DigiLevel - një nivel dixhital me dy akse: 13 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:21

Frymëzimi për këtë udhëzues është Niveli i Frymës Dixhitale DIY i gjetur këtu nga GreatScottLab. Më pëlqeu ky dizajn, por doja një ekran më të madh me një ndërfaqe më grafike. Unë gjithashtu doja mundësi më të mira të montimit për pajisjet elektronike në kasë. Në fund të fundit, unë e përdor këtë projekt për të përmirësuar aftësitë e mia të projektimit 3D (duke përdorur Fusion 360) dhe për të eksploruar përbërës të rinj elektronikë.

DigiLevel do të japë reagime nëse një sipërfaqe është e barabartë-si përgjatë boshtit x (horizontal) ashtu edhe boshtit y (vertikal). Shkallët nga niveli janë treguar, si dhe një paraqitje grafike në një tabelë me 2 akse. Për më tepër, tregohet niveli i baterisë dhe tregohet temperatura aktuale në Fahrenheit ose Celsius (siç raportohet nga çipi i përshpejtuesit). Ky është reagimi minimal i dëgjueshëm - një ton fillestar për të verifikuar fuqinë, dhe pastaj një ton i dyfishtë sa herë që niveli zhvendoset nga një pozicion jo i nivelit në një pozicion të nivelit.

Unë kam dhënë udhëzime të hollësishme se si mund ta bëni këtë nivel dixhital, por mos ngurroni të zgjeroni dhe modifikoni në modelin tim, ashtu siç bëra në Nivelin e Shpirtit Digjital DIY.

Hapi 1: Materialet

Më poshtë janë materialet e përdorura për të bashkuar këtë nivel dixhital. Shumica e lidhjeve të blerjes janë për pjesë të shumta, të cilat zakonisht janë më të lira se blerja e përbërësve individualë. Si shembull, çipi TP4056 vjen me 10 copë për 9 dollarë (më pak se 1 dollarë/TP4056), ose mund të blihet individualisht për 5 dollarë.

• Ngarkues baterie TP4056 Li -Po (Amazon -
• Përshpejtues LSM9DS1 (Amazon -
• Arduino Nano (Amazon -
• Ekran LCD 128x64 OLED (Amazon -
• Altoparlanti Piezo (Amazon -

• 3.7V Li -Po bateri (Amazon -

  a.co/d/1v9n7uP)

• Vida me kokë tigan M2 - nevojiten 4 vida M2x4, 6 M2x6 dhe 6 M2x8 (eBay -
• Kaloni rrëshqitës (Amazon -

Me përjashtim të vidhave, lidhjet e ofruara do t'ju çojnë në Amazon. Pothuajse të gjithë këta artikuj, megjithatë, mund të blihen në eBay ose direkt nga Kina me një zbritje të konsiderueshme. Vetëm mbani në mend se porosia nga Kina mund të rezultojë në periudha të gjata kalimi (3-4 javë nuk është e pazakontë).

Vini re gjithashtu se ka alternativa për shumë nga këto përbërës. Për shembull, mund të zëvendësoni një përshpejtues tjetër për LSM9DS1 (siç është MPU-9205). Ju mund të zëvendësoni Arduino Nano duke përdorur çdo procesor të pajtueshëm me Arduino me kunjat e duhura GPIO.

Në veçanti, LSM9DS1 është ai që kam blerë në shitje në Sparkfun për më pak se 10 dollarë, por normalisht është me çmim më të lartë; MPU-9025 (https://a.co/d/g1yu2r1) siguron funksionalitet të ngjashëm me një çmim më të ulët.

Nëse bëni një zëvendësim, ka të ngjarë të keni nevojë të modifikoni kasën (ose të paktën se si e montoni përbërësin në kasë) dhe ka të ngjarë të keni nevojë të modifikoni softuerin për t'u lidhur me përbërësin alternativ. Unë nuk i kam ato modifikime - do t'ju duhet të hulumtoni dhe përditësoni sipas rastit.

Hapi 2: Diagrami i telave

Skema e instalimeve elektrike tregon se si komponentët e ndryshëm elektronikë janë të lidhur me njëri -tjetrin. Linjat e kuqe përfaqësojnë tension pozitiv ndërsa linjat e zeza përfaqësojnë tokën. Linjat e verdha dhe jeshile përdoren për sinjalet e të dhënave nga përshpejtuesi dhe në ekranin OLED LCD. Ju do të shihni se si këto komponentë janë të lidhur së bashku në hapat e mëposhtëm.

Hapi 3: Bëni rastin

Nëse keni një printer 3D, kutia mund të printohet mjaft lehtë. Skedarët STL të përfshirë në këtë Udhëzues. Nëse nuk keni një printer 3D, mund t'i ngarkoni skedarët STL në një zyrë të printerit 3D (si ky) dhe t'i printoni ato për ju.

Unë e kam shtypur timen pa buzë ose trap (dhe pa mbështetëse) dhe 20% mbushje, por ju mund ta printoni tuajin sido që jeni mësuar të printoni. Çdo copë duhet të shtypet veç e veç, duke u shtrirë. Ju mund të keni nevojë ta rrotulloni atë 45 gradë për ta përshtatur atë me shtratin e printerit. Imi u shtyp duke përdorur një Monoprice Maker Select Plus me një madhësi shtrati prej 200 mm x 200 mm - secilës pjesë i duheshin rreth 12 orë për tu printuar. Nëse keni një shtrat më të vogël, mund të mos përshtatet. Shkallëzimi nuk rekomandohet pasi bazat për përbërësit elektronikë nuk do të shkallëzohen në mënyrë të përshtatshme.

Hapi 4: Lidhni përbërësit në një tabelë për të verifikuar lidhshmërinë (opsionale)

Unë rekomandoj fuqimisht lidhjen e përbërësve kryesorë në një tabelë për të verifikuar lidhjen përpara se të vazhdoni me montimin e përbërësve brenda kasës. Ju mund ta shkarkoni softuerin në Arduino Nano (shikoni hapin tjetër), dhe për të verifikuar që ekrani OLED LCD është i lidhur mirë dhe është funksional, dhe se akselerometri është lidhur mirë dhe se po i raporton të dhënat e tij tek Arduino Nano Me Gjithashtu, kjo mund të përdoret për të verifikuar funksionimin e altoparlantit opsional piezo.

Unë nuk i lidha baterinë dhe ngarkuesin me dërrasën e bukës në këtë fazë - lidhja e çelësit për të kontrolluar baterinë bëhet pasi ta montoni çelësin në kasë. Fotografia e fundit tregon se si duket kjo para instalimeve elektrike.

Hapi 5: Shkarkoni Softuerin në Arduino Nano

Softueri ngarkohet në Arduino Nano duke përdorur Arduino IDE. Kjo mund të bëhet në çdo kohë gjatë procesit të ndërtimit të DigiLevel, por bëhet më së miri kur përbërësit janë lidhur me tela duke përdorur një dërrasë buke (shiko hapin e mëparshëm) për të verifikuar instalimet elektrike dhe funksionimin e saktë të përbërësve elektrikë.

Softueri kërkon që të instalohen 2 biblioteka. E para është biblioteka U8g2 (nga oliver) -mund ta instaloni duke klikuar në 'Sketch -> Përfshini Bibliotekën -> Menaxhoni Bibliotekat …' në Arduino IDE. Kërkoni për U8g2 dhe më pas klikoni në Instalo. Biblioteka e dytë është biblioteka Sparkfun LSM9DS1. Këtu mund të merrni udhëzime se si ta instaloni atë bibliotekë.

Pas specifikimeve të bibliotekës, softueri ka një seksion të konfigurimit dhe një lak kryesor të përpunimit. Seksioni i konfigurimit inicializon akselerometrin dhe ekranin OLED LCD, dhe më pas shfaq një ekran nisjeje para se të shfaqet ekrani kryesor. Nëse një altoparlant është i lidhur, ai do të luajë një bip në altoparlant për të nënkuptuar fuqinë në status.

Cikli kryesor i përpunimit është përgjegjës për leximin e akselerometrit, marrjen e këndeve x dhe y dhe më pas shfaqjen e vlerave si një grup numrash absolutë dhe gjithashtu pikturalisht në një grafik. Leximi i temperaturës nga akselerometri shfaqet gjithashtu (në Fahrenheit ose Celsius). Nëse niveli ishte më parë jo i nivelit, kur të kthehet në nivel do të gjenerojë dy bip në altoparlant (nëse është i lidhur).

Së fundi, tensioni nga bateria merret për të përcaktuar dhe shfaqur nivelin aktual të baterisë. Nuk e di sa i saktë është ky kod, por është mjaft i saktë për të treguar një bateri të plotë dhe tërheqjen graduale të nivelit të baterisë gjatë përdorimit.

Hapi 6: Montoni dhe lidhni ekranin OLED dhe altoparlantin Piezo

Ekrani 1.3 OLED (128x64) montohet në gjysmën e sipërme të kasës duke përdorur 4 vida vetë-përgjimi të kokës së tavanit M2x4. Unë ju sugjeroj t'i lidhni telat tuaj me ekranin para montimit. Kjo siguron që ju të shihni se si janë kunjat etiketuar ndërsa po lidhni telat. Pasi të jetë montuar ekrani, nuk do të jeni në gjendje të shihni etiketat për kunjat. Do të vini re se kam shtuar një etiketë në anën e pasme të ekranit në mënyrë që të mbaj mend vlerat e pin (meqenëse nuk e bëra këtë herën e parë dhe e lidha atë gabimisht …).

Altoparlanti përdoret për të lëshuar një ton të shkurtër kur Niveli Dixhital është i ndezur për të verifikuar që bateria është e mirë dhe se është funksionale. Ai gjithashtu lëshon një ton të dyfishtë sa herë që niveli zhvendoset nga një pozicion jo i nivelit në një pozicion të nivelit. Kjo është për të siguruar një reagim të dëgjueshëm ndërsa poziciononi nivelin ose cilindo që është niveli. Shtë montuar në gjysmën e sipërme të kasës duke përdorur 2 vida vetë-përgjimi të kokës së tavës M2x4. Ju nuk keni nevojë për një altoparlant - DigiLevel do të funksionojë mirë pa të, megjithatë do t'ju mungojë ndonjë reagim i dëgjueshëm.

Hapi 7: Montoni dhe lidhni baterinë, ngarkuesin e baterisë dhe ndërroni

Çelësi duhet të montohet në kasë para se ta lidhni me baterinë. Kjo ndodh sepse nëse e lidhni atë së pari, nuk do të jeni në gjendje të montoni çelësin pa e shkëputur atë. Pra, montoni çelësin së pari, pastaj montoni baterinë TP4056 dhe Li-Po të para-lidhur, pastaj përfundoni instalimet elektrike në ndërprerës.

TP4056 ka 4 jastekë instalime elektrike: B+, B-, Out+, Out-. Ju do të dëshironi ta lidhni baterinë në lidhjet B+ (tension pozitiv) dhe B- (tokë). Lidhja Out-out përdoret për tokën që do të shkojë në Arduino Nano, dhe Out+ lidhet me një kunj të ndërprerësit. Kunja e dytë e ndërprerësit lidhet më pas me VIN të Arduino Nano.

Puna ime e saldimit nuk është më e mira - më pëlqen të përdor tuba që zvogëlojnë nxehtësinë për të mbuluar dhe izoluar lidhjen e bashkuar. Ju do të vini re se në njërën nga lidhjet e salduara këtu, tubi i tkurrjes së nxehtësisë u ndikua nga nxehtësia e bashkimit dhe u tkurr para se të isha në gjendje ta lëvizja atë.

Hapi 8: Montoni dhe lidhni Përshpejtuesin

Përshpejtuesi (LSM9DS1) është montuar në mes të gjysmës së poshtme të kasës. Ka 4 kunja për t'u lidhur: VCC shkon te kunja V5 në Arduino Nano; GND shkon në tokë; SDA shkon te kunja A5 në Arduino Nano; dhe SCL shkon te kunja A4 në Arduino Nano.

Unë kam përdorur tela bluzë me lidhje Dupont për instalime elektrike, megjithatë ju mund ta lidhni tela direkt në kunjat nëse preferoni. Nëse i lidhni telat drejtpërdrejt në kunjat, me siguri do të dëshironi ta bëni këtë para se të montoni çipin e përshpejtuesit për ta bërë më të lehtë.

Hapi 9: Plotësoni pajisjet elektronike duke instaluar tela Arduino Nano

Lidhja përfundimtare bëhet duke lidhur të gjithë përbërësit elektrikë me Arduino Nano. Kjo bëhet më së miri para montimit të Arduino Nano në mënyrë që porta USB të jetë e arritshme për kalibrim dhe çdo ndryshim tjetër të softuerit të minutës së fundit.

Filloni duke e lidhur ndërprerësin me Nano. Plumbi pozitiv (i kuq) shkon nga kaloni në kunjin VIN të Nano. Plumbi negativ (i zi) nga bateria do të shkojë në kunjin GND në Nano. Ka dy kunja GND në Nano dhe të katër përbërësit elektrikë kanë një tel tokëzues. Zgjodha të kombinoja dy bazat në pjesën e poshtme të kutisë në një plumb të lidhur me një nga kunjat GND. Të dy bazat nga maja e rastit i kombinova në njërën plumb të lidhur me kunjat e tjerë GND.

Përshpejtuesi (LSM9DS1) mund të lidhet me Nano duke lidhur pinin VDD në përshpejtuesin me pinin 3V3 në Nano. MOS e lidhni këtë me kunjin 5V, përndryshe do të dëmtoni çipin e përshpejtuesit. Lidhni SDA me pinin A4 në Nano dhe SCL me pinin A5 në Nano. Kunja GND shkon në kunjin GND në Nano (e kombinuar me plumbin negativ nga bateria).

Ekrani OLED LCD mund të lidhet më pas me Nano duke lidhur pinin VCC në ekran me pinin 5V në Nano. Lidhni SDA me pinin D2 në Nano dhe SCL me pinin D5 në Nano.

Së fundi, altoparlanti mund të lidhet duke lidhur tela të kuq (pozitiv) me kunjin D7 në Nano. Teli i zi shkon në GND së bashku me GND të ekranit LCD OLED.

Hapi 10: Kalibrimi

Pasi të shkarkohet softueri dhe para se të montoni Arduino Nano, mund t'ju duhet të kalibroni nivelin tuaj. Sigurohuni që bordi i akselerometrit është montuar. Montimi i tij me vida duhet të rezultojë në një dërrasë të nivelit, megjithatë nëse është pak e fikur për ndonjë arsye, kalibrimi do të sigurojë një ekran të saktë.

Vendoseni pjesën e poshtme në një sipërfaqe që dihet se është e niveluar (duke përdorur një nivel flluskë ose ndonjë mjet tjetër). Lexoni vlerat e shfaqura për X dhe Y. Nëse secila është jo-zero, do t'ju duhet të përditësoni softuerin me shumën e kalibrimit. Kjo bëhet duke vendosur ndryshoren xCalibration ose variablin yCalibration në shumën e duhur (atë që shfaqet).

// // Vendosni këto ndryshore me vlerat fillestare sipas rastit // bool displayF = true; // e vërtetë për Fahrenheit, e rreme për Celsius int xCalibration = 0; // sasia e kalibrimit për rrafshimin e boshtit x int yCalibration = 0; // shuma e kalibrimit për nivelizimin e irvCalibration të gjatë të boshtit y = 1457; // sasia e kalibrimit për tensionin e referencës së brendshme

Në këtë kohë, ju gjithashtu duhet të vendosni vlerën e ekranitF në cilësimin e duhur në varësi të faktit nëse dëshironi që temperatura të shfaqet në Fahrenheit ose Celsius.

Ngarkimi i softuerit në Nano tani duhet të rezultojë në një lexim 0/0 në një sipërfaqe të nivelit të njohur.

Hapi 11: Montoni Arduino Nano dhe mblidhni kasën

Sapo të përfundojë kalibrimi, mund ta montoni Arduino Nano në kasë duke aplikuar zam të nxehtë në shina dhe duke e vendosur Arduino Nano në këto shina, me kunjat të drejtuar lart dhe portën USB përballë pjesës së brendshme të kutisë.

Rasti që përmban të gjitha pajisjet elektronike tani mund të montohet duke i bashkuar të dyja gjysmat dhe duke përdorur 4 vida vetë-përgjimi të kokës së tavanit M2x8.

Hapi 12: Verifikoni funksionimin e nivelit tuaj të ri dixhital

Sigurohuni që bateria Li-Po të jetë e ngarkuar. Nëse rasti është montuar, nuk do të jeni në gjendje të shihni direkt treguesit LED të karikimit. Nëse dëshironi të verifikoni funksionimin e karikimit duke parë drejtpërdrejt dritat e karikimit, do t'ju duhet të hapni kutinë, megjithatë ju duhet të jeni në gjendje të shihni shkëlqimin e kuq që tregon se karikimi po ndodh me rastin e mbyllur.

Pasi të ngarkohet dhe montohet, ndizni Nivelin Dixhital dhe verifikoni funksionimin e tij. Nëse nuk po funksionon, dy pikat e mundshme të problemeve janë instalimet elektrike për ekranin OLED LCD dhe instalimet elektrike për përshpejtuesin. Nëse ekrani nuk tregon asgjë, atëherë filloni me instalime elektrike OLED LCD. Nëse ekrani është duke punuar, por etiketat H dhe V të dyja tregojnë 0 dhe temperatura është 0 (C) ose 32 (F), atëherë përshpejtuesi ndoshta nuk është i lidhur siç duhet.

Hapi 13: Mendimet përfundimtare…

Unë e bashkova këtë nivel dixhital (dhe të udhëzueshëm) kryesisht si një përvojë mësimi. Ishte më pak e rëndësishme për mua të krijoja një nivel funksionimi siç ishte të eksploroja përbërësit e ndryshëm dhe aftësitë e tyre, dhe pastaj t'i bashkoja ato në një mënyrë që shton vlerë.

Çfarë përmirësimesh do të bëja? Ka disa që po i konsideroj për një përditësim të ardhshëm:

• Ekspozoni portën USB të Arduino Nano përmes kasës duke modifikuar mënyrën e montimit të saj. Kjo do të lejojë përditësime më të lehta të softuerit (i cili në çdo rast duhet të jetë i rrallë).
• Shtypni kasën 3D duke përdorur një fije druri. Unë kam eksperimentuar me filamentin Hatchbox Wood dhe jam shumë i kënaqur me rezultatet që kam marrë. Unë mendoj se kjo do t'i siguronte një pamje më të mirë të përgjithshme DigiLevel.
• Përditësoni modelin për të përdorur përshpejtuesin MPU-9250 për të ulur koston duke mos ndikuar në funksion.

Ky është udhëzimi im i parë dhe mirëpres reagimet. Ndërsa jam përpjekur ta shmang atë, jam i sigurt se kjo ka ende një perspektivë më të përqendruar në SHBA - kështu që kërkoj falje për ata jashtë SHBA.

Nëse ju duket interesante, ju lutem votoni për mua në Konkursin e Autorit të Herës së Parë. Faleminderit që lexuat deri në fund!

Vrapues në Autorin e Herës së Parë