Карманные часы своими руками: 9 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:47

В этом загруженном мире отслеживание времени является обязательным условием для повышения производительности, а если вы любитель, то почему бы не создать устройство для отслеживания времени. Благодаря технологиям существуют устройства под названием «часы», но! когда ты делаешь что-то самостоятельно, удовольствие другое, поэтому в этой инструкции я собираюсь показать вам, как я сделал эти маленькие крошечные часы.

Шаг 1. Идея

Идея состоит в том, чтобы сделать его максимально простым и использовать минимум компонентов.

1. Дисплей для отображения времени.
2. Компонент для отслеживания времени.
3. Еще один компонент, которому нужно время и отправить его на показ.
4. И источник энергии.

// Блок-схема идеи

Шаг 2: мозг

Brain определенно должен быть микроконтроллером, так как он имеет преимущества в простоте программирования и меньшем размере. Сначала я подумал, что attiny85 подойдет идеально, но затем ограниченное количество контактов GPIO затруднило работу с ним. Затем я решил использовать Atmega328p, доступный в пакете tqfp, но имея незначительный опыт в пайке таких небольших корпусов, я решил использовать arduino pro mini. Хотя эта плата официально снята с эксплуатации, но, будучи открытым исходным кодом, они все еще доступны.

Шаг 3: отображение

0,91-дюймовый OLED-дисплей был бы хорошим выбором для дисплея, делая его более современным, но проблема заключается в энергопотреблении, в среднем он потребляет 20 мА, что было бы немалым для батареи. Раздумывая, что использовать в качестве дисплея, я обнаружил, что этот DVD-дисплей лежит где-то поблизости. Этот дисплей имеет четыре цифры из семи сегментов с некоторыми дополнительными светодиодами. Все светодиоды настроены как общий катод, поэтому для их управления нам нужно использовать метод, называемый mutliplexing, который представляет собой не что иное, как перемещение каждой цифры по одной так быстро, что кажется, что все загораются одновременно. Также Atmega328 может потреблять до 20 мА, поэтому потребность в транзисторах уменьшается. Каждый светодиод отлично работает с сопротивлением 100 Ом при 3,3 В.

Шаг 4: RTC

Arduino pro mini может отслеживать, но проблема в энергопотреблении. При 3,3 В он потребляет около 3 мА при 8 МГц, плюс у нас также есть дисплей, который также потребляет немного сока. Я выбрал микросхему DS3231 RTC, поскольку она проста в использовании благодаря интерфейсу I2C. Также он отслеживает время более точно, чем atmega328, и даже потребляет меньше энергии.

Шаг 5: Интерфейс с пользователем

Интерфейс прост - пользователю нужно время, устройство дает его для этого, мы могли бы использовать сложные вещи, такие как жест рукой, или такие простые, как нажатие кнопки. Поэтому, когда пользователь хочет узнать время, нажмите кнопку, и время отобразится на дисплее. План для кода заключался в том, чтобы определить, нажата ли кнопка, при нажатии запрашивать текущее время из RTC и показывать его на дисплее, но потом я понял, что у arduino pro mini есть кнопка для сброса себя, тогда почему бы не использовать ее вместо проверки для кнопки просто возьмите текущее время, отобразите один раз и дождитесь следующего сброса.

Шаг 6: поворот

Итак, теперь у нас есть набор компонентов: arduino pro min, DVD-дисплей, микросхема DS3231 RTC и кнопочный элемент CR2032 в качестве источника питания, при этом не нужно так много думать о выборе батареи. Итак, думая о схеме, я разработал макет печатной платы. И незадолго до того, как я смог заказать печатную плату, я подумал: если я рассматриваю чип RTC и держатель кнопочной ячейки, тогда они уже припаяны в модуле RTC DS3231, тогда зачем тратить ресурсы на изготовление нестандартной печатной платы, на самом деле в этом случае у нас просто есть сила пайки, Линии I2C и отображение DVD до pro mini. Если вы хотите взглянуть на компоновку печатной платы, она прилагается ниже.

Шаг 7: проблема с кнопочной ячейкой

Ошибка, которую я совершил, не давая времени выбрать тип батареи, заплатила свою цену. Когда устройство было запитано через arduino uno, поскольку я использовал его для программирования arduino pro mini, оно работало нормально, но когда оно получало питание от кнопочной ячейки, оно вело себя странно. Потратив много времени на выяснение того, в чем проблема - на самом деле CR2032 может обеспечивать ток до 2 мА, а требования к устройству были намного выше, поэтому в конечном итоге я решил использовать вместо этого липо-аккумулятор.

Шаг 8: Код

Код может выглядеть длинным и повторяющимся, но на самом деле его легко понять. Все помещается в раздел настройки, так как мы делаем все только один раз и ждем следующей команды сброса.

Поток кода инициализирует все -> берет текущее время из RTC -> манипулирует данными, чтобы их можно было использовать для мультиплексирования отображаемых цифр ->, а затем отображать данные (время) в течение 2 секунд, мультиплексируя каждую цифру одну за другой.

Шаг 9: Готово

Я бы напечатал на 3D-принтере футляр для него, но без футляра он выглядит великолепно, так как все компоненты открыты.