Norjalainen mestari pitää tapaa määrittää aika binäärikoodilla. Yllättäen tiedon määrä voidaan näyttää yksinkertaisilla ON / OFF-signaaleilla. Sitten mestari päätti tehdä binaarisen kellon itse.
Työkalut ja materiaalit:
- LEDit 0603 - 13 kpl;
Mikroprosessori Atmega328P-AU;
Kondensaattori 0806 0,1 uF;
-Tantaalikondensaattori 1206 4,7 uF;
- Vastus 0806 10 kOhm;
- Reaaliaikainen kellomoduuli DS3231;
-0806 vastus 51 kOhm - 3 kpl;
-SMD-akun pidike CR2032;
-CR2032 akku;
-4,5 mm painike;
-0806 vastus 200 ohmia;
-20 mm ranneke;
-20 mm jousitaso - 2 kpl;
-Lasia 38 mm;
-5 cm (2 tuumaa) ohutta käämilankaa;
-2 ruuvia M2, joiden pää on 6 mm pitkä;
-2 mutteria M2;
USB-TTL-sovitin
-Juotto tarvikkeet;
- pinsetit;
-Pieni ruuvimeisseli;
-Laadu korkealaatuiseen 3D-tulostimeen;
Vaihe yksi: Suunnittelu ja räätälöinti
Kellossa on 13 LEDiä, jotka sijaitsevat multipleksimatriisissa. Yksi sarake vastaa yhtä numeroa digitaalisessa ajassa. Aika näytetään binaarina desimaalimuodossa, ja yhtä numeroa edustaa korkeintaan neljä bittiä.
Ne näyttävät tyylikkäiltä ja toimivat hienosti yksinkertaisen käyttöliittymän ja jopa kahden vuoden akun ansiosta.
Kun kello on kytketty pois päältä, malli on yksinkertainen kaksisävyinen yhdistelmä mustaa ja hopeaa. Näitä värejä on läsnä nahkahihnassa ja lukossa, kotelossa ja piirilevyllä.
Ohjattu toiminto piilotti suurimman osan komponenteista piirilevyn takana ja teki siitä mustan taustan. elektroniikka ja piirilevy vastaa kellon kaksisävyistä mallia.
Kellon kotelon on oltava kestävä, mutta sen on oltava helppo avata akun vaihtamiseksi tai koodin muuttamiseksi. Tämä tarkoittaa, että liimaa ei käytetä kokoamisen aikana. Ainoa liiman yksityiskohta on lasi.
Kotelo koostuu kahdesta alaosan osasta ja renkaasta. Kellon pohjalle on asennettu painettu piirilevy, kellokaista ja kruunu. Lasi on asennettu renkaaseen.
Energiankulutukseen kiinnitetään paljon huomiota. Syvässä unessa kello kuluttaa vain 10 μA. Tämä antaa yli kahden vuoden akun käyttöiän.
Käyttöliittymän osalta sinun on vain painettava kellon kruunu herättääksesi heidät ja he näyttävät heti ajan. Kun painat painiketta uudelleen, päivämäärä tulee näkyviin. Koska akun kestoaika on kaksi vuotta, voit vaihtaa helposti kesäajan välillä kytkemättä tietokonetta.Paina tätä painiketta 15 kertaa peräkkäin.
Vaihe toinen: Komponenttien valinta
Piirilevyllä on neljä pääosaa. Mikroprosessori atmega328p. Tämä on sama kuin suosituissa malleissa. Työläs. Tämä on aivot, joka kommunikoi reaaliaikaisen kellomoduulin (RTC) kanssa, käsittelee aikaa ja näyttää sen LEDillä. Kaikki tämä tietysti tarvitsee virtalähteen, mieluiten pienen akun.
ATmega328P
Mikroprosessorin oli täytettävä tietyt kriteerit. GPIO vaati ainakin yhdeksän nastaa, kahdeksan LEDille ja yhden painikkeelle. Hän tarvitsi myös I2C-väylän, jossa hän voisi toimia päälaitteena RTC: n kyselyyn tällä hetkellä. Lopuksi sen piti toimia alhaisilla jännitteillä eikä kuluttaa liikaa virtaa virransaannin aikana. Atmega328P-AU täyttää kaikki nämä kriteerit ja on samalla tarpeeksi pieni, jotta se ei mahdu koko piirilevyn aluetta. Suuri plus on, että sitä käytetään myös suosituimmissa Arduino-levyissä ja monet voivat työskennellä sen kanssa.
Piirilevy
Levy on suunniteltu käyttämään 8 MHz: n keraamista resonaattoria. Kävi kuitenkin ilmi, että prosessorin on toimittava pienemmällä taajuudella, jotta se toimisi pienillä jännitteillä. Katso tässä vaiheessa kuva, joka on otettu lomakkeessa sivulta 303, joka selittää kellonopeuden ja käyttöjännitteen välisen suhteen. Noin 4 MHz: n kellotaajuuden tulisi olla tämän projektin suurin. Päällikkö käytti sisäistä 8 MHz: n oskillaattoria ja aktivoitua 8-bittistä jakoa, joka antaa näkyvän kellotaajuuden 1 MHz. 8 MHz: n resonaattoria tarvitaan kuitenkin edelleen koodia ladattaessa. Lataamisen jälkeen ohjattu toiminto ei poistanut sitä
DS3231
Aluksi isäntä halusi käyttää DS1307 RTC: tä. Tämä on suositumpi siru. Se vaatii kuitenkin 5 V: n virtalähteen.
DS3231 voi toimia matalalla jännitteellä 1,8 V. Sirulla on sisäänrakennettu kvartsi. Kellon sisäänrakennetulla kidellä on myös lämpötilan kompensointi. Ympäristön lämpötila voi aiheuttaa kellokideiden epäsäännöllisiä värähtelyjä. Tämä tarkoittaa, että siitä tulee vähemmän tarkkoja. DS3231 mittaa ympäristön lämpötilan ja käyttää sitä laskelmassa kompensoimaan lämpötilan vaihtelut. Ihanteellinen kelloille, kun tulet sisään ja poistut eri huoneista tai menee ulos, kun lämpötila ei ole vakio.
LEDit
Master-LEDit käyttävät muotokerrointa 0603. Ne voivat kuluttaa jopa 20 milliampeeria, mutta koska enintään kolme LEDiä voi toimia samanaikaisesti, tämä ei ole ongelma. Virta pienenee myös käytettäessä vastuksia, joiden nimellisarvo on suurempi kuin tarvitaan. Mestari sanoo, että näille LEDille on tehokkain käyttää 100 - 400 ohmin vastuksia.
CR2032
Kellon piiriin voidaan saada virtaa litiumparistolla. Hänellä ei ole ongelmaa vähentää jännitettä samalla virralla kuin CR2032, mutta tämä tuo lisäongelmia. Tätä projektia varten litium-ioniakulla on kaksi päähaittaa. Pienen kennon kapasiteetti on lähellä CR2032: n kapasiteettia, mutta se vaatii lisälatauksen turvallisen lataamisen ja turvallisen purkamisen kannalta. Tarvitset myös tavan kytkeä laturi. Siksi isäntä valitsi CR2032: n.
Vaihe kolme: multipleksoitu matriisi
Tässä kellossa käytetty kokoonpano on 4x4 LEDien matriisi, joka purkaa kolme tarpeetonta LEDiä.
Vain eri sarakkeessa olevat LEDit syttyvät kerrallaan. Tämä sarake poistetaan sitten käytöstä ennen seuraavan sarakkeen aktivointia. Kaikki tämä tapahtuu nopeammin kuin silmä voi havaita. Seurauksena näyttää siltä, että eri sarakkeiden LEDit sytytetään samanaikaisesti, jolloin saadaan monimutkainen kuva.
Kuinka selville kellonajan kello on? Katsotaanpa kuvia.
Ensimmäisessä kuvassa näemme 4x4-matriisin, jossa on 13 LEDiä. Matriisin rivit on numeroitu 1,2,4,8.
Ajan selvittämiseksi sinun on lisättävä kaikki LEDit yhdelle riville, seuraavaan jne.
Esimerkiksi, kuva 2, ensimmäinen neliö. Vasemmalta oikealle yksi LED palaa ensimmäisen sarakkeen, ensimmäisen rivin. Meillä on ensimmäinen rivi numeron 1 alla, mikä tarkoittaa tunnin ensimmäistä numeroa. Seuraavaksi toinen sarake syttyy kahdella LEDillä numeroiden 1 ja 2 alla. Lisää numerot, osoittautuu 3. Seuraava sarake on yksi LED-numero 4. Ja viimeinen sarake on LEDit 1 + 2 + 4 = 7. . Meillä on 13 tuntia 47 minuuttia.
Vaihe neljä: Kaavio
Piirilevy on pyöreä, kuten klassinen kello. Vakiokellolaukku on yleensä 42 mm, lasin halkaisija 38 mm. Tämä on lasin ulkoreuna. Jos lasi lepää kuitenkin 1 mm: n reunalla, käytettävissä olevasta halkaisijasta tulee 36 mm. Tämä tarkoitti, että piirilevyn tulisi olla noin 35 mm.
Mestari tilasi maksun tunnetulta sivustolta. Levyjen paksuus on 0,8 mm.
Voit ladata tiedoston alla olevan taulukon tekemistä varten.
Binaarinen rannekello - GERBER.zip
Vaihe viisi: juottaminen
Paras tapa kiinnittää piirilevy juottamisen aikana on peiteteippi. Päällikkö korjaa levyn ja aloittaa asennuksen kaavion mukaisesti. Ensinnäkin pienimmät komponentit juotetaan (koossa).
Vaihe kuusi: viimeistele painike
Kuten näette, kotelon sivussa olevan kellon kruunu on tässä laitteessa suunniteltu kellon ohjaamiseksi. Se on vuorovaikutuksessa mikrokontrolleriin kytketyn mikropainikkeen kanssa. Tätä varten painike on uusittava.
Halvimmissa kosketusnäppäimissä on pieni pyöreä musta muoviosa, jota sinun on napsautettava sulkeaksesi kontaktit. Se on korvattava. Päällikkö purkaa painikkeen leikkaamalla metalliset kiinnikkeet. Poistaa painikkeen. Kiinnittää pala peiteteippiä metallilevylle ja asettaa sen takaisin. Liimaa painikkeen rungon. Nyt voit juottaa painikkeen.
Seitsemäs vaihe: koodaus
Mikrokontrolleri ei voi tässä vaiheessa toimia Arduino-koodin kanssa. Ensin tarvitset käynnistyslataimen. Tämä on aliohjelma, joka on tallennettava sirulle kirjallisen ohjelman lataamiseksi ja suorittamiseksi.
Koska kyseessä on Atmega328P, jolla on erittäin matala jännite, se vaatii erityyppisen käynnistyslaitteen.
Avaa Arduino IDE, valitse File> Preferences> Add-On Board Manager URL-osoitteet ja lisää pilkku viimeisen URL-osoitteen jälkeen ennen seuraavan URL-osoitteen liittämistä
...
Napsauta OK useita kertoja ja siirry kohtaan Työkalut> Hallitus> Hallinnoija. Avaa se, etsi minicore ja asenna se.
Kytke Arduino piiriin kuten kuvassa. Siirry Arduino-esimerkkeihin ja avaa ArduinoISP-näytekoodi. Lataa koodi.
Asenna seuraavaksi asennustyökalut> Ohjelmoija: kohtaan "Arduino as ISP". Valitse seuraava kokoonpano MiniCore-käynnistysohjelmasta. Voit myös tarkistaa kokoonpanon kaksinkertaisesti tämän vaiheen liitteenä olevan kuvan kokoonpanon mukaan.
Käynnistyslataimen asetukset
Hallitus: ATmega328
Bootlader: kyllä
Kello: 1 MHz sisäinen
Kääntäjä LTO: Poistettu käytöstä
Variantti: 328P / 328PA
BOD: 1,8 V
Nyt viimeinen vaihe on kytkeä johdot Arduinosta valvontalautaan. Valitse Työkalut> Polta Bootloader. Odota hetki ja saat viestin käynnistyslataimen onnistuneesta asennuksesta.
Nyt on jäljellä koodin lataaminen. Se löytyy alla olevasta linkistä.
Binary_Wrist_Watch.ino
Kahdeksas vaihe: tapaus
Mestari on tulostanut kellolaukun 3D-tulostimelle. Tiedostot voi ladata osoitteesta tämä linkki.
Vaihe yhdeksän: Rakenna
Tähän mennessä kaikki osat on koottu, ja voit jatkaa kokoamista.
Aseta kruunu kellolaukkuun.
Vedä vaijeri kellon kruunun kiinnitysreiän läpi.
Liimaa lanka varmistamalla, että pää voidaan upottaa 1 mm.
Työnnä kuusio mutterit vastaaviin kuusiouraihin ja lukitse ne paikoilleen pienellä nauhapalalla.
Kiinnitä kaksipuolinen teippi piirilevyn alapintaan.
Aseta piirilevy paikalleen ja varmista, että päätappi on kohdistettu napin reikään.
Tarkista painikkeen toiminta painamalla päätä.
Liimaa lasi renkaaseen superliimalla.
Aseta kellorengas paikalleen kohdistamalla ruuvinreiät ja painikkeet.
Aseta 6 mm M2-ruuvit ruuvien reikiin ja kiristä ne. Ruuvinpäät on maalattu mustaksi.
Aseta pidikkeet hihnan silmiin.
Asenna kellohihnat.
Kaikki on valmis.
Koko kellojen valmistusprosessi voidaan nähdä videosta.