Nerd pulkstenis: 10 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:54

Nerd pulkstenis binārā veidā parāda pogu, kad tiek nospiesta poga, un to izveidoja Sems DeRose vasaras prakses laikā mūsu galvenajā mītnē. Pulkstenis rāda stundu un minūtes, mirgojot divas gaismas diodes pēc kārtas, lai attēlotu divus 4 bitu bināros skaitļus (lielās formas formātā). Šeit ir lielisks bināro skaitļu lasīšanas apraksts.

Šī apmācība (uzrakstījusi Sems DeRose) parāda, kā no jauna izveidot Nerd pulksteni, izmantojot dažus elektronikas komponentus un Bantam Tools galda PCB frēzmašīnu. Tas paredz, ka jums ir iepriekšēja pieredze darbā ar virsmas montējamiem elektroniskiem komponentiem un ka multimetrs un lodēšana jums nav sveša. Ir arī noderīgi iegūt nelielu informāciju par to, kā darbojas Arduino.

1. darbība: dažas piezīmes pirms darba sākšanas

Kā pateikt laiku: pirmais skaitlis apzīmē stundu, bet otrais cipars - skaitli, uz kuru norādītu minūtes rādītājs, ja tas būtu analogs pulkstenis. Piemēram, ja pulkstenis mirgo 0010 - 0110, tas atbilst 2 - 6, kas nozīmē, ka stunda ir 2 un minūtes rādītājs norāda uz 6, padarot to 2:30. (Pārbaudiet iepriekš redzamo attēlu, lai iegūtu grafisku aprakstu!) Nav norāžu par rītu vai pēcpusdienu, bet, cerams, ir skaidrs, vai ir 2:30 no rīta vai nē.

Pulkstenis ir balstīts uz projektu Tonijs DeRose, kas izgatavots uzņēmumam Maker Faire. Tas izmanto to pašu kodu un shēmu, bet tagad tāfele ir izkārtota tā, lai tā vairāk atgādinātu pulksteni, un, lai padarītu to zemāku, tiek izmantotas gludākas virsmas montāžas (SMD) sastāvdaļas.

Piezīme: Sems veica daudzus šī pulksteņa atkārtojumus - fotoattēlos redzēsit versijas numurus. Šī iemesla dēļ šajā ziņojumā redzamie progresa attēli diezgan bieži izlaiž dažādas versijas. Tomēr katras versijas vispārējais process ir tieši tāds pats, tāpēc neuztraucieties, ja jūsu pulkstenis neizskatās gluži kā attēlā.

Vēl viena piezīme. Šīs pamācības galvenā daļa aptver, kā izveidot versiju 2.5-jaunāko versiju, kurā tiek izmantota parasta ATtiny mikroshēma. Tomēr 9. solis parāda variantu, 3.1 versiju, kuras programmēšanai tiek izmantots uz virsmas piestiprināms ATtiny un mini-USB ports. Šo versiju ir ievērojami grūtāk izveidot un programmēt, tāpēc es ieteiktu sākt ar versiju 2.5 un izmēģināt tikai versiju 3.1, ja jūtaties patiešām ambiciozi (vai jums ir pieredze SMD komponentu lodēšanā).

2. darbība. Kā tas darbojas

ATtiny mikroshēma (melna 8 kontaktu mikroshēma) ir pulksteņa sirds. Šī mikroshēma būtībā ir neliela tās pašas mikroshēmas versija, kas atrodas Arduino iekšpusē, un tādējādi to var ieprogrammēt dažādu funkciju veikšanai. Šajā gadījumā mikroshēmā ir programma, kas gaida pogas nospiešanu, un, kad tā to uztver, tā pamato vairākas savas tapas, lai strāva varētu plūst no +3 voltiem caur gaismas diodēm, izgaismojot tās. ATtiny ir iekšējs pulkstenis, tāpēc gaismas diodes ir ieprogrammētas mirgot, lai parādītu laiku.

3. darbība: rīki, materiāli un faili

RĪKI

• Bantam Tools darbvirsmas PCB frēzmašīna
• Dators ar instalētu Bantam Tools programmatūru
• Izlīdzināšanas kronšteins un montāžas aparatūra ir iekļauta frēzmašīnā
• Lodāmurs
• Plakanās gala dzirnavas, 1/64 ", 1/32" un 1/16 "(pēc izvēles, bet ieteicams, lai notīrītu lieko varu)

MATERIĀLI

• PCB sagatave, FR-1, abpusēja
• Divpusēja lente
• Lodēt
• Lodēšanas pasta
• Šūšanas adata
• Vītne, melna
• Velcro siksnas, 3/4 ", melnas vai cita veida pulksteņu siksnas

ELEKTRONISKĀS SASTĀVDAĻAS

• IC ligzda, 8 kontakti
• Atmel ATtiny mikroshēma Mēs izmantojām ATtiny85.
• LED, SMD (2) SMD = virsmas montāžas ierīce
• Rezistori, ~ 50 omi, SMD (2) Precīza vērtība nav svarīga.
• Īslaicīga poga, kvadrātveida, SMD Mēs izmantojām šos, bet derēs arī citi.
• Monētu šūnu akumulators, CR2032, 3 volti
• Monētu šūnu bateriju turētājs

FILES

• EAGLE tāfeles fails NerdWatchV2.5.brd pulkstenim
• Arduino skice NerdWatch.ino, lai dotos uz ATTiny. Šeit iekļautajam.zip failam ir skice, kā arī bibliotēkas, kas jums jāinstalē, lai skice darbotos pareizi.

EAGLE fails ATtiny programmētājam TinyProgShield.brd (pēc izvēles)

• PIEZĪME: Pirms skices apkopošanas neaizmirstiet instalēt Arduino bibliotēkas. Lūk, kā:

  • Lejupielādējiet un instalējiet Arduino, ja vēl neesat to izdarījis. Jūs to varat iegūt no Arduino vietnes.
  • Lejupielādējiet NerdWatch.zip failu un atcerieties, kur to saglabājāt.
  • Palaidiet Arduino. Dodieties uz Skice> Importēt bibliotēku> Pievienot bibliotēku un dodieties uz vietu, kur saglabājāt NerdWatch.zip.
  • Atlasiet visu.zip failu un ļaujiet Arduino automātiski instalēt bibliotēkas.
  • Restartējiet Arduino, lai aktivizētu bibliotēkas. Piezīme. Ja jums ir kādas problēmas, Arduino forumi ir lieliska vieta, kur uzdot jautājumus gan pieredzējušiem lietotājiem, gan jauniem programmētājiem.
  • Izmantojiet Arduino, lai atvērtu NerdWatch.ino un apkopotu savu kodu.

Versijai 3.1 jums būs nepieciešami šādi faili:

• EAGLE fails NerdWatchV3.1.brd
• NerdWatch.zip tāds pats fails kā v2.5
• EAGLE fails SMDtinyProgrammer.brd SMD ATtiny programmētāja platei

4. solis: iestatiet Bantam Tools frēzmašīnas programmatūru

Ieslēdziet Bantam Tools programmatūru. Pēc tam pievienojiet frēzmašīnu datoram un ieslēdziet to.

Importējiet EAGLE failu Bantam Tools programmatūrā un veiciet šādas darbības, lai iestatītu izgriezumu:

• Izmantojiet pogu Iestatīt fiksēšanu, lai sniegtu informāciju par izlīdzināšanas kronšteina uzstādīšanu un atrašanās vietu.
• Kad kronšteins ir uzstādīts, iestatiet materiālu uz divpusēju FR1 plāksni, izmantojot pogu Iestatīt materiālu.
• Šajā dialogā noteikti saskaņojiet materiāla izcelsmi ar iekavu.
• Dēļa priekšpusei izmantojiet 1/32 collu un 1/64 collu plakanas gala dzirnavas, bet tā aizmugurē - 1/32 collas. (Aizmugurē varat pievienot arī papildu 1/16 collu gala frēzmašīnu..)

Jūsu FR-1 plates noklusējuma iestatījums šim projektam darbojas lieliski. Ja vēlaties eksperimentēt ar lielāku izsekojamību, varat ieslēgt BitBreaker režīmu (Preferences> noklikšķiniet uz lodziņa BitBreaker) un eksperimentēt ar dziļuma un atstarpes iestatījumiem (tas ir paredzēts lietotājam, kurš zina savu ceļu ap dzirnavām).

Ja jums ir nepieciešama atsvaidzināšana, izmantojot Bantam Tools darbvirsmas PCB frēzmašīnu un iestatot programmatūru, skatiet šo darba sākšanas rokasgrāmatu.

5. darbība: izgrieziet pulksteni

Ielādējiet tukšo PCB:

• Izmantojiet iekraušanas pogu, lai virzītu apstrādes gultu uz priekšu.
• Pārklājiet abpusējas FR-1 vienu pusi ar abpusēju līmlenti un saskaņojiet dēli ar izlīdzināšanas kronšteina kreiso stūri.
• Stingri nospiediet dēli un pēc tam nospiediet pogu Sākums.

Izgrieziet dēli:

Vispirms nogrieziet pēdas un caurumus augšai. Lai to izdarītu, plāna faila logā noklikšķiniet uz Traces and Holes

• Kad tas ir izdarīts, pagrieziet dēli programmatūrā Bantam Tools, noklikšķinot uz pogas Apakšējā.
• Apgrieziet arī mašīnas faktisko dēli tā, lai neslīpētā puse būtu vērsta uz augšu. Pārliecinieties, ka tāfeles apakšējā puse ir vienā līmenī ar izlīdzināšanas džiga labo stūri.
• Plāna faila logā noklikšķiniet uz Traces and Outline.

Dzirnavas izgriezīs atlikušās pēdas un caurumus, un jums būs gatavs dēlis!

6. solis: Lodēt uz elektronikas

Tagad nāk garlaicīgā daļa: komponentu lodēšana uz pulksteņa. Ja esat jauns iesācējs lodēšanai uz virsmas vai lodēšanai kopumā, izlasiet zemāk esošo aprakstu. Projektā Light-Up PCB Necklace varat atrast arī dažus padomus.

Šim procesam mēs izmantojām tostera krāsni, lai atkārtoti pielodētu mazākos SMD komponentus, piemēram, gaismas diodes un rezistorus. Tad mēs izmantojām parastu lodāmuru, lai piestiprinātu lielākus komponentus, piemēram, IC ligzdu, pogu un akumulatora turētāju.

Lai pievienotu komponentus, rīkojieties šādi:

SMD komponenti

• Pieskrūvējiet lodēšanas pastu uz 8 spilventiņiem, kas uzstādīs 2 gaismas diodes un 2 rezistorus. Apskatiet iepriekš redzamos fotoattēlus, lai uzzinātu izvietojumu atrašanās vietas.
• Pārbaudiet, vai zināt gaismas diožu polaritāti. Lai to izdarītu, varat izmantot multimetru tā "nepārtrauktības" iestatījumā, vai arī paskatīties uz LED un atrast atzīmi vai zaļo (-ās) līniju (-as), kas iezīmē zemi.
• Izmantojot pinceti, novietojiet gaismas diodes un rezistorus uz spilventiņiem ar lodēšanas pastu. Pārliecinieties, vai polaritāte ir pareiza! Abām gaismas diodēm zeme ir tuvāk pulksteņa apakšai.
• Lai izkausētu lodēšanas pastu un pievienotu komponentus, izmantojiet sildvirsmu, tostera krāsni vai tikai parastu lodāmuru.

IC ligzda

• Salieciet caurspīdīgās IC kontaktligzdas vadus līdzenus, lai tas izskatās kā SMD komponents, nevis caururbjošs caurums.
• Pulksteņa spilventiņi būs pietiekami ilgi, lai ietilptu izliektie kontaktligzdas vadi. Novietojiet kontaktligzdu un pārliecinieties, ka saprotat, kā tā tiek piestiprināta pie pulksteņa.
• Noņemiet kontaktligzdu un uzklājiet lodēšanas pastu uz vismaz viena paliktņa katrā kontaktligzdas pusē. Es parasti veicu vienu stūri un pēc tam pretējo stūri.
• Novietojiet kontaktligzdu atpakaļ uz paliktņiem ar izlīdzināšanas atzīmi uz augšu. Tas nav obligāti, taču tas palīdzēs jums atcerēties ATtiny ieejas ceļu.
• Nospiediet kontaktligzdu tā, lai tā būtu līdz galam uz tāfeles, un izmantojiet lodāmuru, lai piestiprinātu vadus ar lodēšanas pastu pie tāfeles.
• Pabeidziet pārējo vadu lodēšanu pie spilventiņiem ar lodāmuru un parastā lodēšanas spoli.

Poga

• Atkarībā no iegūtās pogas, iespējams, nāksies saliekt vadus uz leju, lai tie labāk saskartos ar spilventiņiem.
• Novietojiet pogu uz tāfeles un pārliecinieties, ka 2 parasti atvērtie vadi atrodas apakšējā kreisajā un augšējā kreisajā spilventiņā. (Nospiežot pogu, tiek savienoti 2 kreisie spilventiņi.)
• Izmantojiet to pašu piestiprināšanas paņēmienu, kas izskaidrots iepriekš IC ligzdas sadaļā, lai lodētu pogu.

Vias

• Vias var izmantot vai nu izgrieztu vadu no gaismas diodes, vai rezistoru, vai arī var noņemt 22 gabarītu cietā kodola savienojuma stieples garumu.
• Izvelciet vadu caurumā un izmantojiet lodāmuru, lai pielodētu vadu pie spilventiņiem abās dēļa pusēs.
• Noņemiet lieko vadu ar stieples noņēmējiem.

Akumulatora turētājs

• Izmantojiet lenti, lai noturētu virsmas stiprinājuma CR2032 akumulatora turētāju vietā, kamēr to lodējat. (Tas kļūst ļoti karsts, tāpēc nevēlaties to turēt ar pirkstiem!)
• Piestipriniet turētāju tāfeles aizmugurē, pielodējot pēdas abās pusēs uz kvadrātveida spilventiņiem.

7. solis: pievienojiet siksnu

Šī daļa patiešām ir atkarīga no jums. Vienkāršākais veids, kā pievienot siksnu, ir uzšūt dažas lētas velcro sloksnes, kuras varat atrast jebkurā amatniecības/auduma veikalā, piemēram, Michael's vai Jo-Ann Fabrics. Galu galā mēs vēlētos izgatavot siksnu no jaukāka materiāla, piemēram, ādas, un pievienot sprādzi, lai to piestiprinātu, taču tas pagaidām darbojas.

Lūdzu, dariet mums zināmu, ja esat izdomājis kādu interesantu veidu, kā pulksteni piestiprināt pie plaukstas locītavas!

8. solis: ieprogrammējiet ATtiny

Tagad pulkstenis ir fiziski pabeigts, bet ATtiny mikroshēma vēl nezina, kā kontrolēt gaismas diodes. Tāpēc mums tas ir jāprogrammē.

ATtiny programmēšanai ir vairākas iespējas. Jūs varat izveidot ātru maizes dēļa shēmu, izmantot īpašu ATtiny programmēšanas dēli vai arī izveidot izcilu Arduino vairogu, kā mēs to darījām, lai jūs varētu viegli ieprogrammēt šīs mikroshēmas.

Ja esat pieredzējis Arduino vairogu veidotājs un vēlaties izvēlēties šo metodi, programmētāja dēļa fails (TinyProgShield.brd) ir pieejams šajā solī. Vienkārši izgrieziet to, pielodējiet komponentus un savienojiet to ar savu Arduino.

. Ino fails šeit un ievadsolī ir fails, ar kuru jūs programmēsit savu ATtiny85. Mainiet koda laiku uz pašreizējo laiku. Noteikti augšupielādējiet failu savā ATtiny minūtē vai divās, lai pulkstenis tiktu sinhronizēts ar pareizo laiku.

9. darbība. Citas variācijas

Kā minēts pirmajā solī, Sems izgatavoja pulksteņa pilnībā SMD versiju ar virsmas stiprinājumu ATtiny. Tā kā jūs nevarat izvilkt ATtiny, lai to ieprogrammētu, viņam bija jāpievieno mini-USB ports, kas savienojas ar nepieciešamajām tapām, lai ATtiny varētu ieprogrammēt ārēji.

Pēc tam viņš izgatavoja vairogu USB kabeļa otrajam galam, lai viss, kas jums jādara, ir jāpiestiprina pulkstenis pie vairoga un pēc tam jāprogrammē ATtiny tā, it kā tas būtu uz vairoga.

10. solis: izmantojiet to

Uzlieciet Nerd Watch un pārbaudiet to, nospiežot pogu.

Vai jūs varat izlasīt laiku? Ja jūs varat pateikt laiku, skatoties secību tikai vienu reizi, tad apsveicam, jūs esat nerd! Ja jums ir vajadzīgas divas vai trīs reizes, lai iegūtu laiku, tad jūs joprojām esat nerd, jo valkājat šo super nerdy pulksteni.

Vai jums ir kādi jautājumi vai komentāri? Uzrakstiet mums e -pastu uz [email protected].