Nörttikello: 10 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:01

Nerd Watch näyttää ajan binäärinä, kun painiketta painetaan, ja Sam DeRose loi sen kesän harjoittelun aikana pääkonttorissamme. Kello näyttää tunnit ja minuutit vilkkumalla kahta LEDiä peräkkäin kahden 4-bittisen binääriluvun esittämiseksi (big-endian-muodossa). Tässä on hyvä kuvaus binäärilukujen lukemisesta.

Tämä opetusohjelma (kirjoittanut Sam DeRose) näyttää, kuinka rakentaa Nerd -kello tyhjästä muutamalla elektroniikkakomponentilla ja Bantam Tools -pöytälevyjyrsinkoneella. Se olettaa, että sinulla on aiempaa kokemusta pinta-asennettavien elektronisten komponenttien kanssa työskentelystä ja ettet ole tuttu yleismittarille ja juottamiselle. On myös hyödyllistä kerätä vähän tietoa Arduinon toiminnasta.

Vaihe 1: Muutamia huomautuksia ennen aloittamista

Kuinka kertoa aika: Ensimmäinen numero edustaa tuntia ja toinen numero kuvaa numeroa, johon minuuttiosoitin osoittaisi, jos se olisi analoginen kello. Jos kello vilkkuu esimerkiksi 0010 - 0110, tämä vastaa 2 - 6, mikä tarkoittaa, että tunti on 2 ja minuuttiosoitin osoittaa kuuteen, jolloin kello on 2:30. (Katso yllä olevasta kuvasta graafinen kuvaus!) Ei viitteitä aamusta tai iltapäivästä, mutta toivottavasti on selvää, onko kello 2:30 aamulla vai ei.

Kello perustuu Tony DeRose -projektiin, joka on tehty Maker Fairelle. Se käyttää samaa koodia ja kaaviota, mutta nyt levy on asetettu näyttämään enemmän kellolta, ja tyylikkäitä pinta-asennuskomponentteja (SMD) käytetään tekemään siitä alempi profiili.

Huomautus: Sam teki useita toistoja tästä kellosta - näet versionumerot kuvissa. Tämän vuoksi tämän viestin edistymiskuvat hyppäävät usein eri versioiden välillä. Jokaisen version yleinen prosessi on kuitenkin täsmälleen sama, joten älä huoli, jos kellosi ei näytä täsmälleen kuvasta.

Toinen huomautus: Tämän ohjeen pääosa kattaa version 2.5 luomisen, uusimman version, joka käyttää tavallista ATtiny-sirua. Vaihe 9 näyttää kuitenkin muunnelman, version 3.1, joka ohjelmoi pinta-asennettavan ATtiny- ja mini-USB-portin. Tämä versio on huomattavasti vaikeampi rakentaa ja ohjelmoida, joten suosittelen aloittamaan versiosta 2.5 ja kokeilemaan vain versiota 3.1, jos sinusta tuntuu todella kunnianhimoiselta (tai jos sinulla on kokemusta SMD -komponenttien juottamisesta).

Vaihe 2: Näin se toimii

ATtiny-siru (musta 8-nastainen IC-siru) on kellon sydän. Tämä siru on pohjimmiltaan pieni versio samasta sirusta, joka on Arduinon sisällä, ja siksi se voidaan ohjelmoida suorittamaan erilaisia toimintoja. Tässä tapauksessa sirussa on ohjelma, joka odottaa painikkeen painallusta, ja kun se tunnistaa yhden, se maadoittaa useita nastoja niin, että virta voi virrata +3 voltista LEDien läpi ja sytyttää ne. ATtiny -laitteessa on sisäinen kello, joten LEDit on ohjelmoitu vilkkumaan näyttämään aikaa.

Vaihe 3: Työkalut, materiaalit ja tiedostot

TYÖKALUT

• Bantam Tools -pöytälevyjyrsinkone
• Tietokone, johon on asennettu Bantam Tools -ohjelmisto
• Jyrsinkoneen mukana tulee kohdistuskiinnike ja kiinnitystarvikkeet
• Juotin
• Tasaiset jyrsimet, 1/64 ", 1/32" ja 1/16 "(valinnainen, mutta suositeltava ylimääräisen kuparin poistamiseksi)

MATERIAALIT

• Piirilevy tyhjä, FR-1, kaksipuolinen
• Kaksipuolinen teippi
• Juottaa
• Juotostahna
• Ompeluneula
• Lanka, musta
• Velcro -hihnat, 3/4 ", musta tai muu muotoinen kellohihna

ELEKTRONISET KOMPONENTIT

• IC-liitäntä, 8-nastainen
• Atmel ATtiny -siru Käytimme ATtiny85: tä.
• LEDit, SMD (2) SMD = pinta -asennuslaite
• Vastukset, ~ 50 ohmia, SMD (2) Tarkka arvo ei ole tärkeä.
• Hetkellinen painike, neliö, SMD Käytimme näitä, mutta muutkin sopivat.
• Nappiparisto, CR2032, 3 volttia
• Nappipariston pidike

TIEDOSTOT

• EAGLE -levytiedosto NerdWatchV2.5.brd kellolle
• Arduino luonnos NerdWatch.ino mennä ATTiny. Tässä oleva.zip -tiedosto sisältää luonnoksen sekä kirjastot, jotka sinun on asennettava, jotta luonnos toimisi oikein.

EAGLE -tiedosto ATtiny Programmer TinyProgShield.brd: lle (valinnainen)

• HUOMAUTUS: Muista asentaa kirjastot Arduinoon ennen kuin yrität kääntää luonnosta. Toimi seuraavasti:

  • Lataa ja asenna Arduino, jos et ole jo tehnyt sitä. Saat sen Arduinon sivustolta.
  • Lataa NerdWatch.zip -tiedosto ja muista, mihin tallensit sen.
  • Käynnistä Arduino. Valitse Luonnos> Tuo kirjasto> Lisää kirjasto ja siirry kohtaan, johon tallensit NerdWatch.zip -tiedoston.
  • Valitse koko.zip -tiedosto ja anna Arduinon asentaa kirjastot automaattisesti.
  • Käynnistä Arduino uudelleen aktivoidaksesi kirjastot. Huomautus: Jos sinulla on ongelmia, Arduino -foorumit ovat upea paikka esittää kysymyksiä sekä kokeneille käyttäjille että uusille ohjelmoijille.
  • Avaa Arduinon avulla NerdWatch.ino ja käännä koodi.

Versiota 3.1 varten tarvitset seuraavat tiedostot:

• EAGLE -tiedosto NerdWatchV3.1.brd
• NerdWatch.zip sama tiedosto kuin v2.5
• EAGLE -tiedosto SMDtinyProgrammer.brd SMD ATtiny -ohjelmointikortille

Vaihe 4: Asenna Bantam Tools -jyrsinkoneohjelmisto

Käynnistä Bantam Tools -ohjelmisto. Liitä sitten jyrsinkone tietokoneeseen ja käynnistä se.

Tuo EAGLE -tiedosto Bantam Tools -ohjelmistoon ja määritä leikkaus seuraavasti:

• Käytä SetUfixturing -painiketta opastaaksesi kohdistuskiinnikkeen asennuksen ja sijainnin.
• Kun kiinnike on asennettu, aseta materiaalisi kaksipuoliseksi FR1-levyksi käyttämällä Setup Material -painiketta.
• Varmista tässä vuoropuhelussa, että kohdistat materiaalin alkuperän kiinnikkeeseen.
• Käytä 1/32 "ja 1/64" tasaista jyrsintä levyn etuosassa ja 1/32 "laudan takaosaa. (Takaosa on myös paikka, johon voit lisätä valinnaisen 1/16" -jyrsimen.)

FR-1-kortin oletusasetus toimii hyvin tässä projektissa. Jos haluat kokeilla enemmän jälkien poistoa, voit ottaa BitBreaker -tilan käyttöön (Asetukset> napsauta BitBreaker -ruutua) ja kokeilla syvyys- ja etäisyysasetuksia (tämä on käyttäjälle, joka tuntee tiensä myllyssä).

Jos tarvitset päivitystä Bantam Tools Desktop PCB -jyrsinkoneen käyttöön ja ohjelmiston käyttöönottoon, tutustu tähän aloitusoppaaseen.

Vaihe 5: Katkaise kello

Lataa tyhjä piirilevy:

• Siirrä työstöalusta eteenpäin Loading -painikkeella.
• Peitä kaksipuolisen FR-1: n toinen puoli kaksipuolisella teipillä ja sovita levy ylös kohdistuskiinnikkeen vasemman kulman kanssa.
• Paina levyä tiukasti alas ja paina sitten Koti -painiketta.

Leikkaa levy:

Leikkaa ensin yläosan jäljet ja reiät. Tee tämä napsauttamalla Suunnitelmatiedosto -ikkunassa Jäljet ja reiät

• Kun olet valmis, käännä levy Bantam Tools -ohjelmistossa napsauttamalla alapainiketta.
• Käännä myös varsinainen levy koneessa niin, että leikkaamaton puoli on ylöspäin. Varmista, että levyn alareuna on linjassa kohdistuspisteen oikean kulman kanssa.
• Napsauta Suunnitelmatiedosto -ikkunassa Jäljet ja ääriviivat.

Mylly leikkaa jäljellä olevat jäljet ja reiät, ja sinulla on valmis levy!

Vaihe 6: Juotos elektroniikassa

Nyt tulee tylsä osa: komponenttien juottaminen kelloon. Jos olet uusi pinta-asennuksessa tai yleensä juottamisessa, lue alla oleva kuvaus. Löydät myös vinkkejä Light-Up PCB Necklace -projektista.

Tätä prosessia varten käytimme leivänpaahdinuunia pienempien SMD -komponenttien, kuten LEDien ja vastusten, juottamiseen. Sitten käytimme tavallista juotosrautaa kiinnittämään suurempia komponentteja, kuten IC -liitäntä, painike ja paristopidike.

Lisää komponentit seuraavasti:

SMD -komponentit

• Levitä juotospasta 8 tyynylle, jotka kiinnittävät 2 LEDiä ja 2 vastusta. Katso yllä olevat valokuvat saadaksesi sijoituspaikat.
• Tarkista, että tiedät LEDien napaisuuden. Voit tehdä tämän käyttämällä yleismittaria "jatkuvuus" -asetuksessa tai katsomalla LED -valoa ja etsimällä rasti- tai vihreät viivat, jotka merkitsevät maanpintaa.
• Aseta pinseteillä LEDit ja vastukset tyynyille juotospastan kanssa. Varmista, että napaisuus on oikein! Molempien LEDien maa on lähempänä kellon alaosaa.
• Käytä keittolevyä, leivänpaahdin -uunia tai tavallista juotosrautaa juotospastan sulattamiseen ja komponenttien kiinnittämiseen.

IC -liitäntä

• Taivuta läpireikäisen IC-pistorasian johdot litteiksi niin, että se näyttää SMD-komponentilta läpireikäkomponentin sijasta.
• Kellon tyynyt ovat riittävän pitkiä, jotta ne mahtuvat pistorasian taipuneisiin johtimiin. Aseta pistorasia ja varmista, että ymmärrät, miten se kiinnitetään kelloon.
• Irrota pistorasia ja taputtele juotospasta vähintään yhdelle tyynylle pistorasian kummallakin puolella. Yleensä teen yhden kulman ja sitten vastakkaisen kulman.
• Aseta pistorasia takaisin tyynyille kohdistusmerkki ylöspäin. Tämä ei ole pakollista, mutta se auttaa sinua muistamaan, mihin suuntaan ATtiny menee sisään.
• Paina pistorasiaa alaspäin niin, että se on kokonaan levyssä, ja käytä juotosrautaa kiinnittääksesi johdot juotospastalla levyyn.
• Lopeta loput johdot tyynyille juotosraudalla ja kelalla tavallista juotetta.

Painike

• Riippuen siitä, minkä painikkeen saat, joudut ehkä taivuttamaan johdot alas, jotta ne koskettavat tyynyjä paremmin.
• Aseta painike taululle ja varmista, että normaalisti auki olevat 2 johtoa ovat vasemmassa alakulmassa ja vasemmassa yläkulmassa. (Kun painiketta painetaan, kaksi vasenta tyynyä yhdistetään.)
• Käytä samaa kiinnitystekniikkaa, joka on kuvattu yllä olevassa IC -liitäntäosassa, juottaaksesi painikkeen.

Vias

• Viasia varten voit joko käyttää leikattua johtoa LED-valosta tai vastuksesta tai voit poistaa 22-mittaisen kiinteän ytimen kytkentäjohdon.
• Työnnä lanka reiän läpi ja käytä juotosrautaa juottamaan lanka levyn molemmin puolin oleviin tyynyihin.
• Leikkaa ylimääräinen lanka pois langankatkaisimilla.

Akun pidike

• Pidä teipillä kiinni pinta-asennettava CR2032-paristopidike paikallaan juotettaessa. (Se tulee todella kuumaksi, joten et halua pitää sitä sormillasi!)
• Kiinnitä pidike levyn takaosaan juottamalla jalat molemmin puolin neliömäisiin tyynyihin.

Vaihe 7: Lisää hihna

Tämä osa on todella sinun. Helpoin tapa lisätä hihna on ompelemalla halpoja tarranauhoja, joita voi löytää mistä tahansa käsityö-/kangaskaupasta, kuten Michaelin tai Jo-Ann Fabricsin. Lopulta haluaisimme tehdä hihnan mukavammasta materiaalista, kuten nahasta, ja lisätä soljen sen kiinnittämiseen, mutta tämä toimii sillä välin.

Kerro meille, jos keksit hienoja tapoja kiinnittää kello ranteeseesi!

Vaihe 8: Ohjelmoi ATtiny

Nyt kello on fyysisesti valmis, mutta ATtiny -siru ei vielä osaa ohjata LED -valoja. Siksi meidän on ohjelmoitava se.

ATtiny -ohjelmoinnissa on useita vaihtoehtoja. Voit tehdä nopean leipälautapiirin, käyttää erityistä ATtiny -ohjelmointikorttia tai voit tehdä hienon Arduino -kilven, kuten mekin, joten voit ohjelmoida nämä sirut helposti tästä lähtien.

Jos olet kokenut Arduino -kilvenvalmistaja ja haluat valita tämän menetelmän, ohjelmoijan levytiedosto (TinyProgShield.brd) on saatavana tässä vaiheessa. Yksinkertaisesti leikkaa se, juota komponentit ja liitä se Arduinoosi.

. Ino -tiedosto tässä ja esittelyvaiheessa on tiedosto, jolla aiot ohjelmoida ATtiny85. Muuta koodin aika nykyiseksi. Muista ladata tiedosto ATtiny -laitteeseesi minuutin tai kahden kuluessa, jotta kello synkronoidaan oikeaan aikaan.

Vaihe 9: Muut muunnelmat

Kuten ensimmäisessä vaiheessa mainittiin, Sam teki kellosta täysin SMD-version, jossa on pinta-asennettava ATtiny. Koska et voi vetää ATtinyä ohjelmoimaan sitä, hänen täytyi lisätä mini-USB-portti, joka yhdistää tarvittaviin nastoihin, jotta ATtiny voidaan ohjelmoida ulkoisesti.

Sitten hän teki suojan USB -kaapelin toiselle puolelle niin, että sinun tarvitsee vain kiinnittää kello suojaan ja ohjelmoida ATtiny ikään kuin se olisi kilvessä.

Vaihe 10: Käytä sitä

Laita Nerd Watch päälle ja testaa sitä painamalla painiketta.

Osaatko lukea ajan? Jos pystyt kertomaan ajan katsomalla sarjaa vain kerran, onnittelut, olet nörtti! Jos aikaa kuluu kaksi tai kolme kertaa, olet edelleen nörtti, koska sinulla on tämä super nörtti kello.

Onko sinulla kysymyksiä tai kommentteja? Lähetä meille sähköpostia osoitteeseen [email protected].