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[进阶] 快乐智造营 | 06 温度计

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本帖最后由 怀若谷 于 2020-10-1 21:00 编辑

本系列教程主要分享基于开源硬件和激光建模的创客作品的制作,每个作品涉及两三个电子模块的使用,让学习者能够轻松、扎实地掌握创客制作的知识和技能,并体会到智造的乐趣。
【目录】
5.快乐智造营 | 05 台灯
v 6.1项目概述
6-1 温度计主题图.jpg
图6-1
       温度计,是人们获取当前环境温度的工具。生活中常见的有水银温度计,运用了热胀冷缩原理;也有些是数字温度计,通过温度传感器获取温度并显示在LCD显示屏上。本课要制作的“温度计”,如图6-1所示,采用了数字技术,通过温度传感器来获取温度,但是显示方式为较为古老的仪表盘式。这种方式,会存在一些误差,但是这种方式更能体现编程思维。通过该项目的学习,可以掌握LM35温度传感器的使用,还能巩固积木【映射】的使用。
        作品功能:开机后,指针先按逆时针方向后按顺时针方向旋转半圈,营造一个自检的效果;然后会指向当前环境温度对应的刻度处。
演示视频

v 6.2材料准备
6-2 材料清单.jpg
图6-2
        本项目所需要的硬件材料,如图6-2所示,分别为:
        (1)Arduino Uno   1块
        (2)IO扩展板       1块
        (3)SG90舵机    1个
        (4)LM35温度传感器  1个
v 6.3电子模块的使用
6.3.1 LM35温度传感器
        LM35是一种得到广泛使用的温度传感器,其输出为摄氏温标,范围为0℃~100℃。
6-3 LM连线图.jpg
图6-3
        在与Arduino Uno主控板连接时,可连接A0-A5的任一引脚。连接示例如图6-3所示,将LM35温度传感器接到引脚A0上,GND、VCC、数据三个引脚要分别对应。
6-4 lm35积木.jpg
图6-4
        在编程软件Mind+中,其对应的积木为【读取引脚(A0)LM35温度(℃)】,如图6-4所示,需到【扩展】中的【传感器】下找到【LM35线性温度传感器】,然后选择添加才会在积木区出现。示例程序如图6-5所示,该程序执行的结果是将当前环境温度通过串口打印功能显示出来。
6-5.jpg
图6-5
6.3.2 SG90舵机模块
6-6 初始舵机角度.jpg
图6-6
        SG90舵机模块在第一节课中已经介绍过,不再重复。再次提醒,我们使用舵机前需要对角度进行初始设置,一般我们编写如图6-6所示的程序后上传,再将舵臂按照图6-7所示的方向装上舵机。然后通过改变角度来确定舵臂旋转的方向。
6-7.jpg
图6-7
v 6.4 项目制作
6.4.1 硬件搭建
        将SG90舵机连接到扩展板的D2引脚、LM35温度传感器连接到A0引脚,如图6-8所示。
6-8 硬件连接.jpg
图6-8
6.4.2 编写程序
        编程思路:先让舵臂从0°转到180°,然后转回0°,实现自检效果;接下去循环执行将LM35温度传感器采集的温度值通过映射转换为舵机的角度值,以实现指针始终指向对应刻度的目的。
        根据编程思路,编写出程序,示例程序如图6-9所示。编好程序后,上传到设备,进行初步的测试。
6-9温度计程序.jpg
图6-9
        在使用积木【映射】时,前一对数为准备制作的表盘的显示数值范围,后一对数为舵机的两个极值,方向需要根据实际情况进行调整。
6.4.3 设计切割外型
        使用激光建模软件LaserMaker进行外型的设计,设计图如图6-10所示。主要使用【圆角盒子】工具和【环形阵列】工具。
6-10 图纸.JPG
图6-10
        图纸设计好后,使用激光切割机进行切割。切割好的零件如图6-11所示。
6-11 板子.jpg
图6-11
6.4.4 装配调试6.4.4.1 组装
        将切割好的木板和硬件进行组装,步骤如图6-12所示。
6-12 装配.jpg
图6-12
        (1)组装好盒子的主体
        (2)安装舵机
        (3)将LM35温度传感器固装在背板上
        (4)安装主控板
        (5)合上背板
        (6)粘上指针
6.4.4.2 调试
        安装好后,通电测试。你可能需要对一些参数进行调整,以达到较理想的效果。比如,舵机实际旋转难以达到180°或者舵臂安装无法精准时,可以通过改变程序中的参数来调整,如图6-13所示的程序参数,为实际制作中最后的程序中的参数。
6-13.JPG
图6-13
v 6.5 思维拓展
        对于今天制作的项目,你觉得还有什么改进之处?你也可以自己重新设计一款富有创意的温度计,比如将数值刻度改为应该穿的衣物标志或电器标志等。



2本书.jpg
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rzyzzxw  版主

发表于 2020-10-1 18:32:20

勤劳的刘老师,不断奉献经典作品。
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怀若谷  中级技匠
 楼主|

发表于 2020-10-1 21:00:42

rzyzzxw 发表于 2020-10-1 18:32
勤劳的刘老师,不断奉献经典作品。

买了台激光切割机,不能让他闲着
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