majstor iz Norveške voli način određivanja vremena s binarnim kodom. Začudo, količina podataka može se prikazati u jednostavnim ON / OFF signalima. Tada je majstor odlučio sam napraviti binarni sat.
Alati i materijali:
- LED 0603 - 13 kom;
Mikroprocesor Atmega328P-AU;
Kondenzator 0806 0,1 uF;
-Tantalum kondenzator 1206 4,7 uF;
- Otpornik 0806 10 kOhm;
- Modul sata u realnom vremenu DS3231;
-0806 otpornik 51 kOhm - 3 kom;
-SMD akumulatorski CR2032;
-CR2032 baterija;
Tipka -4,5 mm;
-0806 otpornik 200 Ohm;
-20 mm remen;
Razina opruge -20 mm - 2 kom;
-Glass 38 mm;
-5 cm (2 inča) tanke žice za namatanje;
-2 vijka M2 s ravnom glavom duljine 6 mm;
-2 matice M2;
USB-TTL adapter
-Pribor za lemljenje;
- pinceta;
-Majki odvijač;
- Pristup visokokvalitetnom 3D pisaču;
Prvi korak: Dizajn i prilagodba
Sat ima 13 LED dioda smještenih u multipleks matrici. Jedan stupac odgovara jednoj cifri u digitalnom vremenu. Vrijeme se prikazuje u binarnom decimalnom formatu, a jedna znamenka predstavljena je s najviše četiri bita.
Izgledaju elegantno i odlično funkcioniraju zahvaljujući jednostavnom korisničkom sučelju i trajanju baterije do dvije godine.
Dizajn je, kada je sat isključen, jednostavna dvobojna kombinacija crne i srebrne boje. Te su boje prisutne u kožnom remenu i kopči, kao i na kućištu i na tiskanoj ploči.
Čarobnjak je sakrio većinu komponenata na stražnjoj strani tiskane ploče i napravio je crnom pozadinom. elektronika a pločica odgovara dvotonskoj izvedbi sata.
Kućište sata mora biti izdržljivo, ali mora biti lako otvoriti kako biste zamijenili bateriju ili unijeli promjene u kod. To znači da se tijekom montaže ne koristi ljepilo. Jedini detalj na ljepilu je staklo.
Futrola se sastoji od dva dijela donjeg dijela i prstena. Ploča s tiskanim krugom, vrpca za sat i vijenac postavljeni su na dnu sata. Na prsten je montirana čaša.
Mnogo se pozornosti posvećuje potrošnji energije. U dubokom snu sat troši samo 10 μA. To daje vijek trajanja baterije više od dvije godine.
Što se tiče korisničkog sučelja, trebate samo pritisnuti vijenac sata da biste ih probudili i oni odmah pokazuju vrijeme. Kada ponovo pritisnete gumb, prikazat će se datum. Budući da je vijek trajanja baterije dvije godine, lako možete prelaziti s ljetnog vremena bez povezivanja s računalom.Da biste to učinili, pritisnite gumb 15 puta zaredom.
Drugi korak: Odabir komponenata
Postoje četiri glavna dijela na sklopnoj ploči. Mikroprocesor atmega328p. To je isto kao u popularnim modelima. Težak, Ovo je mozak koji će komunicirati s modulom sata u stvarnom vremenu (RTC), obraditi vrijeme i prikazati ga pomoću LED-ova. Za sve to, naravno, treba izvor napajanja, po mogućnosti sićušna baterija.
ATmega328P
Mikroprocesor je morao zadovoljiti određene kriterije. Za GPIO je bilo potrebno najmanje devet pinova, osam za LED i jedan za gumb. Također mu je bio potreban I2C bus, gdje bi u ovom trenutku mogao djelovati kao glavni uređaj za ispitivanje RTC-a. Napokon, morao je raditi pri niskom naponu i ne trošiti pretjeranu količinu struje kad se napaja. Atmega328P-AU zadovoljava sve te kriterije, a u isto vrijeme je dovoljno mali da ne zauzima čitavo područje tiskane pločice. Veliki plus je što se koristi i za najpopularniju Arduino ploču i mnogi mogu raditi s njom.
Pločica
Ploča je dizajnirana za upotrebu 8 MHz keramičkog rezonatora. No, ispostavilo se da procesor mora raditi s nižom frekvencijom kako bi mogao raditi na niskim naponima. Pogledajte sliku u ovom koraku, snimljenu sa stranice 303 u podatkovnom listu, koja objašnjava odnos između brzine takta i radnog napona. Frekvencija takta od oko 4 MHz trebala bi biti maksimalna za ovaj projekt. Majstor je koristio unutarnji oscilator od 8 MHz i aktivirao 8-bitnu podjelu, koja daje vidljivu taktnu frekvenciju od 1 MHz. Međutim, pri umetanju koda još je potreban 8 MHz rezonator. Nakon učitavanja čarobnjak ga nije izbrisao
DS3231
Isprva je majstor htio koristiti DS1307 RTC. Ovo je popularniji čip. Međutim, zahtijeva napajanje od 5 V.
DS3231 može raditi na niskom naponu od 1,8 V. Čip ima ugrađeni kvarcni kristal. Ugrađeni kristal sata također ima temperaturu kompenzacije. Temperatura okoline može uzrokovati nepravilne oscilacije kristala sata. To znači da postaje manje precizan. DS3231 mjeri temperaturu okoline i koristi ga u proračunu radi kompenzacije temperaturnih oscilacija. Idealno za satove kad ulazite i napuštate različite prostorije ili izlazite vani kad temperatura nije stalna.
LED diode
Glavne LED diode koriste faktor oblika 0603. Mogu potrošiti i do 20 miliampera, ali zbog činjenice da ne mogu raditi više od tri LED-ove istovremeno, to nije problem. Struja se također smanjuje kada se koriste otpornici s većom ocjenom od potrebne. Majstor kaže da je za ove LED diode najučinkovitije upotrijebiti otpornike od 100 do 400 Ohm.
CR2032
Krug sata može se napajati litij baterijom. Ona nema problema s smanjenjem napona na istoj struji kao i CR2032, ali to će donijeti dodatne probleme. Za ovaj projekt, litij-ionska baterija imat će dva glavna nedostatka. Kapacitet malene ćelije je blizu kapaciteta CR2032, ali zahtijeva dodatno punjenje za sigurno punjenje i sigurno pražnjenje. Trebat će vam i način spajanja punjača. Stoga je majstor odabrao CR2032.
Treći korak: Multipleksirana matrica
Konfiguracija koja se koristi u ovom satu je matrica 4x4 LED-ova s demontažom tri nepotrebna LED-a.
Pojedino su upaljene samo različite LED diode u jednom stupcu. Ovaj stupac je tada onemogućen prije aktiviranja sljedećeg stupca. Sve se to događa brže nego što oko može uočiti. Kao rezultat, čini se da se LED-ovi u različitim stupcima uključuju istovremeno, stvarajući složenu sliku.
Kako mogu saznati koliko je sati po takvom satu? Pogledajmo slike.
Na prvoj slici vidimo matricu 4x4 s 13 LED-ova. Redovi matrice su numerirani 1,2,4,8.
Da biste saznali vrijeme potrebno je sve LED-ove dodati u jedan red, zatim u sljedeći itd.
Na primjer, slika 2, prvi kvadrat. S lijeva na desno, jedna LED lampica svijetli prvi stupac, prvi red. Imamo prvi red pod brojem 1, što znači prvu znamenku sata 1. Dalje, drugi stupac je osvijetljen s dva LED-a pod brojevima 1 i 2. Zbrojite brojeve, ispada 3. Sljedeći stupac je jedan LED broj 4. A zadnji stupac su LED-ovi 1 + 2 + 4 = 7 , Dobivamo 13 sati 47 minuta.
Četvrti korak: Shema
Električna pločica ima okrugli oblik, poput klasičnog sata. Standardna futrola sata je obično 42 mm s promjerom stakla 38 mm. Ovo je vanjski rub čaše. Međutim, ako čaša počiva na rubu širine 1 mm, raspoloživi promjer postaje 36 mm. To je značilo da bi pločica trebala biti oko 35 mm.
Majstor je naredio naknadu na dobro poznatom mjestu. Daske su debljine 0,8 mm.
Datoteku za izradu ploče možete preuzeti ispod.
Binarni ručni sat - GERBER.zip
Peti korak: lemljenje
Najbolji način popravljanja pločice tijekom lemljenja je ljepljivom trakom. Majstor popravlja ploču i započinje ugradnju prema dijagramu. Prvo su najmanje lemljene komponente (po veličini).
Korak šest: finalizirati gumb
Kao što vidite, kruna sata na bočnoj strani kućišta izrađena je u ovom uređaju za kontrolu sata. Interakcija je s mikro tipkom spojenom na mikrokontroler. Da biste to učinili, gumb treba preraditi.
Najjeftiniji taktilni gumbi imaju mali okrugli crni plastični dio na koji morate kliknuti da biste zatvorili kontakte. Treba ga zamijeniti. Majstor demontira gumb i odreže metalne učvršćivače. Brisanje gumba. Zalijepi komad trake za maskiranje na metalnu ploču i vraća ga natrag. Ljepi tijelo kućišta. Sada možete lemiti gumb.
Sedmi korak: kodiranje
U ovom trenutku mikrokontroler ne može raditi s Arduino kodom. Najprije vam treba alat za pokretanje sustava. Ovo je potprogram koji se mora pohraniti na čip kako bi se preuzeo i izvršio pisani program.
Budući da se radi o Atmega328P s ekstra niskim naponom, potreban je poseban tip dizača.
Otvorite Arduino IDE, odaberite File> Preferences> Add-On Board Manager URL-ovi i dodajte zarez nakon posljednjeg URL-a prije lijepljenja sljedećeg URL-a
...
Pritisnite OK nekoliko puta i idite na Alati> zajednica> Upravitelj odbora. Otvorite ga, pronađite miniradu i instalirajte je.
Spojite Arduino u krug kao na fotografiji. Uđite u Arduino primjere i otvorite kôd uzorka ArduinoISP. Preuzmite kod.
Zatim instalirajte instalaciju Alati> Programer: u "Arduino kao ISP". Odaberite sljedeću konfiguraciju iz uređaja za pokretanje MiniCore. Također možete dvostruko provjeriti svoju konfiguraciju prema konfiguraciji na slici priloženoj ovom koraku.
Postavke dizača
Odbor: ATmega328
Bootlader: da
Sat: 1 MHz interno
Kompajler LTO: Onemogućeno
Varijanta: 328P / 328PA
TIJELO: 1.8V
Sada je posljednji korak spajanje žica Arduino-a na ploču satova. Odaberite Alati> Snimi Bootloader. Pričekajte trenutak i dobit ćete poruku o uspješnoj instalaciji bootloader-a.
Sada ostaje preuzeti kôd. Možete ga pronaći na donjoj poveznici.
Binary_Wrist_Watch.ino
Osmi korak: Slučaj
Kućište sata ispisao je majstor na 3D pisaču. Datoteke je moguće preuzeti na ovu vezu.
Korak devet: Izgradite
Do sada su sastavljeni svi dijelovi i možete nastaviti s montažom.
Umetnite vijenac u kućište sata.
Povucite žicu kroz otvor za ugradnju u krunu sata.
Zalijepite žicu pazeći da se glava može uvući za 1 mm.
Umetnite šesterokutne matice u odgovarajuće šesterokutne utore i pričvrstite ih malim dijelom trake.
Pričvrstite dvostrano ljepljivu traku s donje strane sklopne ploče.
Umetnite ploču i osigurajte da je igla glave uskladjena s rupom na gumbu.
Pritiskom na glavu provjerite rad gumba.
Ljepilo čašu na prsten pomoću super ljepila.
Umetnite prsten sata, poravnavajući rupe i gumbe za vijke.
Umetnite vijke M2 6 mm u rupe za vijke i pričvrstite ih. Glave vijaka obojene su crno.
Utaknite kopče u oči naramenice.
Ugradite remene za satove.
Sve je spremno.
Cijeli postupak izrade satova može se vidjeti u videu.