描述

我從 eBay 買了一個便宜的懷表計，認為它會成為一件有趣的新奇物品。事實證明，我買的儀表不合適，但到那時我已經(jīng)承諾要生產(chǎn)一些可以掛在墻上并成為話題的東西。

顯示屏的中心是一個模擬電流表，它由一個充電電容器供電，該電容器通過儀表放電，從而使指針指針處于活動狀態(tài)。

LED 顯示屏反映指針的移動，提供引人注目的顯示。

整體由 Atmel 328 微處理器控制，直接在 Arduino Uno 上開發(fā)，可測量房間內(nèi)當前的光照水平，并隨機觸發(fā)顯示，全部由三節(jié) AA 電池供電。

?

圖片講述了一個簡短的故事，原始儀表設(shè)計用于閥門無線電，需要超過 100mA 的電流，并且無法由 Arduino 運行。我認為它是用 Nano 安裝的，但用 Uno 開發(fā)會更容易。這些是早期的顯示布局想法。最后我把儀表拆了，打算換機構(gòu)，不是很成功。

?

最終我拿起了一個帶有 100uA 機制的舊電壓表，非常完美。

?

最初的構(gòu)建使用 Arduino 來連接一個相當簡單的系統(tǒng)中的位。六個數(shù)字引腳通過 330R 電阻驅(qū)動彩色 LED。

一個數(shù)字引腳用于為 LDR 分壓器供電，在 ADC 引腳之一上測量電壓并用于估計當前光照水平和一天中的時間。

一個數(shù)字引腳用于通過二極管和 220R 電阻為電容器充電。

儀表通過一個 10k 電阻跨接在電容器上。該值可能需要根據(jù)所用電流表的滿量程測量值進行更改。

我還連接了一個重置??按鈕，安裝在展示柜的側(cè)面。

最后，從其中一個 LED 的陽極進行進一步連接，以提供電壓參考以檢查電池電壓水平。這個電路從來都不是很成功，下次電池沒電并且顯示器離墻時，我會把它改成一個簡單的分壓器。

使用 Arduino Uno 從電池運行顯示器是不切實際的，由于電路板的大部分時間一直處于活動狀態(tài)，電流消耗會太高，我希望顯示器在墻上至少六個月不被觸碰時間。

?

為了減少電流消耗，顯示電路是用 Arduino 和面包板開發(fā)的，電路轉(zhuǎn)移到矩陣板上，然后最終編程的處理器從 Arduino 中取出，并與 xtal 一起放入一小塊矩陣板上的插座中，并用帶狀電纜連接在一起。

最后，顯示器在一組電池上運行了整整 12 個月。

?

?

?

一個有用的技巧是用 ZIF 插座替換 Arduino Uno 中的 Atmel 處理器，這個很合適，然后重新插入處理器。一旦項目準備就緒，處理器已經(jīng)被編程，只需要移除并放入最終板上的插槽即可。

可以想象，運行基本顯示的代碼并不是很復(fù)雜，但關(guān)鍵領(lǐng)域是降低功耗。對此有兩種方法，一是僅在可能有人看到時才運行顯示器，二是將電路的功耗降至最低。

該程序必須在編譯之前安裝 Narcoleptic 庫。

系統(tǒng)中的所有延遲都是使用 narcoleptic 庫實現(xiàn)的，用于處理器的全低功耗模式，功耗以幾納安為單位測量。

處理器一次休眠四秒鐘，并在喚醒時運行一個隨機例程以確定系統(tǒng)是否會喚醒。如果沒有，系統(tǒng)將再休眠四秒鐘。

如果隨機程序為真，則激活 LDR 電路并進行光照水平測量。之后 LDR 電路立即停用以節(jié)省電力。

該系統(tǒng)在四個估計的時間段內(nèi)工作。

• 晚上——天很黑，沒人會看——什么也不做，回去睡覺

• 清晨 - 在第一部分，不太可能有任何觀察者，但保持統(tǒng)計數(shù)據(jù)就像白天一樣

• 白天 - 可能有觀察者，但只激活模擬儀表，而不是 LED

• 晚上 - 可能會有觀察者，所以激活完整顯示

該系統(tǒng)估計白天的長度會隨著季節(jié)的變化而變化，因此晚上會延長到本來應(yīng)該是夜晚的時間，因為白天的長度更短，但觀察者仍然可能在場。

如果一天中的時間合適，則使用數(shù)字輸出為電容器充電，然后關(guān)閉。僅使用模擬顯示時，系統(tǒng)會在所有輸出關(guān)閉的情況下重新進入睡眠狀態(tài)，并且電容器通過儀表放電，儀表的指針已經(jīng)閃爍到滿量程，然后返回到零。

當 LED 顯示處于活動狀態(tài)時，系統(tǒng)會測量電容器上的電壓，并根據(jù)測量的電壓顯示運行燈顯示，直到系統(tǒng)休眠時電壓降至閾值以下。

第二次隨機選擇在顯示結(jié)束時進行，以確定是否重復(fù)顯示，從而為觀察者提供更多的興趣。

當 LED 顯示處于活動狀態(tài)時，白色 LED 被激活以照亮儀表表面。

Peter Knight 的嗜睡癥庫將處理器置于完全睡眠模式，其中輸出將保持在進入睡眠時的狀態(tài)，但所有內(nèi)部時鐘都停止，除了限制為四秒的睡眠定時器。這可以在 Arduino 中進行測試，但由于 Arduino 電源 LED 和 USB 電路無法實現(xiàn)相同的節(jié)能效果。

該系統(tǒng)仍然包含用于解釋電池容量下降的代碼，但這并沒有被證明是有用的。下次它離開墻壁時，我將更改程序以通過 LED 或電流表提供某種電池狀態(tài)。

最終版本有一個安裝在展示柜側(cè)面的重置按鈕。這樣做的主要原因是允許向訪客演示，這樣系統(tǒng)將在重置后運行其基本例程 10 次，然后再返回正常的隨機例程。

?

?