияланады, содан кейін негізгі дисплей көрсетілмес бұрын іске қосу экраны көрсетіледі. Егер динамик қосылған болса, ол қосулы күйді білдіретін динамикке бір дыбыстық сигнал береді.

Негізгі өңдеу циклі акселерометрді оқуға, х және у бұрыштарын алуға, содан кейін мәндерді абсолютті сандар жиыны ретінде, сонымен қатар графикалық түрде бейнелеуге жауапты. Акселерометрден температура көрсеткіші де көрсетіледі (Фаренгейт немесе Цельсий бойынша). Егер деңгей бұрын деңгейсіз болса, ол деңгейге оралғанда динамикте екі дыбыстық сигнал шығарады (қосылған болса).

Ақырында, аккумулятордың ағымдағы деңгейін анықтау және көрсету үшін батареядан кернеу алынады. Мен бұл кодтың қаншалықты дәл екенін білмеймін, бірақ ол батареяны толық пайдалану және батарея деңгейін біртіндеп төмендету үшін жеткілікті дәл.

6 -қадам: OLED дисплейі мен пьезо динамигін орнатыңыз және сыммен қосыңыз

1,3 дюймдік OLED дисплейі (128x64) корпустың жоғарғы жартысына 4 M2x4 панельді өздігінен бұрап тұратын бұрандалармен бекітіледі. Мен сымдарды дисплейге қосар алдында қосуды ұсынамын. Бұл түйреуіштердің қалай орналасқанын көруге мүмкіндік береді. сымдарды қосқан кезде таңбаланған. Дисплей орнатылғаннан кейін, түйреуіштердің жапсырмаларын көре алмайсыз. Мен есімде қалуы үшін дисплейдің артқы жағына жапсырма қосқанымды байқайсыз. пин мәндері (өйткені мен мұны бірінші рет жасамадым және оны қате қостым …).

Динамик батареяның жақсы екенін және оның жұмыс істеп тұрғанын тексеру үшін цифрлық деңгей қосылған кезде қысқа дыбыс шығару үшін қолданылады. Деңгейі деңгейлік емес позициядан деңгейлік орынға жылжытылған кезде ол қос дыбыс шығарады. Бұл деңгей немесе кез келген деңгейге орналасқанда дыбыстық кері байланыс беру. Ол корпустың жоғарғы жартысына 2 М2х4 табаның басы өздігінен бұрап тұратын бұрандалар көмегімен орнатылады. Сізге динамик қажет емес - DigiLevel онсыз жақсы жұмыс істейді, бірақ сізде дыбыстық кері байланыс болмайды.

7 -қадам: Батареяны, зарядтағышты және қосқышты сымға қосыңыз

Коммутаторды батареяға қоспас бұрын корпусқа бекіту керек. Себебі, егер сіз оны алдымен сыммен қоссаңыз, ажыратқышты ажыратпай -ақ орната алмайсыз. Сондықтан алдымен коммутаторды орнатыңыз, содан кейін TP4056 және Li-Po аккумуляторлық батареясын орнатыңыз, содан кейін қосқышқа сымды аяқтаңыз.

TP4056 4 сымдық жастықшасы бар: B+, B-, Out+, Out-. Батареяны В+ (оң кернеу) және В- (жерге қосу) қосылыстарына қосқыңыз келеді. Out-қосылымы Arduino Nano-ға өтетін жерге қолданылады, ал Out+ қосқыштың бір түйреуішіне қосылады. Коммутатордың екінші штыры Arduino Nano VIN сымына қосылады.

Менің дәнекерлеу жұмысым жақсы емес - мен дәнекерленген қосылысты жабу және оқшаулау үшін жылуды қысатын түтікті қолданғанды ұнатамын. Сіз мұндағы дәнекерленген қосылыстардың бірінде жылуды төмендететін түтікке дәнекерлеудің қызуы әсер еткенін және мен оны жылжытпай тұрып қысқарғанын байқайсыз.

8 -қадам: акселерометрді орнатып, сыммен қосыңыз

Акселерометр (LSM9DS1) корпустың төменгі жартысының ортасына орнатылады. Қосылатын 4 түйреуіш бар: VCC Arduino Nano құрылғысындағы V5 түйреуішіне өтеді; GND жерге түседі; SDA Arduino Nano құрылғысындағы A5 түйреуішіне өтеді; және SCL Arduino Nano A4 түйреуішіне өтеді.

Мен Dupont коннекторы бар қосқыш сымдарды сым үшін қолдандым, бірақ егер қаласаңыз, сымды тікелей түйреуіштерге дәнекерлеуге болады. Егер сіз сымдарды түйреуіштерге тікелей дәнекерлейтін болсаңыз, мұны жеңілдету үшін акселерометр чипін орнатпас бұрын мұны істеу керек шығар.

9 -қадам: Arduino Nano сымын қосу арқылы электрониканы аяқтаңыз

Ақырғы сымдар барлық электрлік компоненттерді Arduino Nano -ға қосу арқылы жүзеге асады. Бұл USB порты калибрлеуге және кез келген басқа бағдарламалық жасақтаманы өзгертуге қол жетімді болу үшін Arduino Nano -ны орнатпас бұрын жақсы.

Наноға қосқышты қосудан бастаңыз. Оң сым (қызыл) коммутатордан нано VIN түйреуішіне өтеді. Батареядағы теріс сым (қара) нанодағы GND түйреуішіне түседі. Нанода екі GND түйреуіші бар және барлық төрт электрлік компоненттерде жер сымы бар. Мен корпустың төменгі жағындағы екі негізді GND түйреуіштерінің біріне қосылған бір сымға біріктіруді таңдадым. Істің жоғарғы жағындағы екі негізді мен басқа GND түйреуіштеріне қосылған бір сымға біріктірдім.

Акселерометрді (LSM9DS1) акселерометрдегі VDD түйреуішін нанодағы 3V3 істігіне қосу арқылы наноға қосуға болады. Оны 5В істікшеге қосуға болмайды, әйтпесе акселерометр чипіне зақым келуі мүмкін. SDA -ді нанодағы A4 түйреуішіне, ал SCL -ді нанодағы A5 түйреуішіне қосыңыз. GND түйрегіші нанодағы GND түйреуішіне өтеді (аккумулятордың теріс сымымен бірге).

OLED СКД дисплейін дисплейдегі VCC түйреуішін нанодағы 5В істікшеге қосу арқылы наноға қосуға болады. SDA -ны нанодағы D2 түйреуішіне, ал SCL -ді нанодағы D5 істігіне жалғаңыз.

Ақырында, динамикті қызыл сымды (оң) нанодағы D7 түйреуішке қосу арқылы қосуға болады. Қара сым OLED СКД дисплейінің GND -мен бірге GND -ге өтеді.

10 -қадам: калибрлеу

Бағдарламалық жасақтама жүктелгеннен кейін және Arduino Nano қондырмас бұрын сізге өз деңгейіңізді калибрлеу қажет болуы мүмкін. Акселерометр тақтасының орнатылғанына көз жеткізіңіз. Бұрандалармен бекіту тегіс тақтаға әкелуі керек, бірақ егер ол қандай да бір себептермен сәл өшірілсе, калибрлеу дұрыс дисплейді қамтамасыз етеді.

Төменгі корпусты тегіс болатын жерге қойыңыз (көпіршікті деңгей немесе басқа құралдарды қолданып). X және Y үшін көрсетілген мәндерді оқыңыз. Егер олардың біреуі нөлге тең болмаса, сізге бағдарламалық жасақтаманы калибрлеу мөлшерімен жаңарту қажет болады. Бұл xCalibration айнымалысын немесе yCalibration айнымалысын сәйкес мөлшерге (не көрсетіледі) орнату арқылы жасалады.

// // Бұл айнымалыларды бастапқы мәндермен сәйкесінше орнатыңыз // bool displayF = true; // Фаренгейт үшін шын, Цельсий үшін жалған int xCalibration = 0; // x осін интеграциялау үшін калибрлеу мөлшері int yCalibration = 0; // у осінің ұзындығын теңестіру үшін калибрлеу мөлшері irvCalibration = 1457; // ішкі эталондық кернеудің калибрлеу мөлшері

Сонымен қатар, сіз температураны Фаренгейт немесе Цельсийде көрсеткіңіз келетініне байланысты displayF мәнін сәйкес параметрге қоюыңыз керек.

Бағдарламалық жасақтаманы Nano-ға қайта жүктеу енді белгілі деңгейдегі 0/0 көрсеткішіне әкелуі керек.

11 -қадам: Arduino Nano орнатыңыз және корпусты жинаңыз

Калибрлеу аяқталғаннан кейін сіз Arduino Nano -ны рельстерге ыстық желім жағып, түйреуіштерді жоғары қаратып, USB портын корпустың ішкі жағына қаратып, осы рельстерге қою арқылы орнатуға болады.

Барлық электроникадан тұратын корпусты енді екі жартысын біріктіру арқылы және 4 M2x8 табаның басын өздігінен бұрап тұратын бұрандалармен жинауға болады.

12 -қадам: Жаңа цифрлық деңгейдің жұмысын тексеріңіз

Li-Po батареясының зарядталғанына көз жеткізіңіз. Егер корпус жиналса, сіз зарядтау диодты индикаторларды тікелей көре алмайсыз. Егер сіз зарядтау шамдарын тікелей көру арқылы зарядтауды тексергіңіз келсе, корпусты ашуыңыз қажет, бірақ қораптың жабылған кезде зарядталатынын көрсететін қызыл жарқылды көруіңіз керек.

Зарядталғаннан және жиналғаннан кейін цифрлық деңгейді қосып, оның жұмысын тексеріңіз. Егер ол жұмыс істемесе, екі ықтимал мәселе OLED СКД дисплейінің сымдары мен акселерометрдің сымдары болуы мүмкін. Егер дисплейде ештеңе көрсетілмесе, онда OLED СКД сымынан бастаңыз. Егер дисплей жұмыс істеп тұрса, бірақ H және V белгілерінде 0 де, температура 0 (C) немесе 32 (F) болса, онда акселерометр дұрыс сымдалмаған шығар.

13 -қадам: Қорытынды ойлар …

Мен бұл цифрлық деңгейді (және нұсқаулықты) ең алдымен оқу тәжірибесі ретінде жинадым. Әр түрлі компоненттер мен олардың мүмкіндіктерін зерттеп, содан кейін оларды құндылық қосатындай етіп біріктіру мен үшін жұмыс деңгейінің маңыздылығы болды.

Мен қандай жақсартулар енгізер едім? Мен болашақта жаңартуды қарастыратын бірнеше нәрсе бар:

• Arduino Nano USB портына оны орнату жолын өзгерту арқылы ашыңыз. Бұл бағдарламалық жасақтаманы жаңартуды жеңілдетуге мүмкіндік береді (ол сирек болуы керек).
• Ағаш жіптің көмегімен корпусты 3D басып шығарыңыз. Мен Hatchbox Wood жіптерімен тәжірибе жасадым және мен алған нәтижелерге өте ризамын. Менің ойымша, бұл DigiLevel -ге жалпы көрініс береді.
• MPU-9250 акселерометрін пайдалану үшін дизайнды жаңартыңыз, бұл функцияға әсер етпейді және шығындарды азайтады.

Бұл менің бірінші нұсқаулық және мен кері байланысты құптаймын. Мен одан аулақ болуға тырыстым, бірақ бұл әлі де АҚШ -қа бағытталған перспективаға ие екеніне сенімдімін, сондықтан АҚШ -тан тысқары үшін кешірім сұраймын.

Егер сізге қызық болса, маған бірінші рет авторлар байқауында дауыс беріңіз. Соңына дейін оқығандарыңызға рахмет!

Автор бірінші рет