Meistrui iš Norvegijos patinka būdas nustatyti laiką dvejetainiu kodu. Keista, bet informacijos kiekį galima atvaizduoti paprastais ON / OFF signalais. Tada meistras nusprendė pats pasidaryti dvejetainį laikrodį.
Įrankiai ir medžiagos:
- Šviesos diodai 0603 - 13 vnt;
Mikroprocesorius Atmega328P-AU;
Kondensatorius 0806 0,1 uF;
-Tantalo kondensatorius 1206 4,7 uF;
- rezistorius 0806 10 kOhm;
- realaus laiko laikrodžio modulis DS3231;
-0806 rezistorius 51 kOhm - 3 vnt;
-SMD akumuliatoriaus spaustukas CR2032;
-CR2032 baterija;
-4,5 mm mygtukas;
-0806 rezistorius 200 omų;
-20 mm laikrodžio juosta;
-20 mm spyruoklės lygis - 2 vnt;
-Stiklas 38 mm;
–5 cm (2 colių) plonos apvijos vielos;
-2 varžtai M2 su 6 mm ilgio plokščia galvute;
-2 riešutai M2;
USB-TTL adapteris
-Litavimo reikmenys;
- pincetai;
-Mažas atsuktuvas;
- Prieiga prie aukštos kokybės 3D spausdintuvo;
Pirmas žingsnis: dizainas ir pritaikymas
Laikrodis turi 13 šviesos diodų, esančių daugialypėje matricoje. Viena skiltis atitinka vieną skaitmenį skaitmeniniu laiku. Laikas rodomas dvejetainiu dešimtainiu formatu, o vieną skaitmenį žymi ne daugiau kaip keturi bitai.
Jie atrodo stilingi ir puikiai veikia dėl paprastos vartotojo sąsajos ir iki dvejų metų baterijos.
Dizainas, kai laikrodis yra išjungtas, yra paprastas dviejų tonų juodos ir sidabro derinys. Šios spalvos yra odos dirželyje ir užsegime, taip pat dėkle ir ant spausdintinės plokštės.
Vedlys paslėpė didžiąją dalį komponentų plokštės gale ir padarė jį juodu fonu. Elektronika ir plokštė atitinka dviejų tonų laikrodžio dizainą.
Laikrodžio korpusas turi būti patvarus, tačiau atidaryti jį turėtų būti lengva, jei norite pakeisti bateriją ar pakeisti kodą. Tai reiškia, kad surinkimo metu nenaudojami klijai. Vienintelė klijų detalė yra stiklas.
Korpusą sudaro dvi apatinės dalies dalys ir žiedas. Laikrodžio apačioje sumontuota spausdinta plokštė, laikrodžio juosta ir karūna. Ant žiedo pritvirtintas stiklas.
Didelis dėmesys skiriamas energijos suvartojimui. Esant giliam miegui, laikrodis sunaudoja tik 10 μA. Tai suteikia daugiau nei dvejų metų akumuliatoriaus tarnavimo laiką.
Kalbant apie vartotojo sąsają, jums tiesiog reikia paspausti laikrodžio karūną, kad jie pažadintų, ir jie iškart parodys laiką. Dar kartą paspaudus mygtuką, bus rodoma data. Kadangi akumuliatoriaus veikimo laikas yra dveji metai, galite lengvai pereiti vasaros laiką neprisijungdami prie kompiuterio.Norėdami tai padaryti, paspauskite mygtuką 15 kartų iš eilės.
Antras žingsnis: Komponento pasirinkimas
Yra keturios pagrindinės plokštės dalys. Mikroprocesorius atmega328p. Tai yra tas pats, kas populiariuose modeliuose. Arduino. Tai yra smegenys, kurios bendraus su realaus laiko laikrodžio (RTC) moduliu, apdoros laiką ir parodys jį naudodamos šviesos diodus. Visam tam, žinoma, reikalingas energijos šaltinis, geriausia - mažytė baterija.
ATmega328P
Mikroprocesorius turėjo atitikti tam tikrus kriterijus. GPIO reikėjo mažiausiai devynių kaiščių, aštuonių šviesos diodų ir vieno mygtuko. Jam taip pat reikėjo „I2C“ autobuso, kuriame šiuo metu jis galėtų būti pagrindinis RTC apklausos įtaisas. Galiausiai jis turėjo veikti žemos įtampos ir nevartoti per daug srovės, kai maitinamas. „Atmega328P-AU“ atitinka visus šiuos kriterijus ir tuo pačiu yra pakankamai mažas, kad neužimtų viso spausdintinės plokštės ploto. Didelis pliusas yra tas, kad jis taip pat naudojamas populiariausioms „Arduino“ plokštėms ir daugelis su juo gali dirbti.
Grandinės plokštė
Plokštė buvo suprojektuota naudoti 8 MHz keramikos rezonatorių. Tačiau paaiškėjo, kad procesorius turi veikti žemesniu dažniu, kad galėtų veikti žemomis įtampomis. Pažvelkite į šio veiksmo vaizdą, paimtą iš duomenų lapo 303 puslapio, kuriame paaiškinamas santykis tarp laikrodžio greičio ir darbinės įtampos. Šio projekto maksimalus laikrodžio dažnis turėtų būti apie 4 MHz. Meistras naudojo vidinį 8 MHz generatorių ir suaktyvino 8 bitų padalijimą, kuris suteikia matomą 1 MHz dažnio tašką. Įkeliant kodą vis tiek reikia 8 MHz rezonatoriaus. Įkėlęs vedlys jo neištrynė
DS3231
Iš pradžių meistras norėjo naudoti DS1307 RTC. Tai yra labiau populiarus lustas. Tačiau tam reikia 5 V maitinimo.
DS3231 gali veikti esant žemai 1,8 V įtampai. Lustas turi įmontuotą kvarco kristalą. Įmontuotas laikrodžio kristalas taip pat turi temperatūros kompensaciją. Aplinkos temperatūra gali sukelti netaisyklingus laikrodžio kristalų virpesius. Tai reiškia, kad jis tampa ne toks tikslus. DS3231 matuoja aplinkos temperatūrą ir naudoja ją skaičiavimams, kad kompensuotų temperatūros svyravimus. Idealiai tinka laikrodžiams, kai įeinate ir išeinate iš skirtingų kambarių arba išeinate iš lauko, kai temperatūra nėra pastovi.
Šviesos diodai
Pagrindiniai šviesos diodai naudoja formos koeficientą 0603. Jie gali suvartoti iki 20 milimetrų, tačiau dėl to, kad vienu metu gali veikti ne daugiau kaip trys šviesos diodai, tai nėra problema. Srovė taip pat mažėja, kai naudojami didesnio nei būtina rezistoriai. Meistras sako, kad efektyviausia šiems šviesos diodams naudoti 100 - 400 omų varžus.
CR2032
Laikrodžio grandinė gali būti maitinama ličio baterija. Ji neturi problemų mažindama įtampą ta pačia srove kaip ir CR2032, tačiau tai sukels papildomų problemų. Šio projekto metu ličio jonų akumuliatorius turės du pagrindinius trūkumus. Mažos kameros talpa yra artima „CR2032“ talpai, tačiau norint ją saugiai krauti ir saugiai iškrauti, reikia papildomo įkrovimo. Jums taip pat reikės būdo, kaip prijungti įkroviklį. Todėl meistras pasirinko CR2032.
Trečias žingsnis: Sudėtinė matrica
Šiame laikrodyje naudojama konfigūracija yra 4x4 šviesos diodų matrica, išmontuojanti tris nereikalingus šviesos diodus.
Vienu metu šviečia tik skirtingi šviesos diodai viename stulpelyje. Tada šis stulpelis bus išjungtas prieš suaktyvinant kitą stulpelį. Visa tai vyksta greičiau, nei akis gali suvokti. Todėl atrodo, kad skirtingų stulpelių šviesos diodai įsijungia vienu metu, sukurdami sudėtingą vaizdą.
Kaip sužinoti tokį laiką, koks yra laikrodis? Pažvelkime į paveikslėlius.
Pirmame paveiksle matome 4x4 matricą su 13 šviesos diodų. Matricos eilutės sunumeruotos 1,2,4,8.
Norint sužinoti laiką, reikia sudėti visus šviesos diodus vienoje eilėje, paskui kitoje ir t.t.
Pavyzdžiui, 2 paveikslas, pirmasis kvadratas. Iš kairės į dešinę vienas šviesos diodas užsidega pirmoje stulpelyje, pirmoje eilutėje. Mes turime pirmąją eilutę po skaičiaus 1, kuri reiškia pirmąjį 1 valandos skaitmenį. Tada antrasis stulpelis užsidega dviem šviesos diodais po skaičiais 1 ir 2. Sudėkite skaičius, pasirodo 3. Kitas stulpelis yra vienas šviesos diodo numeris 4. Ir paskutinis stulpelis yra šviesos diodai 1 + 2 + 4 = 7. . Mes gauname 13 valandų 47 minučių.
Ketvirtas žingsnis: schema
Grandinės plokštė yra apvalios formos, kaip ir klasikinis laikrodis. Paprastai standartinis laikrodžio korpusas yra 42 mm, o stiklo skersmuo - 38 mm. Tai yra išorinis stiklo kraštas. Tačiau jei stiklas atsiremia į 1 mm pločio kraštą, galimas skersmuo tampa 36 mm. Tai reiškė, kad plokštės ilgis turėtų būti apie 35 mm.
Meistras užsisakė mokestį žinomoje svetainėje. Lentų storis yra 0,8 mm.
Lentelės sudarymo failą galite atsisiųsti žemiau.
Dvejetainis riešinis laikrodis - GERBER.zip
Penktas žingsnis: litavimas
Geriausias būdas pritvirtinti plokštę litavimo metu yra naudojant maskavimo juostą. Meistras pritvirtina plokštę ir pradeda montuoti pagal schemą. Pirma, mažiausi komponentai yra lituoti (dydžio).
Šeštas žingsnis: užbaikite mygtuką
Kaip matote, laikrodžio karūna korpuso šone yra skirta šiame įrenginyje valdyti laikrodį. Jis sąveikauja su mikro mygtuku, prijungtu prie mikrovaldiklio. Norėdami tai padaryti, mygtuką reikia perdaryti.
Pigiausiuose lytėjimo mygtukuose yra maža apvali juodo plastiko dalis, kurią turite spustelėti, norėdami uždaryti kontaktus. Jį reikia pakeisti. Meistras išmontuoja mygtuką, nupjauna metalines tvirtinimo detales. Ištrina mygtuką. Ant metalinės plokštės užklijuoja maskuojančios juostos gabalą ir vėl užmauna. Klijuoja mygtuko korpusą. Dabar galite lituoti mygtuką.
Septintas žingsnis: kodavimas
Šiame etape mikrovaldiklis negali dirbti su Arduino kodu. Pirmiausia reikia įkrovos įkėlimo programos. Tai paprogramė, kuri turi būti saugoma mikroschemoje, norint atsisiųsti ir vykdyti rašytinę programą.
Kadangi tai yra „Atmega328P“ su ypač žema įtampa, jam reikalingas specialus įkrovos įkroviklio tipas.
Atidarykite „Arduino IDE“, pasirinkite Failas> Nuostatos> Pridėkite valdybos tvarkyklės URL ir pridėkite kablelį po paskutinio URL prieš įklijuodami šį URL
...
Kelis kartus spustelėkite Gerai ir eikite į Įrankiai> Lenta> Lentų tvarkyklė. Atidarykite jį, raskite mini laidą ir įdiekite.
Prijunkite Arduino prie grandinės, kaip nuotraukoje. Eikite į Arduino pavyzdžius ir atidarykite ArduinoISP pavyzdžio kodą. Atsisiųskite kodą.
Tada įdiekite „Arduino as ISP“ įrankius> Programuotojas. Iš „MiniCore“ įkrovos tvarkyklės pasirinkite šią konfigūraciją. Taip pat galite dar kartą patikrinti savo konfigūraciją pagal konfigūraciją paveikslėlyje, pridėtame prie šio veiksmo.
Įkroviklio nustatymai
Plokštė: ATmega328
Bootladeris: taip
Laikrodis: 1 MHz vidinis
Sudarytojas LTO: neįgalus
Variantas: 328P / 328PA
KŪNAS: 1,8 V
Dabar paskutinis žingsnis yra prijungti laidus nuo Arduino prie laikrodžio lentos. Pasirinkite Įrankiai> Įrašyti įkrovos tvarkyklę. Palaukite šiek tiek laiko ir gausite pranešimą apie sėkmingą įkrovos tvarkyklės diegimą.
Dabar belieka atsisiųsti kodą. Jį galite rasti žemiau esančioje nuorodoje.
„Binary_Wrist_Watch.ino“
Aštuntas žingsnis: Byla
Laikrodžio dėklą meistras atspausdino 3D spausdintuve. Failus galima atsisiųsti iš šią nuorodą.
Devynis žingsnis: pastatykite
Iki šiol visos dalys buvo surinktos, ir jūs galite tęsti surinkimą.
Įdėkite karūną į laikrodžio korpusą.
Ištraukite laidą per laikrodžio karūnėlėje esančią tvirtinimo angą.
Klijuokite laidą, įsitikindami, kad galvutė gali būti įdubusi 1 mm.
Įkiškite šešiabriaunius veržles į atitinkamus šešiakampius plyšius ir užfiksuokite juos mažu juostos gabalėliu.
Prie apatinės plokštės pusės pritvirtinkite dvipusę lipnią juostą.
Įdėkite grandinės plokštę, įsitikindami, kad galvos kaištis yra suderintas su mygtuko anga.
Paspausdami galvą, patikrinkite mygtuko veikimą.
Klijuokite stiklą prie žiedo, naudodami superklijų.
Įdėkite laikrodžio žiedą, sulygindami varžtų skylutes ir mygtukus.
Į varžtų angas įkiškite 6 mm M2 varžtus ir priveržkite. Varžtų galvutės dažytos juodai.
Įdėkite spaustukus į diržų akis.
Įdėkite laikrodžio diržus.
Viskas paruošta.
Visą laikrodžių gamybos procesą galima pamatyti vaizdo įraše.