Sikat Gigi Anda!: 5 Langkah (dengan Gambar)

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

Anak saya yang berusia 5 tahun tidak suka, karena banyak anak berusia 5 tahun, menyikat giginya…

Saya menemukan bahwa hambatan terbesar sebenarnya bukanlah tindakan menyikat giginya sendiri, tetapi waktu yang dihabiskan untuk melakukannya.

Saya melakukan percobaan dengan hitungan mundur ponsel saya untuk membiarkan dia melacak waktu yang dia habiskan pada setiap kelompok gigi (kiri bawah, kanan bawah, kiri atas, kanan atas, depan). Apa yang saya pelajari dari eksperimen ini adalah membuat tugas ini lebih mudah baginya. Setelah itu, dia benar-benar memintanya dan menyikat giginya tanpa mengeluh sama sekali!

Jadi saya berpikir: Saya akan membuat artefak hitung mundur kecil yang bisa dia gunakan sendiri sehingga dia menjadi lebih mandiri dan mudah-mudahan menyikat giginya lebih sering dan lebih hati-hati.

Saya tahu ada beberapa proyek DIY dan produk komersial lainnya yang melakukan hal ini, tetapi saya ingin sedikit mengotak-atik dan membuat desain saya sendiri.

Berikut adalah kriteria untuk desain saya:

• Sekompak mungkin
• Tampilkan 2 digit angka dan tanda
• Keluarkan suara di awal setiap kelompok gigi
• isi ulang
• Sesederhana mungkin untuk digunakan

Dalam Ible ini saya akan menunjukkan kepada Anda bagaimana saya merancang dan menciptakannya.

Menikmati!

Perlengkapan

• 1 x Arduino pro mini
• 2x7 segmen tampilan
• 1 x tombol tekan
• 1 x autotransformator
• 1 x bel piezo
• 2 x 470Ω resistor
• 1 x modul pengisi daya / penguat li-ion
• 1 x baterai li-ion 17360 (pada gambar Anda akan melihat 18650 dan dudukannya tetapi untuk membuatnya lebih kompak, saya kemudian berubah pikiran)
• papan perf
• beberapa kabel
• beberapa pita busa dua sisi
• kandang (saya buat dari kayu, bisa dicetak 3D)
• 4 x kaki karet
• beberapa lem CI

Langkah 1: Solder Komponen

Saya sebelumnya telah membuat bukti konsep dengan Arduino Uno dan protoboard sehingga saya dapat menulis kode dan memutuskan komponen apa yang akan digunakan. Saya tidak akan membagikan bagian dari proses itu karena sangat membosankan dan tidak akan membawa banyak hal pada ible ini.

skema

Skema tersedia di Tinkercad: https://www.tinkercad.com/things/77jwLqAcCNo-migh… tidak lengkap karena beberapa komponen tidak tersedia di perpustakaan dan kode tidak dapat dijalankan apa adanya karena memerlukan perpustakaan tertentu. Namun demikian, ini menunjukkan dengan cukup akurat ide keseluruhan di balik sirkuit sederhana.

Dalam uraian berikut saya tidak pernah menyatakan pin apa yang terhubung ke apa dengan sengaja. Saya pikir penetapan pin akan tergantung pada bagaimana Anda meletakkan komponen Anda. Pada langkah selanjutnya Anda akan dengan mudah menemukan tempat untuk mengatur penetapan pin dengan mengedit kode Arduino

Tata Letak

Saya pertama kali meletakkan di perfboard di mana saya ingin angka 7 segmen sesuai dengan posisi Arduino. Kebetulan perfboard khusus ini sangat berguna: ia dirancang seperti papan proto dengan koneksi yang mudah ditambah dengan cetakan dua sisi. Jika saya mengatur segmen di satu sisi dan Arduino di sisi lain, saya dapat memiliki sebagian besar pin digit untuk dicocokkan dengan pin I/O dan saya mendapatkan tata letak yang sangat ringkas!

Jika Anda memiliki cara untuk (membuat) mencetak papan Anda sendiri, maka mungkin yang terbaik adalah mendesain sendiri.

Digit

Saya menemukan bahwa cara termudah untuk menampilkan angka dan simbol dua digit adalah dengan menggunakan 7 segmen digit LED.

Bagaimana 7 segmen digit bekerja dalam kaitannya dengan Arduino

Digit 7 segmen memiliki 10 pin: satu untuk setiap segmen, satu untuk titik/periode dan dua untuk anoda/katoda umum (disebut A/K nanti) (terhubung secara internal). Untuk mengurangi jumlah pin yang digunakan oleh segmen dengan Arduino, semua segmen dan pin titik dihubungkan bersama dan ke pin I/O, yang berjumlah 8 pin I/O yang digunakan. Kemudian, salah satu pin A/K dari setiap segmen dihubungkan ke pin I/O lainnya. Dalam hal tampilan 2 segmen ini menjumlahkan 10 penggunaan pin I/O (7 segmen + 1 titik + 2 digit x 1 A/K = 10).

Bagaimana itu bisa menampilkan hal-hal yang berbeda pada setiap digit? Pustaka yang menggerakkan pin I/O itu memanfaatkannya pada kegigihan retina mata manusia. Itu menyalakan pin A/K dari digit yang diinginkan dan mematikan semua yang lain, mengatur segmen dengan benar dan kemudian dengan cepat bergantian dengan digit lainnya menggunakan pin A/K mereka sendiri. Mata tidak akan "melihat" kedipan karena frekuensinya tinggi.

Pematerian

Saya menyolder digit terlebih dahulu dan koneksi di antara mereka, lalu saya menyolder Arduino di sisi lain. Anda akan melihat bahwa penting untuk melakukan semua interkoneksi digit sebelum menyolder Arduino karena ini akan mencegah Anda mengakses bagian belakang digit begitu di tempatnya.

Pilih resistansi pembatas arus yang tepat

Lembar data untuk tampilan saya menunjukkan arus maju 8mA dan tegangan maju 1,7V. Karena Arduino yang saya gunakan berfungsi dengan 5V, saya harus menjatuhkan 5 - 1,7 = 3,3V pada 8mA. Menerapkan hukum Ohm: r = 3,3 / 0,008 = 412,5ΩResistor terdekat yang saya miliki adalah 330Ω dan 470Ω. Agar aman, saya memilih resistor 470Ω untuk membatasi arus melalui setiap dioda layar. Kecerahan layar berbanding terbalik dengan nilai resistor itu sehingga penting untuk menggunakan nilai yang sama untuk setiap digit.

Buzzer piezo

Bagaimana cara mengeluarkan suara dengan Arduino dan membuatnya tetap kompak pada saat yang bersamaan? Cara terbaik yang saya temukan adalah menggunakan salah satu buzzer piezo ramping yang dapat ditemukan di alarm pintu misalnya.

Kami membutuhkan cara untuk memperkuat suara yang dipancarkan oleh buzzer itu karena jika kami menghubungkannya langsung ke Arduino sulit untuk mendengar apa pun darinya. Kami akan memperkuatnya dengan dua cara itu:

• dengan autotransformer yang akan menaikkan tegangan, semakin tinggi semakin keras piezo
• dengan penguat akustik pasif, sebuah kotak pada dasarnya, seperti gitar: jika Anda memasang piezo ke karton misalnya, Anda akan segera melihat suara yang lebih keras

Sebuah autotransformer dapat ditemukan di alarm pintu yang sama, itu adalah silinder kecil dengan biasanya 3 pin. Satu pin masuk ke pin Arduino I/O, satu ke piezo dan yang terakhir terhubung ke Arduino GND dan kabel piezo lainnya. Sulit untuk mengetahui pin yang mana, jadi cobalah konfigurasi yang berbeda sampai Anda mendengar suara paling keras yang keluar dari piezo.

Kekuasaan

Penafian: Saya tahu itu bisa menjadi ide yang buruk untuk menyolder langsung pada sel li-ion, jangan lakukan itu jika Anda tidak nyaman dengan itu.

Saya memilih untuk menyalakan sirkuit dengan sel li-ion kecil, ini menyiratkan penggunaan modul untuk melindunginya, untuk mengisi daya dan untuk meningkatkan tegangan ke 5V (sel li-ion biasanya menghasilkan sekitar 3.6V). Saya mengambil modul itu dari bank daya murah dan melepas konektor USB-A yang rumit.

Modul menunjukkan di mana sel perlu dihubungkan. Mencari pinout konektor perempuan USB-A secara online, saya dapat menghubungkan kabel 5VCC dari modul ke pin arduino GND dan VCC. Jika Anda pernah memutuskan untuk memberi daya pada Arduino dengan lebih dari 5V maka Anda akan ingin memasukkannya melalui pin RAW sehingga Anda dapat membiarkan regulator tegangan on-board menurunkannya ke 5V yang dibutuhkan oleh ATMega.

Karena ini adalah sumber daya yang dapat diisi ulang, saya membutuhkan cara untuk mengetahui kapan dayanya habis. Untuk itu, saya menghubungkan ujung positif sel ke pin analog Arduino. Selama urutan pengaturan, saya akan membaca tegangan itu dan mengubahnya menjadi cara yang dapat dibaca untuk mengevaluasi tingkat pengisian daya. Saya menulis intisari tentang rumus kapasitas li-ion. Nanti saya akan menjelaskan bagaimana saya menampilkannya.

Tombol

Kami membutuhkan cara untuk memulai hitung mundur dan untuk itu sakelar rocker on/off akan baik-baik saja. Saya memilih untuk menggunakan tombol tekan sesaat yang terhubung antara pin GND dan RESET. Di akhir seluruh siklus hitung mundur, Arduino masuk ke kondisi deep-sleep dan dapat dibangunkan baik dengan mematikannya lalu hidupkan, atau menyetel pin RESET ke rendah, yang nyaman. Tombol tekan itu memungkinkan saya untuk "menghidupkan" hitungan mundur dan mengatur ulang kapan pun saya mau. Saya tidak bisa mengubah hitungan mundur kapan itu dimulai, tapi saya pikir itu bukan masalah besar.

Langkah 2: Edit dan Unggah Kode

Anda akan menemukan kode terlampir. Ini menggunakan perpustakaan bernama SevSeg yang dapat Anda instal menggunakan manajer perpustakaan IDE atau unduh di

Ada beberapa perubahan yang mungkin ingin Anda bawa sebelum mengunggahnya:

Hitung mundur

Untuk setiap kelompok gigi, hitungan mundur ditampilkan. Saya mengaturnya menjadi 20 detik untuk setiap grup. Ada 5 grup dan beberapa jeda untuk tampilan simbol di antaranya (lihat di bawah) sehingga total waktu yang dihabiskan untuk menyikat gigi harus sekitar 2 menit. Saya pernah mendengar ini adalah waktu yang disarankan.

Jika Anda ingin mengubah timer, lihat baris 14.

Pin tugas

• jika Anda menggunakan tampilan katoda umum, ubah baris 84 menjadi "COMMON_CATHODE"
• untuk pin segmen, ubah baris 82 (saat ini disetel ke 4 hingga 11)
• untuk pin A/K, ubah jalur 80 (saat ini disetel ke 2 dan 3)
• untuk sensor tegangan, ubah pin line 23 (saat ini disetel ke A0)
• untuk buzzer, ubah pin line 19 (saat ini disetel ke 12)

suara

Saya mendefinisikan beberapa not musik dengan perkiraan frekuensinya dari baris 36 hingga 41, jika Anda merasa ingin memainkan nada yang berbeda, Anda mungkin ingin menambahkan lebih banyak ke daftar itu.

Itu membayar 2 nada berbeda:

• semacam kicauan di awal setiap kelompok gigi, baris 206
• nada "pesta" di bagian paling akhir (semacam hadiah), baris 201

Anda dapat mengubah nada-nada itu, daftarnya berisi pergantian not musik dan durasi not, jadilah kreatif!

Animasi

Pada awal setiap kelompok gigi terdapat pajangan yang melambangkan kelompok yang bersangkutan. Simbol lima grup ditentukan dari baris 71 hingga 74. Anda dapat mengedit ini jika mau.

Di akhir urutan, simbol-simbol itu berganti-ganti untuk membentuk semacam animasi.

Indikator tingkat baterai

Di awal urutan, level baterai ditunjukkan sebagai tampilan "bar" yang muncul selama 3 detik. Setiap digit dapat menampilkan tiga batang horizontal. Ketika semua 6 bar ditampilkan itu berarti baterai sudah penuh. Bar tidak akan menyala dari atas ke bawah dan kiri ke kanan dengan tingkat baterai menurun. Anda dapat mengubahnya dan menampilkan angka yang mewakili persentase energi yang tersisa jika Anda mau, kodenya terletak di baris 100.

Langkah 3: Buat Enklosur

Anda akan menemukan terlampir model Sketchup yang saya rancang.

Ini mungkin tidak sesuai dengan kebutuhan Anda karena sangat tergantung pada kekompakan dan ukuran sirkuit/komponen Anda. Atur sesuai kebutuhan:)

Saya pikir saya menggunakan kayu lapis birch 3/16 ", dan paku bulat 1/2" untuk tutup kancing.

Anda akan melihat bahwa bagian belakang kotak yang diukir di mana buzzer piezo akan dipasang, di sinilah saya melakukan amplifikasi akustik pasif.

Langkah 4: Pasang Komponen di Enclosure

Saya menggunakan selotip dua sisi untuk menjaga baterai, modul pengisi daya/penguat, dan bel piezo tetap di tempatnya. Saya juga menggunakan beberapa di antaranya sebagai pengatur jarak antara perfboard dan kayu lapis atau tampilannya akan menonjol dengan cara yang tidak terlalu indah.

Saya menempelkan tombol tekan dengan lem CI tetapi itu tidak cukup untuk menahan tekanan saat menggerakkannya, jadi saya menggunakan paku kayu berdiameter kecil untuk menahannya (lihat gambar).

Saya menggunakan lem CI juga untuk menempelkan buzzer piezo di pelat belakang sebelum saya menutupnya.

Rekomendasi saya: uji bahwa semuanya berfungsi sesekali selama pemasangan, saya harus membuka kembali dan mengisolasi beberapa area korsleting, beberapa kali!

Tambahkan beberapa kaki karet ke bagian bawah, itu memberikan tampilan profesional;)

Langkah 5: Kesimpulan

Anda mungkin memperhatikan bahwa angkanya terbalik, ini adalah kesalahan yang saya buat sejak meletakkan komponen. Saya memecahkan masalah itu dengan memindahkan penugasan pin, itu bukan masalah besar karena saya tidak menggunakan titik/titik.

Bagaimanapun, proyek ini sangat menyenangkan untuk dibuat dan anak saya menyukainya!

Jangan ragu untuk mengirim komentar dan saran Anda!

Terima kasih telah membaca.