Orologio binario Arduino - Stampato in 3D: 5 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:04

Sto guardando gli orologi binari da un po' di tempo per la mia scrivania, tuttavia sono piuttosto costosi e/o non hanno una grande quantità di funzioni. Così ho deciso di farne uno invece. Un punto da considerare quando si crea un orologio, Arduino/Atmega328 non è molto preciso per periodi di tempo più lunghi (alcune persone hanno visto più di 5 minuti di errore in 24 ore), quindi per questo progetto useremo un RTC (Real Time Orologio) Modulo per tenere l'ora. Questi hanno anche un ulteriore vantaggio che hanno la propria batteria di backup in modo che il tempo non vada perso in caso di interruzione di corrente. Ho optato per il modulo DS3231 perché preciso a 1 minuto all'anno, ma potresti anche usare un DS1307 ma non è così preciso. Ovviamente non è necessario utilizzare tutte queste funzionalità, puoi semplicemente creare l'orologio binario di base e risparmiare forse £ 10 - £ 12 nel processo. Ho optato per un formato di 12 ore per mantenere le dimensioni ridotte e per ridurre il numero di LED ed è anche più facile da leggere. (Il buon senso è tutto ciò di cui hai bisogno di solito per capire se è AM o PM!!)

Ero solito:

1 x Arduino Nano (uno di quelli economici di eBay) - Circa £ 3

1 x Modulo RTC (i2C) - Circa £ 3

1x RHT03 Sensore di temperatura/umidità - Circa £ 4

1x modulo schermo OLED da 0,96 (i2C) - circa £ 5

11 x LED per cappello di paglia blu - Circa £ 2

Resistenza 11 x 470 Ohm - Circa £ 1

1 x 10 KOhm resistore - Circa £ 0,30

1 x custodia stampata in 3D - Circa £ 12

più una piccola quantità di strip board e saldatura

Costo di costruzione totale = £ 30

Passaggio 1: costruisci i moduli LED

I moduli LED sono composti da 3 o 4 LED che hanno i piedini positivi collegati tra loro e i piedini negativi collegati a un resistore da 470Ohm. Questo resistore limita la corrente attraverso il LED a circa 5 mA. Il numero massimo di LED che possono essere accesi in qualsiasi momento è 8, quindi il massimo assorbimento di corrente su Arduino è di circa 40 mA in ingresso e 40 mA in uscita, quindi 80 mA in totale, ben all'interno della regione di comfort dell'arduino.

I cavi volanti vengono quindi saldati e le resistenze ricoperte con tubi termoretraibili.

Passaggio 2: circuito orologio binario

L'hub di questo progetto è Arduino Nano. Useremo la maggior parte dei suoi pin qui. Il modulo RTC e lo schermo sono entrambi sul bus i2C in modo che possano condividere tutte le connessioni. Collegare semplicemente le connessioni 5v, 0v, SDA e SCL a entrambi i moduli (ho collegato il mio a margherita per mantenere il cablaggio basso). SDA è quindi collegato al pin A4 sull'arduino e SCL è collegato al pin A5.

Quindi collegare l'RHT03 (DHT22). di nuovo questo era collegato a margherita per connessioni 5v e 0v ma il pin 2 era collegato direttamente al pin D12 di Arduino. Non dimenticare di aggiungere la resistenza da 10KOhm tra 5V e la connessione del segnale come mostrato nello schema.

Quindi collegare i moduli LED. L'alimentazione per ogni modulo è collegata ai pin 9, 10 o 11 (non importa quale poiché forniscono solo un segnale PWM per regolare la luminosità del LED).

Collegare il lato negativo di ciascun LED ai corrispondenti pin nello schema.

Passaggio 3: progettare e stampare l'alloggiamento

Prima di tutto misura tutti i tuoi moduli in modo da aver calcolato le posizioni di montaggio e le dimensioni di apertura.

Ho usato il software CAD 3D DesignSpark Mechanical per creare il mio orologio e la mia base, ma potresti anche usare qualsiasi buon software 3D. DesignSpark Mechanical può essere scaricato e utilizzato gratuitamente e ci sono molti tutorial su come fare le cose. Un altro software 3D gratuito è SketchUp, ancora una volta ha molti tutorial online, quindi praticamente ogni attività è coperta.

Alla fine è necessario disporre di un file di output in formato. STL in modo che possa essere stampato. Ho incluso i miei file per facilità.

Se non sei abbastanza fortunato da possedere una stampante 3D, puoi ottenere stampe 3D tramite Internet. Ci sono alcune stampanti online disponibili con tariffe molto ragionevoli. Ho usato un sito Web chiamato 3Dhubs e mi è costato poco meno di £ 15 per stampare entrambe le parti.

Ho fatto stampare entrambe le parti in ABS tecnico poiché il tasso di restringimento è molto ridotto rispetto ad altri materiali.

Una volta tornati dalle stampanti dovrai pulire le parti e potrebbe essere necessaria una leggera carteggiatura. Ho anche dato alla mia una leggera mano di vernice spray, ma volevo mantenere l'aspetto "stampato", quindi non ho esagerato con la levigatura.

Passaggio 4: assemblaggio

Basta inserire tutti i moduli/circuiti nell'alloggiamento stampato ripulito. È necessaria una piccola quantità di colla per fissarli in posizione sui perni di posizionamento interni. È stata inoltre utilizzata una piccola quantità di colla per incollare i moduli LED. (sì, è una puntina blu che puoi vedere nella foto. L'ho usata per tenere i moduli mentre la colla si stava fissando)

Non dimenticare di inserire la batteria sul modulo RTC durante il montaggio

Quindi spingi l'Arduino in posizione in modo che la porta mini USB entri solo nel retro dell'orologio.

Infine monta la base e avvita in posizione (assicurati di avere buone dimensioni dei fori per le viti in modo che non mordano troppo la plastica poiché si romperà facilmente)

Passaggio 5: accensione e impostazione dell'ora

Prima di accendere dovrai procurarti alcune librerie Arduino per farlo funzionare.

Avrai bisogno:

RTClib

Libreria DHT22

Libreria schermo OLED (potresti anche aver bisogno della libreria adafruit GFX)

puoi trovare molti tutorial online su come aggiungere queste librerie, quindi non ne parlerò qui.

L'orologio prende l'alimentazione dalla porta Mini USB sul retro. Collegalo semplicemente al tuo computer e apri Arduino Sketch 'Binary_Clock_Set.ino'

Questo schizzo prenderà la data e l'ora correnti impostate sul PC al momento della compilazione dello schizzo e lo caricherà nell'orologio nel ciclo di installazione. Caricalo sull'orologio e l'ora verrà impostata. Senza scollegare l'orologio (quindi il ciclo di installazione non viene riavviato), apri l'altro schizzo Arduino 'Binary_Clock.ino' e caricalo nell'orologio. Questo è il normale schizzo in esecuzione

Se l'alimentazione (usb) viene persa tra questi 2 passaggi, dovrai ripetere entrambi poiché l'ora non sarà corretta.

Lo schizzo 'Binary_Clock_Set.ino' è ora necessario solo se è necessario impostare nuovamente l'orologio, ad es. ora legale ecc.