Mikro binārais pulkstenis: 10 soļi (ar attēliem)

2025 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2025-01-23 14:59

Tinkercad projekti »

Iepriekš izveidojis instrukciju (bināro DVM), kas izmanto ierobežoto displeja apgabalu, izmantojot bināro.

Tas bija tikai neliels solis, pirms tam izveidojot galveno koda moduli decimāldaļās pārvēršanai binārajā režīmā, lai izveidotu bināro pulksteni, taču trūka vienīgā reālā laika pulksteņa (RTC).

Tomēr Microbit nav iebūvēts RTC.

RTC ļauj realizēt pulksteņa projektus ar akumulatora rezerves kopiju.

Šādā projektā tiek izmantots Microbit un Kitronik RTC, lai izveidotu 24 stundu pulksteni ar bināru displeju, un tam ir arī trauksmes iespēja.

Projekta programmatūra, kas darbosies Microbit, tiks izveidota Makecode blokos.

Piegādes:

MicroBit V1 vai V2

MicroBit aizsargapvalks (pēc izvēles)

Marķēšanas kods

Kitronik RTC

CR2032

Kodu bloķēšana

Cura

3D printeris

1 * SPDT (ieslēgts / ieslēgts) slēdzis

1 * SPDT (ieslēgšanas - izslēgšanas - ieslēgšanas) slēdzis

2 * SPST (parasti atvērts), īslaicīgs slēdzis

4 * M3 (10+6 mm), M/F atdalījumi ar M3 uzgriežņiem

4 * M3 (8mm), skrūves

Džempera stieples M/F savienotājs, 100 mm, 28AWG, iepriekš izgatavots ar kontaktdakšu un kontaktligzdu.

1 * pjezo skaņas signāls (bez piedziņas)

Šie materiāli ir pieejami vairākās tirdzniecības vietās, un jums var būt savs vēlamais piegādātājs.

1. darbība. Displeja apgabala definēšana

Lai gan displeja apgabals ir ierobežots vienā reizē parādāmo datu apjomā, tas ideāli piemērots bitu datu attēlošanai.

Tādējādi ir pietiekami daudz vietas, lai parādītu 4 x 4 bitu bināros vārdus, lai attēlotu laiku ar paziņojumiem un atlases režīmiem.

Displejs ir sadalīts 3 galvenajās zonās; Laiks, izvēle un režīmi.

Laiks

Sešpadsmit gaismas diodes ir piešķirtas laikam, katra 4 gaismas diožu kolonna tiek piešķirta laika intervālam, intervāli ir formā H, H, M & M.

Katra binārā vārda bita svars ir 1, 2, 4 un 8 ar LSB 4. rindā un MSB 1. rindā

Katrs binārais 4 bitu vārds ļauj skaitīt no 0 līdz 15, kas ir vairāk nekā pietiekami 24 stundu laika formātā, un maksimālais skaits kolonnā ir 2, 9, 5 un 9.

Atlase

Viena 4 LED rinda 0 rindā tiek izmantota, lai identificētu laika kolonnu, kas izvēlēta, ievadot laiku.

Režīmi

Viena kolonna ar 5 gaismas diodēm 4. slejā tiek izmantota, lai identificētu režīmus, funkcijas un darbību.

Atzīmējiet - LED 4, 0 mirgojoša ieslēgšana un izslēgšana tiek izmantota, lai norādītu sekundes un darbību.

Laiks - LED 4, 1 norāda laika režīmu, kad tas ir ieslēgts. (Noklusējuma režīms ieslēdzot)

Modinātājs - LED 4, 2 norāda Trauksmes režīmu, kad tas ir ieslēgts.

Trauksmes paziņojums - LED 4, 3 un LED 4, 4 mirgo, kad tiek aktivizēts trauksmes signāls.

2. darbība. RTC (reālā laika pulkstenis)

RTC ir lietojumprogrammas sirds, kas ļauj iestatīt un saglabāt precīzu laiku.

Sīkāku informāciju par RTC var atrast Kitronik.

RTC nodrošina regulētu barošanu, kas novērš nepieciešamību barot Microbit ar savu USB vai JST savienotāju, un tiek nodrošināta akumulatora rezerves kopija, lai saglabātu laiku strāvas zuduma gadījumā.

Pirms RTC izmantošanas jums būs jāielādē paplašinājuma pakotne.

Izmantojot Makecode no iestatījumu ikonas, atlasiet Paplašinājumi un meklēšanā ierakstiet Kitronik RTC.

Atlasiet pakotni, lai to instalētu, un tā tiks pievienota citiem paplašinājumiem.

Ir vairāki koda bloki, no kuriem var lasīt un rakstīt RTC.

Binārajam pulkstenim mums būs nepieciešami tikai 4 no šiem koda blokiem.

Tie tiks izmantoti, lai ierakstītu iestatīto laiku RTC un nolasītu laiku, lai atjauninātu pulksteņa displeju.

3. darbība: pulksteņa kodēšana

Pirmā koda daļa ir mainīgo, masīvu un informatīvā teksta programmas inicializēšana.

Tajā

Bclk - binārais pulkstenis

<Sel - poga atlasa kolonnu, kas tiks pielāgota laika iestatīšanai.

Inc - B poga palielina laiku.

Nospiežot abas A & B pogas kopā, tiek mainīts režīms starp laiku un modinātāju.

Strval - ir virknes vērtība, kas satur laiku formā “HH: MM: SS”, kas atgriezta no RTC

Laika parādīšanai vai iestatīšanai tiek izmantoti tikai HH & MM.

Režīms - saglabā režīma vērtību Laiks = 1 un Modinātājs = 2, kas izvēlēts ar A+B pogu kombināciju.

Periods - ir laika kolonnas vērtība, kas atlasīta ar pogu A.

0 = kolonna 0 (H), 1 = kolonna 1 (H), 2 = kolonna 2 (M), 3 = kolonna 3 (M)

Tick_en - iespējo = 1 vai atspējo = 0 atzīmi (sekundes), indikatoru.

Inc - Laika pieauguma iestatījuma vērtības starpposma saglabāšana.

Tm_list - saglabā katras laika kolonnas vērtību iestatīšanas laikā.

Modinātājs - iespējo vai atspējo trauksmes indikatoru.

Mūžīgi nepārtraukti izsauc ērču funkciju.

Atzīmējiet

Atzīmējot funkciju, kas parasti ir iespējota, augšējā labajā stūrī tiek parādīta mainīga ieslēgšanas/izslēgšanas gaismas diode, kas norāda darbību un sekundes.

Turklāt tā izsauc funkciju showtm, kas nolasa RTC un apstrādā to, lai tiktu parādīta binārā formātā, vienlaikus izsaucot arī alarm_mode, ja tas ir iespējots, apakšējā labajā stūrī parāda trauksmes paziņojuma gaismas diodes.

Showtm

Funkcija showtm, izsauc rdtime un no tās izmantotā vērtība ir strval, kas satur laika virkni.

Tiek izveidota cilpa, kas palielinās, izmantojot strval, iegūstot katru atsevišķu skaitli un ignorējot atdalītāju “:”

Pēc tam katrs atsevišķs skaitlis tiek pārveidots tā binārajā ekvivalentā ar funkciju dec2bin un piešķirts pareizajai kolonnai.

Rdtime

Funkcija rdtime, nolasa pirmās 5 rakstzīmes virknē, kas atgriezta no RTC (ignorējot sekciju daļu), un nodod to strval.

Ja modinātājs tika iestatīts (režīms = 2), trauksmes iestatījumu vērtības tiek salīdzinātas ar RTC atgrieztajām vērtībām, ja ir sakritība, tad trauksme = 1, ja nav sakritības trauksmes = 0.

Alarm_mode, kad tas ir iespējots, 4. kolonnas apakšējā labajā stūrī parāda divas ieslēgtas/izslēgtas mainīgās gaismas diodes.

Dec2bin

Funkcija dec2bin pārvērš decimālo skaitli par bināru un parāda to pareizajā slejā.

Pārveidojamais skaitlis tiek ievadīts, izmantojot vērtību, un displeja kolonna tiek ievadīta caur kol.

List2 ir masīvs, kurā tiek saglabāts 4 bitu binārais vārds no binārā konvertēšanas procesa.

Tiek uzsākta cilpa, kas sadala vērtību ar 2, atlikums tiek saglabāts masīva elementā, vesela skaitļa vērtība tiek dalīta ar 2, tas tiek atkārtots, līdz vesela skaitļa vērtība ir <= 1 un šī pēdējā vērtība tiek ievietota masīvā.

Lielākā viencipara decimālā vērtība ir 9, un binārā tā ir 1001 kā 4 bitu vārds.

Lai iegūtu pareizu rezultātu, masīvs ir jāapstrādā apgrieztā secībā.

Pēc tam tiek uzsākta cilpa, lai attiecīgajā kolonnā ieslēgtu pareizo gaismas diodi, tas tiek darīts katram gadījumam, kad 4 bitu binārajā vārdā parādās viens.

Cilvēka saskarne tiek veidota ar pogām.

A poga

Tādējādi tiek atlasīta kolonna, kurā tiks ievadīta laika vērtība, un 4. rindā virs izvēlētās kolonnas tiek parādīta iedegta gaismas diode.

Kad visas laika kolonnas ir atjauninātas, atlases palielināšana līdz piektajai kolonnai atjaunina laika mainīgo.

Ja režīms = 1, RTC tiek atjaunināts, pretējā gadījumā tiek atjaunināts trauksmes laiks.

Poga B

Šī ir palielināšanas poga un palielina atlasīto laika kolonnu.

Lai samazinātu kļūdas un ietaupītu laiku, lai sasniegtu pareizo vērtību, maksimālā vērtība, ko var ievadīt kolonnā, ir ierobežota, pamatojoties uz 24 stundu laika sistēmas laika vērtību.

Šīs maksimālās vērtības tiek saglabātas tm_max , viena laika kolonnā un tiek automātiski atlasītas, pamatojoties uz laika sleju.

Maksimālās vērtības ir H = 2, H = 9, M = 5, M = 9

Pieauguma vērtība dec2bin tiek pārveidota par bināru un displejs tiek atjaunināts.

Pogas A+B režīma izvēle

Nospiežot abas pogas kopā, var izvēlēties starp laika režīmu vai trauksmes režīmu, un displejā tiek parādīts atbilstošais režīms.

Atkarībā no izvēlētā režīma displejs tiek atjaunināts, lai parādītu laiku vai modinātāja iestatīto laiku.

4. darbība: darbība

Lejupielādējiet Hex failu Microbit, ievietojiet CR2032 akumulatoru RTC.

Pievienojiet Microbit RTC un barojiet RTC plati, izmantojot USB vai skrūvju spailes.

Atzīmju gaismas diode sāks mirgot, un drīz pēc tam tiks parādīts laiks.

Ja šī ir pirmā lietošanas reize, parādītais laiks, visticamāk, būs nepareizs, un tas būs jāiestata pareizajā laikā.

Režīma izvēle

Nospiežot atlases (A) un palielināšanas (B) pogas kopā, varēsiet pārslēgt režīma opcijas starp laiku un trauksmi.

Laika iestatīšana

Laika iestatījums ir 24 stundu režīmā.

Izmantojiet izvēles pogu (A), lai pārvietotu gaismas diodi augšējā rindā, tas norāda kolonnu, kurā var mainīt laiku. Atlases kolonnas atbilst H, H, M & M.

Kur H = stundas un M = minūtes.

Kad esat izvēlējies kolonnu, atkārtoti nospiediet palielināšanas pogu (b), lai palielinātu skaitu par vienu katru reizi. Skaitļi ir norādīti binārā, galu galā tas ir binārais pulkstenis.

Palielināšanas poga tikai palielina skaitu un, kad maksimālais līmenis ir sasniegts, tiek atiestatīts uz nulli, turpmāka nospiešana atkal palielinās skaitu.

Kad ir iestatīts pirmās kolonnas laiks, nospiediet nākamās kolonnas izvēles pogu un pēc tam izmantojiet pogu Palielināt, lai iestatītu kolonnas laiku.

Piezīme: *** iestatot laiku vai modinātāju, atlasītajā kolonnā būs jāievada laiks, pat ja kolonnas laiks paliek nemainīgs, jo izlaižot kolonnu, šīs kolonnas laiks tiek iestatīts uz nulli ****

Atkārtojiet procesu, līdz tiek iestatīts laiks, izmantojot visas 4 kolonnas.

Piekto reizi nospiediet izvēles pogu, lai to pārvietotu uz piekto kolonnu, un laiks ir iestatīts.

Modinātāja iestatīšana

Modinātāja laika iestatīšana tiek veikta tādā pašā veidā kā Laiks.

Lai modinātājs tiktu aktivizēts vajadzīgajā laikā, atstājiet režīmu iestatītu uz Modinātājs.

Lai izslēgtu modinātāju, iestatiet režīmu uz Laiks.

Lai parādītu iestatīto modinātāja laiku, cikliski mainiet režīmu starp laiku un modinātāju, un brīdinājuma laiks tiks parādīts īsu laiku, pirms atgriezīsieties pašreizējā laika rādīšanai.

Modinātāja laiks netiek saglabāts RTC, tāpēc, ja strāva tiek atvienota, tā būs jāatiestata.

5. solis: iesaiņojiet to

Projekts atradīsies atbilstošā leņķī, lai apskatītu pulksteni, bet kaste papildina pastāvības sajūtu.

Jūs varētu iegādāties atbilstoša izmēra kasti un izgriezt un izurbt atbilstošās vietas, lai Microbit varētu ievietot kontaktligzdā.

Tomēr; Turklāt es vēlējos dublēt Microbit pogas kopā ar citām vadības ierīcēm un indikatoriem.

Parasti lodziņam, lai identificētu pogas, būs jāpiemēro leģendas.

Tos var uzklāt ar rokām; krāsotas, iegravētas vai uzlīmētas etiķetes.

Metode, kā realizēt visas šīs iespējas, būtu kastes 3D drukāšana, bet vispirms mums jāizveido CAD fails, ar kuru izveidot printera failu.

Failu izveides iespējas tiek zīmētas ar rokām vai zīmētas ar kodu.

Es izvēlējos "zīmēts ar kodu", izmantojot Tinkercad CodeBlocks

Box Lid un Box Base failus var atrast Tinkercad CodeBlocks

6. darbība. Bloka koda izstrāde

Kastīte ir divu daļu dizains, kas sastāv no pamatnes un vāka.

Vāka nostiprināšanai ar izgriezumu kreisajā pusē tiks izmantoti četri stūra skrūvju caurumi, lai varētu ievietot USB spraudni.

Vāciņam būs Microbit savienotāja izgriezums un nepieciešamie slēdži, turklāt jebkurš teksts tiks uzdrukāts tieši uz vāka un skrūvju caurumi izlīdzināsies ar pamatnes pīlāriem.

RTC plāksne tiks piestiprināta pie vāka apakšpuses ar 4 pīlāriem un 4 skrūvēm.

Kastes un vāka izmērs ir 70 x 105 x 31 mm

Vāka un bāzes kods ir pieejams TinkerCad CodeBlocks.

7. darbība: 3D drukāšana

Ielādējiet failus programmā Cura un izmantojiet vēlamos šķēlēja iestatījumus.

Lietotie iestatījumi.

Kvalitāte: 0,15 mm

Pildījums: 80%, Tri-sešstūris

Pamatne: mala

Saglabājiet failus un pēc tam drukājiet.

Ar Cura jūs varat ielādēt abus failus vienā drukas apgabalā un drukāt vienā piegājienā.

8. solis: aizpildiet

Kastes vāks ir uzdrukāts ar padziļinātu tekstu, kas tiks piepildīts ar krāsainiem 2 daļu epoksīda sveķiem.

Sveķus sajauc ar attiecību 2 daļas sveķu un 1 daļu cietinātāja, pēc tam sajauc necaurspīdīgu krāsu pigmentu.

Izvēlētā krāsa bija dzeltena, lai kontrastētu ar fonu. Balta būtu bijusi cita izvēle.

Pēc sajaukšanas sveķi tiek iepilināti padziļinājumā, izmantojot kokteiļa nūju, lai pārnestu mazus sveķu lāseņus, kurus izmanto, lai pakāpeniski aizpildītu burtu padziļinājumu.

Izturieties pret pārāk daudz sveķu ievietošanu vienā piegājienā, jo jūs, visticamāk, radīsit gaisa burbuļus un pārāk daudz pārplūdīsit apkārtējā virsmā, kas nozīmē, ka pēc sacietēšanas jums būs vairāk jānoņem tīrīšana un slīpēšana.

Tāpēc aizpildiet lēnām, nodrošinot, ka burta apakšdaļa ir pārklāta, un izveidojiet to līdz galam ar nedaudz paceltu virsmu.

Kad sveķi ir sacietējuši, būs nepieciešama neliela slīpēšana, lai izlīdzinātu virsmu, sāciet ar P240 pakāpi, pārejot uz smalkākām, kā nepieciešams, lai iegūtu vienmērīgu virsmu, beidzot ar laku.

Nepielietojiet pārāk lielu spiedienu un pārāk lielu ātrumu, pretējā gadījumā jūs pārkarsēsit PLA un sveķus, līdz ar to smilšainas savākšanas dēļ uz virsmas būs blāva, nedaudz slīpēšanas procesā uzklātā ūdens darbosies kā smērviela un dzesēšanas šķidrums.

9. solis: montāža

Microbit iederas kontaktligzdā divos virzienos, vērsts pret RTC galveno daļu.

Tomēr, ja saskaras ar galveno RTC daļu, saites savienojumus nevar izmantot, ja Microbit ir vērsts prom no tāfeles galvenās daļas, mēs varam izmantot šos savienojumus.

Montāža sākas, pielodējot taisna leņķa SIL tapas galviņu uz RTC, lai savienojumus varētu izveidot ar piespiežamiem savienotājiem.

RTC ir aprīkoti ar 4 * M3 (10+6 mm), M/F ierobežojumiem ar M3 uzgriežņiem, kas ir piestiprināti pie vāka ar 4 * M3 (8 mm), skrūvēm saliekamajos caurumos.

Slēdži ir ievietoti vāka saliekamajos caurumos.

Nepieciešamie savienojumi ir:

GND, 3V, P1 (iestatīts), P2 (brīdinājums), P5 (sel) un P11 (iekļauts)

Piezīme *** Rezistori (1R) diagrammā P5 un P11 ir vienkārši atskaites punkti, jo tiešs savienojums ar šīm tapām mikrobitu kodā blokos pašlaik nav pieejams. ***

P5 ir pogas A ārējais savienojums, kas ir savienots ar īslaicīgu SPST slēdzi. Viens savienojums ar P5 un otrs tapa ir pievienots GND, šī poga paredzēta kolonnu izvēlei laika iestatīšanas laikā.

P11 ir pogas B ārējais savienojums, kas ir savienots ar īslaicīgu SPST slēdzi. Viens savienojums ar P11 un otrs tapa ir pievienots GND, viņa poga ir paredzēta skaitļu palielināšanai laika iestatīšanas laikā.

P1 ir SPDT (ieslēgts) slēdzis, ko izmanto, lai iespējotu vai atspējotu iestatīšanas iespējas. Centrālā tapa tiek novirzīta uz P1, bet viena tapa ir savienota ar GND, bet otra - ar 3 V, izmantojot 10 k rezistoru. Tas ļauj šai tapai uzlikt H (3V) un L (0V). Ja P1 ir pievienots 3V, tas iespējo laika iestatīšanas iespējas un, ja 0V atspējo laika iestatīšanu. Tādējādi tiek kontrolēts, vai A & B pogām ir kāda ietekme.

P2 ir SPDT (ieslēgšanas-izslēgšanas) slēdzis, ko izmanto, lai iespējotu vai atspējotu brīdinājuma skaņas signālu un papildu ārējos lukturus.

Brīdinājuma skaņas signāls ir Pjezo skaņas signāls (vienkārši piestiprināts ar divpusēju lipīgu spilventiņu), kam nepieciešams impulsu piedziņa, ko nodrošina Microbit.

10. solis: Visbeidzot

Jūs esat savācis kastē esošos elementus, ieprogrammējis Microbit un ievietojis to kastes kontaktligzdā.

Tālāk ieslēdziet strāvu un iestatiet laiku.

Izbaudi.

Otrā vieta bloka koda konkursā