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基于Arduino Nano R3的洗手计时器

发布时间:2022-10-24
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基于Arduino Nano R3的洗手计时器

发布时间:2022-10-24
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一个简单的倒数计时器,监督你洗手至少20秒。

在当前全球新冠大流行的情况下,情况似乎相当可怕。冠状病毒可能在任何地方。一个人可能会携带病毒几天而没有任何症状,光是这一点就确实令人感到害怕。

但是不要太害怕,我们有一些简单的方法可以对抗这种病毒。一是正确地洗手,我们的手是各种细菌的主要载体。我们频繁地触摸我们的眼睛、鼻子和嘴巴,甚至都没有注意到。不洗手的手的细菌也可能进入我们的食物中,其中一些甚至可能在食物中生长,当我们吃那些东西时,它们可能会使我们严重生病。用肥皂洗手可以杀死它们。

但你认为你应该洗手多长时间?以往你洗手的时候是不是只是单纯在手上稍微挠5秒钟,然后洗掉它?如果我们真的计算一下我们洗手的时间,我们大多数人只洗了10秒,这绝对不够。不知道你有没有唱过生日快乐歌,在大约2段的时间我们能够做到正确洗手。所以在科技实验室,我们想做一些简单的东西,一些强迫我们至少洗20秒的东西。

这个简单的计时器就放在你的洗手皂机旁边。它的顶部有一个传感器,当你把手放在肥皂机前时,它会检测到。然后它开始倒数20秒,点亮一个又一个LED。一旦绿色LED灯亮起,你洗手的时间足够杀死大部分细菌,你可以用水洗掉肥皂。

第一步:如何工作
这个项目超级简单,这样任何人都可以在周末就能够完成它。并且可以和孩子们一起做,不仅有趣还具有教育意义,在当前情况下绝对有用。这个倒计时计时器的大脑是一个“Arduino”。这是一种可以用个人电脑编程的微型计算机。Arduinos被广泛用于学习、原型制作甚至实际产品。如果你没有任何使用经验,也不用担心,我们会轻松地向你介绍整个过程,你将能够开始使用Arduino,如果你喜欢它的想法,你甚至可以用它做更多未来的项目。

Arduino连接到一个超声波距离传感器和6个led。Arduino通过距离传感器发送超声波,并检查声波反射回传感器所需的时间。利用时间,它可以测量前方任何物体的距离。Arduino一直在读取传感器,等待你的手出现在20厘米以内。只要Arduino在20厘米范围内检测到什么东西,它就会打开红色的LED灯,等待4秒钟,让你在手上洗点水和肥皂。然后开始20秒倒计时。最终,5个蓝色led灯在20秒内一个接一个亮起。

一旦绿色的LED灯亮起,你洗手的时间足够长了,可以把肥皂冲洗掉了。

第二步:制作面包板版本
您可以构建这个项目的两个版本。一种是在无焊料面包板上,另一种是在veroboard或perfboard上。如果你不知道如何焊接或有非常少的经验,我们鼓励你做面包板版本,因为它不需要焊接。如果您想制作面包板版本,我们推荐使用Arduino Uno,因为Arduino Nano需要焊接。

在面包板上制作这个项目非常简单。我们只需要将Arduino连接到传感器和6个led。你可以按照下面提供的图片,展示如何连接Arduino Uno和Nano,无论你喜欢哪种味道。我们用跳线把所有东西连接在一起。别忘了检查LED的极性。较长的引脚通常是正引脚,所以较长的引脚应该连接到Arduino数字引脚。另一端较短的引脚应连接到Arduino的接地(GND)引脚上。

第三步:制作Veroboard/Perfboard版本
如果你有一些电子方面的经验,你知道如何焊接,你可以把它焊接到一个可焊板上,甚至可以设计一个自己的PCB。下面提供了原理图,这里是EasyEDA设计文件,以便您可以轻松导出PCB。

焊接时,确保LED极性正确。你也可以在所有的led上增加150欧姆的电阻,这样它们的使用寿命就更长了。我们排除了电阻,使这个项目对初学者来说更友好。根据我们的测试,不使用电阻也是完全可以正常运行的,led似乎是刚刚好。它们会持续相当长的时间,因为它们每次只被点亮4秒。

第四步:上传代码
一旦我们完成了电路的构建,就该把代码上传到Arduino板上了。如果您以前从未使用过Arduino,我们建议您阅读Arduino官方网站上的入门文档。您必须将Arduino IDE(集成开发环境)安装到您的计算机或笔记本电脑上。我们在代码中编写了许多注释,以便新手易于理解。

现在用附带的电缆把Arduino连接到电脑上。使用Arduino IDE在您的计算机上打开代码。在Tools > Board中,选择您正在使用的Arduino。对我们来说是Arduino Nano。还要从Tools > port中为您的Arduino选择端口。接下来,点击左上角的上传按钮。上传应该开始了。你应该得到一个“完成上传”的消息一旦它完成。

如果在上传时出现错误,请确保选择了正确的板和端口。尝试不同的移植,直到它起作用。如果您使用的是旧的Arduino Nano,您可能还需要更改处理器,您可以在Tools > processor中找到该选项。

第五步:测试功能

一旦你成功上传了代码,在把它放入一个附件之前,是时候检查计时器是否正常工作了。正常情况下,所有的LED灯应该是灭的。把你的手放在传感器前面,红色的LED应该是亮的。最后所有的LED灯以4秒的间隔打开,最后点亮绿色的LED灯。

恭喜!你的定时器可以正常工作了!

如果一切都不能正常工作,首先检查你与超声波传感器的连接。它很容易错误地连接传感器引脚倒置。如果一个LED不亮,检查它的连接和极性。如果仍然不工作,尝试更换LED。

第六步:制作外壳

一旦你完成了电路的建设,把它们都放在一个外壳可能是一个好办法。外壳能够给你的计时器带来专业的外观,并保护它免受水花飞溅。只要看起来不错,外壳几乎可以由任何东西制成。用一些不会弄湿的东西就行了。你可以发挥你的创造力,用你喜欢的方式来制作它。它可以由一个小的塑料食品容器,木头,纸板,3D打印或任何其他东西,你的想象力是极限。发挥你的创造力来画出你喜欢的围栏。

对于我们的外壳,我们希望它完全从头开始。所以我们用了我们到处都有的旧电源插座盒。我们使用了一些直接焊接到Arduino上的电线,连接到LED上,还有一些头线连接到传感器上。我们用一些旧的碳乙烯基覆盖我们的车,给它一个美学的外观。最后,我们使用的简单材料的效果非常好。我们场地的尺寸如上图所示。如果你喜欢,可以随意使用相同的尺寸。

第七步:完成!

到了这一步,就算成功了!因为你刚刚给自己做了一个洗手倒计时计时器。

这个简单的项目可以帮助你远离我们周围可怕的病毒和细菌。在测试中,我们发现在使用这个计时器之前,我们洗手的时间实际上要短得多。这也可以鼓励孩子们更经常洗手,因为看计时器倒计时很有趣。你可以做一些,在上面画上你最喜欢的人物,把它放在你家里所有的肥皂机前面。

如果您对此项目有任何想法、意见或问题,请在下方留言。

以上内容翻译自网络,原作者:The Tech Lab,如涉及侵权,可联系删除。

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