Дисплей за стенен измервател: 4 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:50

Купих евтин брояч за джобни часовници от eBay, мислейки, че ще стане интересна новост. Оказа се, че измервателният уред, който бях купил, не е подходящ, но дотогава се бях ангажирал да произвеждам нещо, което да виси на стена и да бъде разговор.

Центърът на дисплея е аналогов амперметър, който се захранва от зареден кондензатор, който се разрежда през глюкомера, анимирайки стрелката на показалеца при това.

LED дисплей отразява движението на показалеца, като осигурява привлекателен дисплей.

Цялото се управлява от микропроцесор Atmel 328, директно разработен на Arduino Uno, който измерва текущите нива на осветеност в помещението и произволно задейства дисплея, всички захранвани от три батерии тип АА.

Консумативи

Arduino Uno с процесор Atmel 328 … вижте останалата част от текста

Избор на светодиоди, червен, зелен и жълт с един бял

Резистори 7 x 330R

1 x LDR

1 x 220uF кондензатор

1 x 220R резистор

2 x 10k резистора

1 x токоизправител

Подходящо стар амперметър, обикновено 100uA пълна скала

Стъпка 1: Концепция

Снимките разказват кратка история, оригиналният измервателен уред е проектиран за използване на вентилни радиостанции и изисква над 100mA и просто не може да се управлява от Arduino. Това са ранни идеи за оформление на дисплея. В крайна сметка разглобих глюкомера с намерение да сменя механизма, не много успешно.

В крайна сметка взех един стар волтметър със 100uA механизъм, перфектен.

Стъпка 2: Веригата

Оригиналната конструкция използва Arduino за свързване на битовете в доста проста система. Шест цифрови пина управляват цветните светодиоди чрез резистори 330R.

Един цифров щифт се използва за захранване на делителя на напрежение LDR, като напрежението се измерва на един от щифтовете на ADC и се използва за оценка на текущото ниво на светлина и времето на деня.

Един цифров щифт се използва за зареждане на кондензатора чрез диод и резистор 220R.

Измервателят е свързан през кондензатора чрез 10k резистор. Тази стойност може да се наложи да се промени в зависимост от измерването на пълната скала на използвания амперметър.

Също така свързах бутон за нулиране, който да се монтира отстрани на витрината.

И накрая, допълнително свързване се извършва от анода на един от светодиодите, за да се осигури справка за напрежението, за да се провери нивото на напрежение на батерията. Тази схема никога не е била много успешна и ще я променя на обикновен делител на напрежение следващия път, когато батериите се изтощят и дисплеят е извън стената.

Стъпка 3: Прилагане

Работата на дисплея от батерии с помощта на Arduino Uno не беше практична, текущата консумация щеше да е твърде висока, тъй като голяма част от платката е активна през цялото време и исках дисплеят да стои на стена недокоснат поне шест месеца при време.

За да се намали консумацията на ток, схемите на дисплея бяха разработени с Arduino и макет, схемите бяха прехвърлени на матрична платка и след това най -накрая програмираният процесор беше изваден от Arduino и поставен в гнездо на малко парче матрична платка, заедно с xtal, и свързани заедно с лентов кабел.

В крайна сметка дисплеят работи цели 12 месеца с един комплект батерии.

Полезен трик е да замените процесора Atmel в Arduino Uno с гнездо ZIF, този се вписва добре и след това да поставите отново процесора. След като проектът е готов за работа, процесорът вече е програмиран и просто се нуждае от премахване и поставяне в гнездо на последната платка. Когато купувам празни процесори, прекарвам час, поставяйки зареждащи устройства на всички тях, така че да са готови за използване по всяко време.

Стъпка 4: Кодът

Както може да се предположи, кодът за стартиране на основния дисплей не е много сложен, но ключовата област е намаляването на консумацията на енергия. Има два подхода към това, единият е да стартирате дисплея само когато е вероятно някой да го види, и второ, да намалите консумацията на енергия на веригите до минимум.

Програмата трябва да има инсталирани нарколептични библиотеки преди компилирането.

Всички закъснения в системата се реализират с помощта на нарколептичната библиотека за режим на пълна ниска мощност на процесора, с консумация на енергия, измерена в няколко наноампера.

Процесорът спи по четири секунди наведнъж и при събуждане изпълнява произволна рутина, за да определи дали системата няма да се събуди. Ако не, системата спи за още четири секунди.

Ако случайната рутина е вярна, веригата LDR се активира и се прави измерване на нивото на осветеност. Веднага след това веригата LDR се деактивира, за да се пести енергия.

Системата работи на четири прогнозни периода.

• Нощта - много е тъмна и никой няма да гледа - не правете нищо и заспивайте
• Ранно утро - в първата част е малко вероятно да има наблюдатели, но поддържайте статистика сякаш през деня
• През деня - може да има наблюдатели, но активирайте само аналоговия метър, а не светодиодите
• Вечер - вероятно ще има наблюдатели, така че активирайте пълния дисплей

Системата изчислява, че продължителността на деня ще се променя със сезоните, така че вечерта се удължава в това, което иначе би било нощ, тъй като продължителността на дните е по -кратка, но когато наблюдателите все още има вероятност да присъстват.

Ако времето на деня е подходящо, се използва цифров изход за зареждане на кондензатора и след това се изключва. С аналогов дисплей системата се връща в режим на заспиване с изключен изход и кондензаторът се разрежда през измервателния уред, чийто показалец, който е прехвърлил до пълна скала, се връща към нула.

При активен светодиоден дисплей системата измерва напрежението на кондензатора и представя индикатор на работеща светлина въз основа на измереното напрежение, докато падне под праг, когато системата спи.

Втора произволна селекция се извършва към края на дисплея, за да се определи дали дисплеят ще се повтаря или не, като осигурява по -голям интерес за наблюдателя.

Бял светодиод се активира, за да осветява лицето на глюкомера, когато светодиодното шоу е активно.

Нарколептичната библиотека на Питър Найт поставя процесора в режим на пълен сън, където изходите ще останат в състоянието, в което са били при влизане в сън, но всички вътрешни часовници спират, с изключение на таймера за заспиване, който е ограничен до четири секунди. Това може да бъде тествано в Arduino, но поради захранването на LED и USB схемите на Arduino не се постига същата икономия на енергия.

Системата все още съдържа код, който е предназначен да отчете намаляващия капацитет на батериите, но това не се оказа полезно. Следващия път, когато е извън стената, ще променя програмата, за да осигуря някакво състояние на батерията чрез светодиодите или амперметъра.

Окончателната версия има бутон за нулиране, монтиран отстрани на витрината. Основната причина за това е да се позволят демонстрации на посетителите, така че системата да премине през основната си рутина 10 пъти след нулиране, преди да се върне към обичайната си произволна рутина.