HowTo : Arduino - Construire une minuterie "time_timy" pour visualiser les durées

Le boîtier imprimé en 3D du "pxlDigits" n'était pas initialement destiné à être "juste" un affichage à 7 segments avec WLAN.

À l'origine, j'ai construit une sorte de minuterie à partir d'un affichage à 7 segments à deux chiffres pour un de mes amis. Elle est enseignante à l'école primaire et avait le problème qu'elle avait besoin d'un affichage de l'heure pour ses élèves qui pourrait également être lu par des élèves qui ne sont pas encore capables de lire des nombres et/ou d'estimer des périodes de temps.

Dans ce cas, l'affichage des chiffres sur l'afficheur 7 segments est bien entendu inadapté. Par conséquent, l'affichage a été étendu pour inclure une bande LED de 1 m de long composée de LED WS2812 et d'un encodeur rotatif. L'encodeur rotatif peut alors être utilisé pour régler le temps dont la période doit expirer.

Dès qu'une heure est réglée, elle s'écoule automatiquement. La bande LED s'allume complètement au début. Au fil du temps, le nombre de LED allumées sur la bande de LED diminue. De plus, la couleur de la bande LED passe du vert au rouge.

En principe, le temps qui s'écoule est représenté visuellement par cette bande LED. Semblable à une barre de chargement sur un ordinateur. De cette façon, le temps restant pour un devoir scolaire peut également être lu par les élèves qui ont encore des difficultés avec les chiffres. 

L'article suivant décrit comment vous pouvez reconstruire cette minuterie appelée "time_timy".

Consignes de sécurité

Je sais que les notes suivantes sont toujours un peu ennuyeuses et semblent inutiles. Malheureusement, de nombreuses personnes qui savaient "mieux" ont perdu des yeux, des doigts ou d'autres choses à cause d'une négligence ou se sont blessées. La perte de données est presque négligeable en comparaison, mais même celles-ci peuvent être vraiment ennuyeuses. Par conséquent, veuillez prendre cinq minutes pour lire les consignes de sécurité. Parce que même le projet le plus cool ne vaut pas une blessure ou d'autres problèmes.
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Conditions préalables

Pour la construction, vous devez maîtriser les tâches de soudure SMD. Les articles suivants fournissent des conseils sur la façon de procéder.

• Électronique - Mon ami le fer à souder
• Électronique – Souder les composants THT à la main
• Électronique – Soudez des composants CMS à la main

Outil requis :

Matériel requis :

Rassemblez les pièces dont vous avez besoin

Pour configurer votre propre time_timy, vous devez bien sûr d'abord collecter les pièces nécessaires.

Vous aurez besoin des pièces suivantes pour l'assemblage.

• 2x chiffres à sept segments entièrement assemblés. Pour cela voir : Électronique - Construisez un "pxlDigit" à sept segments à partir de LED WS2812
• 1x étui imprimé en 3D
• 1x couvercle imprimé en 3D
• 1x Arduino Nano
• 1x encodeur rotatif
• Câble à cinq conducteurs de 10 à 15 cm
• 2 inserts filetés M3
• 1x câble de connexion pour bandes LED WS2812
• 6x vis à tête fraisée M3x6
• Peut-être un buzzer 5V

schéma

Dans ce qui suit, vous pouvez voir le schéma de circuit de la façon dont les différents composants sont câblés ensemble.

Vue d'ensemble de l'ensemble du schéma de circuit.

Détail de l'affichage à sept segments.

Gros plan de l'Arduino Nano incluant les composants connectés.

Gros plan de l'Arduino Nano incluant les composants connectés.

Insérez les inserts filetés dans la base

Pour que le boîtier puisse ensuite être fermé avec un couvercle, celui-ci est maintenant préparé.

Ajouter les inserts filetés M3...

...à l'aide d'un fer à souder...

...dans l'évidement indiqué dans le boîtier.

Selon la qualité des inserts filetés, il vaut maintenant la peine d'utiliser un taraud pour "couper librement" les filets de l'insert fileté.

Si vous n'avez pas de coupe-fil à portée de main, vous pouvez sauter cette étape.

Pour le test, vous pouvez visser le couvercle sur le boîtier à l'aide de la vis à tête fraisée M3x6.

Autre vue du couvercle vissé.

Visser les chiffres à la base

Après avoir ouvert à nouveau le couvercle, vous pouvez maintenant visser les chiffres à sept segments sur le boîtier.

Dirigez le câble vers les doigts à sept segments à travers les trous du boîtier, comme illustré...

...et vissez-les avec deux vis à tête fraisée M3x6 depuis l'intérieur du boîtier.

Assurez-vous que les vis tiennent bien en coupant un filet dans le plastique des afficheurs à sept segments. Comme c'est très fin, vous devez être particulièrement prudent ici et ne pas trop serrer les vis.

Dès que vous avez vissé les deux chiffres, votre structure pourrait ressembler à ceci.

Préparer l'encodeur pour l'installation

L'heure à afficher peut ensuite être réglée et, si nécessaire, réinitialisée à l'aide de l'encodeur rotatif. Pour que cela fonctionne, l'encodeur rotatif doit être connecté à l'Arduino via un petit morceau de fil.

Afin de préparer la connexion de l'encodeur rotatif, vous devez d'abord y connecter le câble.

Pour ce faire, vous devez dénuder les extrémités des lignes individuelles d'environ 5 mm de large et les étamer avec de la soudure.

Répétez cette opération pour l'autre extrémité des lignes.

Autre vue des fils dénudés et étamés.

Maintenant, vous pouvez également préparer les contacts sur l'encodeur rotatif en les étamant avec de la soudure.

Ensuite, vous pouvez souder la ligne préparée aux contacts de l'encodeur rotatif comme indiqué.

Préparer Arduino Nano pour la soudure

Dans cette étape, quelques tâches de soudure initiales sont effectuées sur l'Arduino Nano.

Pour ce faire, vous devez d'abord…

... étamez les contacts indiqués sur l'Arduino Nano avec un peu de soudure.

Alors étain les contacts suivants.

• +5V
• Terre
• D2
• D3
• D4
• D5
• D6

Vous pouvez maintenant dénuder le câble de raccordement pour connecter la bande LED et étamer les extrémités.

Ensuite, vous pouvez d'abord connecter le câble de connexion de l'encodeur rotatif avec...

…souder à l'Arduino Nano.

Vous devez vous en tenir au code couleur indiqué sur l'image. (À condition que vous ayez également connecté les lignes individuelles à l'encodeur rotatif comme indiqué ci-dessus.)

Vous pouvez maintenant résumer les lignes pour l'alimentation des chiffres à sept segments...

...et souder ensemble.

Vous devez rallonger le câble de raccordement pour le raccordement de la bande LED d'environ 10 cm. 🙂

Ensuite, vous pouvez faire passer le câble de connexion pour la bande LED à travers le trou sur le côté du boîtier.

Vous avez maintenant préparé les lignes de connexion pour le codeur rotatif et les deux chiffres à sept segments.

Souder l'Arduino Nano aux fils

Après avoir préparé les câbles pour les composants à connecter, vous pouvez maintenant connecter l'Arduino Nano.

Vous devez maintenant souder sur les lignes préparées comme indiqué.

Vous pouvez souder les lignes selon le schéma suivant.

fonction	Broches Arduino
ChiffreEntrée	D5
Entrée bande LED	D6
Codeur A broche	D3
Broche de l'encodeur B	D2
bouton d'encodeur	D4
Chiffre 5V	5V
Masse numérique	Terre
Masse du codeur	Terre

Vue de l'encodeur rotatif soudé.

Afin de stabiliser mécaniquement et également d'isoler les lignes soudées, vous pouvez maintenant couvrir les points de soudure avec de la colle chaude.

Vous pouvez répéter la même chose pour l'encodeur rotatif.

assembler le boîtier

Une fois toutes les connexions électriques terminées, vous pouvez installer les composants individuels dans le boîtier.

Pour ce faire, vous devez utiliser l'Arduino Nano comme indiqué...

...dans la récréation...

de la colle de logement qui…

...le port USB du Wemos D1 Mini est accessible de l'extérieur.

Vous pouvez ensuite utiliser l'écrou pour fixer l'encodeur rotatif dans le trou du couvercle.

Vous pouvez ensuite visser le couvercle à la base à l'aide des deux vis à tête fraisée M3.

Une autre vue du boîtier assemblé.

Une autre vue du boîtier assemblé.

Une autre vue du boîtier assemblé.

Enfin, vous pouvez tourner un bouton...

...placez-le sur l'axe de rotation du codeur rotatif.

Une autre vue du bouton attaché.

Fixez un cache de segment LED alternatif

J'ai remarqué que les cadres en papier recouvrant les LED des chiffres à sept segments perdent leur force adhésive avec le temps.

Une solution alternative pour les panneaux avant utilisant des panneaux imprimés en 3D est également dans l'article Électronique - Construisez un "pxlDigit" à sept segments à partir de LED WS2812 décrites.

Facultatif : attachez le buzzer

Si, en plus de la notification visuelle, vous souhaitez également être informé par voie acoustique lorsque le temps réglé de la minuterie a expiré, vous pouvez également installer un buzzer.

Pour cela, vous avez besoin d'un générateur de son/buzzer 5V, de deux gaines thermorétractables d'environ 20 cm de long et de deux câbles d'environ 10 cm de long.

Une autre vue des pièces nécessaires.

Pour installer le buzzer, vous devez d'abord ouvrir à nouveau le boîtier.

Préparez ensuite les lignes en dénudant les extrémités d'environ 5 mm de large et en les étamant avec de la soudure.

Vous pouvez maintenant connecter les lignes préparées avec les contacts du buzzer...

…souder.

Gros plan des fils soudés.

Gros plan des fils soudés.

Vous pouvez ensuite utiliser la gaine thermorétractable pour protéger les points de contact contre les courts-circuits.

Il y a un trou dans le couvercle à côté de l'encodeur rotatif.

Le buzzer sera ensuite attaché derrière cela.

Vue rapprochée du trou.

Mais nous devons d'abord connecter le buzzer.

Pour ce faire, étamez les contacts "A1" et "A2" de l'Arduino Nano avec de la soudure.

Ensuite, vous pouvez souder les lignes de connexion du buzzer - comme indiqué - à l'Arduino Nano.

Votre configuration devrait maintenant ressembler à ceci.

Maintenant, vous devez fixer le buzzer avec de la colle chaude sur le trou de sorte que le trou du buzzer soit congruent avec le trou du couvercle.

Le buzzer collé devrait alors être d'environ...

... ressemble à ca.

Il est important que le trou du buzzer soit congruent avec le trou du couvercle et qu'aucune colle chaude ne recouvre le trou du buzzer.

C'est le seul moyen pour que le bruit du buzzer pénètre vers l'extérieur.

Une autre vue.

Vous pouvez ensuite revisser le couvercle sur le boîtier.

Charger le logiciel avec l'IDE Arduino

Le code Arduino pour faire fonctionner le "time_timy" se trouve dans le référentiel Git suivant.

• https://github.com/Nerdiyde/time_timy

Comment vous pouvez télécharger des fichiers à partir d'un référentiel Git est dans l'article GitHub - Comment copier des fichiers d'un référentiel Git sur mon ordinateur  décrites.

Vous pouvez également trouver des conseils pour programmer le code Arduino sur l'Arduino Nano dans l'article ArduinoIDE - Trucs et astuces.

Fixez la bande LED

Malheureusement, je n'ai pas de photos de l'installation complète, y compris la bande LED. Vous pouvez également obtenir un très bon aperçu de la structure complète dans la vidéo suivante.

Tout ce que vous avez à faire est de brancher la bande LED dans la connexion préparée. Ces rubans LED sont souvent livrés avec le connecteur utilisé ici. Votre bande LED doit être composée de 90 LED WS2812. Si vous utilisez plus ou moins de LED, vous pouvez ajuster ce nombre dans le code Arduino à l'aide du paramètre "NUMPIXELS_BAR".

source de courant

Vous pouvez alimenter le "time_timy" via la prise USB de l'Arduino Nano. Assurez-vous que l'alimentation que vous utilisez est protégée contre les surtensions, les surintensités, les courts-circuits et toute autre erreur pouvant survenir. J'ai également lié un bloc d'alimentation que vous pouvez utiliser dans la liste des matériaux.

La consommation d'énergie des LED est réduite en utilisant la configuration dans l'esquisse Arduino. Il ne faut pas modifier ces valeurs sans avoir réglé l'alimentation.

Amusez-vous avec le projet

J'espère que tout a fonctionné comme décrit. Si ce n'est pas le cas ou si vous avez des questions ou des suggestions, faites-le moi savoir dans les commentaires. Je les ajouterai à l'article si nécessaire.
Les idées de nouveaux projets sont toujours les bienvenues. 🙂

PS Beaucoup de ces projets - en particulier les projets matériels - coûtent beaucoup de temps et d'argent. Bien sûr, je le fais parce que j'aime ça, mais si vous pensez que c'est cool que je partage l'information avec vous, je serais heureux d'un petit don au fonds du café. 🙂