Бинарные часы Arduino - 3D-печать: 5 шагов (с изображениями)

2025 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2025-01-23 15:05

Некоторое время я смотрел на двоичные часы для своего офисного стола, однако они довольно дороги и / или не имеют большого количества функций. Поэтому я решил, что сделаю один вместо этого. Один момент, который следует учитывать при создании часов, Arduino / Atmega328 не очень точен в течение больших периодов времени (некоторые люди видели более 5 минут ошибки за 24 часа), поэтому для этого проекта мы будем использовать RTC (Real Time Часы) Модуль для отсчета времени. У них также есть дополнительный бонус, заключающийся в том, что у них есть собственная резервная батарея, поэтому время не будет потеряно в случае сбоя питания. Я выбрал модуль DS3231, поскольку он обеспечивает точность до 1 минуты в год, но вы также можете использовать DS1307, но он не такой точный. Очевидно, вам не нужно использовать все эти функции, вы можете просто создать базовые двоичные часы и сэкономить от 10 до 12 фунтов стерлингов в процессе. Я выбрал 12-часовой формат часов, чтобы уменьшить размер и уменьшить количество светодиодов, а также облегчить чтение. (Здравый смысл - это все, что вам обычно нужно, чтобы понять, AM или PM !!)

Я использовал:

1 x Arduino Nano (один из самых дешевых на ebay) - около 3 фунтов стерлингов

1 модуль RTC (i2C) - около 3 фунтов стерлингов

1x датчик температуры / влажности RHT03 - около 4 фунтов стерлингов

1x 0,96-дюймовый модуль экрана OLED (i2C) - около 5 фунтов стерлингов

11 светодиодов с синей соломенной шляпой - около 2 фунтов стерлингов

Резистор 11 x 470 Ом - около 1 фунта стерлингов

1 резистор 10 кОм - около 0,30 фунтов стерлингов

1 x корпус, напечатанный на 3D-принтере - около 12 фунтов стерлингов

плюс небольшое количество планки и припоя

Общая стоимость сборки = 30 фунтов стерлингов.

Шаг 1. Соберите светодиодные модули

Светодиодные модули состоят из 3 или 4 светодиодов, положительные выводы которых соединены вместе, а отрицательные выводы подключены к резистору 470 Ом. Этот резистор ограничивает ток через светодиод примерно до 5 мА. Максимальное количество светодиодов, которые могут быть включены в любое время, составляет 8, поэтому максимальный ток, потребляемый Arduino, составляет около 40 мА на входе и 40 мА на выходе, то есть в сумме 80 мА - что вполне комфортно для Arduino.

Затем припаиваются отводящие провода, а резисторы покрываются термоусадочными трубками.

Шаг 2: Схема двоичных часов

Центром этого проекта является Arduino Nano. Мы собираемся использовать здесь большую часть его контактов. Модуль RTC и экран подключены к шине i2C, поэтому они могут использовать все соединения. Просто подключите разъемы 5 В, 0 В, SDA и SCL к обоим модулям (я подключил свой гирляндной цепью, чтобы не допустить разводки). Затем SDA подключается к контакту A4 на Arduino, а SCL подключается к контакту A5.

Затем подключите RHT03 (DHT22). Опять же, это было шлейфовое соединение для соединений 5 В и 0 В, но контакт 2 был напрямую подключен к контакту D12 Arduino. Не забудьте добавить резистор 10 кОм между 5 В и сигнальным соединением, как показано на схеме.

Далее подключите светодиодные модули. Питание каждого модуля подключается к контактам 9, 10 или 11 (неважно, какие из них, поскольку они предоставляют только ШИМ-сигнал для регулировки яркости светодиода).

Подключите отрицательную сторону каждого светодиода к соответствующим контактам на схеме.

Шаг 3: спроектируйте и распечатайте корпус

Прежде всего, измерьте все ваши модули, чтобы у вас были выработаны монтажные позиции и размеры отверстий.

Я использовал программное обеспечение DesignSpark Mechanical 3D CAD для создания своих часов и базы, но вы также могли использовать любое хорошее программное обеспечение для 3D. DesignSpark Mechanical можно загрузить и использовать бесплатно, и есть множество руководств о том, как это сделать. Еще одно бесплатное программное обеспечение для 3D-моделирования - SketchUp, опять же, в нем есть множество онлайн-руководств, так что практически каждая задача покрывается.

В конце концов, вам нужен выходной файл в формате. STL, чтобы его можно было распечатать. Я включил свои файлы для удобства.

Если вам не повезло иметь 3D-принтер, вы можете сделать 3D-печать через Интернет. Есть довольно много онлайн-принтеров, доступных по очень разумным ценам. Я использовал веб-сайт под названием 3Dhubs, и печать обеих частей стоила чуть меньше 15 фунтов стерлингов.

Я напечатал обе части из технического АБС-пластика, так как степень усадки очень мала по сравнению с другими материалами.

Вернувшись из принтера, вам нужно будет очистить детали и, возможно, потребуется легкая шлифовка. Я также нанес свой легкий слой аэрозольной краски, но я хотел сохранить «отпечатанный» вид, чтобы не слишком усердно шлифовать.

Шаг 4: Сборка

Просто поместите все модули / схемы в очищенный печатный корпус. Требуется небольшое количество клея, чтобы прикрепить их к внутренним фиксирующим штифтам. Также было использовано небольшое количество клея для крепления светодиодных модулей. (да, это синяя кнопка, которую вы видите на картинке. Я использовал ее, чтобы удерживать модули, пока клей застывал)

Не забудьте установить аккумулятор на модуль RTC во время установки.

Затем вставьте Arduino в такое положение, чтобы порт мини-USB просто выглядывал из задней части часов.

Наконец, установите основание и установите винт на место (убедитесь, что у вас есть отверстия подходящего размера для винтов, чтобы они не врезались в пластик слишком сильно, так как он легко сломается)

Шаг 5: Включение и установка времени

Перед включением вам необходимо получить некоторые библиотеки Arduino, чтобы это работало.

Вам понадобиться:

RTClib

Библиотека DHT22

Библиотека OLED-экрана (вам также может понадобиться библиотека adafruit GFX)

вы можете найти множество онлайн-руководств о том, как добавить эти библиотеки, поэтому я не буду здесь вдаваться в подробности.

Часы питаются от порта Mini USB на задней панели. Просто подключите его к своему компьютеру и откройте Arduino Sketch 'Binary_Clock_Set.ino'.

Этот скетч берет текущие дату и время, установленные на ПК во время компиляции скетча, и загружает их в часы в цикле настройки. Загрузите это в часы, и время будет установлено. Не отключая часы (чтобы цикл настройки больше не запускался), откройте другой скетч Arduino «Binary_Clock.ino» и загрузите его в часы. Это нормальный беговой скетч

Если между этими двумя шагами пропадает питание (usb), вам нужно будет повторить оба, так как время будет неправильным.

Скетч 'Binary_Clock_Set.ino' теперь требуется только в том случае, если необходимо снова установить часы, например, переход на летнее время и т. Д.