Βουρτσίστε τα δόντια σας!: 5 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:33

Ο γιος μου των 5 ετών δεν του αρέσει, όπως και τα 5χρονα παιδιά, που βουρτσίζουν τα δόντια του…

Διαπίστωσα ότι το μεγαλύτερο εμπόδιο δεν είναι στην πραγματικότητα η πράξη του βουρτσίσματος των δοντιών του, αλλά ο χρόνος που αφιερώνεται σε αυτό.

Έκανα ένα πείραμα με την αντίστροφη μέτρηση του κινητού μου για να τον αφήσω να παρακολουθεί τον χρόνο που περνά σε κάθε ομάδα δοντιών (κάτω αριστερά, κάτω δεξιά, πάνω αριστερά, πάνω δεξιά, εμπρός). Αυτό που έμαθα από αυτό το πείραμα είναι ότι κάνει αυτό το έργο πολύ πιο εύκολο για αυτόν. Μετά από αυτό, το ζήτησε και βούρτσισε τα δόντια του χωρίς κανένα παράπονο!

Έτσι σκέφτηκα: Θα κάνω ένα μικρό τετράδιο αντίστροφης μέτρησης που θα μπορούσε να χρησιμοποιήσει μόνος του, ώστε να γίνει πιο ανεξάρτητος και ελπίζω να βουρτσίζει τα δόντια του πιο συχνά και με περισσότερη προσοχή.

Ξέρω ότι υπάρχουν κάποια άλλα έργα DIY και εμπορικά προϊόντα που κάνουν ακριβώς αυτό, αλλά ήθελα να ασχοληθώ λίγο και να δημιουργήσω το δικό μου σχέδιο.

Εδώ είναι τα κριτήρια για το σχέδιό μου:

• Όσο πιο συμπαγής γίνεται
• Εμφάνιση 2 ψηφίων αριθμών και σημείων
• Εκπέμπετε έναν ήχο στην αρχή κάθε ομάδας δοντιών
• Επαναφορτιζόμενο
• Όσο πιο απλό στη χρήση γίνεται

Σε αυτό το Ible θα σας δείξω πώς το σχεδίασα και το δημιούργησα.

Απολαμβάνω!

Προμήθειες

• 1 x Arduino pro mini
• Εμφάνιση 2 x 7 τμημάτων
• 1 x κουμπί
• 1 x αυτόματος μετασχηματιστής
• 1 x πιεζό βομβητή
• 2 αντιστάσεις 470Ω
• 1 x μονάδα φόρτισης λιθίου/ενισχυτή
• 1 x 17360 μπαταρία ιόντων λιθίου (στην εικόνα θα δείτε ένα 18650 και το στήριγμα, αλλά για να το κάνω πιο συμπαγές αργότερα άλλαξα γνώμη)
• μια σανίδα γυαλιού
• μερικά καλώδια
• κάποια ταινία αφρού διπλής όψης
• ένα περίβλημα (έφτιαξα ένα ξύλινο, θα μπορούσε να εκτυπωθεί 3D)
• 4 x πόδια από καουτσούκ
• λίγη κόλλα CI

Βήμα 1: Συγκολλήστε τα εξαρτήματα

Είχα δημιουργήσει στο παρελθόν μια απόδειξη της ιδέας με ένα Arduino Uno και ένα protoboard, ώστε να μπορώ να γράψω τον κώδικα και να αποφασίσω ποια εξαρτήματα θα χρησιμοποιήσω. Δεν θα μοιραστώ αυτό το μέρος της διαδικασίας, επειδή είναι πολύ βαρετό και δεν θα έφερνε πολλά σε αυτό το ible.

Σχήματα

Τα σχήματα είναι διαθέσιμα στο Tinkercad: https://www.tinkercad.com/things/77jwLqAcCNo-migh… δεν είναι πλήρες επειδή ορισμένα στοιχεία δεν είναι διαθέσιμα στη βιβλιοθήκη και ο κώδικας δεν είναι εκτελέσιμος όπως είναι επειδή χρειάζεται μια συγκεκριμένη βιβλιοθήκη Το Παρ 'όλα αυτά, δείχνει με μεγάλη ακρίβεια τη συνολική ιδέα πίσω από το απλό κύκλωμα.

Στις ακόλουθες περιγραφές δεν αναφέρω ποτέ ποια καρφίτσα συνδέεται με τι σκόπιμα. Νομίζω ότι η εκχώρηση καρφιτσών θα εξαρτηθεί από τον τρόπο με τον οποίο τοποθετείτε τα στοιχεία σας. Στο επόμενο βήμα θα βρείτε εύκολα πού μπορείτε να ορίσετε την εκχώρηση καρφιτσών επεξεργάζοντας τον κώδικα Arduino

Σχέδιο

Τοποθέτησα πρώτα στον πίνακα όπου ήθελα τα ψηφία των 7 τμημάτων να αφορούν τη θέση του Arduino. Συμβαίνει ότι αυτός ο συγκεκριμένος πίνακας είναι πολύ βολικός: έχει σχεδιαστεί σχεδόν σαν έναν πίνακα πρωτοκόλλησης με βολικές συνδέσεις καθώς και εκτύπωση διπλής όψης. Αν ορίσω τα τμήματα από τη μία πλευρά και το Arduino από την άλλη, μπορώ να έχω τα περισσότερα ψηφία για να ταιριάζουν με τις ακίδες εισόδου/εξόδου και έχω μια πολύ συμπαγή διάταξη!

Εάν έχετε έναν τρόπο να (κάνετε) να εκτυπώσετε τους δικούς σας πίνακες, τότε ίσως το καλύτερο είναι να σχεδιάσετε τους δικούς σας.

Ψηφία

Διαπίστωσα ότι ο ευκολότερος τρόπος εμφάνισης διψήφιων αριθμών και συμβόλων είναι χρησιμοποιώντας 7 τμήματα ψηφία LED.

Πώς λειτουργούν τα ψηφία 7 τμημάτων σε σχέση με το Arduino

Ένα ψηφίο 7 τμημάτων έχει 10 ακίδες: ένα για κάθε τμήμα, ένα για την τελεία/περίοδο και δύο για την κοινή άνοδο/κάθοδο (που αργότερα ονομάζεται Α/Κ) (εσωτερικά συνδεδεμένα μεταξύ τους). Προκειμένου να μειωθεί ο αριθμός των ακίδων που χρησιμοποιούνται από τα τμήματα με το Arduino, όλα τα τμήματα και οι ακίδες σύνδεσης συνδέονται μεταξύ τους και με έναν πείρο εισόδου/εξόδου, ο οποίος αθροίζει 8 χρησιμοποιούμενους πείρους εισόδου/εξόδου. Στη συνέχεια, ένας από τους ακροδέκτες A/K κάθε τμήματος συνδέεται με έναν άλλο πείρο εισόδου/εξόδου. Στην περίπτωση εμφάνισης 2 τμημάτων, αυτό αθροίζει 10 ακίδες εισόδου/εξόδου (7 τμήματα + 1 κουκκίδα + 2 ψηφία x 1 Α/Κ = 10).

Πώς μπορεί τότε να εμφανίζει διαφορετικά πράγματα σε κάθε ψηφίο; Η βιβλιοθήκη που οδηγεί αυτές τις καρφίτσες εισόδου/εξόδου αξιοποιεί αυτήν την επιμονή στον αμφιβληστροειδή του ανθρώπινου ματιού. Ενεργοποιεί τον ακροδέκτη A/K του επιθυμητού ψηφίου και απενεργοποιεί όλα τα υπόλοιπα, ρυθμίζοντας σωστά τα τμήματα και στη συνέχεια εναλλάσσοντας γρήγορα με τα άλλα ψηφία χρησιμοποιώντας τις δικές τους καρφίτσες A/K. Το μάτι δεν θα "δει" το βλεφαρίσμα αφού είναι σε υψηλή συχνότητα.

Συγκόλληση

Συγκόλλησα πρώτα τα ψηφία και τις συνδέσεις μεταξύ τους, μετά κόλλησα το Arduino στην άλλη όψη. Θα παρατηρήσετε ότι είναι σημαντικό να εκτελέσετε όλες τις διασυνδέσεις ψηφίων πριν από τη συγκόλληση του Arduino επειδή θα σας εμποδίσει να αποκτήσετε πρόσβαση στο πίσω μέρος των ψηφίων εφόσον είναι στη θέση τους.

Επιλέξτε μια σωστή αντίσταση περιορισμού ρεύματος

Το φύλλο δεδομένων για τις οθόνες μου υποδεικνύει ρεύμα προς τα εμπρός 8mA και τάση 1.7V προς τα εμπρός. Δεδομένου ότι το Arduino που χρησιμοποιώ λειτουργεί με 5V, πρέπει να ρίξω 5 - 1,7 = 3,3V στα 8mA. Εφαρμογή του νόμου του Ohm: r = 3.3 / 0.008 = 412.5Ω Οι πλησιέστερες αντιστάσεις που έχω είναι 330Ω και 470Ω. Για να είμαι ασφαλής, επέλεξα την αντίσταση 470Ω για να περιορίσω το ρεύμα σε κάθε δίοδο της οθόνης. Η φωτεινότητα της οθόνης είναι αντιστρόφως ανάλογη με την τιμή αυτής της αντίστασης, οπότε είναι σημαντικό να χρησιμοποιείται η ίδια τιμή για κάθε ψηφίο.

Piezo buzzer

Πώς να εκπέμψετε απλά έναν ήχο με ένα Arduino και να τον διατηρήσετε συμπαγή ταυτόχρονα; Ο καλύτερος τρόπος που βρήκα είναι να χρησιμοποιήσω έναν από αυτούς τους λεπτούς πιεζοηλεκτρικούς βομβητές που μπορεί κανείς να βρει στους συναγερμούς πόρτας, για παράδειγμα.

Χρειαζόμαστε έναν τρόπο για να ενισχύσουμε τον ήχο που εκπέμπει αυτός ο βομβητής, γιατί αν τον συνδέσουμε απευθείας στο Arduino είναι δύσκολο να ακούσουμε κάτι από αυτό. Θα τον ενισχύσουμε με αυτά τα δύο μέσα:

• με έναν αυτομετασχηματιστή που θα ανεβάσει την τάση, όσο πιο ψηλά τόσο πιο δυνατά θα είναι το πιεζό
• με έναν παθητικό ακουστικό ενισχυτή, ένα κουτί βασικά, όπως μια κιθάρα: αν συνδέσετε το πιεζό σε ένα χαρτόνι, για παράδειγμα, θα παρατηρήσετε αμέσως έναν πιο δυνατό ήχο

Ένας αυτόματος μετασχηματιστής μπορεί να βρεθεί στον ίδιο συναγερμό πόρτας, είναι ένας μικρός κύλινδρος με συνήθως 3 ακίδες. Ο ένας πείρος πηγαίνει στον πείρο εισόδου/εξόδου Arduino, ο ένας στον πίεζο και ο τελευταίος συνδέεται τόσο με το Arduino GND όσο και με το άλλο πιεζοσύρμα. Είναι δύσκολο να γνωρίζουμε τι είναι η καρφίτσα που δοκιμάζει διαφορετικές διαμορφώσεις μέχρι να ακούσετε τον πιο δυνατό ήχο που βγαίνει από το πιεζό.

Εξουσία

Αποποίηση ευθυνών: Ξέρω ότι μπορεί να είναι κακή ιδέα να κολλήσετε απευθείας σε ένα κύτταρο ιόντων λιθίου, μην το κάνετε αν δεν σας βολεύει αυτό.

Επέλεξα να τροφοδοτήσω το κύκλωμα με μια μικρή κυψέλη ιόντων λιθίου, αυτό συνεπάγεται τη χρήση μιας μονάδας για την προστασία, τη φόρτιση και την αύξηση της τάσης στα 5V (τα κύτταρα ιόντων λιθίου συνήθως παράγουν περίπου 3,6V). Πήρα αυτό το δομοστοιχείο από μια φθηνή τράπεζα τροφοδοσίας και ξεπέρασα το δυσκίνητο βύσμα USB-A.

Η μονάδα υποδεικνύει πού πρέπει να συνδεθεί το κελί. Lookάχνοντας στο διαδίκτυο για το pinout της θύρας USB-A θα μπορούσα να συνδέσω τα καλώδια 5VCC από τη μονάδα στις ακίδες arduino GND και VCC. Εάν αποφασίσατε ποτέ να τροφοδοτήσετε το Arduino με περισσότερο από 5V, τότε θα θέλετε να το τροφοδοτήσετε μέσω του πείρου RAW, ώστε να αφήσετε τον ρυθμιστή τάσης του σκάφους να το χαμηλώσει στα 5V που απαιτεί το ATMega.

Δεδομένου ότι είναι μια επαναφορτιζόμενη πηγή ενέργειας, χρειάστηκα έναν τρόπο να μάθω πότε αποφορτίζεται. Για αυτό, συνέδεσα το θετικό άκρο του κελιού σε έναν αναλογικό πείρο του Arduino. Κατά τη διάρκεια της ακολουθίας ρύθμισης θα διαβάσω αυτήν την τάση και θα τη μετατρέψω σε έναν αναγνώσιμο τρόπο για να αξιολογήσω το επίπεδο φόρτισης. Έγραψα μια ουσία για τον τύπο χωρητικότητας λιθίου. Αργότερα θα εξηγήσω πώς το εμφανίζω.

Κουμπί

Χρειαζόμαστε έναν τρόπο για να ξεκινήσουμε την αντίστροφη μέτρηση και για αυτό ένας διακόπτης ενεργοποίησης/απενεργοποίησης θα ήταν μια χαρά. Επέλεξα να χρησιμοποιήσω ένα στιγμιαίο κουμπί που συνδέεται μεταξύ των ακίδων GND και RESET. Στο τέλος ολόκληρου του κύκλου αντίστροφης μέτρησης, το Arduino πηγαίνει σε κατάσταση βαθύ ύπνου και μπορεί να ξυπνήσει είτε απενεργοποιώντας το στη συνέχεια είτε ρυθμίζοντας τον πείρο RESET στο χαμηλό, κάτι που είναι βολικό. Αυτό το κουμπί μου επιτρέπει να "ενεργοποιήσω" την αντίστροφη μέτρηση και να την επαναφέρω όποτε θέλω. Δεν μπορώ να ανατρέψω την αντίστροφη μέτρηση για το πότε ξεκίνησε, αλλά δεν είναι κάτι μεγάλο νομίζω.

Βήμα 2: Επεξεργασία και μεταφόρτωση του κώδικα

Επισυνάπτεται ο κωδικός. Χρησιμοποιεί μια βιβλιοθήκη με το όνομα SevSeg την οποία μπορείτε είτε να εγκαταστήσετε χρησιμοποιώντας τον διαχειριστή βιβλιοθηκών του IDE είτε να την κατεβάσετε στη διεύθυνση

Υπάρχουν αρκετές αλλαγές που μπορεί να θέλετε να κάνετε πριν το ανεβάσετε:

Αντίστροφη μέτρηση

Για κάθε ομάδα δοντιών, εμφανίζεται μια αντίστροφη μέτρηση. Το έθεσα στα 20 δευτερόλεπτα για κάθε ομάδα. Υπάρχουν 5 ομάδες και μερικές παύσεις για την εμφάνιση συμβόλων ενδιάμεσα (βλ. Παρακάτω), οπότε ο συνολικός χρόνος για το βούρτσισμα των δοντιών πρέπει να είναι περίπου 2 λεπτά. Άκουσα ότι αυτός είναι ο προτεινόμενος χρόνος.

Εάν θέλετε να τροποποιήσετε το χρονόμετρο, δείτε τη γραμμή 14.

Καρφίτσωμα εργασιών

• εάν χρησιμοποιείτε οθόνες κοινής καθόδου, αλλάξτε τη γραμμή 84 σε "COMMON_CATHODE"
• για τις ακίδες των τμημάτων, αλλάξτε τη γραμμή 82 (αυτή τη στιγμή έχει οριστεί σε 4 έως 11)
• για τις ακίδες A/K, αλλάξτε τη γραμμή 80 (αυτή τη στιγμή έχει οριστεί σε 2 και 3)
• για τον αισθητήρα τάσης, αλλάξτε τη γραμμή ακίδων 23 (αυτή τη στιγμή έχει οριστεί σε A0)
• για το βομβητή, αλλάξτε τη γραμμή καρφιτσών 19 (αυτή τη στιγμή έχει οριστεί σε 12)

Ήχους

Καθόρισα μερικές μουσικές νότες με τη συχνότητα κατά προσέγγισή τους από τη γραμμή 36 έως 41, αν πιστεύετε ότι θέλετε να παίξετε διαφορετικούς τόνους, ίσως θέλετε να προσθέσετε περισσότερους σε αυτήν τη λίστα.

Πληρώνει 2 διαφορετικούς τόνους:

• ένα είδος κελαηδίσματος στην αρχή κάθε ομάδας δοντιών, γραμμή 206
• ένας τόνος "πάρτι" στο τέλος (είδος ανταμοιβής), γραμμή 201

Μπορείτε να αλλάξετε αυτούς τους τόνους, οι λίστες περιέχουν εναλλαγή μουσικής νότας και διάρκεια της νότας, να είστε δημιουργικοί!

Κινουμένων σχεδίων

Στην αρχή κάθε ομάδας δοντιών υπάρχει μια οθόνη που συμβολίζει την εν λόγω ομάδα. Τα πέντε σύμβολα ομάδων ορίζονται από τη γραμμή 71 έως 74. Μπορείτε να το επεξεργαστείτε αν θέλετε.

Στο τέλος της ακολουθίας, αυτά τα σύμβολα εναλλάσσονται για να σχηματίσουν ένα είδος κινούμενης εικόνας.

Ένδειξη στάθμης μπαταρίας

Στην αρχή της σειράς, η στάθμη της μπαταρίας υποδεικνύεται ως οθόνη "γραμμής" που εμφανίζεται για 3 δευτερόλεπτα. Κάθε ψηφίο μπορεί να εμφανίσει τρεις οριζόντιες ράβδους. Όταν εμφανίζονται και οι 6 γραμμές σημαίνει ότι η μπαταρία είναι γεμάτη. Οι μπάρες δεν ανάβουν από πάνω προς τα κάτω και από αριστερά προς τα δεξιά με τη στάθμη της μπαταρίας να μειώνεται. Μπορείτε να το αλλάξετε και να εμφανίσετε έναν αριθμό που αντιπροσωπεύει το υπόλοιπο ποσοστό ενέργειας, αν θέλετε, ο κωδικός βρίσκεται στη γραμμή 100.

Βήμα 3: Δημιουργήστε ένα περίβλημα

Επισυνάπτεται ένα μοντέλο Sketchup αυτού που σχεδίασα.

Πιθανότατα δεν θα ταιριάζει στις ανάγκες σας, καθώς εξαρτάται στενά από τη συμπαγή και το μέγεθος του κυκλώματος/εξαρτημάτων σας. Τροποποιήστε το όπως χρειάζεστε:)

Χρησιμοποίησα κόντρα πλακέ σημύδας 3/16 "νομίζω και ένα στρογγυλό πείρο 1/2" για το καπάκι του κουμπιού.

Θα παρατηρήσετε ότι ένα λαξευμένο πίσω μέρος του κουτιού στο οποίο θα είναι προσαρτημένο το πιεζοηλεκτρικό βομβητή, εδώ εκτελώ την παθητική ακουστική ενίσχυση.

Βήμα 4: Τοποθετήστε τα εξαρτήματα στο περίβλημα

Χρησιμοποίησα ταινία αφρού διπλής όψης για να κρατήσω τη μπαταρία, τη μονάδα φόρτισης/ενισχυτή και τον πιεζοηχητικό βομβητή στη θέση τους. Χρησιμοποίησα επίσης μερικά από αυτά ως διαχωριστικά μεταξύ του πίνακα και του κόντρα πλακέ, αλλιώς η οθόνη θα εξέχει με έναν όχι και τόσο όμορφο τρόπο.

Κόλλησα το κουμπί με κόλλα CI, αλλά δεν ήταν αρκετό για να αντέξει την πίεση κατά την ενεργοποίησή του, οπότε χρησιμοποίησα έναν πείρο μικρής διαμέτρου για να τον κρατήσω στη θέση του (δείτε την εικόνα).

Χρησιμοποίησα επίσης κόλλα CI για να κολλήσω το πιεζοηλεκτρικό βομβητή στην πίσω πλάκα πριν το κλείσω.

Η σύστασή μου: δοκιμάστε ότι όλα λειτουργούν κάθε τόσο κατά τη διάρκεια της τοποθέτησης, έπρεπε να ανοίξω ξανά και να απομονώσω μερικές περιοχές βραχυκυκλώματος, αρκετές φορές!

Προσθέστε μερικά πόδια από καουτσούκ στο κάτω μέρος, δίνει μια επαγγελματική εμφάνιση;)

Βήμα 5: Συμπέρασμα

Mayσως παρατηρήσετε ότι τα ψηφία είναι ανάποδα, αυτό είναι ένα λάθος που έκανα από την τοποθέτηση των εξαρτημάτων. Έλυσα αυτό το ζήτημα μετακινώντας την αντιστοίχιση, δεν είναι μεγάλη υπόθεση αφού δεν χρησιμοποιώ την τελεία/περίοδο.

Τέλος πάντων, αυτό το έργο ήταν πολύ διασκεδαστικό και το παιδί μου το λατρεύει!

Μη διστάσετε να δημοσιεύσετε τα σχόλια και τις προτάσεις σας!

Ευχαριστούμε που το διαβάσατε.