Orologio multimodale in miniatura M-Clock: 11 passi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:03

Orologio minimalista? Orologio multimodale? Orologio a matrice?

Questo è un progetto di clock multimodale basato sull'MSP430G2432. Può essere assemblato senza saldature e utilizzo minimo di attrezzi. Con una risoluzione del display di 8x8 pixel limitata, questo orologio a 12 ore mostra l'ora in 6 diverse modalità. Impiega componenti minimi (solo da 5 a 7 parti) e cablaggio minimo (4 fili). L'intero progetto, inclusa la batteria, è alloggiato in una breadboard da 1,5" x 2". Bonus easter egg "Tetris" come il gioco, vedi gli ultimi passaggi del progetto.

Caratteristiche

• Numero minimo di componenti, 5 parti.
• Cablaggio minimo, solo 4 fili necessari. Funzionamento a batteria da 3V a 3.6V.
• L'uso del timer watchdog per tenere il tempo, la modalità di sospensione dello spegnimento (LPM3) richiede uA alimentazione.
• Cristallo 32Khz per mantenere l'ora esatta durante il sonno.
• Esegue l'orologio calibrato DCO a 1 Mhz quando è attivo (visualizzazione dell'ora).
• Questo è un orologio a 12 ore, non a 24 ore e non ha un indicatore AM/PM.
• Applicazione dell'uovo di Pasqua del gioco Tetris.

Passaggio 1: modalità HHMM

Modalità HHMM, cifre a scorrimento tipiche di ore più minuti con separatore di due punti. La foto sotto non è chiara poiché le cifre scorrono.

Passaggio 2: modalità Secondi

Modalità secondi, mostra solo i secondi

Passaggio 3: modalità Tix

Modalità Tix, la matrice dei led è suddivisa in quadranti, i quadranti superiori mostrano l'ora in valori bcd (codifica binaria decimale). sono rappresentati dal numero di punti per indicare le cifre. i quadranti inferiori mostrano i minuti in bcd. cioè per 4:32 non mostra nessun punto + 4 punti nella metà superiore e 3 punti + 2 punti nella metà inferiore.

Passaggio 4: modalità dadi

Modalità dadi, la matrice di led è divisa in due serie di 'dadi'. con la coppia superiore che mostra l'ora da 1 a 12, la coppia di dadi inferiore mostra i minuti con incrementi di 5 minuti. Ogni secondo i dadi ruoteranno tra i valori possibili. Ad esempio, la 4a ora può essere rappresentata da 0 + 4, 1 + 3 e 2 + 2 combinazioni di 1 o 2 dadi. Sotto, per 4:32 mostra il valore del dado superiore 4 + inferiore 6 (5 + 1), risulta essere 4 ore, 6 x 5 = 30 min, con i 2 minuti dispari troncati poiché rappresentiamo solo valori di incrementi di 5 minuti.

Passaggio 5: modalità cifre

Modalità cifre, un piccolo carattere condensato 3x3 viene utilizzato per visualizzare sia l'ora che i minuti senza la necessità di scorrere le cifre. Le cifre dei minuti si spostano a sinistra ea destra sui secondi e la cifra delle ore (quando nell'ora da 1 a 9) scorre da destra a sinistra per indicare un avanzamento ogni 10 secondi durante i minuti. 4:33 e circa 30+ secondi sono mostrati nella foto.

Passaggio 6: modalità binaria

Modalità binaria (in realtà è bcd, o decimale codificato binario), le cifre dell'ora, dei minuti e dei secondi sono mostrate come punto binario su colonne diverse nella matrice di led. le colonne 0 e 1 (da sinistra) rappresentano le cifre delle ore, la colonna 2 è oscurata, le colonne 3 e 4 rappresentano le cifre dei minuti, la colonna 5 è oscurata, le colonne 6 e 7 rappresentano le seconde cifre. Sotto che rappresenta il tempo di 4:34:16.

Passaggio 7: come funziona

Il circuito utilizza il multiplexing di riga e colonna per pilotare i led, una riga alla volta, questo dà un ciclo di lavoro del 12,5% quando "set" di led (8 di loro in ciascuna delle 8 righe) vengono accesi brevemente. i resistori di limitazione della corrente vengono eliminati per risparmiare spazio sulla breadboard e poiché non guidiamo costantemente i singoli led, non verranno danneggiati.

Anche il controllo (interfaccia utente) è organizzato in modo da utilizzare un solo pulsante tattile per l'input. le pressioni prolungate del pulsante di acquisizione del firmware (premere e tenere premuto) per la rotazione del menu e le normali pressioni dei pulsanti per la selezione del menu. Migrando questo progetto da un mcu AVR a un mcu msp430 ho reso possibile mantenere il tempo in modo molto più accurato. Durante la visualizzazione (cioè led acceso) il progetto gira a 1Mhz DCO. L'MSP430 mcu ha valori di clock calibrati in fabbrica. Quando non viene visualizzato, questo progetto entra in un LPM3 (modalità a basso consumo 3) per risparmiare energia. A LPM3 l'orologio DCO non può essere utilizzato e il progetto passa a utilizzare un AClk basato su cristallo a 32Khz per tenere il tempo.

Passaggio 8: componenti/parti

• MSP430G2432 (o altri dispositivi dip 20pin serie G con flash 4k+)
• Display a matrice di LED 8x8 (solo rosso, questo è un progetto 3V)
• pulsante tattile, ne servono 3 se si desidera abilitare il gioco Tetris
• Cristallo orologio 32Khz
• CR2032 o altra fonte di batterie da 3 V

Passaggio 9: layout del tagliere

La matrice led 8x8 ha una dimensione del punto di 1,9 mm ed è a catodo comune, se si dispone di un tipo di anodo comune, è possibile modificare alcune righe nel codice per l'adozione. Guarda le foto e il diagramma allegati e vedi se hai i pin-out corretti. Sembra che siano abbastanza comuni e se acquisti tramite ebay la maggior parte dei fornitori ha lo stesso pin-out anche se il numero del modello è diverso.

Passaggio 10: Schema / Assemblaggio

• Segui il layout della breadboard e posiziona due ponticelli sulla mini breadboard
• Posiziona MSP430G2432 mcu
• Posiziona il cristallo a 32Khz
• Posiziona il pulsante tattile
• Posiziona la fonte di alimentazione (sto usando la pila a bottone CR2032)
• Infine posiziona la matrice led 8x8 sopra MSP430G2432

Il codice sorgente e il firmware per il progetto possono essere scaricati dal mio repository github, i file necessari sono mclock.c (sorgente) e M-Clock.hex (firmware binario)

Passaggio 11: Easter Egg / Tetris Like Game

Con spazio flash extra sull'MCU, sono in grado di spremere in un gioco simile a Tetris. Questa applicazione dell'uovo di Pasqua è abilitata posizionando i pulsanti tattili aggiuntivi / opzionali nelle giuste posizioni della breadboard.

Premendo uno dei pulsanti di gioco (sinistra o destra) quando viene visualizzato l'orologio, il gioco inizierà. Il controllo del gioco avviene tramite i pulsanti sinistro e destro per spostare il pezzo di gioco orizzontalmente e il pulsante dell'orologio, in modalità di gioco, fungerà da pulsante di rotazione del pezzo di gioco. Non vi è alcun calo di velocità in questa implementazione. Quando il gioco finisce (pezzi del gioco impilati fino al soffitto), il punteggio (numero di righe eliminate) verrà mostrato brevemente come 2 cifre lampeggianti.