Tampilan Pengukur Dinding: 4 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:54

Saya membeli pengukur arloji saku murah dari eBay dengan berpikir bahwa itu akan menjadi barang baru yang menarik. Ternyata meteran yang saya beli tidak cocok, tetapi saat itu saya berkomitmen untuk memproduksi sesuatu yang akan digantung di dinding dan menjadi bahan pembicaraan.

Bagian tengah layar adalah ammeter analog yang diberi energi oleh kapasitor bermuatan yang dilepaskan melalui meteran yang menggerakkan jarum penunjuk saat melakukannya.

Layar LED mencerminkan gerakan penunjuk yang memberikan tampilan yang menarik.

Keseluruhannya dikendalikan oleh mikroprosesor Atmel 328, yang dikembangkan langsung pada Arduino Uno, yang mengukur tingkat cahaya saat ini di dalam ruangan, dan secara acak memicu tampilan, semuanya ditenagai oleh tiga baterai AA.

Perlengkapan

Arduino Uno dengan prosesor Atmel 328…lihat teks lainnya

Pilihan LED, Merah, Hijau dan kuning dengan satu Putih

7 x 330R resistor

1x LDR

1 x 220uF kapasitor

1x220R resistor

2 x 10k resistor

1 x penyearah dioda

Sebuah ammeter tua yang sesuai, biasanya skala penuh 100uA

Langkah 1: Konsep

Gambar-gambar menceritakan sebuah cerita pendek, meteran asli dirancang untuk digunakan pada radio katup dan membutuhkan lebih dari 100mA dan tidak dapat dijalankan oleh Arduino. Ini adalah ide tata letak tampilan awal. Pada akhirnya saya membongkar meteran dengan maksud mengganti mekanisme, tidak terlalu berhasil.

Akhirnya saya mengambil voltmeter lama dengan mekanisme 100uA, sempurna.

Langkah 2: Sirkuit

Build asli menggunakan Arduino untuk menghubungkan bit dalam sistem yang cukup sederhana. Enam pin digital menggerakkan LED berwarna melalui resistor 330R.

Satu pin digital digunakan untuk memberi energi pada pembagi tegangan LDR, tegangan diukur pada salah satu pin ADC dan digunakan untuk memperkirakan tingkat cahaya saat ini dan waktu.

Satu pin digital digunakan untuk mengisi kapasitor melalui dioda dan resistor 220R.

Meter terhubung melintasi kapasitor melalui resistor 10k. Nilai ini mungkin perlu diubah tergantung pada pengukuran skala penuh pada ammeter yang digunakan.

Saya juga memasang tombol reset, untuk dipasang di sisi etalase.

Terakhir, sambungan lebih lanjut dibuat dari anoda salah satu LED untuk memberikan referensi tegangan untuk memeriksa tingkat tegangan baterai. Sirkuit ini tidak pernah sangat sukses dan saya akan mengubahnya menjadi pembagi tegangan sederhana saat baterai habis dan layar mati.

Langkah 3: Implementasi

Menjalankan layar dari baterai menggunakan Arduino Uno tidak praktis, konsumsi saat ini akan terlalu tinggi karena banyak papan yang aktif sepanjang waktu, dan saya ingin layar terpasang di dinding yang tidak tersentuh setidaknya selama enam bulan di a waktu.

Untuk memotong konsumsi arus, sirkuit tampilan dikembangkan dengan Arduino dan papan tempat memotong roti, sirkuit dipindahkan ke papan matriks dan kemudian prosesor yang akhirnya diprogram dikeluarkan dari Arduino dan dimasukkan ke dalam soket pada sepotong kecil papan matriks, bersama dengan xtal, dan disatukan dengan kabel pita.

Pada akhirnya, tampilan berjalan selama 12 bulan penuh dengan satu set baterai.

Trik yang berguna adalah mengganti prosesor Atmel di Arduino Uno dengan soket ZIF, yang ini pas, dan kemudian masukkan kembali prosesor. Setelah proyek siap untuk dijalankan, prosesor sudah diprogram dan hanya perlu dilepas dan dimasukkan ke dalam soket di papan akhir. Ketika saya membeli prosesor kosong, saya menghabiskan satu jam untuk memasang boot loader pada semuanya sehingga siap digunakan kapan saja.

Langkah 4: Kode

Seperti yang bisa dibayangkan, kode untuk menjalankan tampilan dasar tidak terlalu rumit tetapi area utamanya adalah pengurangan konsumsi daya. Ada dua pendekatan untuk ini, satu adalah hanya menjalankan tampilan ketika kemungkinan seseorang akan melihatnya, dan kedua untuk memotong konsumsi daya sirkuit seminimal mungkin.

Program harus memiliki perpustakaan Narcoleptic yang diinstal sebelum kompilasi.

Semua penundaan dalam sistem diimplementasikan menggunakan perpustakaan narkoleptik untuk mode daya rendah penuh dari prosesor, dengan konsumsi daya yang diukur dalam beberapa nanoamps.

Prosesor tidur selama empat detik setiap kali, dan saat bangun, menjalankan rutinitas acak untuk menentukan apakah sistem tidak akan bangun. Jika tidak, sistem akan tidur selama empat detik lagi.

Jika rutinitas acak benar, rangkaian LDR diaktifkan dan pengukuran tingkat cahaya dilakukan. Sirkuit LDR dinonaktifkan segera setelah itu untuk menghemat daya.

Sistem ini bekerja pada empat perkiraan periode waktu.

• Malam - sangat gelap dan tidak ada yang melihat - tidak melakukan apa-apa dan kembali tidur
• Dini Hari - di bagian pertama tidak mungkin ada pengamat, tetapi pertahankan statistik seolah-olah siang hari
• Siang hari - mungkin ada pengamat, tetapi aktifkan hanya meter analog, bukan LED
• Malam - kemungkinan akan ada pengamat jadi aktifkan tampilan penuh

Sistem memperkirakan bahwa panjang hari akan berubah seiring musim, jadi malam diperpanjang menjadi malam karena panjang hari lebih pendek, tetapi ketika pengamat masih mungkin hadir.

Jika waktunya tepat, output digital digunakan untuk mengisi kapasitor dan kemudian dimatikan. Dengan tampilan analog saja, sistem kembali tidur dengan semua output mati dan kapasitor dilepaskan melalui meter yang penunjuknya, yang telah beralih ke skala penuh, kembali ke nol.

Dengan tampilan LED aktif, sistem mengukur voltase pada kapasitor dan menampilkan tampilan lampu berjalan berdasarkan voltase terukur hingga turun di bawah ambang batas saat sistem tidur.

Pemilihan acak kedua terjadi menjelang akhir tampilan untuk menentukan apakah tampilan akan diulang atau tidak, memberikan lebih banyak minat bagi pengamat.

LED putih diaktifkan untuk menerangi permukaan meteran saat tampilan LED aktif.

Perpustakaan narkoleptik oleh Peter Knight, menempatkan prosesor ke mode tidur penuh di mana output akan tetap dalam keadaan mereka memasuki tidur tetapi semua jam internal berhenti kecuali pengatur waktu tidur yang dibatasi hingga empat detik. Ini dapat diuji di Arduino tetapi karena LED daya Arduino dan sirkuit USB tidak mencapai penghematan daya yang sama.

Sistem masih berisi kode yang dimaksudkan untuk menjelaskan penurunan kapasitas baterai tetapi ini belum terbukti bermanfaat. Lain kali saya akan mengubah program untuk memberikan semacam status baterai melalui LED atau ammeter.

Versi terakhir memiliki tombol reset yang dipasang di samping etalase. Alasan utamanya adalah untuk memungkinkan demonstrasi kepada pengunjung sehingga sistem akan menjalankan rutinitas dasarnya 10 kali setelah reset sebelum kembali ke rutinitas acak normalnya.