Пристрій, що мотивує дітей на вивчення аналогових годин

14

У наше століття загальної цифровізації аналоговий годинник, з циферблатом і стрілками, здають свої позиції і поступаються місцем цифровим. Старше покоління прекрасно читає і цифровий і аналоговий годинник, а ось молодше покоління більше орієнтується по цифровим годинникам. Тим більше що саме такий формат звичний на смартфонах, фітнес-браслетах, планшетах і т.д.

Даний пристрій покликаний мотивувати дітей на вивчення циферблатних годин. Реалізовано це наступним чином.всередину пристрою поміщаються цукерки, потім кришка закривається і блокується важелем сервоприводу. На передній панелі є рк-екран і чотири кнопки. По центру екрану розміщений циферблат годинника, а внизу чотири віконця з цифровим годинником. Одні з цифрових годин збігаються з циферблатом. Якщо правильно вказати три рази на збіг, то відкриється кришка і можна буде забрати цукерку.

Інструменти та матеріали:-arduino pro micro;-1,8-дюймовий tft-дисплей;-перфорована плата з отворами (70 x 50 мм);-батарейний відсік з перемикачем для 4 батарей aa 1,5 в;-стабілізатор напруги ld1117v33;-керамічний конденсатор 100 нф;-електролітичний конденсатор 10 мкф;-електролітичний конденсатор 100 мкф;-штирьовий роз’єм;-1n4001 діод;-мікровимикач — 4 шт;-серводвигун sg90;-кріплення;-дроти;-3d-принтер;

Крок перший: схема

На представлених схемах і малюнках показ вид плати спереду з тильного боку.лицьова сторона — це та, на якій буде розташований дисплей. Pro micro знаходиться ззаду. Отже, роз’єм для дисплея знаходиться на лицьовій стороні (і припаяний на задній стороні), а роз’єми для pro micro знаходяться на задній стороні (і припаяні на лицьовій стороні).

Послідовність пайки наступна: відріжте один 3-контактний роз’єм , один 8-контактний роз’єм і два 12-контактних роз’єми.припаяйте 8-контактний роз’єм до передньої частини, а всі інші роз’єми до задньої частини, як показано на схемах і на першій фотографії. ( 4-контактний роз’єм, позначений червоною пунктирною стрілкою не монтується).додайте дроти, як показано на схемах, потім всі інші елементи, як показано на малюнку.після завершення пайки встановіть pro micro і дисплей у відповідні роз’єми.трохи більш темним коричневим кольором на схемі відзначені перемички для пайки.замість роз’єму постійного струму, показаного на схемі, підключається акумуляторна батарея. На стабілізаторі напруги необхідно встановити радіатор. Зігнув весь регулятор з радіатором на 90 °.

Крок другий: програмуваннятепер переходимо до програмування.запускаємо ide arduino і завантажуємо прикріплений файл analog_clock_box.ino. Обов’язково вибираємо плату»sparkfun pro micro».якщо цей параметр не відображається, встановлюємо бібліотеки ide, як описано тут. В якості додаткового факту, цей сайт повідомляє, що висновок raw приймає до 12 в, тому ми можемо минаючи, зовнішній регулятор напруги, підключити дисплей безпосередньо до pro micro. Поряд з цим, у дешевих клонів pro micro обмежені можливості по вихідному струму, тому дисплей може працювати нестабільно.після установки плати підключаємо схему через usb, потім компілюємо і завантажуємо програму.тепер на дисплеї повинні відображатися годинник і можливі варіанти відповідей.нижче деякі подробиці про код: — наступний рядок на початку коду контролює, скільки наступних правильних відповідей необхідно, перш ніж сервопривід повернеться на 90 ° і, таким чином, відкриє кришку.

# define max_answers 3

-у рядку з 20 по 28 визначають штифти, які використовуються для приведення в дію дисплея, зумера і сервоприводу. Вони повинні залишатися незмінними, оскільки ця конфігурація відповідає розводці на монтажній платі.- рядок 58 ініціалізує генератор випадкових чисел значенням, ліченим з pin-коду a3, який не підключений і, отже, повинен сам генерувати випадкове число. Таким чином, процесор повинен генерувати різні питання при кожному запуску.- рядки з 65 по 71 визначають кольори, використовувані на дисплеї. Змініть значення rgb, щоб адаптувати їх до вашого стилю.- рядок 74 ініціалізує відображення. Можливо, що на пристрої всі кольори виглядають неправильно, так як на ринку представлені різні 1,8-дюймові дисплеї з (трохи) різними чіпами драйверів. Якщо дисплей виглядає дивно, потрібно спробувати змінити «initr_blacktab» на «initr_greentab»або » initr_redtab».- рядки з 79 по 87 відповідають за чотиритональну вступну музику після включення живлення.- рядок 89 викликає функцію createtimesandpaintclock (), яка виконує наступне: генерує випадковий час, малює годинник і відображає три неправильних і один правильний варіант.- рядки 91 і 92 приводять сервопривід в положення на 0 градусів. Це положення в якому важіль піднято і, отже, кришка закрита.- функція loop () очікування натискання будь-якої кнопки. Правильна відповідь буде відзначений позитивним звуком, неправильна відповідь викличе негативний звук. У будь-якому випадку в рядку 169 генерується нове питання.після трьох правильних відповідей поспіль рядок 149″ повертає » сервопривід на 90 градусів, відкриваючи кришку. Тепер система очікує в черзі 150 секунд повторного натискання будь-якої кнопки. Якщо це станеться, кришка знову опиниться в закритому положенні, і сервопривід знову поверне важіль в заблоковане положення. Після цього вся » гра » почнеться спочатку.

Крок третій: корпускорпус для пристрою майстер надрукував на 3d-принтері. Файли для друку можна завантажити нижче.battery case — upper.stlbuttons.stlelectronics case.stllid.stlmain box.stlperfboard fixture.stlperfboard support.stlbattery case — lower.stl

Крок четвертий: сборкатеперь можна приступити до складання.до perfboard fixture прикручуємо плату.простягаємо кабель від акумуляторної батареї через отвір на лівій стороні основного блоку. Потім проштовхніть його через передній отвір основного блоку і підключаємо до роз’єму на платі.

Встановлюємо на вісь велику заслінку, яка поставляється з сервоприводом sg90. Пропускаємо кабель через передній отвір основного блоку. Встановлюємо двигун з лівого боку основного блоку і фіксуємо гвинтами.перевіряємо установку кнопок в отвори, при необхідності їх потрібно відшліфувати. Потім кнопки встановлюємо на плату і прикручуємо кришку.

Встановлюємо батарейний відсік і збираємо корпус.

Крок п’ятий: робота пристрою після включення пролунає короткий вітальний звук. При першому запуску необхідно тричі відповісти на запит, зіставивши аналоговий і цифровий годинник. Кількість правильних відповідей відображається в правому верхньому куті. Якщо ви натиснути правильну кнопку, «цифровий» час над кнопкою буде відзначено зеленим кольором, і п’єзоелектричний індикатор видасть «позитивний» звук. Якщо відповідь неправильна, він буде відзначений червоним кольором, правильна відповідь — зеленим, а п’єзоелектричний датчик видасть «негативний» звук. В цьому випадку. Лічильник обнулитися (для відкриття коробки повинно бути три правильних відповіді поспіль). Як тільки ці три правильні відповіді будуть дані, сервопривід » розблокує кришку.

Потрібно відкрити кришку і помістити всередину «мотивуючий предмет». Потім кришку закриваємо і натискаємо будь-яку кнопку. Після натискання кнопки сервопривід заблокує кришку.

На відео можна подивитися демонстрацію роботи пристрою.

джерело (source)