Orologio binario V1.0: 5 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:01

Tutti amano gli orologi binari, specialmente i produttori nerd come me. In questo tutorial ti mostrerò come puoi creare il tuo orologio binario usando moduli standard e perfboard.

Non ero soddisfatto del design degli orologi binari già pronti da ebay o da altre fonti, quindi ne ho creati uno mio. Utilizza un solo colore e il frontalino è simmetrico, il che lo rende molto più bello.

Forniture

Componenti:

• Arduino Nano (qualsiasi controller con 18 uscite e I2C)
• Modulo DS1307 (può essere utilizzato anche DS3231)
• 18 LED super luminosi da 5 mm (io ho usato quelli blu)
• 18 pz 10kOhm resistore (ho usato SMD)
• Resistore da 18 pezzi da 100kOhm (ho usato SMD)
• Diodo generico da 18 pezzi
• Connettore jack CC
• Alimentazione 12V
• Piccola scatola di legno
• fili
• Tubi termoretraibili (opzionale)
• Perfboard

Utensili:

• Saldatore e saldatore
• Trapano elettrico
• Pistola per colla a caldo
• Strumenti di base

Passaggio 1: saldatura della scheda LED

Prima di tutto devi scegliere la dimensione del tuo orologio. Una volta che è chiaro, devi selezionare il pezzo di perfboard con le dimensioni appropriate. Puoi facilmente tagliarlo a forma segnandolo con un taglierino un paio di volte e spezzandolo. Devi saldare i LED in posizione in cinque colonne. Le colonne numero 1, 3 e 5 conterranno 4 LED, mentre le colonne numero 2 e 4 conterranno 3 pezzi. I LED sulla perfboard dovrebbero assomigliare a questo:

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

Gli Os rappresentano le posizioni dei LED.

La prima colonna mostra le ore da 0 a 12 in binario. Il LED più basso è l'LSB e il LED più alto è l'MSB. La seconda colonna è le decine di minuti da 0 a 5. La terza colonna è il resto dei minuti da 0 a 9. Il resto mostra i secondi allo stesso modo in cui funzionano i minuti. Le figure successive mostrano l'ora, dove le O sono OFF e le X sono ON:

O--------O--------OO---O---O---O---OO---O---O---O--- OX---X---O---O---XIl tempo è 1:10:01

X--------O--------XO---O---O---X---OO---X---X---O--- OO---O---X---O---XIl tempo è 8:23:49

La connessione per i LED è nelle immagini dei passaggi. Tutti i LED hanno lo stesso GND e VCC sulle loro connessioni. Per VCC puoi usare 5V (o 3.3V). Con la resistenza da 100kOhm i LED saranno molto deboli. Se accendi il LED con l'uscita Arduino, la corrente passa attraverso una resistenza inferiore (10kOhm) e il LED sarà più luminoso. Se non c'è abbastanza differenza tra il LED debole e luminoso, puoi collegare la scheda LED VCC a 3,3 V. Il diodo è necessario nel circuito, quindi se l'uscita viene ridotta, la corrente scorre ancora attraverso il LED. Spero sia chiaro per tutti.

Per avere una faccia relativamente piccola ho usato resistori SMD sul retro della perfboard. Puoi usare resistori normali (THD), se hai abbastanza spazio per loro. Inoltre ho dovuto saldare i diodi su un pezzo di perfboard separato, di nuovo, a causa dello spazio. Puoi usare i diodi SMD se li hai, quindi tutto può andare su una scheda.

Saldare i fili alle linee GND e VCC della scheda e anche a ogni normale anodo di diodo. Se si desidera realizzare anche una scheda a diodi separata, effettuare i collegamenti tra i catodi del diodo e le resistenze da 10kOhm.

I fili degli anodi dei diodi andranno alle uscite Arduino.

Passaggio 2: creare la scatola

Dopo aver realizzato la scheda LED del nostro orologio, dobbiamo scegliere un contenitore per esso. Ho scelto un piccolo portagioie. In realtà ho scelto prima la scatola e poi ho realizzato la scheda LED, puoi farlo anche tu.

Devi segnare la posizione dei LED sulla parte anteriore della tua scatola. Puoi calcolare le posizioni o puoi usare un altro pezzo di perfboard per aiutarti. La distanza tra i piccoli fori è 2,54 mm o 1/10 di pollice.

Dopo aver segnato le 18 posizioni sulla parte anteriore della scatola, devi praticare i fori. Ho fatto fori da 4 mm, quindi i LED non fanno capolino, ma puoi fare fori da 5 mm, quindi i LED saranno visibili anche dalla vista laterale. Devi anche praticare un foro da 8 mm sul retro della scatola per il connettore CC.

Ora puoi usare vernice o vernice sulla scatola di legno. Potresti voler rimuovere le cerniere e la serratura dalla scatola prima. Una volta che sei soddisfatto dell'aspetto, riavvita le cerniere e la serratura.

Passaggio 3: collegare le cose

Avrai bisogno di alcuni fili e alcune saldature per questo passaggio.

Devi collegare il connettore DC a Arduino VIN e GND. Se utilizzerai un alimentatore stabilizzato a 5V puoi collegarlo ad Arduino 5V invece del VIN.

Il modulo RTC ha 4 pin: GND, 5V, SDA e SCL. Collega GND e 5V a Arduino GND e 5V. Collega SDA ad Arduino A4 e SCL ad Arduino A5. Se usi un altro microcontrollore, assicurati di controllare i pin I2C.

Collegare la scheda LED VCC a 5 V o 3,3 V e GND a Arduino GND. Collegare gli anodi dei diodi come segue:

H1 D0H2 D1H4 D2H8 D3

M10 D4M20 D5M40 D6

M1 D7M2 D8M4 D9M8 D10

S10 D11S20 D12S40 D13

S1 A0S2 A1S4 A2S8 A3

H1 indica il bit meno significativo della colonna delle ore. È il LED in basso a sinistra. S8 rappresenta 8 secondi, questo è il LED in alto a destra.

Passaggio 4: programmazione

Prima di caricare qualsiasi cosa, dovrai scaricare la libreria RTC e il mio codice di programma. Dopo il download sposta la libreria RTC nella cartella delle librerie Arduino e il progetto nella cartella dei tuoi progetti. Devi avviare o riavviare l'IDE dopo questo.

Prima di caricare il codice del mio programma, dobbiamo scrivere i dati dell'ora corretti nel chip RTC. Assicurati di avere una batteria carica prima di farlo. Aprire l'esempio "Imposta ora e visualizzazione" dalla libreria RTC. Inserisci i valori dell'ora corretti. Non ci interessa molto la data, puoi lasciarla così com'è, o magari inserire anche quella. I valori temporali verranno scritti sul chip RTC quando carichiamo il codice e il nostro Arduino si avvia. È importante non resettare il controller. Inoltre puoi impostare l'ora con un minuto di anticipo, in modo che l'orologio non ritarderà l'ora del caricamento e dell'ora di inizio.

Assicurati di selezionare la porta e il tipo di scheda corretti prima di premere il pulsante di caricamento.

Dopo aver caricato l'esempio RTC, devi caricare il mio schizzo senza scollegare Arduino, poiché ogni ripristino imposterà il tempo indicato nell'esempio. Una volta caricato il mio programma, l'ora dovrebbe apparire sui LED. Controlla se tutto funziona correttamente (dovrebbe). Se tutto va bene, puoi iniziare a mettere tutto insieme.

Passaggio 5: finiscilo

Una volta scollegato Arduino, l'orologio non dimenticherà l'ora fino a quando la batteria dell'RTC non si esaurirà. Ora puoi proteggere tutto a posto. Usa colla a caldo, resina epossidica, nastro biadesivo, viti, bulloni o tutto ciò che desideri.

Collega il tuo orologio a 12V (o alla tensione che usi) e guardalo e amalo. Ho anche aggiunto uno strato rifrangente da un monitor sulla parte anteriore, quindi l'aspetto è migliore. Puoi anche aggiungere un pezzo di carta o qualcosa per ottenere un effetto visivo diverso. Per favore condividi con me le tue idee.

Spero che questo tutorial ti sia piaciuto e forse qualcuno lo troverà utile. Sentiti libero di fare domande nei commenti. Questo istruibile è per il concorso Colors of the Rainbow con il suo colore blu brillante.