Sienas skaitītāja displejs: 4 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:52

Es nopirku lētu kabatas pulksteņa skaitītāju no eBay, domājot, ka tas būs interesants jaunums. Izrādījās, ka nopirktais skaitītājs nebija piemērots, bet līdz tam laikam es apņēmos ražot kaut ko tādu, kas karājas pie sienas un ir sarunas punkts.

Displeja centrā ir analogs ampērmetrs, kas tiek darbināts ar uzlādētu kondensatoru, kas izlādējas caur skaitītāju, stimulējot rādītāja adatu.

LED displejs atspoguļo rādītāja kustību, nodrošinot uzkrītošu displeju.

To visu kontrolē Atmel 328 mikroprocesors, kas ir tieši izstrādāts uz Arduino Uno, kas mēra pašreizējo apgaismojuma līmeni telpā un nejauši iedarbina displeju, ko visi darbina trīs AA baterijas.

Piegādes

Arduino Uno ar Atmel 328 procesoru… skatīt pārējo tekstu

Gaismas diožu izvēle, sarkana, zaļa un dzeltena, ar vienu baltu

7 x 330R rezistori

1 x LDR

1 x 220uF kondensators

1 x 220R rezistors

2 x 10k rezistori

1 x taisngrieža diode

Piemēroti vecs ampērmetrs, parasti 100uA pilna skala

1. solis: koncepcija

Attēli stāsta īsu stāstu, oriģinālais skaitītājs bija paredzēts izmantošanai vārstu radioaparātos un prasīja vairāk nekā 100 mA, un to vienkārši nevarēja vadīt Arduino. Šīs ir agrīnas displeja izkārtojuma idejas. Galu galā es nojaucu skaitītāju ar nodomu nomainīt mehānismu, ne pārāk veiksmīgi.

Galu galā es paņēmu veco voltmetru ar 100uA mehānismu, ideāli.

2. solis: ķēde

Sākotnējā konstrukcijā tika izmantots Arduino, lai savienotu bitus diezgan vienkāršā sistēmā. Sešas digitālās tapas vada krāsainās gaismas diodes, izmantojot 330R rezistorus.

Viena digitālā tapa tiek izmantota, lai aktivizētu LDR sprieguma dalītāju, spriegumu mēra uz vienas no ADC tapām un izmanto, lai novērtētu pašreizējo gaismas līmeni un diennakts laiku.

Viena digitālā tapa tiek izmantota, lai uzlādētu kondensatoru, izmantojot diodi un 220R rezistoru.

Skaitītājs ir savienots pāri kondensatoram, izmantojot 10k rezistoru. Šī vērtība var būt jāmaina atkarībā no izmantotā ampērmetra pilnas skalas mērījuma.

Es pievienoju arī atiestatīšanas pogu, kas jāuzstāda displeja sānos.

Visbeidzot, tiek izveidots papildu savienojums no vienas gaismas diodes anoda, lai nodrošinātu sprieguma atskaiti, lai pārbaudītu akumulatora sprieguma līmeni. Šī ķēde nekad nav bijusi ļoti veiksmīga, un nākamreiz, kad baterijas izlādēsies un displejs tiks atvienots no sienas, es to nomainīšu uz vienkāršu sprieguma dalītāju.

3. darbība: ieviešana

Displeja vadīšana no akumulatoriem, izmantojot Arduino Uno, nebija praktiska, pašreizējais patēriņš būtu pārāk liels, jo liela daļa no tāfeles ir aktīva visu laiku, un es vēlējos, lai displejs vismaz sešus mēnešus būtu neskarts pie sienas laiks.

Lai samazinātu strāvas patēriņu, displeja shēmas tika izstrādātas ar Arduino un maizes dēli, shēmas tika pārnestas uz matricas plāksni un pēc tam beidzot ieprogrammētais procesors tika izņemts no Arduino un ievietots kontaktligzdā uz neliela matricas plāksnes gabala kopā ar xtal, un savienots kopā ar lentes kabeli.

Galu galā displejs darbojas visus 12 mēnešus ar vienu bateriju komplektu.

Noderīgs triks ir aizstāt Atmel procesoru Arduino Uno ar ZIF ligzdu, šī ir piemērota, un pēc tam ievietojiet procesoru atpakaļ. Kad projekts ir gatavs darbam, procesors jau ir ieprogrammēts, un tas vienkārši ir jānoņem un jāievieto gala paneļa kontaktligzdā. Pērkot tukšus procesorus, es pavadu stundu, uzliekot visiem sāknēšanas iekrāvējus, lai tie būtu gatavi lietošanai jebkurā laikā.

4. solis: kods

Kā varētu iedomāties, pamata displeja palaišanas kods nav ļoti sarežģīts, bet galvenā joma ir enerģijas patēriņa samazināšana. Tam ir divas pieejas, no kurām viena ir palaist displeju tikai tad, kad kāds to redzēs, un, otrkārt, līdz minimumam samazināt ķēžu enerģijas patēriņu.

Pirms kompilācijas programmai ir jāinstalē Narkoleptiskās bibliotēkas.

Visi sistēmas kavējumi tiek īstenoti, izmantojot narkoleptisko bibliotēku pilnam procesora mazjaudas režīmam, un enerģijas patēriņu mēra dažos nanoampos.

Procesors vienlaikus guļ četras sekundes, un, pamostoties, veic nejaušu darbību, lai noteiktu, vai sistēma nemodināsies. Ja nē, sistēma guļ vēl četras sekundes.

Ja nejaušā rutīna ir patiesa, tiek aktivizēta LDR ķēde un tiek veikts gaismas līmeņa mērījums. Lai taupītu enerģiju, LDR ķēde tiek nekavējoties deaktivizēta.

Sistēma darbojas četros paredzamajos laika periodos.

• Nakts - tā ir ļoti tumša, un neviens, visticamāk, to neskatīsies - nedari neko un ej atpakaļ gulēt
• Agrs rīts - pirmajā daļā, visticamāk, nebūs neviena vērotāja, taču saglabājiet statistiku it kā dienas laikā
• Dienā - var būt vērotāji, bet aktivizējiet tikai analogo skaitītāju, nevis gaismas diodes
• Vakars - iespējams, būs skatītāji, tāpēc aktivizējiet visu displeju

Sistēma lēš, ka dienas garums mainīsies atkarībā no gadalaika, tāpēc vakars tiek pagarināts par to, kas citādi būtu nakts, jo dienu garums ir īsāks, bet, kad vērotāji joprojām ir klāt.

Ja diennakts laiks ir piemērots, kondensatora uzlādēšanai tiek izmantota digitālā izeja un pēc tam tā tiek izslēgta. Izmantojot tikai analogo displeju, sistēma atgriežas miega režīmā, kad visa izeja ir izslēgta, un kondensators izlādējas caur skaitītāju, kura rādītājs, kas bija pavirzījies uz pilnu skalu, atgriežas nulles stāvoklī.

Kad LED displejs ir aktīvs, sistēma mēra spriegumu uz kondensatora un parāda gaitas gaismas displeju, pamatojoties uz izmērīto spriegumu, līdz tas pazeminās zem sliekšņa, kad sistēma guļ.

Displeja beigās tiek veikta otra nejauša atlase, lai noteiktu, vai displejs tiks atkārtots vai nē, nodrošinot lielāku interesi vērotājam.

Tiek aktivizēta balta gaismas diode, lai apgaismotu skaitītāja seju, kad LED indikators ir aktīvs.

Pītera Naita narkoleptiskā bibliotēka ieslēdz procesoru pilnā miega režīmā, kur izvadi paliks tādā stāvoklī, kādā tie bija ieslēgti miega režīmā, bet visi iekšējie pulksteņi apstājas, izņemot miega taimeri, kas ir ierobežots līdz četrām sekundēm. To var pārbaudīt Arduino, bet Arduino barošanas gaismas diodes un USB ķēdes dēļ nesasniedz vienādu enerģijas ietaupījumu.

Sistēmā joprojām ir kods, kas bija paredzēts, lai ņemtu vērā bateriju jaudas samazināšanos, taču tas nav izrādījies noderīgs. Nākamreiz, kad tas tiks izslēgts no sienas, es mainīšu programmu, lai, izmantojot gaismas diodes vai ampērmetru, nodrošinātu sava veida akumulatora stāvokli.

Galīgajā versijā displeja sānos ir uzstādīta atiestatīšanas poga. Galvenais iemesls tam ir atļaut apmeklētājiem demonstrācijas, lai sistēma pēc atiestatīšanas veiktu pamatdarbību 10 reizes pirms atgriešanās pie ierastās nejaušās darbības.