Сегодня я хочу поделится инструкцией по изготовления оригинальных часов с датчиком температуры. В качестве контролера Arduino Uno. Для отображения часов, даты и температуры я буду использовать цветной LCD TFT экран. Экран использует много контактов Arduino, поэтому мы обойдемся без модуля RTC.
Для реализации данного проекта нам понадобится:
— Arduino Uno
— LCD TFT 3.5” Shield для подключения к Arduino Uno
— Датчик температуры ds18b20
— Резистор 4.7 Ком 0.25 Вт
— Резистор 62 Ом 2 шт
— Аккумулятор Ni-Mn, 1.2V, 1000mA 6 шт
— Синий светодиод 5мм 4 шт
— Фанера толщиной 10 мм
— Немного тонкого пластика или картона
— Наждачная бумага
— Электролобзик
— Термоклей
— Паяльник
— Припой, канифоль
— Изолента
— Двусторонний скотч
— Соединительные провода
— Акриловая краска
— Красители для акриловой краски
— Дрель
— Сверла по дереву 5 мм и 3 мм
— Саморезы по дереву 3 х 30 мм
Шаг 1 Подготовка экрана.
Для начала возьмем экран, перед установкой его необходимо немного подготовить. В моем случае он выглядит так:
У вас он может немного отличаться, их много разновидностей. Подсветка экрана запитана через стабилизатор на 3.3 вольта и резистор от 5 вольт с Arduino. Это хорошо видно на фото:
Такая схема делает не возможным управление подсветкой, а оно пригодится, делать меньше яркость на ночь, например. Для осуществления возможности контроля яркости разрезаем дорожку около резистора и припаиваем провод соединяющий выход стабилизатора напряжения и резистор. Приклеиваем сверху изоленту, чтобы не было случайных КЗ. Потом мы разрежем этот провод и подключим к Arduino или просто поставим выключатель в разрыв. В итоге должно получится так:
Теперь экран готов к установке
Шаг 2 Подготовка Arduino Uno.
Экран использует много контактов Arduino, кроме этого на плате с экраном часто размещают слот под SD карту. Еще одна проблема заключается в том, что при соединении экрана и Arduino оставшиеся выводы Arduino становятся не доступны. Поэтому надо выбирать аналог Arduino Uno с подготовленными дополнительными посадочными гнездами для выводов. Таким образом мы сможем припаять гребенку к свободным выводам в обратную сторону. Итак, мы откажемся от слота SD карты в пользу свободных выводов. Распаиваем в обратную сторону следующие выводы: D0, D1, D10, D11, D12, D13, A5. Также с обратной стороны нам понадобятся выводы +5 вольт, GND, RES. Для питания будем использовать Ni-Mn аккумуляторы, и будет необходимо их заряжать, для этих целей припаиваем провода к разъему питания Arduino, таким образом мы сможет и заряжать аккумуляторы и питать Arduino во время зарядки. В конечном итоге получаем следующее:
Можно перейти к корпусу.
Шаг 3 Изготовление корпуса.
Начнем с изготовления корпуса для наших часов. За основу возьмем фанеру толщиной 10 мм. Форма может быть разной и, если вам не понравилась выбранная мною форма, вы можете изготовить шаблон и вырезать своей формой. Но если вы решили сделать такой же, как и у меня, тогда распечатываем следующую картинку на любом принтере в масштабе 100%:
Вырезаем распечатанный шаблон по внешнему краю. Прикладываем шаблон к фанере, очерчиваем и вырезаем, на этот раз из фанеры, две такие детали. В первой детали необходимо вырезать прямоугольник размером нашего экрана. Для этого размещаем экран посередине нашей заготовки, обратите внимание, ориентировать по середине надо сам экран, плата на которой находится наш экран не симметрична. Поэтому посередине размещаем сам экран, а очерчивает по размерам платы и вырезаем в заготовке этот прямоугольник:
Далее необходимо соединить экран и Arduino Uno. Прикладываем к нашей заготовке и отмечаем на фанере места вырезов под USB порт и разъем питания Arduino. Используя нож прорезаем по отмеченным линиям, но не до конца, а на только на нужную глубину:
Кладем заготовку из фанеры на ровную поверхность, внутрь кладем экран. Ровная поверхность нужна чтобы экран и передняя часть заготовки находилась в одной плоскости. Обратите внимание чтобы вырезы под USB и разъем питания Arduino совпадали с их фактическим расположением. Используя термоклеевой пистолет приклеиваем экран к фанере, заодно можно приклеить и провода подсветки, чтобы их случайно не выдрать:
С лицевой стороны будет выглядеть так:
Покрываем нашу заготовку акриловой краской. Я выбрал акриловою краску так как она не пахнет и быстро сохнет. Используя колер придаем белой краске нужный нам цвет. Мне нравится фиолетовый. Вы можете покрасить в любой понравившийся вам цвет:
Теперь переходим ко второй заготовке, в ней необходимо вырезать прямоугольник размером 75 мм на 35 мм, для доступа к выводам Arduino. А также надо сделать пять отверстия диаметром 5 мм для светодиодов. И прорезь для выключателя. И отверстия 3 мм под саморезы. Также, как и первую заготовку красим вторую:
Для соединения этих частей из фанеры той же толщины изготовим два прямоугольники размером 20 мм на 40 мм и один квадрат со стороной 20 мм. И просверливаем в них отверстия 3 мм под саморезы:
Шаг 4 Электрика.
Ставим Arduino на место:
Прикручиваем наши соединительные прямоугольники как показано на фото:
Берем аккумуляторы, спаиваем их последовательно по три штуки, выводим провода и скручиваем изолентой. Размещаем их в нижних частях лицевой заготовки, с обратной стороны и приклеиваем на термоклей. Провод от минусового контакта разъема питания Arduino припаиваем к минусу первой тройки аккумуляторов. Плюс от первой тройки припаиваем к минусу второй тройки аккумуляторов. Плюс от второй тройки паяем к одному из контактов выключателю. Провод от плюсового контакта разъема питания Arduino паяем ко второму контакту выключателя. Проше говоря: все аккумуляторы должны быть соединены последователь, минус от них припаян к минусу разъема питания Arduino, а плюс через выключатель к плюсу разъема питания:
Переходим к задней части. В проделанные отверстия вставляем светодиоды и фиксируем их термоклеем. Спаиваем их параллельно по два светодиода и не забываем про резисторы на плясовой провод. Минус от светодиодов подключаем к GND, плюс к D11 Arduino.
В верхнее отверстие вставляем датчик температуры ds18b20. Он обладает высокой точностью измерения, погрешность не более 0,5 °C. Датчик откалиброван при изготовлении, какой-либо дополнительной настройки не требуется. Диапазон измерения температуры -55 … + 125 °C. Есть два режима работы: с внешним источником питания и «паразитного питания». Мы будем использовать внешнее питание, так как при этом он работает стабильнее. Подключение следующее:
Так же фиксируем его термоклеем. В конечном итоге должно получится следующее:
Контакт DQ датчика температуры подключаем к D10 Arduino. Не забудьте припаять подтягивающий резистор между DQ и +5(VDD).
Перед окончательной сборкой еще раз проверьте чтобы все было припаяно и подключено:
Шаг 5 Собираем все вместе.
Аккуратно, чтобы не порвать провода, переворачивает заднюю часть и кладем ее на лицевую часть. В местах крепления соединительных прямоугольников проделываем отверстия и вкручиваем саморезы, соединяя таким образом обе части:
Теперь из тонкого пластика вырезаем полости толщиной 35 мм. На двусторонний скотч клеим эти полости по кругу на боковины наших часов:
Также из тонкого пластика вырезаем внутренние элементы бумажного шаблона и наклеиваем их на лицевую сторону часов:
Для зарядки аккумуляторов и работы часов во время зарядки необходим блок питания напряжением 7.2 – 8 V, с ограничение тока в 600 mA. Если у вас будут другие аккумуляторы, то и блок питания нужно подбирать другой, главное чтобы ток зарядки не превышал 10% от емкости аккумуляторов.
На этом сборка закончена, осталось только отредактировать и записать скетч.
Шаг 6 Подготовка среды и заливка скетча.
Для редактирования и заливки скетча вначале надо установить Arduino IDE с официального сайта:
www.Arduino.cc.
Затем установить следующие библиотеки. Для работы с экраном библиотека UTFT:
utft.rar
[2.39 Mb] (скачиваний: 793)
Для подключения датчика температуры библиотека OneWire:
onewire.rar
[16.75 Kb] (скачиваний: 412)
Для установки этих библиотек распакуйте архивы и поместите распакованные файлы в папку «libraries», находящуюся в папке с установленной Arduino IDE. Или не распаковывая скачанные архивы, в среде Arduino IDE выберите меню Скетч – Подключить библиотеку. В самом верху выпадающего списка выберите пункт «Добавить .Zip библиотеку». Не забудьте после всего этого перезагрузить Arduino IDE. Скетч для часов:
ard_lcd_tft_term.rar
[3.9 Kb] (скачиваний: 999)
Датчик температуры работает по протоколу One Wire и имеет уникальный адрес для каждого устройства — 64-разрядный код. Чтобы каждый раз не искать этот адрес, подключаем датчик к Arduino, заливаем в нее скетч находящийся в меню Файл – Примеры – Dallas Temperature – OneWireSearch. Далее запускаем Инструменты — Монитор порта. Arduino должна найти наш датчик, написать его адрес и текущие показания температуры. Копируем или просто записываем адрес вашего датчика. Открываем скетч Ard_LCD_TFT_Term, ищем строку:
byte addr[8]={0x28, 0xFF, 0xDD, 0x14, 0xB4, 0x16, 0x5, 0x97};//адрес моего датчика
Записываем адрес вашего датчика между фигурными скобками, заменяя адрес моего датчика. Осталось только залит отредактированный скетч. Хочу еще сказать, что просто часы возможно скучновато, но вы можете написать свой собственный скетч. Я по мере написания других скетчев для этих часов буду их выкладывать.
Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.
Источник: