Двоичные часы V1.0: 5 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:51

Все любят бинарные часы, особенно такие ботаники, как я. В этом руководстве я покажу вам, как вы можете создать свои собственные двоичные часы, используя готовые модули и модули перфорированной платы.

Я не был удовлетворен дизайном готовых бинарных часов с ebay или других источников, поэтому я сделал свои собственные. В нем используется только один цвет, а лицевая панель симметрична, что делает его намного красивее.

Запасы

Компоненты:

• Arduino Nano (любой контроллер с 18 выходами и I2C)
• Модуль DS1307 (также можно использовать DS3231)
• 18 супер ярких светодиодов диаметром 5 мм (я использовал синие)
• 18 шт резистор 10кОм (я использовал SMD)
• 18 шт резистор 100кОм (я использовал SMD)
• 18 шт. Общий диод
• Разъем постоянного тока
• Блок питания 12 В
• Маленькая деревянная шкатулка
• Провода
• Термоусадочные трубки (по желанию)
• Перфорированная плита

Инструменты:

• Паяльник и припой
• Электрическая дрель
• Пистолет для горячего клея
• Основные инструменты

Шаг 1: пайка светодиодной платы

Прежде всего, вам нужно выбрать размер ваших часов. Как только все станет ясно, вы должны выбрать кусок перфорированного картона подходящего размера. Вы можете легко вырезать его по форме, несколько раз пометив его универсальным ножом и щелкнув. Вам нужно припаять светодиоды в пять столбцов. В столбцах 1, 3 и 5 будет 4 светодиода, а в столбцах 2 и 4 - 3 штуки. Светодиоды на монтажной плате должны выглядеть примерно так:

O -------- O -------- OO --- O --- O --- O --- OO --- O --- O --- O --- OO --- O --- O --- O --- O

Символы «Os» обозначают положения светодиода.

Первый столбец показывает часы от 0 до 12 в двоичном формате. Самый низкий светодиод - это LSB, а самый высокий светодиод - это MSB. Второй столбец - это десятки минут от 0 до 5. Третий столбец - это остаток минут от 0 до 9. Остальное показывает секунды так же, как и минуты. Следующие цифры показывают время, когда Os выключены, а X включены:

O -------- O -------- OO --- O --- O --- O --- OO --- O --- O --- O --- OX --- X --- O --- O --- X Время 1:10:01

X -------- O -------- XO --- O --- O --- X --- OO --- X --- X --- O --- OO --- O --- X --- O --- X Время 8:23:49

Подключение светодиодов показано на пошаговых рисунках. Все светодиоды имеют одинаковые GND и VCC на своих соединениях. Для VCC вы можете использовать 5 В (или 3,3 В). С резистором 100кОм светодиоды будут очень тусклыми. Если вы включите светодиод с выходом Arduino, ток пройдет через меньшее сопротивление (10 кОм), и светодиод станет ярче. Если нет достаточной разницы между тусклым и ярким светодиодами, вы можете подключить светодиодную плату VCC к 3,3 В. Диод необходим в цепи, поэтому, если на вашем выходе низкий уровень, ток по-прежнему течет через светодиод. Надеюсь, это всем понятно.

Чтобы иметь относительно маленькое лицо, я использовал резисторы SMD на задней стороне перфокарта. Можно использовать обычные (THD) резисторы, если для них достаточно места. Также мне пришлось припаять диоды на отдельном куске перфокартона, опять же из-за места. Вы можете использовать SMD-диоды, если они есть, так что все может идти на одну плату.

Припаяйте провода к линиям GND и VCC платы, а также к аноду каждого штатного диода. Если вы также хотите сделать отдельную плату диода, выполните соединения между катодами диодов и резисторами 10 кОм.

Провода от анодов диодов пойдут на выходы Arduino.

Шаг 2: Изготовление коробки

После изготовления светодиодного табло наших часов осталось выбрать емкость для него. Я выбрала небольшую шкатулку для драгоценностей. На самом деле я сначала выбрал коробку, а потом сделал плату светодиодов, вы тоже можете это сделать.

Вы должны отметить положение светодиодов на передней панели коробки. Вы можете рассчитать позиции или использовать другой кусок перфорированной доски. Расстояние между маленькими отверстиями составляет 2,54 мм или 1/10 дюйма.

После разметки 18 позиций на передней части коробки необходимо просверлить отверстия. Я сделал 4-миллиметровые отверстия, чтобы светодиоды не выглядывали, но вы можете сделать 5-миллиметровые отверстия, чтобы светодиоды были видны сбоку. Вы также должны просверлить отверстие диаметром 8 мм в задней части коробки для разъема постоянного тока.

Теперь вы можете покрыть деревянную коробку краской или лаком. Перед этим вы можете удалить петли и замок из коробки. Как только вы будете удовлетворены внешним видом, закрутите петли и замок.

Шаг 3: соединяем вещи

Для этого шага вам понадобится несколько проводов и немного пайки.

Вы должны подключить разъем постоянного тока к Arduino VIN и GND. Если вы будете использовать стабилизированный источник питания 5 В, вы можете подключить его к Arduino 5 В вместо VIN.

Модуль RTC имеет 4 контакта: GND, 5V, SDA и SCL. Подключите GND и 5V к Arduino GND и 5V. Подключите SDA к Arduino A4 и SCL к Arduino A5. Если вы используете другой микроконтроллер, обязательно проверьте контакты I2C.

Подключите светодиодную плату VCC к 5 В или 3,3 В и GND к Arduino GND. Подключите аноды диодов следующим образом:

H1 D0H2 D1H4 D2H8 D3

М10 Д4М20 Д5М40 Д6

M1 D7M2 D8M4 D9M8 D10

S10 D11S20 D12S40 D13

S1 A0S2 A1S4 A2S8 A3

H1 означает младший бит столбца часов. Это нижний левый светодиод. S8 представляет 8 секунд, это верхний правый светодиод.

Шаг 4: Программирование

Перед тем, как что-либо загружать, вам нужно будет загрузить библиотеку RTC и мой программный код. После загрузки переместите библиотеку RTC в папку библиотек Arduino, а проект - в папку ваших проектов. После этого вам необходимо запустить или перезапустить среду IDE.

Перед загрузкой моего программного кода мы должны записать правильные данные времени в чип RTC. Перед этим убедитесь, что аккумулятор заряжен. Откройте пример «Установить время и отображение» из библиотеки RTC. Введите правильные значения времени. Нам не важна дата, вы можете оставить ее как есть или, возможно, заполнить и ее. Значения времени будут записаны в чип RTC, когда мы загрузим код и наш Arduino запустится. Важно не перезагружать контроллер. Также вы можете установить время на одну минуту вперед, чтобы ваши часы не отставали от времени загрузки и времени начала.

Убедитесь, что выбрали правильный порт и тип платы, прежде чем нажимать кнопку загрузки.

После загрузки примера RTC вы должны загрузить мой скетч, не отключая Arduino, так как каждый сброс будет устанавливать время, указанное в примере. Как только вы загрузите мою программу, на светодиодах должно появиться время. Проверьте, все ли работает правильно (должно). Если все в порядке, можно начинать собирать все вместе.

Шаг 5: Завершите это

Как только вы отключите Arduino, часы не забудут время, пока батарея RTC не разрядится. Теперь вы можете закрепить все на месте. Используйте горячий клей, эпоксидную смолу, двусторонний скотч, шурупы, болты или что угодно.

Подключите часы к 12 В (или к тому напряжению, которое вы используете), смотрите и любите их. Я также добавил преломляющий слой от монитора на переднюю часть, чтобы изображение получилось лучше. Вы также можете добавить лист бумаги или что-то еще, чтобы добиться другого визуального эффекта. Пожалуйста, поделитесь со мной своими идеями.

Надеюсь, вам понравилось это руководство, и, может быть, кому-то оно пригодится. Не стесняйтесь задавать вопросы в комментариях. Эта инструкция предназначена для конкурса «Цвета радуги» с ее ярко-синим цветом.