Rellotge d'escriptori binari: 9 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:12

Els rellotges binaris són fantàstics i exclusius per a la persona que coneix el binari (el llenguatge dels dispositius digitals). Si ets un home de tecnologia, aquest rellotge estrany és per a tu. Per tant, fes-ne un sol i guarda el teu temps en secret.

Trobareu molts rellotges binaris de diferents tipus a Internet. Fins i tot podeu comprar un rellotge binari a la botiga en línia com amazon.com. Però aquest rellotge és diferent de tots i aquí solia jugar al marbre per donar-li un aspecte elegant.

Abans de baixar, mireu el vídeo de demostració.

Pas 1: llista de materials

Components de maquinari

1. Arduino Pro Micro (comprar a aliexpress.com): aquest és el cor principal del rellotge i llegeix l’hora de RTC i dóna instruccions per accionar els LED en conseqüència. Podeu utilitzar Arduino Nano fins i tot Arduino Uno en lloc de Pro Micro si la mida no us interessa.

2. Mòdul DS3231 RTC (comprar a aliexpress.com): el DS3231 RTC fa un seguiment del temps fins i tot quan s’apaga l’alimentació. Tot i que es poden utilitzar altres RTC com DS1307, el DS3231 és més precís.

3. MAX7219CNG LED Driver IC (comprar a aliexpress.com): Arduino té un nombre limitat de pins. Per tant, si voleu conduir tones de LED sense perdre els pins Arduino MAX7219 és el salvavides. Pren dades de sèrie i pot alimentar 64 LEDs de forma independent.

4. 20 unitats LED blau, 5 mm (comprar a aliexpress.com): el blau em va donar el millor resultat. Podeu provar amb altres colors.

5. 20 PCS Playing Marble (comprar a aliexpress.com): es va utilitzar el joc de marbre de mida estàndard. El marbre ha de ser transparent per passar la llum.

6. Resistència 10K: s’utilitza per controlar el corrent de segment del MAX7219 IC. Consulteu el full de dades per conèixer el valor exacte del segment de corrent diferent.

7. Filferros

8. Prototip de placa PCB (comprar a aliexpress.com): He utilitzat un prototip de placa PCB per a MAX7219 IC amb una base IC. També podeu dissenyar la vostra placa PCB personalitzada.

Eines de maquinari

1. Màquina encaminadora CNC de fusta de gravador làser CNC 3018 PRO (comprar a aliexpress.com): la màquina de GNC DIY de Theis es va utilitzar per tallar a la fusta el marbre i els LED. Aquesta és una màquina excel·lent amb un preu baix per a qualsevol fabricant i aficionat.

2. Estació de soldadura (compreu-ne una a aliexpress.com): es necessita una mica de soldadura per al projecte i un bon soldador és una eina imprescindible per a un fabricant. 60W és una bona opció per a la soldadura de bricolatge.

3. Tallador de filferro (comprar a aliexpress.com)

4. Fresa de carboni recoberta de titani per a CNC (comprar a aliexpress.com): també podeu provar amb la broca que es proporciona amb la màquina. En aquest cas, heu de fer alguns canvis al disseny.

Pas 2: gravat i talla

Vaig agafar una peça de fusta d’auró suau de 165X145X18,8 mm per col·locar els LED del rellotge. A la part superior de tots els leds, col·locaré un marbre i la mida d’un marbre estàndard de joc és de 15,5 mm de diàmetre. Per tant, vaig fer forats de 15,7 mm amb una profunditat de 7 mm. Al centre del forat, vaig fer un trepant de 5 mm per col·locar el LED. Tot el text es va fer amb una profunditat de 2 mm. Podeu augmentar o disminuir la profunditat que trieu. També podeu provar de gravar amb làser el text.

El disseny complet el va fer Easel d’Inventables. El cavallet és una plataforma de programari basada en web que us permet dissenyar i tallar a partir d’un programa senzill i senzill i la majoria de les funcions són d’ús gratuït. Només heu d’iniciar sessió al sistema creant un compte o utilitzant Gmail.

Easel Pro és un programari de núvol basat en membres que es basa en el programari gratuït de cavallet d’Inventables. El cavallet i el cavallet Pro minimitzen les barreres associades al complicat programari de fabricació de productes CAD i CAM, cosa que facilita la producció de productes físics per als usuaris.

Mitjançant Easel podeu exportar el fitxer de disseny en format de codi G o configurar directament el CNC des de l'entorn Easel i enviar l'ordre al CNC. En aquest cas, heu d’instal·lar el controlador del cavallet. També podeu importar un codi G creat prèviament a l'IDE de cavallet i modificar-lo. He inclòs el fitxer de disseny. Podeu modificar fàcilment el disseny segons la vostra elecció mitjançant el cavallet.

Pas 3: polir i aplicar vernís

El vernís pot proporcionar un acabat preciós als projectes i pintures de fusta. Abans d’aplicar vernís a la fusta, lijeu la peça i netegeu l’espai de treball. La poliment dóna un aspecte suau i prepara la fusta per al vernís. Apliqueu el vernís en diverses capes fines, deixant-les assecar bé abans de passar a la següent. Per envernissar una pintura, deixeu-la assecar completament i després raspalleu-la amb cura. Una capa és suficient per a moltes pintures, però podeu afegir una capa addicional sempre que deixeu assecar bé l’anterior.

Abans d’aplicar el vernís, cal eliminar qualsevol imperfecció i imperfecció abans d’aplicar el vernís. Per fer-ho, feu servir paper de vidre de granulat per a peces sense acabar i treballeu amb el gra de la fusta. Posa suaument fins que la peça quedi llisa. Després de netejar la peça de fusta, apliqueu el vernís en una zona ben ventilada.

El vernís estalvia la fusta de la pols i la humitat del medi ambient, però pot afectar el color de la fusta.

Pas 4: Creació del circuit

El component principal del rellotge és una placa de microcontrolador Arduino Pro Mini i un mòdul RTC DS3231. La connexió de l’Arduino Pro Mini i el mòdul RTC és molt senzilla. Cal connectar el pin SDA del mòdul RTC al pin SDA de l’Arduino i el pin SCL del mòdul RTC al pin SCL de l’Arduino. Els pins SDA i SCL són en realitat A4 i A5 pin d'Arduino respectivament. També heu de fer una connexió a terra comuna entre els mòduls Arduino i RTC. Vaig utilitzar cables de pont per fer les connexions.

La connexió entre Arduino i DS3231 RTC:

Arduino	DS3231
SCL (A5)	SCL
SDA (A4)	SDA
5V	VCC
GND	GND

Per mostrar hora, minut i segon, un rellotge binari requeria 20 LED. Si voleu mostrar la data, necessiteu més. La placa Arduino té una limitació dels pins GPIO. Per tant, he utilitzat l’IC del controlador LED MAX7219CNG per conduir tones de LED utilitzant només tres pins de la placa Arduino.

L’IC del controlador MAX7219 és capaç de conduir 64 LED individuals mentre s’utilitza només 3 cables per comunicar-se amb l’Arduino i, a més, podem encadenar diversos controladors i matrius i seguir utilitzant els mateixos 3 cables.

Els 64 LEDs són accionats per 16 pins de sortida del CI. La pregunta ara és com és possible això. Bé, el nombre màxim de LEDs que s’encenen alhora és de vuit. Els LED es disposen com un conjunt de files i columnes de 8 × 8. Per tant, el MAX7219 activa cada columna durant un període de temps molt curt i, al mateix temps, també condueix cada fila. Així, canviant ràpidament per les columnes i les files, l’ull humà només notarà una llum contínua.

El VCC i el GND del MAX7219 van als pins 5V i GND de l’Arduino i els altres tres pins, DIN, CLK i CS, a qualsevol pin digital de la placa Arduino. Si volem connectar més d’un mòdul, simplement connectem els pins de sortida de la placa de ruptura anterior als pins d’entrada del nou mòdul. En realitat, aquests pins són iguals, tret que el pin DOUT de la placa anterior va al pin DIN de la placa nova.

La connexió entre Arduino i MAX7219CNG:

Arduino	MAX7219
D12	DIN
D11	CLK
D10	CÀRREGA
GND	GND

Pas 5: càrrega del programa

Tot el programa està escrit en un entorn Arduino. Es van utilitzar dues biblioteques externes per a l'esbós. Un és per al mòdul RTC i un altre per al MAX7219 IC. Baixeu-vos les biblioteques des de l'enllaç i afegiu-les a l'IED Arduino abans de compilar el programa.

Carregar programa a Arduino Pro Mini és una mica complicat. Mireu el tutorial si mai no utilitzeu Arduino Pro Mini:

/*

GIT: https://github.com/jarzebski/Arduino-DS3231> GIT: https://github.com/jarzebski/Arduino-DS3231> * / #include "Wire.h" #include "DS3231.h" #include "LedControl.h" / * Ara necessitem un LedControl per treballar. ***** Aquests números de pin probablement no funcionaran amb el vostre maquinari ***** el pin 12 està connectat al DataIn el pin 11 està connectat al CLK El pin 10 està connectat a LOAD. Només tenim un únic MAX72XX. * / Rellotge DS3231; RTCDateTime dt; LedControl lc = LedControl (12, 11, 10, 1); int segons, minuts, hores; número de bytes [10] = {B00000000, B01000000, B00100000, B01100000, B00010000, B01010000, B00110000, B01110000, B00001000, B01001000}; void setup () {//Serial.begin(9600); / * El MAX72XX està en mode d’estalvi d’energia a l’inici, hem de fer una trucada de despertador * / lc.shutdown (0, false); / * Estableix la brillantor a valors mitjans * / lc.setIntensity (0, 15); / * i esborreu la pantalla * / lc.clearDisplay (0); //lc.setLed(0, fila, col, true); // lc.setRow (0, 0, B11111111); // lc.setRow (0, 1, B11111111); // lc.setRow (0, 2, B11111111); // lc.setRow (0, 3, B11111111); // lc.setRow (0, 4, B11111111); // lc.setRow (0, 5, B11111111); // lc.setColumn (0, 2, B11111111); // lc.setColumn (0, 3, B11111111); // lc.setColumn (0, 4, B11111111); // lc.setColumn (0, 5, B11111111); // Inicialitzar DS3231 clock.begin (); // Estableix l'hora de compilació de l'esbós //clock.setDateTime(_DATE_, _TIME_); pinMode (5, INPUT_PULLUP); pinMode (6, INPUT_PULLUP); pinMode (7, INPUT_PULLUP); } int menu = 0, amunt, avall; int hours_one; int hores_ten; int minutes_one; int minuts_ten; int segons_un; int segons_ten; bucle buit () {if (digitalRead (5) == 0) {delay (300); menú ++; if (menú> 3) menú = 0; } if (menú == 0) {dt = clock.getDateTime (); hores = hora dt; minuts = minut dt.; segons = dt.segon; if (hores> 12) hores = hores - 12; if (hores == 0) hores = 1; hores_una = hores% 10; hores_ten = hores / 10; minutes_one = minuts% 10; minuts_ten = minuts / 10; seconds_one = segons% 10; segons_ten = segons / 10; lc.setRow (0, 0, número [segons_un]); lc.setRow (0, 1, número [segons_ten]); lc.setRow (0, 2, número [minutes_one]); lc.setRow (0, 3, número [minuts_ten]); lc.setRow (0, 4, número [hores_una]); lc.setRow (0, 5, número [hores_ten]); } if (menú == 1) {if (digitalRead (6) == 0) {delay (300); hores ++; if (hores> = 24) hores = 0; } if (digitalRead (7) == 0) {delay (300); hores--; if (hores = 60) minuts = 0; } if (digitalRead (7) == 0) {delay (300); minuts--; if (minuts <0) minuts = 0; } minutes_one = minutes% 10; minuts_ten = minuts / 10; lc.setRow (0, 4, B00000000); lc.setRow (0, 5, B00000000); lc.setRow (0, 1, B00000000); lc.setRow (0, 0, B00000000); lc.setRow (0, 2, número [minutes_one]); lc.setRow (0, 3, número [minuts_ten]); } if (menú == 3) {clock.setDateTime (2020, 4, 13, hores, minuts, 01); menú = 0; } //lc.setLed(0, fila, col, fals); //lc.setLed(0, fila, col, cert); //lc.setColumn(0, col, B10100000); //lc.setRow(0, 4, B11111111); //lc.setRow(0, fila, (byte) 0); //lc.setColumn(0, col, (byte) 0); // Per mirar zero a DS3231_dateformat exemple // Serial.print ("Dades brutes:"); // Serial.print (dt.year); Serial.print ("-"); // Serial.print (dt.month); Serial.print ("-"); // Serial.print (dt.day); Serial.print (""); // Serial.print (dt.hour); Serial.print (":"); // Serial.print (dt.minute); Serial.print (":"); // Serial.print (dt.second); Serial.println (""); // // retard (1000); }

Pas 6: col·locació dels LED

En aquesta etapa, posaré tots els LED als forats del tauler de fusta. Les connexions dels LED es mostren a l'esquema. Com que farem servir el controlador LED MAX7219 per conduir els LED, tots els LED s'han de connectar en forma de matriu. Per tant, vaig connectar els pins d'ànode de tots els LEDs de cada columna junts i tots els pins del càtode de cada fila junts segons l'esquema. Ara, els nostres pins de columna són en realitat pins d'ànode de LED i els pins de fila són en realitat pins de càtode de LEDs.

Per conduir LEDs mitjançant MAX7219, heu de connectar el pin de càtode d'un led a un pin de dígits del CI i el pin d'ànode del led a un pin segment de l'IC. Per tant, els nostres pins de columna haurien d’estar connectats als pins de segment i els pins de fila haurien d’estar connectats als pins de dígits del MAX7219.

Cal connectar una resistència entre el pin ISET i el VCC del MAX7219 IC i aquesta resistència controla el corrent dels pins de segment. He utilitzat una resistència de 10K per mantenir 20mA a cada segment de pin.

Pas 7: Connexió de LEDs

En aquesta etapa, he connectat tots els LEDs en un format de matriu de columnes de files. Necessitava utilitzar alguns cables de pont addicionals per connectar els LED, però podeu establir la connexió sense l'ajut de cables addicionals si els cables dels LED són prou llargs per tocar-se.

En aquesta configuració, no es requereix cap resistència perquè MAX7219 s'encarregarà del corrent. El vostre deure és seleccionar el valor adequat per a la resistència ISET i treure el pin ISET amb aquesta resistència. Abans de col·locar i connectar els LED, us suggeriré que comproveu tots els LED. Perquè col·locar un LED malament matarà molt de temps. En el següent pas, connectarem els fils de la fila i la columna al MAX ic.

Pas 8: Connexió de la placa de circuit amb els LED

La nostra placa de circuits, inclosos RTC, Arduino i MAX7219, està llesta durant molt de temps i també hem preparat la matriu LED a l'etapa anterior. Ara hem de connectar totes les coses segons l'esquema. En primer lloc, hem de connectar els cables de fila i columna al MAX7219IC. La connexió es va esmentar a l'esquema. Per fer-ho més clar, seguiu la taula que es mostra a continuació.

Matriu LED	MAX7219CNG
FILA0	DIGIT0
FILA1	DIGIT1
FILA2	DIGIT2
FILA3	DIGIT3
COLUMN0	SEGA
COLUMNA1	SEGB
COLUMN2	SEGC
COLUMNA3	SEGD
COLUMNA4	SEGE
COLUMNA5	SEGF

FILA0-> fila superior

COLUMN0 -> Columna més a la dreta (SS COLUMN)

Després de fer la connexió, heu de fixar la placa PCB i Arduino amb la peça de fusta per evitar trencar la connexió. Vaig utilitzar cola calenta per arreglar tots els circuits al seu lloc. Per evitar qualsevol curtcircuit, utilitzeu una gran quantitat de cola per amagar la junta de soldadura a la part inferior del PCB.

Per fer un rellotge usable, heu de mantenir una opció per ajustar l'hora quan sigui necessari. He afegit tres botons per ajustar el temps. Una per canviar l’opció i dues per augmentar i disminuir l’hora i el minut. Els botons es col·loquen a l'extrem superior dret perquè siguin fàcilment accessibles.

Pas 9: col·locació dels marbres

Aquesta és la fase final del nostre projecte. S'ha completat tota la connexió del circuit. Ara cal col·locar el marbre a la part superior del rellotge de fusta. Per col·locar els marbres he utilitzat cola calenta. Utilitzeu un adhesiu de color blanc transparent per a aquest propòsit. Vaig aplicar cola calenta a tots els forats de la part superior i, a sobre dels LEDs, vaig col·locar suaument el marbre a cada forat. Si afegiu cola de manera uniforme, augmentareu la brillantor del led. Vaig utilitzar LED BLAU per al meu rellotge. Em va donar el millor resultat.

Donar energia al rellotge. Si mostra temps doncs Felicitats !!!

Ho has fet!

Gaudeix-ne!

Accèssit al concurs Make it Glow