אמן מנורבגיה אוהב את הדרך לקבוע את השעה עם קוד בינארי. באופן מפתיע, ניתן להציג את כמות המידע בסימני ON / OFF פשוטים. ואז החליט המאסטר להכין שעון בינארי בכוחות עצמו.
כלים וחומרים:
- נוריות נוריות 0603 - 13 יח ';
מעבד Atmega328P-AU;
קבל 0806 0.1 uF;
קבלים טנטלום 1206 4.7 uF;
- נגד 0806 10 kOhm;
- מודול שעון בזמן אמת DS3231;
-0806 נגד 51 kOhm - 3 יח ';
-סרט סוללה SMD CR2032;
-CR2032 סוללה;
כפתור -4.5 מ"מ;
-0806 נגד 200 אוהם;
רצועת שעון -20 מ"מ;
מפלס קפיצים -20 מ"מ - 2 יח ';
-זכוכית 38 מ"מ;
חוט מפותל דק של -5 ס"מ;
-2 ברגים M2 עם ראש שטוח באורך 6 מ"מ;
-2 אגוזים M2;
מתאם USB-TTL
אביזרי הלחמה;
- פינצטה;
-מברג קטן;
- גישה למדפסת תלת מימד באיכות גבוהה;
שלב ראשון: עיצוב והתאמה אישית
לשעון 13 נורות LED הנמצאות במטריקס מרבב. עמודה אחת תואמת ספרה אחת בזמן הדיגיטלי. השעה מוצגת בפורמט עשרוני בינארי, וספרה אחת מיוצגת על ידי ארבע ביטים לכל היותר.
הם נראים מסוגננים ועובדים מצוין בזכות ממשק משתמש פשוט וחיי סוללה של עד שנתיים.
העיצוב, כשהשעון כבוי, הוא שילוב פשוט של שני טונים של שחור וכסף. צבעים אלה קיימים ברצועת העור ובאבזם, כמו גם על המארז ועל הלוח המודפס.
האשף הסתיר את מרבית הרכיבים בגב לוח המעגל והפך אותו לרקע שחור. אלקטרוניקה ולוח המעגל תואם את העיצוב הדו-גוני של השעון.
מארז השעון חייב להיות עמיד, אך עליו להיות קל לפתיחה כדי להחליף את הסוללה או לבצע שינויים בקוד. משמעות הדבר היא כי לא משתמשים בדבק במהלך ההרכבה. הפרט היחיד בדבק הוא זכוכית.
המקרה מורכב משני חלקים מהחלק התחתון והטבעת. בחלקו התחתון של השעון מותקנים לוח מעגלים מודפס, רצועת שעון וכתר. על הטבעת מותקן זכוכית.
תשומת לב רבה מוקדשת לצריכת אנרגיה. בשינה עמוקה, השעון צורך 10 מיקרו-אמפר בלבד. זה נותן חיי סוללה של יותר משנתיים.
באשר לממשק המשתמש, אתה רק צריך ללחוץ על כתר השעון כדי להעיר אותם והם מייד מראים את השעה. כשתלחץ שוב על הכפתור, התאריך יוצג. מכיוון שחיי הסוללה הם שנתיים, תוכלו לעבור בקלות בין שעון הקיץ מבלי להתחבר למחשב.לשם כך, לחץ על הכפתור 15 פעמים ברציפות.
שלב שני: בחירת רכיב
ישנם ארבעה חלקים עיקריים ללוח מעגלים. מעבד atmega328p. זה כמו בדגמים פופולריים. ארדואינו. זהו המוח שיתקשר עם מודול השעון בזמן אמת (RTC), יעבד את הזמן ויציג אותו באמצעות נוריות LED. כל זה, כמובן, זקוק למקור חשמל, רצוי לסוללה זעירה.
ATmega328P
המעבד היה צריך לעמוד בקריטריונים מסוימים. GPIO דרש לפחות תשעה סיכות, שמונה עבור נוריות לד ואחת לכפתור. הוא גם היה זקוק לאוטובוס I2C, בו יוכל לשמש כרגע מכשיר הראשי לתשאול RTC. לבסוף היה עליו לפעול במתח נמוך ולא לצרוך כמות מוגזמת של זרם כשהוא מופעל. Atmega328P-AU עונה על כל הקריטריונים הללו, ובו זמנית הוא קטן מספיק כדי לא לתפוס את כל שטח הלוח המודפס. יתרון גדול הוא שהוא משמש גם ללוחות הפופולריים ביותר של ארדואינו ורבים יכולים לעבוד איתו.
לוח מעגלים
הלוח תוכנן להשתמש במהוד קרמי 8 מגה הרץ. עם זאת, התברר כי על המעבד לפעול בתדר נמוך יותר על מנת לפעול במתחים נמוכים. התבונן בתמונה בשלב זה שנלקחה מעמ '303 בגליון הנתונים, המסבירה את הקשר בין מהירות שעון למתח הפעלה. תדר השעון של כ -4 מגה הרץ אמור להיות המקסימום עבור פרויקט זה. המאסטר השתמש במתנד פנימי של 8 מגה הרץ ופעל חלוקת 8 סיביות, שנותן תדר שעון גלוי של 1 מגה הרץ. עם זאת, עדיין יש צורך בתהודה 8 מגה הרץ בעת טעינת הקוד. לאחר הטעינה, האשף לא מחק אותו
DS3231
בהתחלה, המאסטר רצה להשתמש ב- DS1307 RTC. זהו שבב פופולרי יותר. עם זאת, הוא דורש ספק כוח של 5 וולט.
ה- DS3231 יכול לפעול במתח נמוך של 1.8 V. לשבב יש גביש קוורץ מובנה. לקריסטל המובנה של השעון יש גם פיצוי טמפרטורה. טמפרטורת הסביבה עלולה לגרום לתנודות לא סדירות של גביש השעון. המשמעות היא שהיא הופכת פחות מדויקת. ה- DS3231 מודד את טמפרטורת הסביבה ומשתמש בה בחישוב כדי לפצות על תנודות הטמפרטורה. אידיאלי לשעונים כשנכנסים ויוצאים מחדרים שונים או יוצאים החוצה כשהטמפרטורה אינה קבועה.
נוריות לד
נוריות LED מאסטר משתמשות בגורם הצורה 0603. הן יכולות לצרוך עד 20 מיליאמפר, אך בשל העובדה שלא יותר משלושה נוריות LED יכולות לעבוד במקביל, אין זו בעיה. הזרם פוחת גם כאשר משתמשים בנגדים עם דירוג גדול מהנדרש. המאסטר אומר שהיעיל ביותר עבור נוריות LED אלה להשתמש בנגדים של 100 - 400 אוהם.
CR2032
ניתן להפעיל את מעגל השעון באמצעות סוללת ליתיום. אין לה בעיה להפחית מתח באותו זרם כמו CR2032, אבל זה יביא לבעיות נוספות. לפרויקט זה, לסוללת ליתיום-יון יהיו שני חסרונות עיקריים. קיבולת התא הזעיר קרובה לזו של CR2032, אך הוא דורש תשלום נוסף לצורך טעינה בטוחה ופריקה בטוחה. תצטרך גם דרך לחבר את המטען. לכן המאסטר בחר ב- CR2032.
שלב שלישי: מטריקס מרובה
התצורה המשמשת בשעון זה היא מטריצה של נוריות 4x4 עם פירוק של שלוש נוריות LED מיותרות.
רק נוריות LED שונות בעמודה אחת נדלקות בכל פעם. לאחר מכן עמודה זו מושבתת לפני הפעלת העמודה הבאה. כל זה קורה מהר יותר ממה שהעין יכולה לתפוס. כתוצאה מכך נראה כי נורות הלד בעמודות שונות נדלקות בו זמנית ויוצרת תמונה מורכבת.
איך אוכל לגלות מה השעה לפי שעון כזה? בואו נסתכל על התמונות.
באיור הראשון אנו רואים מטריצה 4x4 עם 13 נוריות לד. שורות המטריצה ממוספרות 1,2,4,8.
בכדי לגלות את השעה, יש צורך להוסיף את כל נוריות הנורית בשורה אחת, ואז בשורה הבאה, וכו '.
לדוגמה, איור 2, הריבוע הראשון. משמאל לימין, נורית LED אחת מאירה את העמודה הראשונה, השורה הראשונה. יש לנו את השורה הראשונה מתחת למספר 1, שפירושה הספרה הראשונה של שעה 1. הבא, העמודה השנייה מוארת על ידי שני נוריות LED תחת המספרים 1 ו -2. הוסף את המספרים, מתברר 3. העמודה הבאה היא מספר LED אחד 4. והעמודה האחרונה היא נוריות נוריות 1 + 2 + 4 = 7 . יש לנו 13 שעות 47 דקות.
שלב רביעי: תוכנית
ללוח המעגל צורה עגולה, כמו שעון קלאסי. מארז השעון הסטנדרטי הוא בדרך כלל 42 מ"מ בקוטר זכוכית של 38 מ"מ. זהו הקצה החיצוני של הזכוכית. עם זאת, אם הזכוכית נשענת על קצה ברוחב של 1 מ"מ, הקוטר הזמין הופך ל -36 מ"מ. פירוש הדבר שלוח המעגל צריך להיות בערך 35 מ"מ.
המאסטר הזמין שכר טרחה באתר ידוע. עובי הלוחות בעובי של 0.8 מ"מ.
אתה יכול להוריד את הקובץ להכנת הלוח למטה.
שעון יד בינארי - GERBER.zip
שלב חמישי: הלחמה
הדרך הטובה ביותר לתקן את לוח המעגלים בזמן ההלחמה היא באמצעות סרט מיסוך. המאסטר מקבע את הלוח ומתחיל בהתקנה על פי התרשים. ראשית, הרכיבים הקטנים ביותר הם מולחמים (בגודל).
שלב שש: סיים את הכפתור
כפי שאתה יכול לראות, כתר השעון בצד התיק נועד, במכשיר זה, לשליטה על השעון. זה מתקשר עם כפתור מיקרו המחובר למיקרו-בקר. לשם כך, יש לבצע כפתור מחדש.
הכפתורים המישושיים הזולים ביותר כוללים חלק מפלסטיק שחור ועגול שעליך ללחוץ עליו כדי לסגור את המגעים. זה צריך להיות מוחלף. המאסטר מפרק את הכפתור, מנתק את מחברי המתכת. מוחק כפתור. תוקעת חתיכת סרט מיסוך על לוח מתכת ומחזירה אותו. דבק את גוף הכפתור. עכשיו אתה יכול להלחם את הכפתור.
שלב שביעי: קידוד
בקר המיקרו אינו יכול לעבוד עם קוד הארדואינו בשלב זה. ראשית אתה צריך מטען אתחול. זוהי תת-רוטינה שיש לאחסן בשבב על מנת להוריד ולבצע תוכנית כתובה.
מכיוון שמדובר ב- Atmega328P עם מתח נמוך במיוחד, הוא דורש סוג מיוחד של מעמיס אתחול.
פתח את ה- Arduino IDE, בחר קובץ> העדפות> כתובות URL של מנהל התוספים והוסף פסיק אחרי כתובת האתר האחרונה לפני הדבקת כתובת האתר הבאה
...
לחץ על אישור מספר פעמים ועבור אל כלים> לוח> מנהל לוח. פתח אותו, מצא minicore והתקן אותו.
חבר את הארדואינו במעגל כמו בתמונה. היכנס לדוגמאות Arduino ופתח את קוד הדגימה של ArduinoISP. הורד את הקוד.
לאחר מכן התקן התקן כלים> מתכנת: ב"ארדואינו כ ISP ". בחר בתצורה הבאה ממטען האתחול של MiniCore. אתה יכול גם לבדוק מחדש את התצורה שלך בהתאם לתצורה שבתמונה המצורפת לשלב זה.
הגדרות טעינת אתחול
לוח: ATmega328
Bootlader: כן
שעון: 1 מגה הרץ פנימי
מהדר LTO: מושבת
וריאנט: 328P / 328PA
BOD: 1.8V
כעת השלב האחרון הוא לחבר את החוטים מהארדואינו ללוח השעון. בחר כלים> צריבת טעינת אתחול. המתן רגע ותקבל הודעה על ההתקנה המוצלחת של טוען האתחול.
כעת נותר להוריד את הקוד. ניתן למצוא אותו בקישור למטה.
Binary_Wrist_Watch.ino
שלב שמונה: מקרה
מארז השעון הודפס על ידי מאסטר במדפסת תלת מימד. ניתן להוריד קבצים בכתובת קישור זה.
שלב תשע: בנה
כעת, כל החלקים הורכבו ותוכלו להמשיך עם ההרכבה.
הכנס את הכתר לתיק השעון.
משוך את החוט דרך חור ההרכבה בכתר השעון.
הדבק את החוט וודא שאפשר להטמיע את הראש ב -1 מ"מ.
הכנס את אגוזי המשושה לחריצי המשושה המתאימים שלהם ונעל אותם במקום בעזרת חתיכת סרט קטנה.
חבר סרט דבק דו צדדי לחלק התחתון של לוח המעגל.
הכנס את לוח המעגל וודא שסיכת הראש מיושר עם חור הכפתור.
בלחיצה על הראש, בדוק את פעולת הכפתור.
הדביקו את הזכוכית לטבעת בעזרת דבק-על.
הכנס את טבעת השעון, ויישר את חורי הברגים והלחצנים.
הכנס ברגי M2 6 מ"מ לחורי הברגים והדק אותם. ראשי הברגים צבועים בשחור.
הכנס את הקליפים לעיני הרצועות.
התקן את רצועות השעון.
הכל מוכן.
את כל התהליך של יצירת שעונים ניתן לראות בסרטון.