„Nerd“laikrodis: 10 žingsnių (su nuotraukomis)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:46

„Nerd Watch“rodo laiką dvejetainiu būdu, kai mygtukas paspaudžiamas, ir jį sukūrė Sam DeRose per vasaros stažuotę mūsų būstinėje. Laikrodis rodo valandas ir minutes, mirksėdamas dviem šviesos diodais iš eilės, kad būtų rodomi du 4 bitų dvejetainiai skaičiai (didžiojo formato). Čia yra puikus dvejetainių skaičių skaitymo aprašymas.

Ši pamoka (parašyta Sam DeRose) parodo, kaip sukurti „Nerd Watch“nuo nulio, naudojant keletą elektronikos komponentų ir „Bantam Tools“stalinių PCB frezavimo staklių. Daroma prielaida, kad turite ankstesnės patirties dirbant su ant paviršiaus montuojamais elektroniniais komponentais ir kad jums nesvetimas multimetras ir litavimas. Taip pat naudinga surinkti šiek tiek informacijos apie tai, kaip veikia „Arduino“.

1 žingsnis: keletas pastabų prieš pradedant

Kaip pasakyti laiką: pirmasis skaičius reiškia valandą, o antrasis - skaičių, kurį minutinė rodyklė rodytų, jei būtų analoginis laikrodis. Pavyzdžiui, jei laikrodis mirksi 0010 - 0110, tai atitinka 2 - 6, o tai reiškia, kad valanda yra 2, o minutinė rodyklė rodo į 6, todėl 2:30. (Patikrinkite aukščiau esantį paveikslėlį, kad gautumėte grafinį aprašymą!) Nėra jokių nurodymų apie ryto ar po pietų, bet tikimės, kad bus aišku, ar tai yra 2:30 ryto, ar ne.

Laikrodis sukurtas pagal projektą „Tony DeRose“, sukurtą „Maker Faire“. Jame naudojamas tas pats kodas ir schema, tačiau dabar plokštė išdėstyta taip, kad atrodytų labiau kaip laikrodis, o aptakesni paviršiaus tvirtinimo (SMD) komponentai naudojami žemesniam profiliui.

Pastaba: Semas daug kartų kartojo šį laikrodį - nuotraukose matysite versijos numerius. Dėl šios priežasties šiame įraše pateiktos pažangos nuotraukos gana dažnai praleidžiamos tarp skirtingų versijų. Tačiau bendras kiekvienos versijos procesas yra visiškai tas pats, todėl nesijaudinkite, jei jūsų laikrodis neatrodo tiksliai toks, kaip paveikslėlyje.

Kita pastaba: Pagrindinė šios instrukcijos dalis apima tai, kaip sukurti 2.5 versiją, naujausią versiją, kurioje naudojama įprasta ATtiny mikroschema. Tačiau 9 veiksmas rodo 3.1 versijos variantą, kuriam programuoti naudojamas ant paviršiaus montuojamas ATtiny ir mini USB prievadas. Šią versiją sukurti ir programuoti yra žymiai sunkiau, todėl rekomenduočiau pradėti nuo 2.5 versijos ir išbandyti tik 3.1 versiją, jei jaučiatės tikrai ambicingi (arba turite patirties su SMD komponentų litavimu).

2 žingsnis: kaip tai veikia

„ATtiny“lustas (juodas 8 kontaktų IC lustas) yra laikrodžio širdis. Šis lustas iš esmės yra maža to paties lusto versija, esanti „Arduino“viduje, todėl ją galima užprogramuoti atlikti skirtingas funkcijas. Šiuo atveju mikroschemoje yra programa, kuri laukia mygtuko paspaudimo, o pajutusi vieną, sumontuoja kelis savo kaiščius, kad srovė galėtų tekėti nuo +3 voltų per šviesos diodus ir juos apšviesti. „ATtiny“turi vidinį laikrodį, todėl šviesos diodai yra užprogramuoti mirksėti, kad būtų rodomas laikas.

3 žingsnis: įrankiai, medžiagos ir failai

ĮRANKIAI

• „Bantam Tools“stalinių PCB frezavimo staklės
• Kompiuteris su įdiegta „Bantam Tools“programine įranga
• Su frezavimo staklėmis pridedamas derinimo laikiklis ir tvirtinimo detalės
• Lituoklis
• Plokščios frezos, 1/64 ", 1/32" ir 1/16 "(neprivaloma, bet rekomenduojama, norint pašalinti vario perteklių)

MEDŽIAGOS

• PCB ruošinys, FR-1, dvipusis
• Dvipusė juosta
• Lituoklis
• Lydmetalio pasta
• Siuvimo adata
• Siūlas, juodas
• Velcro dirželiai, 3/4 ", juodi arba kitos formos laikrodžio dirželis

ELEKTRONINIAI KOMPONENTAI

• IC lizdas, 8 kontaktų
• Atmel ATtiny mikroschema Mes naudojome ATtiny85.
• Šviesos diodai, SMD (2) SMD = ant paviršiaus montuojamas įtaisas
• Rezistoriai, ~ 50 omų, SMD (2) Tiksli vertė nėra svarbi.
• Momentinis mygtukas, kvadratas, SMD Mes naudojome šiuos, bet tinka ir kiti.
• Monetų elementų baterija, CR2032, 3 voltai
• Monetų elementų laikiklis

Failai

• EAGLE plokštės failas „NerdWatchV2.5.brd“laikrodžiui
• „Arduino“eskizas „NerdWatch.ino“eiti į „ATTiny“. Čia esančiame.zip faile yra eskizas, taip pat bibliotekos, kurias turėsite įdiegti, kad eskizas veiktų tinkamai.

EAGLE failas, skirtas ATtiny programuotojui TinyProgShield.brd (neprivaloma)

• PASTABA: prieš bandydami sudaryti eskizą, nepamirškite įdiegti bibliotekų „Arduino“. Štai kaip:

  • Atsisiųskite ir įdiekite „Arduino“, jei to dar nepadarėte. Jį galite gauti iš „Arduino“svetainės.
  • Atsisiųskite „NerdWatch.zip“failą ir prisiminkite, kur jį išsaugojote.
  • Paleiskite „Arduino“. Eikite į Eskizas> Importuoti biblioteką> Pridėti biblioteką ir eikite į vietą, kurioje išsaugojote „NerdWatch.zip“.
  • Pasirinkite visą.zip failą ir leiskite „Arduino“automatiškai įdiegti bibliotekas.
  • Iš naujo paleiskite „Arduino“, kad suaktyvintumėte bibliotekas. Pastaba: jei turite kokių nors problemų, „Arduino“forumai yra puiki vieta užduoti klausimus tiek pažengusiems vartotojams, tiek naujiems programuotojams.
  • Naudokite „Arduino“, kad atidarytumėte „NerdWatch.ino“ir sudarytumėte savo kodą.

3.1 versijai jums reikės šių failų:

• EAGLE failas NerdWatchV3.1.brd
• NerdWatch.zip tas pats failas, kaip ir v2.5
• EAGLE failas SMDtinyProgrammer.brd skirtas SMD ATtiny programuotojo lentai

4 veiksmas: nustatykite „Bantam Tools“frezavimo staklių programinę įrangą

Įjunkite „Bantam Tools“programinę įrangą. Tada prijunkite frezavimo mašiną prie kompiuterio ir įjunkite.

Importuokite EAGLE failą į „Bantam Tools“programinę įrangą ir atlikite šiuos veiksmus, kad nustatytumėte pjūvį:

• Naudokite mygtuką „Nustatymo fiksavimas“, kad pamatytumėte lygiavimo laikiklio montavimą ir vietą.
• Įdiegę laikiklį, nustatykite savo medžiagą į dvipusę FR1 plokštę, naudodami mygtuką Sąrankos medžiaga.
• Šiame dialoge būtinai suderinkite medžiagos kilmę su laikikliu.
• Lentos priekyje naudokite 1/32 "ir 1/64" plokščius malūnėlius, o lentos gale - 1/32 ". (Galinėje pusėje taip pat galite pridėti pasirinktinį 1/16 colių galinį malūną).)

Numatytasis jūsų FR-1 plokštės nustatymas puikiai tinka šiam projektui. Jei norite eksperimentuoti su daugiau pėdsakų pašalinimo, galite įjungti „BitBreaker“režimą (Nuostatos> spustelėkite „BitBreaker“langelį) ir eksperimentuoti su gylio ir atstumo nustatymais (tai yra naudotojui, žinančiam savo kelią aplink malūną).

Jei jums reikia atnaujinimo naudojant „Bantam Tools“stalinių plokščių frezavimo staklę ir nustatant programinę įrangą, peržiūrėkite šį darbo pradžios vadovą.

5 žingsnis: Iškirpkite laikrodį

Įkelkite tuščią PCB:

• Norėdami pakelti apdirbimo lovą į priekį, naudokite pakrovimo mygtuką.
• Uždenkite vieną dvipusio FR-1 pusę dvipuse juosta ir priderinkite plokštę prie kairiojo išlyginimo laikiklio kampo.
• Tvirtai paspauskite lentą ir paspauskite pagrindinį mygtuką.

Iškirpti lentą:

Pirmiausia nupjaukite pėdsakus ir skyles viršuje. Padarykite tai spustelėdami pėdsakus ir skyles plano failo lange

• Kai tai bus padaryta, apverskite lentą „Bantam Tools“programinėje įrangoje spustelėdami mygtuką „Apačia“.
• Taip pat apverskite mašinoje esančią plokštę taip, kad nesupjaustyta pusė būtų nukreipta į viršų. Įsitikinkite, kad apatinė plokštės pusė yra lygi su dešiniuoju lygiavimo svirties kampu.
• Plano failo lange spustelėkite „Pėdsakai ir kontūrai“.

Malūnas iškirps likusius pėdsakus ir skyles, o jūs turėsite gatavą lentą!

6 žingsnis: Elektronikos lydmetalis

Dabar ateina varginanti dalis: komponentų litavimas ant laikrodžio. Jei pradėjote lituoti ant paviršiaus arba apskritai lituoti, perskaitykite toliau pateiktą aprašymą. „Light-Up PCB Necklace“projekte taip pat galite rasti keletą patarimų.

Šiam procesui mes panaudojome skrudintuvo orkaitę, kad suvirintume mažesnius SMD komponentus, tokius kaip šviesos diodai ir rezistoriai. Tada mes naudojome įprastą lituoklį, kad pritvirtintume didesnius komponentus, tokius kaip IC lizdas, mygtukas ir akumuliatoriaus laikiklis.

Norėdami pridėti komponentų, atlikite šiuos bendruosius veiksmus:

SMD komponentai

• Užtepkite litavimo pastą ant 8 pagalvėlių, ant kurių bus sumontuoti 2 šviesos diodai ir 2 rezistoriai. Peržiūrėkite aukščiau esančias nuotraukas, kad sužinotumėte apie paskirties vietas.
• Patikrinkite, ar žinote šviesos diodų poliškumą. Norėdami tai padaryti, galite naudoti multimetrą „tęstinumo“nustatyme arba pažvelgti į šviesos diodą ir rasti varnelę arba žalią (-as) liniją (-as), žyminčią antžeminę pusę.
• Naudodami pincetus, padėkite šviesos diodus ir rezistorius ant trinkelių su litavimo pasta. Įsitikinkite, kad poliškumas yra teisingas! Abiejuose šviesos dioduose žemė yra arčiau laikrodžio apačios.
• Naudokite kaitvietę, skrudintuvo orkaitę arba tiesiog įprastą lituoklį, kad ištirpintumėte litavimo pastą ir pritvirtintumėte komponentus.

IC lizdas

• Sulenkite perjungimo IC lizdo laidus taip, kad jis atrodytų kaip SMD komponentas, o ne per skylės komponentą.
• Laikrodžio pagalvėlės bus pakankamai ilgos, kad tilptų išlenkti lizdo laidai. Įdėkite lizdą ir įsitikinkite, kad suprantate, kaip jis tvirtinamas prie laikrodžio.
• Nuimkite lizdą ir užtepkite lydmetalio pastos ant bent vienos trinkelės kiekvienoje lizdo pusėje. Aš paprastai darau vieną kampą, o tada priešingą kampą.
• Įdėkite lizdą atgal ant trinkelių taip, kad sulygiavimo ženklas būtų nukreiptas į viršų. Tai nėra būtina, tačiau tai padės prisiminti, kuriuo keliu įeina „ATtiny“.
• Paspauskite lizdą taip, kad jis būtų iki pat plokštės, ir lituokliu pritvirtinkite laidus su litavimo pasta prie lentos.
• Likusių laidų prie trinkelių litavimą užbaikite lituokliu ir įprasto lydmetalio ritė.

Mygtukas

• Priklausomai nuo to, kokį mygtuką gausite, gali tekti sulenkti laidus žemyn, kad jie geriau prisiliestų prie trinkelių.
• Uždėkite mygtuką ant lentos ir įsitikinkite, kad 2 laidai, kurie paprastai yra atviri, yra apatinėje kairėje ir viršutinėje kairėje pusėje. (Paspaudus mygtuką, prijungiamos 2 kairiosios pagalvėlės.)
• Norėdami lituoti mygtuką, naudokite tą pačią fiksavimo techniką, aprašytą aukščiau esančiame IC lizdo skyriuje.

Vias

• Vias galite naudoti nukirptą laidą iš šviesos diodo arba rezistoriaus arba nuimti 22 gabaritų vientiso sujungimo laido ilgį.
• Įkiškite vielą per skylę ir naudokite lituoklį, kad prilituotumėte laidą prie trinkelių abiejose lentos pusėse.
• Vielos perteklių nupjaukite vielos žnyplėmis.

Akumuliatoriaus laikiklis

• Lituodami naudokite juostą, kad laikytumėte ant paviršiaus tvirtinamą CR2032 baterijų laikiklį. (Jis tampa labai karštas, todėl nenorite jo laikyti pirštais!)
• Pritvirtinkite laikiklį prie lentos galo, lituodami kojas iš abiejų pusių prie kvadratinių trinkelių.

7 žingsnis: pridėkite dirželį

Ši dalis tikrai priklauso nuo jūsų. Lengviausias būdas pridėti dirželį yra siuvant pigias velcro juosteles, kurias galite rasti bet kurioje amatų/audinių parduotuvėje, pvz., „Michael's“ar „Jo-Ann Fabrics“. Galiausiai norėtume, kad dirželis būtų pagamintas iš gražesnės medžiagos, pavyzdžiui, odos, ir pritvirtinti sagtį, kad jį pritvirtintume, tačiau kol kas tai veikia.

Praneškite mums, jei sugalvojote kokių šaunių būdų laikrodį pritvirtinti prie riešo!

8 veiksmas: užprogramuokite „ATtiny“

Dabar laikrodis yra fiziškai baigtas, tačiau „ATtiny“lustas dar nežino, kaip valdyti šviesos diodus. Štai kodėl mes turime jį užprogramuoti.

Programuojant ATtiny yra keletas variantų. Galite sukurti greitą duonos lentos grandinę, naudoti specialią „ATtiny“programavimo plokštę arba padaryti puikų „Arduino“skydą, kaip mes padarėme, kad nuo šiol galėtumėte lengvai užprogramuoti šiuos lustus.

Jei esate patyręs „Arduino“skydų kūrėjas ir norite pasirinkti šį metodą, šį veiksmą galite pasiekti programuotojo lentos faile („TinyProgShield.brd“). Tiesiog iškirpkite, lituokite komponentus ir sujunkite su „Arduino“.

. Ino failas čia ir įžanginiame etape yra failas, kuriuo programuosite savo ATtiny85. Pakeiskite kodo laiką į dabartinį laiką. Būtinai įkelkite failą į „ATtiny“per minutę ar dvi, kad laikrodis būtų sinchronizuotas tinkamu laiku.

9 žingsnis: kiti variantai

Kaip minėta pirmame žingsnyje, Samas pagamino visiškai SMD laikrodžio versiją su ant paviršiaus tvirtinamu ATtiny. Kadangi negalite ištraukti „ATtiny“, kad jį užprogramuotumėte, jis turėjo pridėti mini USB prievadą, jungiantį prie būtinų kaiščių, kad „ATtiny“būtų galima užprogramuoti išorėje.

Tada jis padarė skydą kitam USB kabelio galui, kad viskas, ką jums reikia padaryti, yra prikabinti laikrodį prie skydo ir tada užprogramuoti „ATtiny“taip, tarsi jis būtų ant skydo.

10 žingsnis: naudokitės

Uždėkite „Nerd Watch“ir išbandykite jį paspausdami mygtuką.

Ar galite perskaityti laiką? Jei sugebate pasakyti laiką žiūrėdami seką tik vieną kartą, tada sveikiname, jūs esate šaunuolis! Jei užtruksite du ar tris kartus, kad gautumėte laiko, na, jūs vis dar esate šaunuolis, nes nešiojate šį super nerdy laikrodį.

Turite klausimų ar komentarų? Parašykite mums el. Laišką adresu [email protected].