майстор от Норвегия харесва начина за определяне на времето с двоичен код. Изненадващо, количеството информация може да се показва в прости ON / OFF сигнали. Тогава майсторът решил сам да направи двоичен часовник.
Инструменти и материали:
- светодиоди 0603 - 13 бр;
Микропроцесор Atmega328P-AU;
Кондензатор 0806 0,1 uF;
-Танталов кондензатор 1206 4.7 uF;
- Резистор 0806 10 kOhm;
- Часовник в реално време DS3231;
-0806 резистор 51 kOhm - 3 бр;
-SMD акумулаторна щипка CR2032;
-CR2032 батерия;
-4,5 мм бутон;
-0806 резистор 200 Ohm;
-20 мм лента за часовници;
-20 мм ниво на пружината - 2 бр;
-Стъкло 38 мм;
-5 см (2 инча) тънка намотка тел;
-2 винта M2 с плоска глава с дължина 6 mm;
-2 ядки М2;
USB-TTL адаптер
-Паялни аксесоари;
- пинсети;
-Малка отвертка;
-Достъп до висококачествен 3D принтер;
Първа стъпка: Дизайн и персонализиране
Часовникът има 13 светодиода, разположени в мултиплексна матрица. Една колона съответства на една цифра в цифрово време. Времето се показва в двоичен десетичен формат и една цифра е представена с максимум четири бита.
Те изглеждат стилни и работят чудесно благодарение на опростен потребителски интерфейс и живот на батерията до две години.
Дизайнът, когато часовникът е изключен, е проста двутонна комбинация от черно и сребристо. Тези цветове присъстват в кожената каишка и закопчалка, както и върху калъфа и върху печатаната платка.
Магьосникът скри повечето компоненти на гърба на платката и го направи с черен фон. електроника а платката съответства на двутонния дизайн на часовника.
Калъфът за часовник трябва да е издръжлив, но трябва да бъде лесно отворен, за да смените батерията или да направите промени в кода. Това означава, че по време на монтажа не се използва лепило. Единственият детайл върху лепилото е стъклото.
Калъфът се състои от две части от долната част и пръстена. На дъното на часовника са инсталирани платка с печатни платки, лента за часовници и корона. На пръстена е монтирана чаша.
Много внимание се обръща на консумацията на енергия. В дълбок сън часовникът консумира само 10 μA. Това дава живот на батерията повече от две години.
Що се отнася до потребителския интерфейс, просто трябва да натиснете короната на часовника, за да ги събудите и те веднага показват времето. Когато натиснете отново бутона, ще се покаже датата. Тъй като животът на батерията е две години, можете лесно да превключвате между лятно време, без да се свързвате с компютър.За да направите това, натиснете бутона 15 пъти подред.
Стъпка втора: Избор на компонент
Към схемата има четири основни части. Микропроцесор atmega328p. Това е същото като при популярните модели. Arduino, Това е мозъкът, който ще комуникира с модула на часовника в реално време (RTC), ще обработва времето и ще го показва с помощта на светодиоди. Всичко това, разбира се, се нуждае от източник на енергия, за предпочитане мъничка батерия.
ATmega328P
Микропроцесорът трябваше да отговаря на определени критерии. GPIO изисква най-малко девет пина, осем за светодиоди и един за бутон. Той също се нуждаеше от шина I2C, където в момента можеше да действа като главно устройство за проучване на RTC. И накрая, тя трябваше да работи при ниски напрежения и да не консумира прекомерно количество ток при захранване. Atmega328P-AU отговаря на всички тези критерии и в същото време е достатъчно малък, за да заема цялата площ на печатаната платка. Голям плюс е, че се използва и за най-популярните дъски Arduino и много от тях могат да работят с него.
Платка
Платката е проектирана да използва 8 MHz керамичен резонатор. Оказа се обаче, че процесорът трябва да работи с по-ниска честота, за да работи при ниско напрежение. Вижте изображението в тази стъпка, взето от страница 303 в листа с данни, което обяснява връзката между тактовата честота и работното напрежение. Тактовата честота от около 4 MHz трябва да бъде максимална за този проект. Главният използва вътрешен 8 MHz осцилатор и активира 8-битово деление, което дава видима тактова честота от 1 MHz. Все пак е необходим 8 MHz резонатор при зареждане на кода. След зареждането съветникът не го изтри
DS3231
Отначало капитанът искаше да използва DS1307 RTC. Това е по-популярен чип. То обаче изисква 5 V захранване.
DS3231 може да работи при ниско напрежение от 1,8 V. Чипът има вграден кварцов кристал. Вграденият кристал на часовника също има компенсация на температурата. Температурата на околната среда може да причини неправилни колебания на кристала на часовника. Това означава, че става все по-малко точна. DS3231 измерва температурата на околната среда и я използва в изчислението, за да компенсира температурните колебания. Идеален за часовници, когато влизате и излизате от различни помещения или излизате навън, когато температурата не е постоянна.
светодиоди
Главните светодиоди използват форм-фактор 0603. Те могат да консумират до 20 милиампеса, но поради факта, че не повече от три светодиода могат да работят едновременно, това не е проблем. Токът също намалява, когато използвате резистори с по-голям рейтинг от необходимото. Майсторът казва, че за тези светодиоди е най-ефективно да се използват резистори 100 - 400 ома.
CR2032
Схемата на часовника може да се захранва от литиева батерия. Тя няма проблем с намаляването на напрежението при същия ток като CR2032, но това ще доведе до допълнителни проблеми. За този проект литиево-йонната батерия ще има два основни недостатъка. Капацитетът на малката клетка е близък до този на CR2032, но изисква допълнително зареждане за безопасно зареждане и безопасно изхвърляне. Ще ви трябва и начин за свързване на зарядното устройство. Затова майсторът избра CR2032.
Трета стъпка: Множествена матрица
Конфигурацията, използвана в този часовник, е матрица от 4х4 светодиоди с демонтаж на три ненужни светодиода.
Включват се само различни светодиоди в една колона. След това тази колона е деактивирана, преди да активирате следващата колона. Всичко това се случва по-бързо, отколкото окото може да възприеме. В резултат на това изглежда, че светодиодите в различни колони се включват едновременно, създавайки сложна картина.
Как мога да разбера колко е часът с такъв часовник? Нека да разгледаме снимките.
На първата фигура виждаме матрица 4x4 с 13 светодиода. Редовете на матрицата са номерирани 1,2,4,8.
За да разберете времето, е необходимо да добавите всички светодиоди в един ред, след това в следващия и т.н.
Например, фигура 2, първият квадрат. Отляво надясно един светодиод осветява първата колона, първия ред. Имаме първия ред под числото 1, което означава първата цифра на часа 1. След това втората колона се осветява от два светодиода под числата 1 и 2. Събирайте числата, оказва се 3. Следващата колона е една LED номер 4. И последната колона е светодиодите 1 + 2 + 4 = 7 , Получаваме 13 часа 47 минути.
Четвърта стъпка: Схема
Платката има кръгла форма, като класически часовник. Стандартният калъф за часовник обикновено е 42 мм с диаметър на стъклото 38 мм. Това е външният ръб на чашата. Ако обаче стъклото опира до ръб с ширина 1 мм, наличният диаметър става 36 мм. Това означаваше, че платката трябва да бъде около 35 мм.
Господарят поръча такса в добре известен сайт. Дъските са с дебелина 0,8 мм.
Можете да изтеглите файла за направата на дъската по-долу.
Двоичен ръчен часовник - GERBER.zip
Стъпка пета: запояване
Най-добрият начин за фиксиране на платката по време на запояване е с лепенка. Майсторът фиксира платката и започва инсталирането според схемата. Първо, най-малките компоненти са запоени (по размер).
Стъпка шеста: финализирайте бутона
Както можете да видите, короната на часовника отстрани на кутията е проектирана в това устройство, за да контролира часовника. Той взаимодейства с микро бутон, свързан към микроконтролера. За да направите това, бутонът трябва да бъде преработен.
Най-евтините тактилни бутони имат малка кръгла черна пластмасова част, която трябва да кликнете, за да затворите контактите. Трябва да бъде заменен. Майсторът демонтира бутона, като отрязва металните крепежни елементи. Изтрива бутон. Лепи парче лента за маскиране върху метална плоча и я връща обратно. Залепва тялото на бутона. Сега можете да спойкате бутона.
Седма стъпка: кодиране
На този етап микроконтролерът не може да работи с кода на Arduino. Първо се нуждаете от зареждащо устройство. Това е подпрограма, която трябва да се съхранява на чип, за да се изтегли и изпълни писмена програма.
Тъй като това е Atmega328P с изключително ниско напрежение, той изисква специален тип зареждащо устройство.
Отворете Arduino IDE, изберете File> Preferences> Add-On Board Manager URL адреси и добавете запетая след последния URL адрес, преди да поставите следния URL адрес
...
Щракнете върху OK няколко пъти и отидете на Инструменти> Съвет> Board Manager. Отворете го, намерете миникор и го инсталирайте.
Свържете Arduino във веригата, както на снимката. Отидете в примерите за Arduino и отворете примерния код на ArduinoISP. Изтеглете кода.
След това инсталирайте Инсталирайте Инструменти> Програмист: в "Arduino като ISP". Изберете следната конфигурация от зареждащото устройство MiniCore. Можете също така да проверите двойно вашата конфигурация според конфигурацията на снимката, приложена към тази стъпка.
Настройки за зареждане
Борд: ATmega328
Bootlader: да
Тактова честота: 1 MHz вътрешна
Компилатор LTO: Деактивиран
Вариант: 328P / 328PA
ТЯЛО: 1.8V
Сега последната стъпка е да свържете проводниците от Arduino към таблото за часовници. Изберете Инструменти> Burn Bootloader. Изчакайте момент и ще получите съобщение за успешната инсталация на зареждащия механизъм.
Сега остава да изтеглите кода. Можете да го намерите на линка по-долу.
Binary_Wrist_Watch.ino
Стъпка осма: Дело
Калъфът за часовник беше отпечатан от майстор на 3D принтер. Файловете могат да бъдат изтеглени на тази връзка.
Стъпка девета: Създайте
До този момент всички части са сглобени и можете да продължите с монтажа.
Поставете короната в кутията на часовника.
Издърпайте жицата през монтажния отвор в короната на часовника.
Залепете жицата, като се уверите, че главата може да се вдигне на 1 мм.
Поставете шестоъгълните гайки в съответните им шестоъгълни слотове и ги фиксирайте на място с малко парче лента.
Прикрепете двустранна лепяща лента към долната страна на платката.
Поставете платката, като се уверите, че щифтът на главата е подравнен с отвора на бутона.
С натискане на главата проверете работата на бутона.
Залепете стъклото на пръстена с помощта на суперзалепващо.
Поставете пръстена за часовник, подравнявайки отворите и бутоните за винтове.
Поставете 6 мм винтове M2 в отворите за винтове и ги затегнете. Главите на винтовете са боядисани в черно.
Поставете клиповете в очите на каишките.
Инсталирайте каишките за часовници.
Всичко е готово.
Целият процес на изработка на часовници може да видите във видеото.