Ничего не найдено :(
    В гостях у Самоделкина! » Электроника » Arduino » Бинарные часы своими руками

    Бинарные часы своими руками



    Самодельщику из Норвегии нравится способ определения времени двоичным кодом. Удивительно, что количество информации может отображаться в простых сигналах ВКЛ / ВЫКЛ. Тогда мастер решил самостоятельно изготовить бинарные часы.

    Инструменты и материалы:
    -Светодиоды 0603 - 13 шт;
    -Микропроцессор Atmega328P-AU;
    -Конденсатор 0806 0,1 мкФ;
    -Конденсатор танталовый 1206 4,7 мкФ;
    -Резистор 0806 10 кОм;
    -Модуль часов реального времени DS3231;
    -0806 резистор 51 кОм - 3 шт;
    -SMD батарейный зажим CR2032;
    -CR2032 батарейка;
    -4,5 мм кнопка;
    -0806 резистор 200 Ом;
    -20 мм ремешок для часов;
    -20 мм рессорная планка - 2 шт;
    -Стекло 38 мм;
    -5 см (2 дюйма) тонкой обмоточной проволоки;
    -2 винта M2 с плоской головкой длинной 6 мм;
    -2 гайки M2;
    -Адаптер USB-TTL
    -Паяльные принадлежности;
    -Пинцет;
    -Маленькая отвертка;
    -Доступ к высококачественному 3D-принтеру;


    Шаг первый: дизайн и настройка
    Часы имеют 13 светодиодов, расположенных в мультиплексной матрице. Один столбец соответствует одной цифре в цифровом времени. Время отображается в двоичном десятичном формате, а одна цифра представлена максимум четырьмя битами.

    Они выглядит стильно и прекрасно работает благодаря простому пользовательскому интерфейсу и сроку службы аккумулятора до двух лет.
    Дизайн, когда часы выключены, представляет собой простую двухцветную комбинацию черного и серебристого цветов. Эти цвета присутствуют и в кожаном ремешке и застежке, а также на корпусе и на печатной плате.

    Мастер спрятал большинство компонентов на обратной стороне печатной платы и сделал ее с черным фоном. Электроника и печатная плата соответствуют двухцветному дизайну часов.

    Корпус часов должен быть прочным, но при этом его должно быть легко открыть для замены батареи или внесения изменений в код. Это означает, что при сборке не используется клей. Единственная деталь на клею, это стекло.

    Корпус состоит из двух частей нижней части и кольца. На нижней части часов устанавливаются печатная плата, ремешок для часов и заводная головка. На кольце устанавливается стекло.

    Большое внимание уделено энергопотреблению. В глубоком сне часы потребляют всего 10 мкА. Это дает срок службы батареи более двух лет.
    Что касается пользовательского интерфейса, нужно просто нажать заводную головку часов, чтобы разбудить их и они сразу показывают время. При нажатии кнопки еще раз, будет отображаться дата. Поскольку срок службы батареи составляет два года, можете легко переключаться между летним временем без подключения к компьютеру. Для этого нужно нажать кнопку 15 раз подряд.

    Шаг второй: выбор компонентов
    Есть четыре основные части печатной платы. Микропроцессор atmega328p. Это то же самое, что и в популярных моделях Arduino. Это мозг, который будет связываться с модулем часов реального времени (RTC), обрабатывать время и отображать его с помощью светодиодов. Все это, конечно, нуждается в источнике питания, желательно крошечной батарее.

    ATmega328P
    Микропроцессор должен был соответствовать определенным критериям. Для GPIO требовалось как минимум девять контактов, восемь для светодиодов и один для кнопки. Ему также требовалась шина I2C, где он мог бы выступать в качестве ведущего устройства для опроса RTC на данный момент. Наконец, он должен был работать при низких напряжениях и не потреблять чрезмерного количества тока при питании. Atmega328P-AU соответствует всем этим критериям, и при этом достаточно мал, чтобы не занимать всю площадь печатной платы. Большой плюс в том, что он также используется для большинства популярных плат Arduino и многие могут с ним работать.

    Печатная плата
    Плата была разработана для использования керамического резонатора 8 МГц. Однако оказалось, что процессор должен работать с меньшей частотой, чтобы работать на низких напряжениях. Посмотрите на изображение в этом шаге, взятое со страницы 303 в техническом описании, которое объясняет соотношение между тактовой частотой и рабочим напряжением. Тактовая частота около 4 МГц должна быть максимальной для этого проекта. Мастер использовал внутренний генератор на 8 МГц и активировал деление на 8 бит, что дает видимую тактовую частоту как 1 МГц. Однако 8 МГц резонатор по-прежнему нужен при загрузке кода. После загрузки мастер не стал его удалять

    DS3231
    Сначала мастер хотел использовать DS1307 RTC. Это более популярная микросхема. Однако для нее требуется источник питания 5 В.
    DS3231 может работать при низком напряжении 1,8 В. Чип имеет встроенный кварцевый кристалл. Встроенный кристалл часов также имеет температурную компенсацию. Температура окружающей среды может вызывать нерегулярные колебания часового кристалла. Это означает, что он становится менее точным. DS3231 измеряет температуру окружающей среды и использует ее в расчете для компенсации колебаний температуры. Идеально подходит для наручных часов, когда вы входите и выходите из разных комнат или выходите на улицу, когда температура не постоянна.

    Светодиоды
    Светодиоды мастер использует форм-фактора 0603. Они могут потреблять до 20 миллиампер, но, благодаря тому, что одновременно могут работать не более трех светодиодов это не проблема. Ток также уменьшается при использовании резисторов большего номинала, чем необходимо. Мастер говорит, что наиболее эффективно, для этих светодиодов, использовать резисторы 100 - 400 Ом.

    CR2032
    Схема часов может питаться от литиевой батареи. У нее нет проблемы снижения напряжения при том же токе, что и у CR2032, но это принесет дополнительные проблемы. Для этого проекта литий-ионный аккумулятор будет иметь два основных недостатка. Емкость крошечного элемента близка к емкости CR2032, но для безопасной зарядки и безопасной разрядки ей требуется дополнительная плата. Также потребуется способ подключения зарядного устройства. Поэтому мастер выбрал CR2032.




    Шаг третий: мультиплексная матрица
    Конфигурация, использованная в этих часах, представляет собой матрицу светодиодов 4x4 с демонтажем трех ненужных светодиодов.
    Только разные светодиоды в одном столбце включены одновременно. Этот столбец затем отключается перед активацией следующего столбца. Все это происходит быстрее, чем может воспринять глаз. В результате создается впечатление, что светодиоды в разных столбцах включаются одновременно, создавая сложную картину.

    Как по таким часам узнать, сколько времени? Давайте посмотрим на рисунки.


    На первом рисунке мы видим матрицу 4Х4 с 13 светодиодами. Ряды матрицы пронумерованы цифрами 1,2,4,8.
    Для того, чтобы узнать время необходимо сложить все светодиоды в одном ряду, затем в следующем и т.д.
    Например, рисунок 2, первый квадрат. Слева-направо горит один светодиод первый столбец, первый ряд. Первый ряд у нас под цифрой 1, значит первая цифра часа 1. Далее второй столбец горят два светодиода под номерами 1 и 2. Складываем цифры, получается 3. Следующий столбец один светодиод номер 4. И последний столбец светодиоды 1+2+4=7. Получаем 13 часов 47 минут.

    Шаг четвертый: схема
    Печатная плата имеет круглую форму, как и классические часы. Стандартный корпус часов обычно составляет 42 мм с диаметром стекла 38 мм. Это внешний край стекла. Однако, если стекло опирается на кромку шириной 1 мм, доступный диаметр становится равен 36 мм. Это означало, что печатная плата должна быть около 35 мм.

    Мастер заказал плату на известном сайте. Платы имеют толщину 0,8 мм.




    Скачать файл для изготовления платы можно ниже.
    Бинарные наручные часы - GERBER.zip
    Шаг пятый: пайка
    Самый лучший способ зафиксировать печатную плату во время пайки - это малярный скотч. Мастер закрепляет плату и начинает монтаж согласно схемы. Сначала припаиваются самые маленькие компоненты (по размеру).




    Шаг шестой: доработка кнопки
    Как можно заметить, заводная головка часов на боковой стороне корпуса предназначена, в данном устройстве, для управления часами. Она взаимодействует с микрокнопкой подключенной к микроконтроллеру. Для этого кнопку нужно переделать.

    Самые дешевые тактильные кнопки, имеют маленькую круглую черную пластиковую деталь, на которую нужно нажать, чтобы замкнуть контакты. Её нужно заменить. Мастер разбирает кнопку, срезая металлический крепеж. Удаляет кнопку. На металлическую пластинку наклеивает кусочек малярной ленты и устанавливает обратно. Склеивает корпус кнопки. Теперь можно припаять кнопку.





    Шаг седьмой: кодирование
    Микроконтроллер не может и работать с кодом Arduino на этом этапе. Сначала нужен загрузчик. Это подпрограмма, которую необходимо сохранить на чипе, чтобы загрузить и выполнить написанную программу.

    Поскольку это Atmega328P со сверхнизким напряжением, для него требуется специальный тип загрузчика.
    Откройте Arduino IDE, выберите «Файл»> «Настройки»> «URL-адреса менеджера дополнительных плат» и добавьте запятую после последнего URL-адреса перед вставкой нижеследующего URL

    https: //mcudude.github.io/MiniCore/package_MCUdude ...
    Нажмите «ОК» несколько раз и перейдите в « Инструменты»> «Доска»> «Менеджер плат» . Откройте его, найдите minicore и установите его.

    Подключите Arduino по схеме, как на фото. Зайдите в примеры Arduino и откройте пример кода "ArduinoISP". Загрузите код.
    Дальше нужно установить установите Tools> Programmer: в «Arduino as ISP». Выберите следующую конфигурацию из загрузчика MiniCore. Вы также можете дважды проверить свою конфигурацию в соответствии с конфигурацией на картинке, прикрепленной к этому шагу.

    Настройки загрузчика
    Board: ATmega328
    Bootlader: Yes
    Clock: 1 MHz internal
    Compiler LTO: Disabled
    Variant: 328P / 328PA
    BOD: 1.8V

    Теперь последний шаг - подключить провода от Arduino к плате часов. Выберите опцию Tools> Burn Bootloader . Подождите немного, и вы получите сообщение об удачной установке загрузчика.






    Теперь осталось загрузить код. Его можно найти по ссылке ниже.
    Binary_Wrist_Watch.ino




    Шаг восьмой: корпус
    Корпус часов мастер напечатал на 3D-принтере. Файлы можно скачать по этой ссылке.

    Шаг девятый: сборка
    К настоящему времени собраны все части, и можно приступать к сборке.

    Вставьте заводную головку в корпус часов.

    Протяните проволоку через монтажное отверстие в заводной головке часов.
    Приклейте проволоку, убедившись, что головку можно утопить на 1 мм.

    Вставьте шестигранные гайки в соответствующие им шестигранные пазы и зафиксируйте их на месте небольшим кусочком скотча.








    Прикрепите двустороннюю клейкую ленту к нижней стороне печатной платы.

    Вставьте печатную плату, убедившись, что штифт головки совмещен с отверстием для кнопки.
    Нажатием на головку проверьте работу кнопки.




    Приклейте стекло к кольцу с помощью суперклея.
    Вставьте кольцо для часов, совместив отверстия для винтов и кнопки.
    Вставьте винты M2 длиной 6 мм в отверстия для винтов и закрутите их. Головки винтов окрашены в чёрный цвет.







    Вставьте фиксаторы в проушины ремешков.
    Установите ремешки на часы.



    Все готово.

    Весь процесс по изготовлению часов можно посмотреть на видео.

    Источник
    Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

    Часы на DS3231-чипе своими руками

    Часы в виде кота, мяукающие каждый час

    9.3
    Идея
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6
    • 7
    • 8
    • 9
    • 10
    7
    Описание
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6
    • 7
    • 8
    • 9
    • 10
    8
    Исполнение
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6
    • 7
    • 8
    • 9
    • 10
    Итоговая оценка: 8.11 из 10 (голосов: 3 / История оценок)

    Добавить комментарий

      • smilesmilesxaxaokdontknowyahoonea
        bossscratchfoolyesyes-yesaggressivesecret
        sorrydancedance2dance3pardonhelpdrinks
        stopfriendsgoodgoodgoodwhistleswoontongue
        smokeclappingcraydeclarederisivedon-t_mentiondownload
        heatirefullaugh1mdameetingmoskingnegative
        not_ipopcornpunishreadscarescaressearch
        tauntthank_youthisto_clueumnikacuteagree
        badbeeeblack_eyeblum3blushboastboredom
        censoredpleasantrysecret2threatenvictoryyusun_bespectacled
        shokrespektlolprevedwelcomekrutoyya_za
        ya_dobryihelperne_huliganne_othodifludbanclose
    3 комментария
    ino53
    Когда то хватало информации в таких словах, например: "начало восьмого", "четверть пятого", "девятый час". А сейчас и информация избыточная, и еще считать приходится scratch
    pogranec Автор
    "Товарищ прапорщик, который час?", "12 разделить на 38, ... ну вы все грамотные, сами делите!"
    -начал писать, и где то в середине дошел до шага, как по ним смотреть время. Затупил, не могу сообразить и все. Но когда понял, все оказалось на удивление очень просто.
    Korolev
    "Товарищ прапорщик, который час?", "12 разделить на 38, ... ну вы все грамотные, сами делите!" xaxa

    Привет, Гость!


    Зарегистрируйтесь

    Или войдите на сайт, если уже зарегистрированы...

    Войти

    Добавьте самоделку

    Добавьте тему

    Онлайн чат

    Опрос
    А Вы уже рассказали на сайте о своей самоделке?

    Последние комментарии

    Все комментарии
    Новые самоделки на почту

    Введите электронную почту и получайте письма с новыми самоделками. Не более одного письма в день.