egy norvég mester szereti az időt bináris kóddal meghatározni. Meglepő módon az információ mennyisége egyszerű ON / OFF jelekkel jeleníthető meg. Aztán a mester úgy döntött, hogy saját maga készít egy bináris órát.
Szerszámok és anyagok:
- 0603 LED-ek - 13 db;
Mikroprocesszor Atmega328P-AU;
Kondenzátor 0806 0,1 uF;
-Tanál-kondenzátor 1206 4,7 uF;
- 0806 ellenállás 10 kOhm;
- Valós idejű óramodul DS3231;
-0806 ellenállás 51 kOhm - 3 db;
-SMD CR2032 elemtartó;
-CR2032 akkumulátor;
-4,5 mm gomb;
-0806 ellenállás 200 Ohm;
-20 mm-es karóra;
-20 mm rugószint - 2 db;
-Üveg 38 mm;
-5 cm (2 hüvelyk) vékony tekercselő huzal;
-2 csavar M2 lapos fejjel, 6 mm hosszú;
-2 dió M2;
USB-TTL adapter
- Forrasztási kiegészítők;
- csipesz;
-Kis csavarhúzó;
-Hozzáférés kiváló minőségű 3D-nyomtatóhoz;
Első lépés: Tervezés és testreszabás
Az órának 13 LED van egy multiplex mátrixban. Egy oszlop egy számjegynek felel meg a digitális időben. Az idő bináris decimális formátumban jelenik meg, és egy számjegyet legfeljebb négy bit képvisel.
Elegánsnak néznek ki és nagyszerűen működnek az egyszerű felhasználói felületnek és akár két éves akkumulátor élettartamának köszönhetően.
Az óra kikapcsolt állapotában a fekete és ezüst egyszerű kéttónusú kombinációja készül. Ezek a színek megtalálhatók a bőr hevederben és kapocsban, valamint a tokban és a nyomtatott áramköri táblán.
A varázsló az alkatrészek nagy részét elrejtette az áramköri hátlapon, és fekete háttérrel készítette. elektronika és az áramköri kártya megfelel az óra kéttónusú kivitelének.
Az óratoknak tartósnak kell lennie, de könnyen nyithatónak kell lennie az elem cseréjéhez vagy a kód megváltoztatásához. Ez azt jelenti, hogy az összeszerelés során nem használnak ragasztót. A ragasztó egyetlen részlete az üveg.
A tok az alsó rész és a gyűrű két részéből áll. Az óra aljára nyomtatott áramköri lap, egy óraszalag és korona van felszerelve. A gyűrűre egy üveg van felszerelve.
Nagy figyelmet fordítunk az energiafogyasztásra. Mély alváskor az óra csak 10 μA-t fogyaszt. Ez az akkumulátor élettartama több mint két év.
A felhasználói felületet illetően meg kell nyomni az óra koronáját, hogy felébreszthesse őket, és azonnal megjelenik az idő. A gomb újbóli megnyomásakor a dátum jelenik meg. Mivel az akkumulátor élettartama két év, könnyedén válthat a nyári időszámítás között anélkül, hogy számítógéphez csatlakozna.Ehhez nyomja meg a gombot egymás után 15-szer.
Második lépés: Az alkotóelemek kiválasztása
Az áramköri lap négy fő része van. Mikroprocesszor atmega328p. Ez ugyanaz, mint a népszerű modellekben. Arduino. Ez az agy fog kommunikálni a valós idejű óra (RTC) modullal, feldolgozza az időt és LED-ekkel megjeleníti azt. Mindezekhez természetesen energiaforrásra, lehetőleg apró elemre van szükség.
ATmega328P
A mikroprocesszornak meg kellett felelnie bizonyos kritériumoknak. A GPIO-nak legalább kilenc érintkezőre, nyolc LED-re és egy gombra van szüksége. Szüksége volt egy I2C buszra is, ahol jelenleg az RTC lekérdezésének fő eszköze lehet. Végül alacsony feszültséggel kellett működnie, és nem szabad túlzott mennyiségű áramot fogyasztania, ha áram alatt áll. Az Atmega328P-AU megfelel ezeknek a kritériumoknak, ugyanakkor elég kicsi ahhoz, hogy ne foglalja el a nyomtatott áramköri kártya teljes területét. Nagy plusz az, hogy a legnépszerűbb Arduino táblákhoz is használják, és sokan vele tudnak dolgozni.
Áramköri lap
A táblát 8 MHz-es kerámia rezonátor felhasználására tervezték. Kiderült azonban, hogy a processzornak alacsonyabb frekvencián kell működnie ahhoz, hogy alacsony feszültséggel működjön. Nézze meg az ebben a lépésben található képet, amely az adatlap 303. oldalából származik, amely elmagyarázza az órasebesség és az üzemi feszültség kapcsolatát. A projekt körülbelül 4 MHz-es frekvenciájának kell lennie. A mester belső 8 MHz-es oszcillátort használt és aktivált 8-bites osztáson keresztül, amely 1 MHz látható frekvenciát ad. A kód betöltésekor azonban továbbra is szükség van egy 8 MHz-es rezonátorra. Betöltés után a varázsló nem törölte azt
DS3231
Először a mester a DS1307 RTC-t akart használni. Ez egy népszerűbb chip. Ehhez azonban 5 V-os tápellátásra van szükség.
A DS3231 1,8 V alacsony feszültséggel tud működni. A chipnek beépített kvarckristálya van. Az óra beépített kristályja hőmérséklet-kompenzációval is rendelkezik. A környezeti hőmérséklet az órakristály szabálytalan rezgéseit okozhatja. Ez azt jelenti, hogy kevésbé pontos. A DS3231 méri a környezeti hőmérsékletet, és ezt használja a számításban a hőmérsékleti ingadozások kompenzálására. Ideális órákhoz, amikor különféle helyiségekbe lépünk, illetve távozunk, vagy ha kint mennek, ha a hőmérséklet nem állandó.
LED
A fő LED-ek a 0603 forma tényezőt használják, amelyek akár 20 millimétert is fogyaszthatnak, de mivel nem lehet több, mint három LED egyszerre működni, ez nem jelent problémát. Az áramerősség szintén csökken, ha a szükségesnél nagyobb névleges ellenállásokat használunk. A mester szerint ezeknek a LED-eknek a leghatékonyabb a 100 - 400 Ohm ellenállások használata.
CR2032
Az óraáramkört lítium elemmel lehet táplálni. Nincs probléma a feszültség csökkentésével ugyanolyan áramerősséggel, mint a CR2032, de ez további problémákat okoz. Ehhez a projekthez a lítium-ion akkumulátornak két fő hátránya van. Az apró cella kapacitása megközelíti a CR2032 kapacitását, de a biztonságos feltöltéshez és a biztonságos kisüléshez további töltés szükséges. Szüksége lesz egy módra is a töltő csatlakoztatására. Ezért a mester a CR2032-et választotta.
Harmadik lépés: multiplexelt mátrix
Az órában használt konfiguráció egy 4x4 LED-es mátrix, három felesleges LED leszerelésével.
Egy oszlopban csak a különféle LED-ek világítanak. Ezt az oszlopot ezután letiltják, mielőtt aktiválnák a következő oszlopot. Mindez gyorsabban történik, mint amit a szem észlel. Ennek eredményeként úgy tűnik, hogy a különböző oszlopokban levő LED-ek egyszerre világítanak, így összetett képet hoznak létre.
Hogyan tudom megtudni, mennyi az idő ilyen órával? Nézzük meg a képeket.
Az első ábrán egy 4x4-es mátrixot látunk, 13 LED-del. A mátrix sorainak száma 1,2,4,8.
Az idő kiderítéséhez az összes LED-et egy sorba, majd a következőbe kell hozzáadni stb.
Például, a 2. ábra, az első négyzet. Balról jobbra az egyik LED világít az első oszlopban, az első sorban. Az első sor az 1 szám alatt van, ami az 1. óra első számjegyét jelzi. Ezután a második oszlopot két LED világítja meg az 1. és 2. szám alatt. Összeadja a számokat, kiderül 3. A következő oszlop egy LED-szám 4, az utolsó oszlop pedig az 1 + 2 + 4 = 7 LED-ek. . 13 óra 47 percet kapunk.
Negyedik lépés: A rendszer
Az áramköri lap kerek alakú, mint egy klasszikus óra. A szokásos karóra általában 42 mm, üveg átmérője 38 mm. Ez az üveg külső széle. Ha azonban az üveg 1 mm széles szélen nyugszik, a rendelkezésre álló átmérő 36 mm lesz. Ez azt jelentette, hogy az áramköri lapnak kb. 35 mm-nek kell lennie.
A mester díjat rendelte el egy közismert oldalon. A táblák vastagsága 0,8 mm.
Az alábbi táblát letöltheti a tábla készítéséhez.
Bináris karóra - GERBER.zip
Ötödik lépés: Forrasztás
Az áramköri lap forrasztás közbeni rögzítésének legjobb módja a fedőszalaggal. A mester rögzíti a táblát és megkezdi a telepítést az ábra szerint. Először a legkisebb alkatrészeket forrasztják (méretben).
Hatodik lépés: végezze el a gombot
Mint láthatja, a ház oldalán lévő óra koronáját ebben az eszközben az óra vezérlésére tervezték. Interakcióba lép a mikrovezérlőhöz csatlakoztatott mikrogombbal. Ehhez a gombot újra kell készíteni.
A legolcsóbb tapintható gomboknak egy kerek, fekete, műanyag része van, amelyet rá kell kattintania az érintkezők bezárására. Cserélni kell. A mester szétszerelte a gombot, és levágja a fém rögzítőket. Törli a gombot. Ragaszt egy darab maszkolószalagot egy fémlemezre, és visszahelyezi. Ragasztja a gomb testét. Most megforraszthatja a gombot.
Hetedik lépés: kódolás
A mikrovezérlő ebben a szakaszban nem működik az Arduino kóddal. Először szükség van egy indítóbetöltőre. Ez egy olyan szubrutin, amelyet egy chipen kell tárolni az írott program letöltéséhez és végrehajtásához.
Mivel ez egy Atmega328P extra alacsony feszültséggel rendelkezik, speciális rendszerbetöltőt igényel.
Nyissa meg az Arduino IDE-t, válassza a Fájl> Beállítások> Kiegészítő fórumkezelő URL-jeit, és adjon vesszőt az utolsó URL után, mielőtt beilleszti a következő URL-t.
...
Kattintson többször az OK gombra, és lépjen az Eszközök> Fórum> Fórumkezelő elemre. Nyissa meg, keresse meg a mini-magot és telepítse.
Csatlakoztassa az Arduino-t az áramkörben, mint a képen. Menjen az Arduino példákba, és nyissa meg az ArduinoISP minta kódot. Töltse le a kódot.
Ezután telepítse az „Arduino as ISP” mappába az Eszközök> Programozó telepítést. Válassza ki a következő konfigurációt a MiniCore rendszerbetöltőből. A konfigurációt ismét ellenőrizheti az ehhez a lépéshez csatolt képen látható konfigurációnak megfelelően.
Indítóbetöltő beállításai
Tábla: ATmega328
Bootlader: igen
Óra: 1 MHz belső
LTO fordító: letiltva
Változat: 328P / 328PA
BOD: 1,8 V
Most az utolsó lépés az, hogy a vezetékeket az Arduino-tól az órához csatlakoztassuk. Válassza az Eszközök> Indítóbetöltő lehetőséget. Várjon egy pillanatot, és üzenetet kap a rendszerbetöltő sikeres telepítéséről.
Most már le kell töltenie a kódot. Ez megtalálható az alábbi linken.
Binary_Wrist_Watch.ino
Nyolcadik lépés: Eset
Az órát a mester nyomtatta 3D nyomtatóra. A fájlok a következő oldalon tölthetők le ezt a linket.
Kilencedik lépés: Építsd
Mostantól az összes alkatrész összeszerelt, és folytathatja az összeszerelést.
Helyezze be a koronát az órába.
Húzza át a huzalt az óra koronájában lévő rögzítőfuraton.
Ragasztja be a huzalt, ügyelve arra, hogy a fej 1 mm-rel bemélyedhessen.
Helyezze be a hatlapú anyákat a megfelelő hatszögletű nyílásokba és rögzítse a helyükre egy kis darab ragasztószalaggal.
Rögzítse a kétoldalas ragasztószalagot az áramköri lap aljára.
Helyezze be az áramköri lapot, ügyelve arra, hogy a fej csap egyenesen álljon a gomb lyukával.
A fej megnyomásával ellenőrizze a gomb működését.
Ragasztja az üveget a gyűrűhöz szuperragasztóval.
Helyezze be az óragyűrűt, a csavarfurat és a gombok igazításával.
Helyezze be a 6 mm-es M2 csavarokat a csavarlyukakba és húzza meg őket. A csavarfejek fekete színűek.
Helyezze a kapcsokat a hevederek szemébe.
Szerelje be az óraszíjakat.
Minden kész.
Az órák készítésének teljes folyamata a videóban látható.