Digitalηφιακό θερμόμετρο πολλαπλών χρήσεων: 5 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:38

Αυτό το διδακτικό θα σας δείξει πώς να δημιουργήσετε μια πλατφόρμα πολλαπλών λειτουργιών με θερμόμετρο, χρονογράφο (χρονόμετρο αντίστροφης μέτρησης), χρονόμετρο αντίστροφης μέτρησης και ένδειξη φωτός. Προορίζεται επίσης να είναι μια πλατφόρμα για άλλους αναλογικούς αισθητήρες ή οποιαδήποτε άλλη λειτουργία μπορείτε να σκεφτείτε.

Βήμα 1: Συγκέντρωση υλικών

Για να φτιάξετε το ψηφιακό θερμόμετρο θα χρειαστείτε:

- Σύρμα - κασσίτερος Altoids - Breadboard - Μεταβλητή αντίσταση - Διψήφια κοινή άνοδος 7 Segment Display - 4 2N2222 Transistors - 2 220 k ohm Resistors - Thermistor (κατά προτίμηση γραμμική έξοδος) - 2 Momentary Push Button - 2 2.2 k ohm Resistors - 5 volt Ρυθμιστής - 2 Πυκνωτές ισοπέδωσης για το τροφοδοτικό (χρησιμοποίησα 220 uF) - Διακόπτης ισχύος - Μικροελεγκτής ATMEGA168 - Κρυστάλλος 16 MHz - Αντίσταση 1 k ohm - Εκτυπώσιμη ετικέτα (Μεγαλύτερη από το μπροστινό μέρος του κασσίτερου Altoids) - Πρίζες (όποιες νομίζετε Μπορεί να χρειαστούν) Απαιτούμενα εργαλεία: - Συγκολλητικό σίδερο - Αντλία συγκόλλησης (προαιρετικά) - Απογυμνωτής καλωδίων (προαιρετικά) - Συρματοκόπτες

Βήμα 2: Ξεκινήστε την κατασκευή

Για αυτό το βήμα, χρησιμοποιήστε το συνημμένο σχηματικό (word ή AutoCAD) για να δημιουργήσετε το κύκλωμα. Πάντα μου φαίνεται χρήσιμο να το φτιάξω πρώτα σε μια σανίδα χωρίς κόλλα. Αυτό καθιστά εύκολο να διορθώσετε τυχόν προβλήματα που προκύπτουν πριν θέλετε να τραβήξετε τα μαλλιά σας:)

Πριν ξεκινήσετε τη συγκόλληση, είναι ίσως καλύτερο να κόψετε πρώτα το ψωμί στο τελικό μέγεθος και να τακτοποιήσετε όλα τα μεγαλύτερα μέρη στον πίνακα (όπως φαίνεται στην 2η παρακάτω εικόνα). Μην ξεχάσετε να αφήσετε χώρο για τα κουμπιά πάνω από τον πίνακα και ένα κουμπί λειτουργίας στο πλάι. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι στο σχήμα ότι το R5 είναι μια αντίσταση σύγκρισης για το θερμίστορ και μπορεί να συμπεριληφθεί στο θερμίστορ σας, οπότε θα πρέπει να ελέγξετε το φύλλο δεδομένων σας για τον τρόπο εφαρμογής του συγκεκριμένου θερμίστορ σας.

Βήμα 3: Βαθμονομήστε το Thermistor

Για να βαθμονομήσετε το θερμίστορ, πρέπει να λάβετε μετρήσεις από τον μικροελεγκτή σε διαφορετικές θερμοκρασίες (όσο περισσότερο τόσο το καλύτερο).

Έχω επισυνάψει το εξάγωνο αρχείο που θα φορτωθεί στο φλας του μικροελεγκτή για να εμφανιστεί η αναλογική είσοδος από το θερμίστορ. Εάν διαβάζεται με μια γραμμή στην έξοδο, αυτό συμβαίνει επειδή η είσοδος του θερμίστορ είναι πολύ υψηλή για να εμφανιστεί σε δύο ψηφία (παράδειγμα η έξοδος -5 θα μπορούσε να είναι από 155 έως 105). Στη συνέχεια, τα σημεία πρέπει να σχεδιαστούν στο excel ως διάγραμμα διασποράς, όχι συνδεδεμένα με γραμμές (για παράδειγμα, δείτε τις ενδείξεις θερμοκρασίας που επισυνάπτονται παρακάτω). Στη συνέχεια, πρέπει να κάνετε δεξί κλικ στα σημεία δεδομένων στο γράφημα και να κάνετε κλικ στην επιλογή "Προσθήκη γραμμής τάσης". Στη συνέχεια, επιλέξτε τον τύπο της εξίσωσης που είναι πιο κοντά στην εμφανή γραμμή που δημιουργήθηκε από τα σημεία δείγματος (χρησιμοποίησα μια γραμμική εξίσωση επειδή το θερμίστορ μου έχει γραμμική έξοδο). Στη συνέχεια, κάντε κλικ στην καρτέλα "επιλογές" και επιλέξτε "εμφάνιση εξίσωσης στο γράφημα" και κάντε κλικ στο OK. Αυτή η εξίσωση πρέπει να εισαχθεί στη θέση του τύπου στον πηγαίο κώδικα, όπου το x είναι "analogRead (tempPin)". Το σημείο για να γίνει αυτό υποδεικνύεται στον πηγαίο κώδικα (βρίσκεται στην εισαγωγή). Ο επεξεργαστής που χρησιμοποίησα για τον πηγαίο κώδικα είναι το Arduino 0007. Το πρόγραμμα δημιουργεί επίσης τα δεκαεξαδικά αρχεία στον υποφάκελο applet του έργου όταν κάνετε κλικ στο κουμπί μεταγλώττισης στο πρόγραμμα. Αυτά τα δεκαεξαδικά αρχεία μπορούν στη συνέχεια να φορτωθούν στο φλας του μικροελεγκτή χρησιμοποιώντας οποιαδήποτε μέθοδο (όπως το AVRIsp mkII).

Βήμα 4: Κάντε τη θήκη

Για να προετοιμάσετε τη θήκη για να κρατήσετε τα ηλεκτρονικά, πρέπει να γίνουν δύο πράγματα.

Το πρώτο είναι να κόψετε τις οπές για την οθόνη LED, μεταβλητή αντίσταση, δύο στιγμιαία κουμπιά και το διακόπτη λειτουργίας. Το έκανα αυτό εισάγοντας πρώτα τα έτοιμα ηλεκτρονικά στο τενεκέ. Στη συνέχεια, διατηρώντας τον κασσίτερο στην ίδια ακριβώς θέση, χρησιμοποίησα ένα λέιζερ ως οδηγό για να σημειώσω τις άκρες του εξαρτήματος, έπειτα έκλεισα το καπάκι, γρατζουνίστηκα κατά μήκος της γραμμής λέιζερ σημειώνοντας πού πρέπει να κοπεί. Στη συνέχεια τρυπούσα τυχόν γωνίες (όπως η τρύπα της οθόνης). Τέλος, χρησιμοποίησα ένα μαχαίρι ακριβείας για να κόψω κατά μήκος των γραμμών. Μην ανησυχείτε αν παραμορφώσετε πολύ το μέταλλο γύρω από τις άκρες, μπορεί εύκολα να ισοπεδωθεί αργότερα βάζοντας ένα ξύλο κάτω από τη μία πλευρά και χτυπώντας ελαφρά την άκρη με ένα σφυρί. Το δεύτερο πράγμα που πρέπει να γίνει είναι να επενδύσετε το κάτω μέρος με χαρτόνι (κατά προτίμηση λεπτό) για να μονώσετε τα ηλεκτρονικά από βραχυκύκλωμα στον μεταλλικό πάτο. Αυτό γίνεται εύκολα πιέζοντας τη θήκη Altoids στο χαρτόνι, ώστε να αφήνει μια κατάθλιψη στις άκρες. Τώρα απλώς κόψτε την κατάθλιψη και τοποθετήστε την στο κάτω μέρος του κασσίτερου (δείτε τη φωτογραφία του άλλου).

Βήμα 5: Επισυνάψτε την ετικέτα

Δημιούργησα την ετικέτα κατεβάζοντας ένα πρότυπο για τις εκτυπώσιμες ετικέτες που αγόρασα. Το επόμενο ήταν ένα από τα πιο δύσκολα μέρη για μένα, κάνοντας ένα αξιοπρεπές σχέδιο. Χρησιμοποίησα clip art και βασικά σχήματα για να το δημιουργήσω. Έχω επισυνάψει το σχέδιο ώστε να μπορείτε να το χρησιμοποιήσετε ή να το τροποποιήσετε. Στη συνέχεια, εκτυπώστε το και κόψτε κατά μήκος των εξωτερικών γραμμών (βεβαιωθείτε ότι έχετε κόψει αμέσως τα μαύρα περιγράμματα). Τώρα επισυνάψτε την ετικέτα. Το βρήκα χρήσιμο να το κρατάω μέχρι το φως ενώ το κάνω αυτό, βοηθά να δούμε πού είναι οι τρύπες για να το ευθυγραμμίσουμε. Τέλος, κόψτε διαγώνιες γραμμές στις τρύπες και διπλώστε τα πτερύγια κάτω (δείτε την παρακάτω εικόνα) και ολοκληρώστε την εγκατάσταση των κουμπιών. Θα ήθελα επίσης να δω φωτογραφίες από τα θερμόμετρα που φτιάξατε ή ακόμα και τις ετικέτες αν δεν φτιάξατε το θερμόμετρο =)