Mikro -binaarikello: 10 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 08:59

Tinkercad -projektit »

Kun olet aiemmin luonut Instructable (Binary DVM) -ohjelman, joka käyttää rajoitettua näyttöaluetta binaarilla.

Se oli vain pieni askel, kun aiemmin oli luotu pääkoodimoduuli Decimal to Binary -muunnosta varten binäärikellon luomiseksi, mutta ainoa puuttuva asia oli RTC (Real Time Clock).

Mikrobitillä ei kuitenkaan ole RTC -rakennetta.

RTC mahdollistaa kelloprojektien toteuttamisen akun varmuuskopioinnin avulla.

Seuraavassa projektissa luodaan 24 -tunnin kello, jossa on binäärinäyttö, ja siinä on lisäksi hälytysvaihtoehto käyttämällä Microbitia ja Kitronik RTC: tä.

Microbitillä toimiva projektiohjelmisto luodaan Makecode Blocksissa.

Tarvikkeet:

MicroBit V1 tai V2

MicroBit -suojakotelo (valinnainen)

Merkki

Kitronik RTC

CR2032

Koodilohkot

Cura

3D tulostin

1 * SPDT (on - on) -kytkin

1 * SPDT (on - off - on) -kytkin

2 * SPST (normaalisti auki), hetkellinen kytkin

4 * M3 (10+6 mm), M/F -erotukset M3 -muttereilla

4 * M3 (8mm), ruuvit

Hyppyjohdin M/F-liitin, 100 mm, 28AWG valmiiksi pistokkeella ja pistorasialla.

1 * pietsosummeri (ei asemaa)

Näitä tarvikkeita on saatavana useista myyntipisteistä, ja sinulla voi olla oma ensisijainen toimittaja.

Vaihe 1: Näyttöalueen määrittäminen

Vaikka näyttöalue on rajallinen kerrallaan näytettävissä olevien tietojen määrässä, se soveltuu ihanteellisesti bittidatan näyttämiseen.

Sinänsä on riittävästi tilaa 4 x 4 -bittisten binääristen sanojen näyttämiseen, jotka edustavat aikaa ilmoituksilla ja valintatiloilla.

Näyttö on jaettu kolmeen pääalueeseen; Aika, valinta ja tilat.

Aika

Kuusitoista LED -valoa on määritetty aikalle, jokainen neljän LED -valon sarake on määritetty aikaväliin, välit ovat muodossa H, H, M & M.

Jokaisella binaarisanan bitillä on painotus 1, 2, 4 ja 8, LSB rivillä 4 ja MSB rivillä 1

Jokainen binaarinen 4 -bittinen sana sallii laskemisen 0–15, mikä on enemmän kuin riittävä 24 tunnin aikamuotoa varten, mikä vaatii enimmäismäärän saraketta kohti 2, 9, 5 ja 9.

Valinta

Yhtä 4 LED -valon riviä rivillä 0 käytetään tunnistamaan aika -sarake, joka valitaan aikaan syötettäessä.

Tilat

Yksi sarake, jossa on viisi LEDiä sarakkeessa 4, tunnistaa tilat, toiminnot ja käytön.

Rasti - LED 4, 0 vilkkuva päälle ja pois osoittaa sekuntia ja toimintaa.

Aika - LED 4, 1 osoittaa aikatilan ollessa päällä. (Oletustila, kun virta kytketään)

Hälytys - LED 4, 2 osoitti Hälytystila, kun se on päällä.

Hälytysilmoitus - LEDit 4, 3 ja LED 4, 4 vilkkuvat, kun hälytys laukeaa.

Vaihe 2: RTC (reaaliaikainen kello)

RTC on sovelluksen syke, joka mahdollistaa tarkan ajan asettamisen ja pitämisen.

Lisätietoja RTC: stä on Kitronikissa.

RTC tarjoaa säädetyn virransyötön, joka estää tarvetta käyttää Microbit -laitetta omalla USB- tai JST -liittimellään.

Ennen RTC: n käyttöä sinun on ladattava laajennuspaketti.

Valitse Asetukset -kuvakkeesta Makecode, valitse Laajennukset ja kirjoita hakuun Kitronik RTC.

Valitse paketti asentaaksesi sen ja se lisätään muihin laajennuksiin.

RTC: lle voidaan lukea ja kirjoittaa useita koodilohkoja.

Tarvitsemme vain neljä näistä koodilohkoista binaarikelloa varten.

Niitä käytetään asetetun ajan kirjoittamiseen RTC: hen ja kellonajan lukemiseen kellon näytön päivittämiseksi.

Vaihe 3: Kellon koodaus

Koodin ensimmäinen osa on muuttujien, matriisien ja informatiivisen tekstin ohjelmointi.

Sen sisällä

Bclk - binaarikello

<Sel - A -painike valitsee sarakkeen, jota säädetään aika -asetusten mukaan.

Inc - B -painike lisää aikaa.

Molempien A & B -painikkeiden painaminen yhdessä vaihtaa ajan ja hälytyksen välillä.

Strval - on merkkijonoarvo, joka sisältää RTC: ltä palautetun ajan muodossa muodossa HH: MM: SS

Aikaa näytetään tai asetetaan vain HH & MM.

Tila - säilyttää A+B -painikeyhdistelmällä valitun ajan = 1 ja Hälytys = 2 tilan arvon.

Jakso - on aikasarakkeen arvo, joka valitaan A -painikkeella.

0 = sarake 0 (H), 1 = sarake 1 (H), 2 = sarake 2 (M), 3 = sarake 3 (M)

Tick_en - ottaa käyttöön = 1 tai poistaa käytöstä = 0 rasti (sekuntia), ilmaisin.

Inc - Ajan lisäasetusarvon välimuisti.

Tm_list - tallentaa jokaisen aikasarakkeen arvon asetuksen aikana.

Hälytys - Ottaa hälytysilmaisimen käyttöön tai poistaa sen käytöstä.

The forever kutsuu jatkuvasti rasti -toimintoa.

Puutiainen

Normaalisti käytössä oleva rasti -toiminto näyttää vuorotellen päälle/pois -merkkivalon oikeassa yläkulmassa osoittamaan toimintaa ja sekunteja.

Lisäksi se kutsuu showtm -toiminnon, joka lukee RTC: n ja käsittelee sen näytettäväksi binäärinä, ja kutsuu myös alarm_mode, jos tämä on käytössä, näyttää hälytysilmoitus -LEDit oikeassa alakulmassa.

Showtm

Funktio showtm, kutsuu rdtime ja tästä käytettävä arvo on strval, joka sisältää aikajonon.

Luo silmukka, joka kasvaa strvalin avulla, joka purkaa jokaisen yksittäisen numeron ja jättää huomiotta erottimen ":"

Kukin yksittäinen numero muunnetaan sen jälkeen binääriseksi vastaavaksi funktiolla dec2bin ja määritetään oikeaan sarakkeeseen.

Rdtime

Funktio rdtime lukee RTC: stä palautetun merkkijonon viisi ensimmäistä merkkiä (jättäen huomiotta sekunnit) ja välittää sen strvalille.

Jos hälytys on asetettu (tila = 2), hälytyksen asetusarvoja verrataan RTC: n palauttamiin arvoihin.

Alarm_mode kun käytössä, näyttää kaksi päälle/pois vuorottelevaa LEDiä sarakkeen 4 oikeassa alakulmassa.

Joulukuu 2bin

Funktio dec2bin muuntaa desimaaliluvun binaariksi ja näyttää sen oikeassa sarakkeessa.

Muunnettava luku välitetään arvoon ja näyttösarake syötetään sarakkeen kautta.

List2 on taulukko, johon binaarimuunnosprosessin 4-bittinen binaarinen sana tallennetaan.

Käynnistetään silmukka, joka jakaa arvon kahdella, loppuosa tallennetaan taulukkoelementtiin, kokonaislukuarvo jaetaan kahdella, tämä toistetaan, kunnes kokonaislukuarvo on <= 1 ja tämä viimeinen arvo sijoitetaan taulukkoon.

Suurin yksinumeroinen desimaaliarvo on 9 ja binäärinä tämä on 1001 4-bittisenä sanana.

Sitten taulukko on käsiteltävä päinvastaisessa järjestyksessä oikean tuloksen saamiseksi.

Sitten käynnistetään silmukka oikean LED-valon kytkemiseksi päälle asianmukaisessa sarakkeessa, tämä suoritetaan jokaisen 4-bittisen binäärisen sanan yhden esiintymisen yhteydessä.

Ihmisen käyttöliittymä toteutetaan painikkeilla.

A -painike

Tämä valitsee sarakkeen, johon aika -arvo syötetään, ja näyttää valaistun LED -valon valitun sarakkeen päällä rivillä 4.

Kun kaikki aikasarakkeet on päivitetty, valinnan lisääminen viidenteen sarakkeeseen päivittää aikamuuttujan.

Jos tila = 1, RTC päivitetään, muuten hälytysaika päivitetään.

B -painiketta

Tämä on lisäyspainike ja lisää valittua aikasaraketta.

Virheiden vähentämiseksi ja oikean arvon saavuttamiseen kuluvan ajan säästämiseksi sarakkeittain syötettävän enimmäisarvon yläraja on 24 tunnin aikajärjestelmän aika-arvon perusteella.

Nämä enimmäisarvot tallennetaan tm_max , yksi per aikasarake ja valitaan automaattisesti aikasarakkeen perusteella.

Suurimmat arvot ovat H = 2, H = 9, M = 5, M = 9

Lisäyksen arvo muunnetaan binääriksi dec2binissa ja näyttö päivitetään.

Painike A+B Tilan valinta

Kun painat molempia painikkeita yhdessä, voit valita aikatilan tai hälytystilan välillä ja sopiva tila näkyy näytössä.

Riippuen valitusta tilasta näyttö päivitetään näyttämään joko aika- tai hälytysaika.

Vaihe 4: Käyttö

Lataa Hex -tiedosto Microbitille, aseta CR2032 -akku RTC: hen.

Liitä Microbit RTC: hen ja kytke virta RTC -korttiin USB: n tai ruuviliittimien kautta.

Tick -merkkivalo alkaa vilkkua ja pian tämän jälkeen kellonaika näytetään.

Jos tämä on ensimmäinen käyttökerta, näytetty aika on todennäköisesti väärä ja se on asetettava oikeaan aikaan.

Tilan valinta

Painamalla valinta (A) ja lisäys (B) -painikkeita yhdessä, voit vaihtaa tilavaihtoehtojen ajan ja hälytyksen välillä.

Kellonajan asettaminen

Aika -asetus on 24H -tilassa.

Käytä valintapainiketta (A) siirtääksesi LED -valoa ylärivillä, tämä osoittaa sarakkeen, jossa aikaa voidaan muuttaa. Valintasarakkeet vastaavat H, H, M & M.

Missä H = tuntia ja M = minuuttia.

Kun olet valinnut sarakkeen, paina Lisää -painiketta (b) toistuvasti lisätäksesi lukua yhdellä jokaisella painalluksella. Laskut ilmoitetaan binäärinä, koska se on binaarikello.

Lisäyspainike vain lisää lukua ja kun maksimi on saavutettu, nollautuu, lisää painalluksia lisätään taas.

Kun ensimmäisen sarakkeen aika on asetettu, paina seuraavan sarakkeen valintapainiketta ja aseta sitten sarakkeen aika lisäyspainikkeella.

Huomautus: *** Kun asetat kellonajan tai hälytyksen, sinun on syötettävä aika valittuun sarakkeeseen, vaikka sarakkeen aika pysyisi muuttumattomana, koska sarakkeen ohittaminen asettaa sarakkeen ajan nollaan ****

Toista prosessi, kunnes aika on asetettu käyttämällä kaikkia neljää saraketta.

Paina Valinta -painiketta viidennen kerran siirtääksesi sen viidenteen sarakkeeseen ja aika on asetettu.

Hälytyksen asettaminen

Hälytysaika asetetaan täsmälleen samalla tavalla kuin kellonaika.

Jos haluat, että hälytys laukeaa vaadittuna aikana, jätä Mode -tilaksi Hälytys.

Jos haluat kytkeä hälytyksen pois päältä, aseta tila kohtaan Aika.

Jos haluat näyttää asetetun hälytysajan, siirry ajan ja hälytyksen väliseen tilaan ja hälytysaika näytetään lyhyen ajan ennen kuin palaat nykyisen ajan näyttöön.

Hälytysaikaa ei tallenneta RTC: hen, joten jos virta katkaistaan, se on nollattava.

Vaihe 5: Laatikko

Projekti istuu oikeaan kulmaan katsellakseen kelloa, mutta laatikko lisää pysyvyyden tunnetta.

Voit ostaa sopivan kokoisen laatikon ja leikata ja porata sopivat alueet, jotta Microbit mahtuu pistorasiaan.

Kuitenkin; Lisäksi halusin kopioida Microbit -painikkeet muiden säätimien ja ilmaisimien kanssa.

Tyypillisesti ruutuihin on lisättävä selitykset painikkeiden tunnistamiseksi.

Nämä voidaan levittää käsin; maalattu, kaiverrettu tai kiinnitetty tarroja.

Menetelmä kaikkien näiden vaihtoehtojen toteuttamiseksi olisi laatikon 3D -tulostus, mutta ensin meidän on luotava CAD -tiedosto, jolla tulostintiedosto luodaan.

Tiedostonluontivaihtoehdot piirretään käsin tai piirretään koodilla.

Valitsin "piirretty koodilla" Tinkercad CodeBlocksin avulla

Box Lid ja Box Base -tiedostot löytyvät Tinkercad CodeBlocksista

Vaihe 6: Lohkokoodisuunnittelu

Laatikko on kaksiosainen, ja siinä on pohja ja kansi.

Neljä kulma-ruuvinreikää käytetään kannen kiinnittämiseen aukolla vasemmalla puolella, jotta USB-pistoke pääsee sisään.

Kannessa on aukko Microbit-liittimelle ja tarvittavat kytkimet. Lisäksi kaikki teksti tulostetaan suoraan kannelle ja ruuvinreiät kohdistuvat pohjapilareihin.

RTC -levy kiinnitetään kannen alapuolelle 4 pilarilla ja 4 ruuvilla.

Laatikon ja kannen koko on 70 x 105 x 31 mm

Kannen ja kannan koodi on saatavana TinkerCad CodeBlocksissa.

Vaihe 7: 3D -tulostus

Lataa tiedostot Curaan ja ota halutut leikkausasetukset käyttöön.

Käytetyt asetukset.

Laatu: 0,15 mm

Täyte: 80%, Tri-Hexagon

Pohja: reunat

Tallenna tiedostot ja tulosta.

Curan avulla voit ladata molemmat tiedostot samaan tulostusalueeseen ja tulostaa yhdellä kertaa.

Vaihe 8: Täytä

Laatikon kanteen on painettu upotettu teksti, joka täytetään värillisellä 2 -osaisella epoksihartsilla.

Hartsi sekoitetaan suhteessa 2 osaa hartsia 1 osaan kovettajaa, sitten sekoitetaan läpinäkymätön väripigmentti.

Valittu väri oli keltainen kontrastiksi taustaan. Valkoinen olisi ollut toinen vaihtoehto.

Sekoittamisen jälkeen hartsi tiputetaan syvennykseen käyttämällä cocktail -tikkua siirtämään pieniä hartsikärpejä, joita käytetään vähitellen täyttämään kirjainten syvennys.

Vältä liiallisen hartsin lisäämistä yhdellä kertaa, koska todennäköisesti päädyt ilmakupliin ja / tai liikaa ylivuotoa ympäröivälle pinnalle, mikä tarkoittaa, että sinulla on enemmän poistettavaa puhdistusta ja hiontaa kovettumisen jälkeen.

Täytä siis hitaasti varmistaen, että kirjeen pohja on peitetty, ja rakenna se viimeistelyksi hieman kohotetulla pinnalla.

Kun hartsi on kovettunut, pinnan tasoittamiseksi tarvitaan hiukan kevyttä hiontaa, aloita P240 -laadun siirtymisestä hienompaan laatuun tarpeen mukaan saadaksesi sileä viimeistely lopuksi kiillotuksella.

Älä käytä liikaa painetta ja nopeutta, muuten PLA ja hartsi ylikuumenevat, mikä johtaa karkean pinnan aiheuttamaan tylsään pintaan. Hiontaprosessin aikana käytetty pieni määrä vettä toimii voiteluaineena ja jäähdytysaineena.

Vaihe 9: Kokoonpano

Microbit mahtuu pistorasiaan kahdessa suunnassa, RTC: n pääosa vastakkain.

Jos RTC: n pääosaan päin, linkkiliitäntöjä ei kuitenkaan voida käyttää, jos Microbit on poispäin levyn pääosasta, voimme käyttää näitä yhteyksiä.

Kokoonpano alkaa juottamalla suorakulmainen SIL -nastapää RTC: hen, jotta liitännät voidaan tehdä push fit -liittimillä.

RTC: hen on asennettu 4 * M3 (10+6 mm), M/F -esteet M3 -muttereilla, jotka on kiinnitetty kanteen 4 * M3: lla (8 mm), ruuveilla esivalmistetuissa reikissä.

Kytkimet on asennettu kannen esivalmistettuihin reikiin.

Tarvittavat liitännät ovat:

GND, 3V, P1 (set), P2 (hälytys), P5 (sel) ja P11 (inc)

Huomautus *** Vastukset (1R) P5- ja P11 -kaaviossa ovat yksinkertaisesti referenssiliitäntöjä, koska suora yhteys näihin nastoihin Microbit in Code -lohkoissa ei ole tällä hetkellä käytettävissä. ***

P5 on painikkeen A ulkoinen liitäntä, joka on kytketty hetkellisellä SPST -kytkimellä. Yksi liitäntä P5: een ja toinen nasta on kytketty GND: hen, tämä painike on sarakkeen valintaa varten ajan asettamisen aikana.

P11 on painikkeen B ulkoinen liitäntä, joka on kytketty hetkellisellä SPST -kytkimellä. Yksi yhteys P11: een ja toinen nasta on kytketty GND: hen.

P1 on SPDT (on-on) -kytkin, jota käytetään asetusvaihtoehtojen ottamiseen käyttöön tai pois käytöstä. Keskitappi menee P1: een, kun taas yksi nasta on kytketty GND: hen ja toinen 3 V: iin 10 k: n vastuksen kautta. Tämä mahdollistaa H (3V) ja L (0V) -sovittamisen tähän tappiin. Kun P1 on kytketty 3 V: een, tämä mahdollistaa ajan asetusvaihtoehdot ja kun 0 V poistaa aika -asetuksen käytöstä. Näin ohjataan, onko A & B -painikkeilla vaikutusta.

P2 on SPDT (on-off-on) -kytkin, jota käytetään hälytysäänimerkin ja valinnaisten ulkoisten valojen ottamiseen käyttöön tai poistamiseksi käytöstä.

Hälytysääni on pietsosummeri (yksinkertaisesti kiinnitetty kaksipuolisella tahmealla tyynyllä), joka vaatii Microbitin tarjoaman pulssikäytön.

Vaihe 10: Lopuksi

Olet koonnut laatikon elementit, ohjelmoinut Microbitin ja asentanut sen laatikon liitäntään.

Seuraavaksi kytke virta ja aseta aika.

Nauttia.

Toinen sija Block Code -kilpailussa