meistaram no Norvēģijas patīk veids, kā laiku noteikt ar bināro kodu. Pārsteidzoši, ka informācijas daudzumu var parādīt vienkāršos ON / OFF signālos. Tad meistars nolēma pats izgatavot bināro pulksteni.
Instrumenti un materiāli:
- gaismas diodes 0603 - 13 gab .;
Mikroprocesors Atmega328P-AU;
Kondensators 0806 0,1 uF;
-Tantāla kondensators 1206 4,7 uF;
- rezistors 0806 10 kOhm;
- reālā laika pulksteņa modulis DS3231;
-0806 rezistors 51 kOhm - 3 gab .;
-SMD akumulatora skava CR2032;
-CR2032 akumulators;
Poga -4,5 mm;
-0806 rezistors 200 omu;
-20 mm pulksteņa lente;
-20 mm atsperes līmenis - 2 gab.;
-Stikls 38 mm;
-5 cm (2 collas) plānas tinuma stieples;
-2 skrūves M2 ar 6 mm garu plakanu galviņu;
-2 rieksti M2;
USB-TTL adapteris
-Līmēšanas piederumi;
- pincetes;
-Mazais skrūvgriezis;
-Pieeja augstas kvalitātes 3D printerim;
Pirmais solis: dizains un pielāgošana
Pulkstenim ir 13 gaismas diodes, kas atrodas multipleksā matricā. Viena kolonna atbilst vienam ciparam digitālajā laikā. Laiks tiek parādīts binārā decimālā formātā, un vienu ciparu attēlo ne vairāk kā četri biti.
Tie izskatās stilīgi un lieliski darbojas, pateicoties vienkāršai lietotāja saskarnei un akumulatora darbības laikam līdz diviem gadiem.
Kad pulkstenis ir izslēgts, tas ir vienkāršs melodijas un sudraba divu toņu apvienojums. Šīs krāsas ir ādas siksnā un aizdare, kā arī apvalkā un uz iespiedshēmas plates.
Vednis paslēpa lielāko daļu komponentu shēmas plates aizmugurē un izgatavoja to ar melnu fonu. Elektronika un shēmas plate atbilst pulksteņa divu toņu dizainam.
Pulksteņu korpusam jābūt izturīgam, taču to vajadzētu viegli atvērt, lai nomainītu akumulatoru vai veiktu izmaiņas kodā. Tas nozīmē, ka montāžas laikā netiek izmantota līme. Vienīgā līmes detaļa ir stikls.
Korpuss sastāv no divām apakšējās daļas un gredzena. Pulksteņa apakšā ir uzstādīta iespiestā shēma, pulksteņa lente un kronis. Uz gredzena ir uzstādīts stikls.
Liela uzmanība tiek pievērsta enerģijas patēriņam. Dziļā miegā pulkstenis patērē tikai 10 μA. Tas akumulatora darbības laiku pārsniedz divus gadus.
Kas attiecas uz lietotāja saskarni, jums vienkārši jāpiespiež pulksteņa vainags, lai viņus pamodinātu, un viņi nekavējoties parāda laiku. Vēlreiz nospiežot pogu, tiks parādīts datums. Tā kā akumulatora darbības laiks ir divi gadi, jūs varat viegli pārslēgties starp vasaras laiku, nepieslēdzoties datoram.Lai to izdarītu, nospiediet pogu 15 reizes pēc kārtas.
Otrais solis: komponentu izvēle
Shēmas plates ir četras galvenās daļas. Mikroprocesors atmega328p. Tas ir tāds pats kā populārajos modeļos. Arduino. Šīs ir smadzenes, kas sazināsies ar reālā laika pulksteņa (RTC) moduli, apstrādās laiku un parādīs to, izmantojot gaismas diodes. Tam visam, protams, ir nepieciešams enerģijas avots, vēlams, niecīga baterija.
ATmega328P
Mikroprocesoram bija jāatbilst noteiktiem kritērijiem. GPIO bija nepieciešami vismaz deviņi tapas, astoņi gaismas diodēm un viens pogai. Viņam bija vajadzīgs arī I2C autobuss, kurā viņš šobrīd varētu darboties kā galvenā ierīce RTC aptaujāšanai. Visbeidzot, tam bija jādarbojas ar zemu spriegumu un, patērējot strāvu, nevajadzētu patērēt pārmērīgu strāvas daudzumu. Atmega328P-AU atbilst visiem šiem kritērijiem un tajā pašā laikā ir pietiekami mazs, lai neaizņemtu visu iespiedshēmas plates laukumu. Liels pluss ir tas, ka tas tiek izmantots arī vispopulārākajiem Arduino dēļiem, un daudzi var ar to strādāt.
Elektriskā shēma
Plātne bija paredzēta 8 MHz keramikas rezonatora izmantošanai. Tomēr izrādījās, ka procesoram jādarbojas zemākā frekvencē, lai tas darbotos ar zemu spriegumu. Apskatiet attēlu šajā solī, kas ņemts no datu lapas 303. lpp., Kurā ir izskaidrota saistība starp pulksteņa ātrumu un darba spriegumu. Šā projekta maksimālajai frekvencei jābūt aptuveni 4 MHz. Kapteinis izmantoja iekšēju 8 MHz oscilatoru un aktivizēja 8 bitu dalījumu, kas nodrošina redzamu takts frekvenci 1 MHz. Tomēr, ielādējot kodu, joprojām ir nepieciešams 8 MHz rezonators. Pēc ielādes vednis to neizdzēsa
DS3231
Sākumā meistars vēlējās izmantot DS1307 RTC. Šī ir populārāka mikroshēma. Tomēr tas prasa 5 V barošanas avotu.
DS3231 var darboties ar zemu spriegumu 1,8 V. Mikroshēmā ir iebūvēts kvarca kristāls. Pulksteņa iebūvētajam kristālam ir arī temperatūras kompensācija. Apkārtējās vides temperatūra var izraisīt pulksteņa kristāla neregulāras svārstības. Tas nozīmē, ka tas kļūst mazāk precīzs. DS3231 mēra apkārtējās vides temperatūru un izmanto to aprēķinos, lai kompensētu temperatūras svārstības. Ideāli piemērots pulksteņiem, kad ieejat un izejat no dažādām telpām vai izejat ārā, kad temperatūra nav nemainīga.
Gaismas diodes
Galvenās gaismas diodes izmanto formas koeficientu 0603. Tās var patērēt līdz 20 miliamperiem, taču, tā kā vienlaikus var darboties ne vairāk kā trīs gaismas diodes, tā nav problēma. Strāva samazinās arī tad, ja tiek izmantoti rezistori ar lielāku novērtējumu nekā nepieciešams. Meistars saka, ka visefektīvāk šīm LED ir izmantot 100 - 400 omi rezistorus.
CR2032
Pulksteņa shēmu var darbināt ar litija akumulatoru. Viņai nav problēmu samazināt spriegumu ar tādu pašu strāvu kā CR2032, taču tas radīs papildu problēmas. Šim projektam litija jonu akumulatoram būs divi galvenie trūkumi. Neliela elementa ietilpība ir tuvu CR2032 ietilpībai, taču, lai to droši uzlādētu un izlādētu, nepieciešama papildu maksa. Jums būs nepieciešams arī veids, kā savienot lādētāju. Tāpēc meistars izvēlējās CR2032.
Trešais solis: multipleksēta matrica
Šajā pulkstenī izmantotā konfigurācija ir 4x4 gaismas diožu matrica ar trīs nevajadzīgu gaismas diožu demontāžu.
Vienā reizē iedegas tikai dažādas gaismas diodes vienā kolonnā. Pēc tam šī kolonna tiek atspējota pirms nākamās kolonnas aktivizēšanas. Tas viss notiek ātrāk, nekā acs spēj uztvert. Tā rezultātā šķiet, ka gaismas diodes dažādās kolonnās tiek ieslēgtas vienlaicīgi, veidojot sarežģītu attēlu.
Kā uzzināt, kāds laiks ir pēc šāda pulksteņa? Apskatīsim attēlus.
Pirmajā attēlā mēs redzam 4x4 matricu ar 13 gaismas diodēm. Matricas rindas ir numurētas 1,2,4,8.
Lai uzzinātu laiku, ir jāpievieno visi gaismas diodes vienā rindā, tad nākamajā utt.
Piemēram, 2. attēls, pirmais kvadrāts. No kreisās puses uz labo vienu LED iedegas pirmā kolonna, pirmā rinda. Mums ir pirmā rinda zem skaitļa 1, kas nozīmē pirmās stundas pirmo ciparu. Tālāk otro kolonnu iedegas ar divām gaismas diodēm zem cipariem 1 un 2. Pievienojiet skaitļus, izrādās 3. Nākamā kolonna ir viena LED numura 4. Un pēdējā kolonna ir gaismas diodes 1 + 2 + 4 = 7. . Mēs iegūstam 13 stundas 47 minūtes.
Ceturtais solis: shēma
Plātnei ir apaļa forma, piemēram, klasiskajam pulkstenim. Standarta pulksteņa korpuss parasti ir 42 mm ar stikla diametru 38 mm. Šī ir stikla ārējā mala. Tomēr, ja stikls balstās uz 1 mm platu malu, pieejamais diametrs kļūst par 36 mm. Tas nozīmēja, ka shēmas platei vajadzētu būt apmēram 35 mm.
Meistars pasūtīja maksu labi pazīstamā vietnē. Plātņu biezums ir 0,8 mm.
Zemāk varat lejupielādēt failu paneļa izgatavošanai.
Binārais rokas pulkstenis - GERBER.zip
Piektais solis: lodēšana
Labākais veids, kā piestiprināt shēmas plati lodēšanas laikā, ir ar maskēšanas lenti. Kapteinis salabo dēli un saskaņā ar shēmu sāk uzstādīšanu. Pirmkārt, mazākie komponenti ir pielodēti (pēc lieluma).
Sestais solis: pabeidziet pogu
Kā redzat, pulksteņa kronis korpusa sānos šajā ierīcē ir paredzēts pulksteņa vadīšanai. Tas mijiedarbojas ar mikro pogu, kas savienota ar mikrokontrolleri. Lai to izdarītu, poga ir jāpārveido.
Lētākajām taktilajām pogām ir maza apaļa melna plastmasas detaļa, kas jums jānoklikšķina, lai aizvērtu kontaktus. Tas ir jāaizstāj. Meistars demontē pogu, nogriežot metāla stiprinājumus. Izdzēš pogu. Uzlīmē maskēšanas lentes gabalu uz metāla plāksnes un noliek atpakaļ. Līmē pogas korpusu. Tagad jūs varat lodēt pogu.
Septītais solis: kodēšana
Mikrokontrollers šajā posmā nevar strādāt ar Arduino kodu. Vispirms jums ir nepieciešams bootloader. Šī ir apakšprogramma, kas jāglabā mikroshēmā, lai lejupielādētu un izpildītu rakstisku programmu.
Tā kā tas ir Atmega328P ar īpaši zemu spriegumu, tam ir nepieciešams īpašs bootloader tips.
Atveriet Arduino IDE, izvēlieties File> Preferences> Add-On Board Manager URL un pievienojiet komatu aiz pēdējā URL, pirms ielīmējat šo URL
...
Vairākas reizes noklikšķiniet uz Labi un dodieties uz Rīki> Board> Board Manager. Atveriet to, atrodiet minicore un instalējiet to.
Pievienojiet Arduino ķēdē tāpat kā fotoattēlā. Iedziļinieties Arduino piemēros un atveriet ArduinoISP parauga kodu. Lejupielādējiet kodu.
Pēc tam instalējiet instalēšanas rīkus> Programmētājs: sadaļā Arduino kā ISP. Atlasiet šo konfigurāciju no MiniCore sāknēšanas ielādētāja. Varat arī divreiz pārbaudīt savu konfigurāciju atbilstoši šai darbībai pievienotajā attēlā redzamajai konfigurācijai.
Bootloader iestatījumi
Dēlis: ATmega328
Bootlader: jā
Pulkstenis: 1 MHz iekšējs
Sastādītājs LTO: invalīds
Variants: 328P / 328PA
BOD: 1,8 V
Tagad pēdējais solis ir savienot vadus no Arduino līdz pulksteņa dēlim. Izvēlieties Rīki> Ierakstīt sāknēšanas programmu. Pagaidiet brīdi, un jūs saņemsit ziņojumu par veiksmīgu sāknēšanas ielādētāja instalēšanu.
Tagad atliek lejupielādēt kodu. To var atrast zemāk esošajā saitē.
Binārā_raksti_Watch.ino
Astotais solis: lieta
Pulksteņu korpusu meistars drukāja uz 3D printera. Failus var lejupielādēt vietnē šī saite.
Deviņs solis: veidojiet
Tagad visas detaļas ir samontētas, un jūs varat turpināt montāžu.
Ievietojiet vainagu pulksteņa korpusā.
Izvelciet vadu caur stiprinājuma caurumu pulksteņa vainagā.
Līmējiet vadu, pārliecinoties, ka galvu var padziļināt par 1 mm.
Ievietojiet sešstūru uzgriežņus atbilstošajos sešstūru spraugās un nofiksējiet tos vietā ar nelielu lentes gabalu.
Piestipriniet abpusēju līmlenti pie shēmas plates apakšpuses.
Ievietojiet shēmas plati, pārliecinoties, ka galvas tapa ir izlīdzināta ar pogas caurumu.
Nospiežot galvu, pārbaudiet pogas darbību.
Līmējiet stiklu pie gredzena, izmantojot superlīmi.
Ievietojiet pulksteņa gredzenu, izlīdzinot skrūvju caurumus un pogas.
Ievietojiet 6 mm M2 skrūves skrūvju caurumos un pievelciet. Skrūvju galviņas ir nokrāsotas melnā krāsā.
Ievietojiet skavas siksnu acīs.
Uzstādiet pulksteņa siksnas.
Viss ir gatavs.
Viss pulksteņu izgatavošanas process ir redzams video.