tuan dari Norway suka cara menentukan masa dengan kod binari. Menghairankan, jumlah maklumat boleh dipaparkan dalam isyarat ON / OFF mudah. Kemudian tuan memutuskan untuk membuat jam binari sendiri.
Alat dan bahan:
- LED 0603 - 13 pcs;
Mikropemproses Atmega328P-AU;
Kapasitor 0806 0.1 uF;
-Tantalum kapasitor 1206 4.7 uF;
- Resistor 0806 10 kOhm;
- Modul jam masa nyata DS3231;
-0806 perintang 51 kOhm - 3 pcs;
-SMD klip bateri CR2032;
-CR2032 bateri;
-4.5 mm butang;
-0806 resistor 200 Ohm;
-20 mm jam tangan;
Tahap spring -20 mm - 2 pcs;
-Kelas 38 mm;
-5 cm (2 inci) dawai penggulungan nipis;
-2 skru M2 dengan kepala rata 6 mm panjang;
-2 kacang M2;
Penyesuai USB-TTL
- Aksesori pematerian;
- pinset;
-Pengesan pemutar skru;
-Akses ke pencetak 3D yang berkualiti tinggi;
Langkah Pertama: Reka Bentuk dan Penyesuaian
Jam mempunyai 13 LED yang terletak dalam matriks multiplex. Satu lajur sepadan dengan satu digit dalam masa digital. Masa dipaparkan dalam format perpuluhan binari, dan satu digit diwakili oleh maksimum empat bit.
Mereka kelihatan bergaya dan berkerja hebat dengan antara muka pengguna yang mudah dan hayat bateri sehingga dua tahun.
Reka bentuk, apabila jam tangan dimatikan, adalah kombinasi dua warna lembut hitam dan perak. Warna-warna ini terdapat dalam tali kulit dan tali, serta pada kes dan di papan litar bercetak.
Penyihir menyembunyikan kebanyakan komponen di belakang papan litar dan membuatnya dengan latar belakang hitam. Elektronik dan papan litar sepadan dengan reka bentuk dua nada jam tangan itu.
Kes jam tangan mesti tahan lama, tetapi ia harus mudah dibuka untuk menggantikan bateri atau membuat perubahan pada kod. Ini bermakna tiada gam digunakan semasa pemasangan. Satu-satunya butiran pada gam adalah kaca.
Kes ini terdiri daripada dua bahagian bahagian bawah dan cincin. Papan litar bercetak, jam tangan dan mahkota dipasang di bahagian bawah jam tangan. Gelas dipasang pada cincin.
Banyak perhatian diberikan kepada penggunaan tenaga. Dalam tidur yang mendalam, jam tangan hanya menggunakan 10 μA. Ini memberikan hayat bateri lebih daripada dua tahun.
Bagi antara muka pengguna, anda hanya perlu menekan mahkota jam tangan untuk membangunkannya dan mereka segera menunjukkan masa. Apabila anda menekan butang sekali lagi, tarikh akan dipaparkan. Oleh kerana hayat bateri dua tahun, anda boleh dengan mudah menukar antara waktu musim panas tanpa menyambung ke komputer.Untuk melakukan ini, tekan butang 15 kali berturut-turut.
Langkah Dua: Pemilihan Komponen
Terdapat empat bahagian utama ke papan litar. Mikropemproses atmega328p. Ini adalah sama seperti dalam model popular. Arduino. Ini adalah otak yang akan berkomunikasi dengan modul masa sebenar (RTC), memproses masa dan memaparkannya menggunakan LED. Semua ini, tentu saja, memerlukan sumber kuasa, sebaik-baiknya bateri kecil.
ATmega328P
Mikropemproses mesti memenuhi kriteria tertentu. GPIO memerlukan sekurang-kurangnya sembilan pin, lapan untuk LED dan satu untuk satu butang. Dia juga memerlukan bas I2C, di mana dia boleh bertindak sebagai peranti induk untuk mengundi RTC pada masa ini. Akhirnya, ia terpaksa beroperasi pada voltan rendah dan tidak menggunakan jumlah arus yang berlebihan semasa dikuasakan. Atmega328P-AU memenuhi semua kriteria ini, dan pada masa yang sama cukup kecil untuk tidak menduduki seluruh kawasan papan litar bercetak. Tambahan besar ialah ia juga digunakan untuk papan Arduino yang paling popular dan ramai yang boleh bekerjasama dengannya.
Papan litar
Lembaga telah direka untuk menggunakan resonator seramik 8 MHz. Walau bagaimanapun, ternyata bahawa pemproses mesti beroperasi pada frekuensi yang lebih rendah untuk beroperasi pada voltan rendah. Lihat imej dalam langkah ini, diambil dari halaman 303 dalam lembaran data, yang menerangkan hubungan antara kelajuan jam dan voltan operasi. Kekerapan jam kira-kira 4 MHz harus maksimum untuk projek ini. Tuan menggunakan pengayun 8 MHz dalaman dan mengaktifkan bahagian 8-bit, yang memberikan frekuensi jam yang kelihatan 1 MHz. Walau bagaimanapun, satu resonator 8 MHz masih diperlukan apabila memuatkan kod tersebut. Selepas memuatkan, wizard tidak memadamkannya
DS3231
Pada mulanya, tuan mahu menggunakan RTC DS1307. Ini adalah cip yang lebih popular. Walau bagaimanapun, ia memerlukan bekalan kuasa 5 V.
DS3231 boleh beroperasi pada voltan rendah 1.8 V. Cip mempunyai kristal kuar terbina dalam. Kristal terbina dalam juga mempunyai pampasan suhu. Suhu ambien boleh menyebabkan ayunan tidak teratur kristal jam. Ini bermakna ia menjadi kurang tepat. DS3231 mengukur suhu ambien dan menggunakannya dalam pengiraan untuk mengimbangi turun naik suhu. Sesuai untuk jam tangan apabila anda memasuki dan meninggalkan bilik yang berbeza atau pergi ke luar apabila suhu tidak tetap.
LED
Tuan menggunakan LED daripada faktor bentuk 0603. Mereka boleh mengambil sehingga 20 milliamps, tetapi disebabkan oleh fakta bahawa tidak lebih daripada tiga LED boleh berfungsi serentak, ini tidak menjadi masalah. Semasa ini juga berkurangan apabila menggunakan perintang dengan penarafan yang lebih besar daripada yang diperlukan. Tuan mengatakan bahawa ia adalah yang paling berkesan, untuk LED ini, menggunakan 100 - 400 Ohm perintang.
CR2032
Litar jam boleh dikuasakan oleh bateri litium. Dia tidak mempunyai masalah mengurangkan voltan pada arus yang sama seperti CR2032, tetapi ini akan membawa masalah tambahan. Untuk projek ini, bateri lithium-ion akan mempunyai dua kekurangan utama. Kapasiti sel kecil hampir dengan CR2032, tetapi ia memerlukan caj tambahan untuk pengecasan selamat dan pelepasan yang selamat. Anda juga akan memerlukan satu cara untuk menyambung pengecas. Oleh itu, tuan memilih CR2032.
Langkah Tiga: Matriks Multiplexed
Konfigurasi yang digunakan dalam jam tangan ini adalah matriks LED 4x4 dengan pembongkaran tiga LED yang tidak perlu.
Hanya LED yang berlainan dalam satu lajur sahaja pada satu masa. Lajur ini kemudian dilumpuhkan sebelum mengaktifkan lajur seterusnya. Semua ini berlaku lebih cepat daripada mata yang dapat dilihat. Oleh itu, nampaknya LED dalam lajur yang berbeza dihidupkan secara serentak, mewujudkan gambaran kompleks.
Bagaimanakah saya dapat mengetahui jam berapa jam itu? Mari lihat gambar-gambar.
Dalam angka pertama, kita melihat matriks 4x4 dengan 13 LED. Barisan matriks berjumlah 1,2,4,8.
Untuk mengetahui masa, adalah perlu untuk menambah semua LED dalam satu baris, kemudian pada seterusnya, dan lain-lain.
Sebagai contoh, Rajah 2, persegi pertama. Dari kiri ke kanan, satu LED menyala lajur pertama, baris pertama. Kami mempunyai baris pertama di bawah nombor 1, yang bermaksud digit pertama jam 1. Seterusnya, lajur kedua disalurkan oleh dua LED di bawah nombor 1 dan 2. Menambahkan nombor, ternyata 3. Lajur seterusnya adalah satu nombor LED 4. Dan lajur terakhir adalah LED 1 + 2 + 4 = 7 . Kami mendapat 13 jam 47 minit.
Langkah Empat: Skim
Papan litar mempunyai bentuk bulat, seperti jam tangan klasik. Kes menonton standard biasanya 42 mm dengan diameter kaca 38 mm. Ini adalah pinggir luar kaca. Walaubagaimanapun, jika kaca terletak pada tepi 1 mm lebar, diameter yang tersedia menjadi 36 mm. Ini bermakna bahawa papan litar mestilah kira-kira 35 mm.
Tuan mengarahkan bayaran di tapak yang terkenal. Papan mempunyai ketebalan 0,8 mm.
Anda boleh memuat turun fail untuk membuat papan di bawah.
Pergelangan Tangan Perduaan - GERBER.zip
Langkah Lima: Pematerian
Cara terbaik untuk membaiki papan litar semasa pematerian adalah dengan pita pelekat. Tuan memperbaiki papan dan mula dipasang mengikut rajah. Pertama, komponen terkecil dipateri (bersaiz).
Langkah enam: memuktamadkan butang
Seperti yang anda dapat lihat, mahkota jam tangan di sebelah kes itu direka, dalam peranti ini, untuk mengawal jam tangan. Ia berinteraksi dengan butang mikro yang disambungkan ke mikropengawal. Untuk melakukan ini, butang perlu dilakukan semula.
Butang sentuhan yang paling murah mempunyai bahagian plastik kecil bulat kecil yang anda perlu klik untuk menutup kenalan. Ia perlu diganti. Tuan menanggalkan butang, memotong pengikat logam. Menghapuskan butang. Tekan sekeping pita pelekat pada plat logam dan set kembali. Melekatkan badan butang. Kini anda boleh menyolder butang itu.
Langkah ketujuh: pengekodan
Mikrokontroler tidak boleh berfungsi dengan kod Arduino pada peringkat ini. Pertama anda memerlukan pemuat but. Ini subrutin yang mesti disimpan pada cip untuk memuat turun dan melaksanakan program tertulis.
Memandangkan ia adalah Atmega328P dengan voltan rendah tambahan, ia memerlukan jenis bootloader khas.
Buka IDE Arduino, pilih Fail> Keutamaan> URL Pengurus Papan Tambah, dan tambahkan koma selepas URL terakhir sebelum menampal URL berikut
...
Klik OK beberapa kali dan pergi ke Alat> Lembaga> Pengurus Lembaga. Buka, cari minicore dan pasangkannya.
Sambungkan Arduino dalam litar seperti dalam foto. Pergi ke contoh Arduino dan buka kod sampel ArduinoISP. Muat turun kod.
Seterusnya, pasang pasang Tools> Programmer: dalam "Arduino as ISP". Pilih konfigurasi berikut dari bootloader MiniCore. Anda juga boleh menyemak semula konfigurasi anda mengikut konfigurasi dalam gambar yang dilampirkan pada langkah ini.
Tetapan bootloader
Lembaga: ATmega328
Bootlader: ya
Jam: 1 MHz dalaman
LTO pengkomputer: Kurang Upaya
Varian: 328P / 328PA
BOD: 1.8V
Sekarang langkah terakhir ialah menyambung wayar dari Arduino ke papan jam tangan. Pilih Alat> Burn Bootloader. Tunggu seketika dan anda akan menerima mesej mengenai pemasangan pemuat boot yang berjaya.
Kini ia masih memuat turun kod. Ia boleh didapati di pautan di bawah.
Binary_Wrist_Watch.ino
Langkah Lapan: Kes
Kes menonton telah dicetak oleh tuan pada pencetak 3D. Fail boleh dimuat turun di pautan ini.
Langkah Sembilan: Bina
Sekarang, semua bahagian telah dipasang, dan anda boleh meneruskan perhimpunan.
Masukkan mahkota ke dalam kes jam tangan.
Tarik wayar melalui lubang pemasangan di mahkota jam tangan.
Gosok wayar, pastikan kepala itu boleh dicat dengan 1 mm.
Masukkan kacang heks ke dalam slot heksagon yang sama dan kuncikannya dengan sekeping pita kecil.
Pasang pita pelekat dua sisi ke bahagian bawah papan litar.
Masukkan papan litar, pastikan pin kepala sejajar dengan lubang butang.
Dengan menekan kepala, periksa operasi butang.
Gosok kaca ke gelang menggunakan superglue.
Masukkan cincin menonton, menyelaraskan lubang skru dan butang.
Masukkan skru 6 mm M2 ke lubang skru dan ketatkannya. Kepala skru dicat hitam.
Masukkan klip ke mata tali.
Pasang tali jam tangan.
Segala-galanya sudah siap.
Seluruh proses pembuatan jam tangan dapat dilihat dalam video.