第1步：簡介

什么是APEX？

APEX是一款智能（更不用說可愛）工廠監(jiān)控設備。只需將其插入任何工廠即可顯示工廠的“幸福”級別！如果您有一種忘記給它們澆水的壞習慣，這是一個很好的提醒。

它是如何運作的？

魔術。開玩笑！ APEX使用連接到濕度傳感器的Arduino，將其插入植物的土壤中。該傳感器將讀取土壤的水分含量，然后Arduino計算要顯示的面部。

但為什么？

為什么不呢？

第2步：收集零件和工具

讓我們進入吧！對于這個Instructable，您將需要相當多的零件和工具。幸運的是，它們都列在下面：

根據(jù)微控制器競賽的精神，這個項目完全由在亞馬遜上購買的部件制成！ （未贊助）

零件清單：

Arduino Uno

8x8 LED顯示屏

電容式觸摸傳感器

濕度傳感器

9V電池連接器

9V電池

工具列表：

22 Gauge Wire

電工膠帶

剝線鉗

焊接熨斗

拆焊泵

收集完所有必要的設備后，是時候設置了Arduino軟件！

第3步：安裝Arduino IDE

為了使這個項目起作用，我們需要能夠對Arduino進行編程。這需要將Arduino集成開發(fā)環(huán)境（IDE）下載并安裝到您的計算機上。這是一個相當簡單的解釋，但我將引導您完成整個過程：

1。訪問Arduino網(wǎng)站

2。導航到下載頁面（軟件》下載）

第3。單擊操作系統(tǒng)的下載鏈接

側注意：該程序適用于Windows，Mac和Linux。

的 4。在Windows上安裝

雙擊下載的文件進行運行

點擊“同意“同意許可

按照提示的其余部分

現(xiàn)在應該安裝該程序！

（如果迷路，請務必查看截圖）

5。在Mac上安裝

單擊下載的文件

選擇“打開”

程序將自動安裝并運行！

（如果您感到困惑，請務必查看截圖）

6。就是這樣！

你已經(jīng)完成了！您現(xiàn)在已將Arduino IDE下載到您的系統(tǒng)中！

第4步：代碼

此步驟完全是關于代碼。這是一個相當短的程序，所以我將與你一起討論并解釋它是如何工作的。首先，簡要概述，然后是深入解釋，最后是如何將其推送到Arduino！

簡要概述

對于那些你對代碼的詳細解釋不感興趣，我提供TL; DR段！這是基本的解釋。 Arduino每隔幾秒就從濕度傳感器中獲取值。然后，此信息用于計算和顯示某個面部！最后還有一些代碼，讓電容式觸摸按鈕打開和關閉顯示屏。非常簡單吧？

The Nitty Gritty

這部分教程適合那些對整個程序如何工作非常感興趣的人，一行一行。我將提供上面的截圖，以幫助您理解我正在談論的內容，并在此說明中包含一些代碼行。

此程序分為五個部分：

包括庫和創(chuàng)建變量

設置功能

面部表情的功能

在矩陣函數(shù)上寫Arduino

循環(huán)函數(shù)

包括庫和創(chuàng)建變量：

此代碼的第一部分是關于我們將使用的變量和庫。

#include “LedControlMS.h”

#define TouchSensor 7

LedControl lc=LedControl（12，11，10，1）;

int sensorPin = A5;

int sensorValue = 0;

bool started = false;

bool on = true;

boolean pressed = LOW;

第一行包含一個名為LedControlMS的庫。該庫需要能夠向LED顯示器發(fā)送值。下一行是一個define語句，用于將觸摸傳感器的引腳設置為7.之后，我們還有三個變量，用于定義LED顯示屏的引腳，濕度傳感器及其值。最后三行是所有布爾值，用于調節(jié)觸摸按鈕和顯示屏的狀態(tài)。在此之后，我們有字節(jié)值：

byte smile［4］={B00000100，B00110010，B01100100，B01100000};

byte surprise［4］={B00001110，B00001010，B01101110，B10010000};

byte meh［4］={B00000100，B00100100，B00100100，B00100000};

byte sad［4］={B00000010，B01100100，B00110010，B00110000};

byte dead［6］={B00001010，B00100100，B00101010，B00100000，B01100000，B01101010};

byte error［8］={B00111100，B01000010，B10100001，B10010001，B10001001，B10000101，B01000010，B00111100};

//Evil Faces

byte esmile［4］={B00000010，B00101010，B01000100，B01000000};

byte elaugh［4］={B00000010，B00101010，B01100100，B01100000};

byte eplain［4］={B00000010，B00101010，B00100100，B00100000};

byte eyell［4］={B00000001，B01101001，B01100010，B01100000};

byte etalk［4］={B00000001，B00101001，B01100010，B01100000};

這些值代表APEX的所有面。每個字節(jié)是一個數(shù)組，其中包含多個位，用于指示給定行中每個像素的狀態(tài)。 “1”和“0”分別表示開/關。

設置功能：

轉到下一部分，我們有設置功能。

void setup（） {

//MS Serial Output

Serial.begin（9600）;

pinMode（TouchSensor， INPUT）;

//LED Matrix Setup

lc.shutdown（0，false）;

lc.setIntensity（0，4）;

lc.clearDisplay（0）;

}

這個名字很好地解釋了它。這是我們“設置”我們的觸摸傳感器和顯示器的地方。前兩行開始我們的串行輸出（用于調試）。第三行將觸摸傳感器引腳設置為輸入，最后四行啟動顯示。

面部表情的功能：

這可能是最長的部分，但它都非常簡單和重復。

void broken（） {

lc.setRow（0，0，error［0］）;

lc.setRow（0，1，error［1］）;

lc.setRow（0，2，error［2］）;

lc.setRow（0，3，error［3］）;

lc.setRow（0，4，error［4］）;

lc.setRow（0，5，error［5］）;

lc.setRow（0，6，error［6］）;

lc.setRow（0，7，error［7］）;

}

void happy（） {

lc.setRow（0，0，smile［0］）;

lc.setRow（0，1，smile［1］）;

lc.setRow（0，2，smile［2］）;

lc.setRow（0，3，smile［3］）;

lc.setRow（0，4，smile［3］）;

lc.setRow（0，5，smile［2］）;

lc.setRow（0，6，smile［1］）;

lc.setRow（0，7，smile［0］）;

}

void plain（） {

lc.setRow（0，0，meh［0］）;

lc.setRow（0，1，meh［1］）;

lc.setRow（0，2，meh［2］）;

lc.setRow（0，3，meh［3］）;

lc.setRow（0，4，meh［3］）;

lc.setRow（0，5，meh［2］）;

lc.setRow（0，6，meh［1］）;

lc.setRow（0，7，meh［0］）;

}

void surprised（）{

lc.setRow（0，0，surprise［0］）;

lc.setRow（0，1，surprise［1］）;

lc.setRow（0，2，surprise［2］）;

lc.setRow（0，3，surprise［3］）;

lc.setRow（0，4，surprise［3］）;

lc.setRow（0，5，surprise［2］）;

lc.setRow（0，6，surprise［1］）;

lc.setRow（0，7，surprise［0］）;

}

void dying（） {

lc.setRow（0，0，dead［0］）;

lc.setRow（0，1，dead［1］）;

lc.setRow（0，2，dead［2］）;

lc.setRow（0，3，dead［3］）;

lc.setRow（0，4，dead［4］）;

lc.setRow（0，5，dead［5］）;

lc.setRow（0，6，dead［1］）;

lc.setRow（0，7，dead［0］）;

}

void crying（） {

lc.setRow（0，0，sad［0］）;

lc.setRow（0，1，sad［1］）;

lc.setRow（0，2，sad［2］）;

lc.setRow（0，3，sad［3］）;

lc.setRow（0，4，sad［3］）;

lc.setRow（0，5，sad［2］）;

lc.setRow（0，6，sad［1］）;

lc.setRow（0，7，sad［0］）;

}

void evilsmile（） {

lc.setRow（0，0，esmile［0］）;

lc.setRow（0，1，esmile［1］）;

lc.setRow（0，2，esmile［2］）;

lc.setRow（0，3，esmile［3］）;

lc.setRow（0，4，esmile［3］）;

lc.setRow（0，5，esmile［2］）;

lc.setRow（0，6，esmile［1］）;

lc.setRow（0，7，esmile［0］）;

}

void evillaugh（） {

lc.setRow（0，0，elaugh［0］）;

lc.setRow（0，1，elaugh［1］）;

lc.setRow（0，2，elaugh［2］）;

lc.setRow（0，3，elaugh［3］）;

lc.setRow（0，4，elaugh［3］）;

lc.setRow（0，5，elaugh［2］）;

lc.setRow（0，6，elaugh［1］）;

lc.setRow（0，7，elaugh［0］）;

}

void evilplain（） {

lc.setRow（0，0，eplain［0］）;

lc.setRow（0，1，eplain［1］）;

lc.setRow（0，2，eplain［2］）;

lc.setRow（0，3，eplain［3］）;

lc.setRow（0，4，eplain［3］）;

lc.setRow（0，5，eplain［2］）;

lc.setRow（0，6，eplain［1］）;

lc.setRow（0，7，eplain［0］）;

}

void evilyell（） {

lc.setRow（0，0，eyell［0］）;

lc.setRow（0，1，eyell［1］）;

lc.setRow（0，2，eyell［2］）;

lc.setRow（0，3，eyell［3］）;

lc.setRow（0，4，eyell［3］）;

lc.setRow（0，5，eyell［2］）;

lc.setRow（0，6，eyell［1］）;

lc.setRow（0，7，eyell［0］）;

}

void eviltalk（） {

lc.setRow（0，0，etalk［0］）;

lc.setRow（0，1，etalk［1］）;

lc.setRow（0，2，etalk［2］）;

lc.setRow（0，3，etalk［3］）;

lc.setRow（0，4，etalk［3］）;

lc.setRow（0，5，etalk［2］）;

lc.setRow（0，6，etalk［1］）;

lc.setRow（0，7，etalk［0］）;

}

這些函數(shù)用于使用第一部分中的字節(jié)值定義每個面部表情。每行定義 x 位置和字節(jié)值，然后將值應用于該列。某些函數(shù)需要更多行，因為有更多行用于顯示該面的值。每個面都是對稱的，這就是我們重復這些線條的原因。

WriteArduinoOnMatrix功能：

第四部分用于計算和寫入LED顯示屏上的正確面。它由一系列if語句組成，用于檢查水值，然后通過調用上一節(jié)中的不同函數(shù)來設置顯示。

void writeArduinoOnMatrix（） {

if（sensorValue 》 0 && sensorValue 《= 30） {

broken（）;

} else if（sensorValue 》 30 && sensorValue 《= 100）{

dying（）;

} else if （sensorValue 》 100 && sensorValue 《= 200） {

crying（）;

} else if （sensorValue 》 200 && sensorValue 《= 400） {

plain（）;

} else if （sensorValue 》 400 && sensorValue 《= 650） {

happy（）;

} else if （sensorValue 》 650 && sensorValue 《= 800） {

surprised（）;

} else {

broken（）;

}

}

您可能會注意到，為了防止傳感器超出工作范圍，我們添加了“破損”面。這可以防止發(fā)生一些奇怪的空錯誤，并讓我們更好地直觀地了解代碼中發(fā)生的事情。

循環(huán)函數(shù)：

最后但并非最不重要的是循環(huán)函數(shù)。這段代碼正是它的名字所說的，它循環(huán)！雖然這個函數(shù)有很多行，但它實際上相當簡單。代碼首先讀取按鈕狀態(tài)并查看顯示是否為“On”。如果它發(fā)現(xiàn)這是真的，它將調用 WriteArduinoOnMatrix 函數(shù)，然后在APEX上繪制一個面。由于此函數(shù)循環(huán)，它將根據(jù)需要隨時更新顯示。此延遲由 delaytime 變量決定。

void loop（） {

if （started == true）{

delaytime = 3000;

}

//Read Button

pressed = digitalRead（TouchSensor）;

if （pressed） {

if （on == true） {

lc.clearDisplay（0）;

on = false;

delay（delaytime）;

} else {

on = true;

delay（delaytime）;

}

}

sensorValue = analogRead（sensorPin）;

delay（delaytime）;

if （on == true） {

//Draw Faces

writeArduinoOnMatrix（）;

}

started = true;

}

這就是代碼的全部內容。希望現(xiàn)在你能更好地理解它是如何工作的，并且可以利用這些知識開始為你的項目定制它！

將代碼推送到Arduino

現(xiàn)在我們已經(jīng)涵蓋了所有代碼，是時候把它推到Arduino了！幸運的是，IDE使這非常簡單。您只需使用USB線將Arduino插入計算機，然后只需單擊IDE左上角的右箭頭即可。讓代碼推送，如果你做得對，你應該在程序底部看到成功消息！

步驟5：電路圖

與代碼類似，電路圖并不太復雜。它只包含三個傳感器和Arduino，所以我會告訴你每個傳感器的引腳，如果你需要任何其他幫助，請參考上圖。

LED顯示屏：

VCC - 》 5V

GRD - 》 GRD

DIN - 》 Pin 12

CS - 》引腳10

CLK - 》引腳11

濕度傳感器：

正面 - 》 5V

負面 - 》 GRD

信號 - 》 A5

電容觸摸傳感器：

VCC - 》 5V

GRD - 》 GRD

SIG - 》 7

不太難，對吧？如果你對這個引腳有任何問題，請務必參考下面的視頻，我將指導你如何連線。

第6步：全部放在一起

這是很難解釋文本如何適合所有，所以我肯定建議查看這部分的視頻。我實際上并沒有準確地解釋我是如何把我放在一起的，這太難了。但為了模糊地解釋事情，我在電線連接上焊接并將它們包裹在電路板背面。然后我放置傳感器并使用電工膠帶將它們固定在一起。最后，我用9V電池對它進行了測試，然后一旦我知道它有效，就將電池放在背面并將其粘貼在上面。就像我之前說過的那樣，檢查這個步驟的視頻，它有一個很好的小焊接部分，它可以幫助你正確地包裹電線。如果迷路，請隨意暫停或以半速播放。

恭喜！ 如果一切順利，您現(xiàn)在應該擁有一個功能齊全的APEX單元！

測試您的設備，找到澆灌的植物并插上它！您應該發(fā)現(xiàn)它既快樂又感到驚訝，這意味著它應該正常工作！完成項目的好工作！