Миниатюрные многомодовые часы M-Clock: 11 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:53

Часы минимализма? Многорежимные часы? Матричные часы?

Это проект многорежимных часов, основанный на MSP430G2432. Его можно собрать без пайки и минимального использования инструментов. Эти 12-часовые часы с ограниченным разрешением экрана 8x8 пикселей показывают время в 6 различных режимах. Он состоит из минимального количества компонентов (всего от 5 до 7 частей) и минимальной проводки (4 провода). Весь проект, включая батарею, размещен на макетной плате размером 1,5 x 2 дюйма. Бонусная пасхалка «Тетрис» похожа на игру, см. Последние шаги проекта.

Функции

• Минимальное количество компонентов, 5 частей.
• Минимальная проводка, требуется всего 4 провода. Аккумулятор работает от 3 В до 3,6 В.
• Использование сторожевого таймера для отсчета времени, спящий режим с отключением питания (LPM3) потребляет энергию uA.
• Кристалл 32 кГц, чтобы сохранять точное время во сне.
• В активном состоянии работают калиброванные часы DCO с частотой 1 МГц (отображение времени).
• Это 12-часовой режим, а не 24-часовой, и у него нет индикатора AM / PM.
• Приложение «Пасхальное яйцо» в игре «Тетрис».

Шаг 1: режим ЧЧММ

Режим ЧЧММ, типичные часы плюс минуты, прокручиваемые цифры с разделителем двоеточие. Фото ниже нечеткое, так как цифры скручиваются.

Шаг 2: режим секунд

Режим секунд, показывает только секунды

Шаг 3: режим Tix

Режим Tix, светодиодная матрица разделена на квадранты, верхние квадранты показывают час в значениях bcd (двоично-десятичные). они представлены количеством точек для обозначения цифр. нижние квадранты показывают минуты в bcd. т.е. для 4:32 он не показывает точки + 4 точки в верхней половине и 3 точки + 2 точки в нижней половине.

Шаг 4: режим игры в кости

В режиме игры в кости светодиодная матрица разделена на два набора «кубиков». верхняя пара показывает часы от 1 до 12, нижняя пара кубиков показывает минуты с шагом 5 минут. Каждые секунды игральные кости будут вращаться между возможными значениями. Например, 4-й час может быть представлен комбинациями 0 + 4, 1 + 3 и 2 + 2 из 1 или 2 кубиков. Ниже для 4:32 отображается значение кубика: верхний 4 + нижний 6 (5 + 1), получается 4 часа, 6 x 5 = 30 минут, с усечением нечетных 2 минут, поскольку мы представляем только значения с шагом 5 минут..

Шаг 5: режим цифр

В режиме цифр маленький сокращенный шрифт 3x3 используется для отображения часов и минут без необходимости прокрутки цифр. Цифры минут сдвигаются влево и вправо на второй, а цифра часа (когда в часах от 1 до 9) сдвигается справа налево, показывая каждые 10 секунд перемещения в течение минуты. 4:33 и около 30+ секунд видно на фото.

Шаг 6: двоичный режим

В двоичном режиме (на самом деле это двоично-десятичный код), цифры часа, минуты и секунды отображаются в виде двоичных точек в разных столбцах светодиодной матрицы. столбцы 0 и 1 (слева) представляют собой цифры часа, столбец 2 не заполнен, столбцы 3 и 4 представляют цифры минут, столбец 5 не заполнен, столбцы 6 и 7 представляют вторые цифры. Ниже представлено время 4:34:16.

Шаг 7: как это работает

Схема использует мультиплексирование строк и столбцов для управления светодиодами, по одной строке за раз, это дает рабочий цикл 12,5%, когда «наборы» светодиодов (8 из них в каждой из 8 строк) включаются на короткое время. токоограничивающие резисторы исключены, чтобы сэкономить место на макетной плате, и, поскольку мы не используем постоянно отдельные светодиоды, они не будут повреждены.

Элемент управления (пользовательский интерфейс) также устроен так, что мы используем только одну тактильную кнопку для ввода. при захвате прошивки долгое нажатие (нажатие и удерживание) кнопки для поворота меню и нормальное нажатие кнопки для выбора меню. Перенеся этот проект с микроконтроллера AVR на микроконтроллер msp430, я сделал возможным намного более точное измерение времени. Во время отображения (т. Е. Светодиода) проект работает на частоте DCO 1 МГц. В микроконтроллере MSP430 значения часов откалиброваны на заводе. Когда он не отображается, этот проект переходит в LPM3 (режим пониженного энергопотребления 3) для экономии энергии. В LPM3 нельзя использовать часы DCO, и проект переключается на использование AClk на основе кристалла 32 кГц для сохранения времени.

Шаг 8: Компоненты / Детали

• MSP430G2432 (или другие 20-контактные устройства серии G с 4k + вспышкой)
• Светодиодный матричный дисплей 8x8 (только красный, проект 3V)
• тактильная кнопка, вам нужно 3, если вы хотите, чтобы игра Тетрис была включена
• Кристалл часов 32 кГц
• CR2032 или другой источник батареи 3 В

Шаг 9: Макет макета

Светодиодная матрица 8x8 имеет размер точки 1,9 мм и имеет общий катод. Если у вас общий тип анода, вы можете изменить несколько строк в коде для принятия. Посмотрите прикрепленные фотографии и схему и посмотрите, правильно ли у вас распиновка. Похоже, они довольно распространены, и если вы покупаете через ebay, большинство поставщиков имеют одинаковую распиновку, даже если номер модели отличается.

Шаг 10: Схема / Сборка

• Следуйте макету макета и поместите две перемычки на мини-макет
• Место MSP430G2432 mcu
• Поместите кристалл 32 кГц
• Поместите тактильную кнопку
• Поместите источник питания (я использую кнопочную ячейку CR2032)
• Наконец, поместите светодиодную матрицу 8x8 поверх MSP430G2432.

Исходный код и прошивку для проекта можно скачать из моего репозитория на github, необходимы файлы mclock.c (исходный код) и M-Clock.hex (бинарный файл прошивки)

Шаг 11: пасхальное яйцо / тетрис как игра

Имея дополнительное место для флеш-памяти на MCU, я могу втиснуться в игру, похожую на тетрис. Это приложение «пасхальное яйцо» запускается путем размещения дополнительных / дополнительных тактильных кнопок в правильных позициях макета.

Нажатие любой игровой кнопки (влево или вправо), когда часы показывают, запустит игру. Управление игрой осуществляется с помощью левой и правой кнопок для перемещения игрового элемента по горизонтали, а кнопка часов в игровом режиме действует как кнопка поворота игрового элемента. В этой реализации нет падения скорости. Когда игра заканчивается (игровые фишки сложены до потолка), счет (количество убранных рядов) на короткое время отображается в виде 2 мигающих цифр.