שעון החנון: 10 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:14

שעון החנון מציג את הזמן הבינארי כאשר הכפתור נלחץ ונוצר על ידי סם דרוז במהלך התמחות בקיץ במטה שלנו. השעון מציג את השעה והדקות על ידי הברקה של שתי נוריות ברצף כדי לייצג שני מספרים בינאריים של 4 סיביות (בפורמט big-endian). להלן תיאור מצוין כיצד לקרוא מספרים בינאריים.

הדרכה זו (שנכתבה על ידי Sam DeRose) מראה לך כיצד לבנות שעון Nerd מאפס עם כמה רכיבי אלקטרוניקה ומכונת כרסום שולחנית של Bantam Tools. זה אכן מניח שיש לך ניסיון קודם בעבודה עם רכיבים אלקטרוניים המורכבים על משטח וכי אינך זר למולטימטר והלחמה. זה גם מועיל לאסוף מידע קטן על אופן הפעולה של ארדואינו.

שלב 1: כמה הערות לפני שנתחיל

איך אומרים את השעה: המספר הראשון מייצג את השעה, והמספר השני מייצג את המספר שאליו הייתה מצביעה שעון הדקה אם היה שעון אנלוגי. לדוגמה, אם השעון מהבהב 0010 - 0110, הדבר מתאים ל -2 - 6, כלומר השעה היא 2 ומחוג הדקה מצביע על ה -6 והופך אותה ל -2: 30. (עיין בתמונה למעלה לתיאור גרפי!) אין אינדיקציה לבוקר או אחר הצהריים, אבל אני מקווה שזה ברור אם השעה 2:30 בבוקר או לא.

השעון מבוסס על פרויקט שטוני דרוז עשה עבור מייקר פייר. הוא משתמש באותו קוד וסכימטי, אך כעת הלוח מתוכנן להיראות יותר כמו שעון, ומשתמשים ברכיבים מלוטשים יותר על פני השטח (SMD) כדי להפוך אותו לפרופיל נמוך יותר.

הערה: סם ביצע גרסאות רבות של שעון זה - תראה מספרי גרסאות בתמונות. בגלל זה, תמונות ההתקדמות בפוסט הזה מדלגות די הרבה בין גרסאות שונות. עם זאת, התהליך הכללי של כל גרסה הוא זהה, אז אל תדאג אם השעון שלך לא נראה בדיוק כמו התמונה.

הערה נוספת: החלק העיקרי במדריך זה מכסה כיצד לבנות גירסה 2.5, הגרסה העדכנית ביותר שמשתמשת בשבב ATtiny רגיל. עם זאת, שלב 9 מציג וריאציה, גרסה 3.1, שמשתמשת ב- ATtiny בעל הרכבה על פני השטח ויציאת מיני USB כדי לתכנת אותו. גירסה זו קשה הרבה יותר לבנות ולתכנת, לכן אני ממליץ להתחיל בגרסה 2.5 ולנסות רק את גרסה 3.1 אם אתה מרגיש שאפתני באמת (או שיש לך ניסיון בהלחמת רכיבי SMD).

שלב 2: איך זה עובד

שבב ATtiny (שבב ה- IC השחור 8 פינים) הוא לב השעון. שבב זה הוא בעצם גרסה קטנה של אותו שבב שנמצא בתוך ארדואינו, ולכן ניתן לתכנת אותו לביצוע פונקציות שונות. במקרה זה, על השבב יש תוכנית הממתינה ללחיצת כפתור, וכאשר הוא מרגיש אחד מהם, הוא מנמק כמה מהסיכות שלו כך שזרם יכול לזרום מ -3 וולט דרך נוריות הלדים, ולהדליק אותן. ל- ATtiny יש שעון פנימי, כך שנורות הלדים מתוכנתות להבהב כדי להציג את השעה.

שלב 3: כלים, חומרים וקבצים

כלים

• מכונת כרסום שולחנית PCB של Bantam Tools
• מחשב עם תוכנת Bantam Tools מותקנת
• סוגר יישור וחומרת הרכבה כלולים במכונת הטחינה
• מלחם
• טחנות קצה שטוחות, 1/64 ", 1/32" ו- 1/16 "(אופציונלי אך מומלץ, לפינוי נחושת עודפת)

חומרים

• PCB ריק, FR-1, דו צדדי
• קלטת דו צדדית
• לְרַתֵך
• משחת הלחמה
• מחט תפירה
• חוט, שחור
• רצועות סקוטש, 3/4 אינץ ', שחורות או צורה אחרת של רצועת שעון

רכיבים אלקטרוניים

• שקע IC, 8 פינים
• שבב Atmel ATtiny השתמשנו ב- ATtiny85.
• נוריות, SMD (2) SMD = התקן הרכבה על פני השטח
• נגדים, ~ 50 אוהם, SMD (2) הערך המדויק אינו חשוב.
• כפתור רגעי, מרובע, SMD השתמשנו באלה, אך גם אחרים יתאימו.
• סוללת מטבעות, CR2032, 3 וולט
• מחזיק סוללות מטבעות

קבצים

• קובץ לוח EAGLE NerdWatchV2.5.brd לשעון
• Arduino סקיצה NerdWatch.ino ללכת על ATTiny. קובץ ה- zip הכלול כאן כולל את הסקיצה, כמו גם את הספריות שתצטרך להתקין כדי שהסקיצה תפעל כראוי.

קובץ EAGLE למתכנת ATtiny TinyProgShield.brd (אופציונלי)

• הערה: זכור להתקין את הספריות בארדואינו לפני שתנסה לאסוף את הסקיצה. הנה איך:

  • הורד והתקן את Arduino אם עדיין לא עשית זאת. אתה יכול להשיג אותו מאתר Arduino.
  • הורד את הקובץ NerdWatch.zip וזכור היכן שמרת אותו.
  • הפעל את Arduino. עבור אל סקיצה> ייבוא ספרייה> הוסף ספרייה ונווט למקום בו שמרת את NerdWatch.zip.
  • בחר את קובץ ה- zip כולו ותן ל- Arduino להתקין את הספריות באופן אוטומטי.
  • הפעל מחדש את Arduino כדי להפעיל את הספריות. הערה: אם יש לך בעיות, פורומי Arduino הם מקום מרהיב לשאול שאלות, למשתמשים מתקדמים ומתכנתים חדשים כאחד.
  • השתמש ב- Arduino כדי לפתוח את NerdWatch.ino ולרכז את הקוד שלך.

לגרסה 3.1 תזדקק לקבצים הבאים:

• קובץ EAGLE NerdWatchV3.1.brd
• NerdWatch.zip אותו קובץ כמו עבור v2.5
• קובץ EAGLE SMDtinyProgrammer.brd ללוח המתכנתים SMD ATtiny

שלב 4: הגדר את תוכנת מכונות כרסום Bantam Tools

הפעל את תוכנת Bantam Tools. לאחר מכן חבר את מכונת הטחינה שלך למחשב והפעל אותו.

ייבא את קובץ EAGLE לתוכנת Bantam Tools ובצע את השלבים הבאים להגדרת החיתוך:

• השתמש בלחצן הגדרת ההתקנה כדי להדריך אותך בהתקנה ובמיקום של סוגר היישור.
• לאחר התקנת הסוגר, הגדר את החומר שלך ללוח FR1 דו-צדדי באמצעות לחצן חומר ההתקנה.
• בדיאלוג זה, הקפד ליישר את מקור החומר לסוגר.
• השתמש בטחנת קצה שטוחה בגודל 1/32 אינץ 'ו -1/64 אינץ' לחזית הלוח ובחלקו האחורי בגודל הלוח. (החלק האחורי הוא גם המקום בו תוכל להוסיף טחנת קצה אופציונלית בגודל 1/16 אינץ '.)

הגדרת ברירת המחדל ללוח FR-1 שלך עובדת מצוין עבור פרויקט זה. אם אתה רוצה להתנסות עם סיקול עקבות יותר, תוכל להפעיל את מצב BitBreaker (העדפות> ללחוץ על התיבה BitBreaker) ולהתנסות בהגדרות העומק והפינוי (זה מיועד למשתמש שיודע את דרכו ברחבי טחנה).

אם אתה זקוק לרענון על השימוש במכונת כרסום PCB שולחנית של Bantam Tools והגדרת התוכנה, עיין במדריך זה לתחילת העבודה.

שלב 5: גזור את השעון

טען את ה- PCB הריק שלך:

• השתמש בלחצן טוען כדי להביא את מיטת העיבוד קדימה.
• מכסים צד אחד של FR-1 דו צדדי בנייר דבק דו צדדי, והתאימו את הלוח לפינה השמאלית של סוגר היישור.
• לחץ בחוזקה על הלוח ולאחר מכן לחץ על כפתור הבית.

חתכו את הלוח שלכם:

תחילה חתכו את העקבות והחורים לחלק העליון. לעשות זאת על ידי לחיצה על עקבות וחורים בחלון קובץ התוכנית

• בסיום, הפוך את הלוח בתוכנת Bantam Tools על ידי לחיצה על הלחצן התחתון.
• הפוך גם את הלוח בפועל במכונה כך שהצד הבלתי חתוך פונה כלפי מעלה. וודא שהצד התחתון של הלוח סומק עם הפינה הימנית של ג'יג היישור.
• לחץ על עקבות ומתאר בחלון קובץ התוכנית.

הטחנה תחתוך את העקבות והחורים הנותרים, ויהיה לך לוח סיים!

שלב 6: הלחמה על האלקטרוניקה

עכשיו מגיע החלק המייגע: הלחמת הרכיבים על השעון. אם אתה חדש בהלחמה על הר השטח, או בהלחמה באופן כללי, קרא את התיאור שלהלן. תוכל גם למצוא כמה טיפים בפרויקט שרשרת PCB Light-Up.

לתהליך זה, השתמשנו בתנור טוסטר כדי להחדיר הלחמה את רכיבי ה- SMD הקטנים יותר כמו נוריות הנגד והנגדים. לאחר מכן השתמשנו במלחם רגיל לחיבור הרכיבים הגדולים יותר כמו שקע IC, כפתור ומחזיק סוללה.

בצע את השלבים הכלליים הבאים להוספת הרכיבים:

רכיבי SMD

• טפטפו הדבק הלחמה על 8 הרפידות, שירכבו את 2 נוריות הלדים ו -2 הנגדים. בדוק את התמונות שלמעלה כדי לקבל את מיקומי המיקום.
• בדוק שאתה יודע את הקוטביות של הלדים. לשם כך, אתה יכול להשתמש במולטימטר בהגדרת "המשכיות" שלו, או שאתה יכול להסתכל על הנורית ולמצוא את סימן הקרציות או הקווים הירוקים, המסמנים את הצד הקרקע.
• בעזרת פינצטה, הניחו את הלדים והנגדים על הרפידות בעזרת הדבק הלחמה. הקפד לקבל את הקוטביות הנכונה! עבור שני הלדים, הקרקע קרובה יותר לתחתית השעון.
• השתמשו בפלטה, בטוסטר אובן, או רק במלחם רגיל כדי להמיס את משחת ההלחמה ולחבר את הרכיבים.

שקע IC

• כופפו את מוליכי שקע ה- IC דרך החור השטוח כך שהוא ייראה כמו רכיב SMD במקום רכיב חור.
• הרפידות בשעון יהיו ארוכות מספיק בכדי להכיל את המובילים הכפופים של השקע. הנח את השקע וודא שאתה מבין כיצד הוא מותקן לשעון.
• הסר את השקע והנח את הדבק הלחמה על כרית אחת לפחות מכל צד של השקע. אני בדרך כלל עושה פינה אחת ואז את הפינה הנגדית.
• הנח את השקע בחזרה על הרפידות כאשר סימן היישור פונה כלפי מעלה. זה לא נדרש, אבל זה יעזור לך לזכור לאיזה כיוון נכנס ה- ATtiny.
• לחץ כלפי מטה על השקע כך שיגיע עד הלוח למטה, והשתמש במגהץ כדי להדביק את ההובלות עם משחת ההלחמה אל הלוח.
• סיימו את הלחמת שאר ההובלות לרפידות בעזרת מגהץ וסליל הלחמה רגילה.

לַחְצָן

• תלוי איזה כפתור אתה מקבל, ייתכן שיהיה עליך לכופף את המוליכים כלפי מטה כך שיפנו טוב יותר לרפידות.
• הנח את הלחצן על הלוח וודא כי 2 הפניות הפתוחות בדרך כלל נמצאות בפידים השמאלית התחתונה והשמאלית העליונה. (כאשר לוחצים על הכפתור, 2 הרפידות השמאליות מתחברות.)
• השתמש באותה טכניקת הדבקה המוסברת בסעיף שקע IC למעלה להלחמת הכפתור.

ויאס

• עבור ה- vias, אתה יכול להשתמש בעופרת גזורה מנורית או בנגד, או שתפשט אורך של חוט חיבור מוצק בעל 22 מד.
• תקע את החוט דרך החור והשתמש במגהץ כדי להלחם חוט לרפידות משני צידי הלוח.
• מהדקים את החוט העודף בעזרת צלפים.

מחזיק סוללות

• השתמש בקלטת כדי להחזיק את מחזיק הסוללות CR2032 בעל משטח ההרכבה במקומו בזמן הלחמתו. (זה נהיה ממש חם אז אתה לא רוצה להחזיק אותו באצבעות!)
• חבר את המחזיק לחלק האחורי של הלוח על ידי הלחמת הרגליים משני הצדדים לרפידות המרובעות.

שלב 7: הוסף את הרצועה

החלק הזה באמת תלוי בך. הדרך הקלה ביותר להוסיף רצועה היא על ידי תפירה של כמה רצועות סקוטש זולות שתוכלו למצוא בכל חנות יצירה/בדים כמו של מייקל או ג'ו אן בדים. בסופו של דבר היינו רוצים להפוך את הרצועה מחומר נחמד יותר כמו עור, ולהוסיף אבזם כדי להדק אותה, אבל זה עובד בינתיים.

אנא יידע אותנו אם יש לך דרכים מגניבות להצמיד את השעון לפרק כף היד שלך!

שלב 8: תכנת ה- ATtiny

כעת השעון הושלם מבחינה פיזית, אך שבב ATtiny עדיין לא יודע כיצד לשלוט בנורות הלדים. לכן עלינו לתכנת אותו.

ישנן מספר אפשרויות בכל הנוגע לתכנות ATtiny. אתה יכול ליצור מעגל לוח מהיר, להשתמש בלוח תכנות מיוחד של ATtiny, או שאתה יכול להכין מגן ארדואינו חכם, כמו שעשינו, כך שתוכל לתכנת את השבבים האלה מעכשיו והלאה.

אם אתה יוצר מגן Arduino מנוסה וברצונך לבחור בשיטה זו, קובץ הלוח של המתכנת (TinyProgShield.brd) זמין בשלב זה. כל שעליך לעשות הוא לחתוך אותו, להלחם את הרכיבים ולחבר אותו עם הארדואינו שלך.

קובץ.ino כאן ובשלב המבוא הוא הקובץ שבעזרתו תתכנת את ה- ATtiny85 שלך. שנה את הזמן בקוד לשעה הנוכחית. הקפד להעלות את הקובץ ל- ATtiny שלך בתוך דקה או שתיים כדי שהשעון יסונכרן עם הזמן הנכון.

שלב 9: וריאציות אחרות

כפי שצוין בשלב הראשון, סם יצר גרסת SMD מלאה של השעון, הכולל ATtiny המותקן על פני השטח. מכיוון שאי אפשר לשלוף את ה- ATtiny כדי לתכנת אותו, היה עליו להוסיף יציאת מיני USB המתחברת לפינים הדרושים כך שניתן לתכנת את ה- ATtiny חיצונית.

לאחר מכן הוא הכין מגן לקצה השני של כבל ה- USB, כך שכל שעליך לעשות הוא לחבר את השעון למגן ולאחר מכן לתכנת את ה- ATtiny כאילו הוא על המגן.

שלב 10: השתמש בו

שימו את שעון החנון שלכם ובחנו אותו על ידי לחיצה על הכפתור.

אתה יכול לקרוא את השעה? אם אתה יכול לדעת את השעה על ידי צפייה ברצף רק פעם אחת, אז מזל טוב, אתה חנון! אם לוקח לך פעמיים -שלוש להשיג את הזמן, טוב, אתה עדיין חנון כי אתה עונד את השעון החנון הזה.

יש לך שאלות או הערות? שלח לנו דוא ל לכתובת [email protected].