ორობითი სამაგიდო საათი: 9 ნაბიჯი (სურათებით)

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:17

ორობითი საათები გასაოცარია და ექსკლუზიურად მათთვის, ვინც იცის ორობითი (ციფრული მოწყობილობების ენა). თუ ტექნიკოსი ხართ, ეს უცნაური საათი თქვენთვისაა. ასე რომ, შექმენით საკუთარი ხელით და შეინახეთ დრო გასაიდუმლოებული!

ინტერნეტში ნახავთ სხვადასხვა ტიპის უამრავ ბინარულ საათს. თქვენ კი შეგიძლიათ შეიძინოთ ორობითი საათი ონლაინ მაღაზიიდან, როგორიცაა amazon.com. მაგრამ ეს საათი ყველასგან განსხვავდება და აქ ვიყენებ მარმარილოს თამაშს, რომ მას ელეგანტური სახე მივცე.

დაბლა ჩასვლამდე უყურეთ დემო ვიდეოს.

ნაბიჯი 1: მასალების შედგენა

აპარატურის კომპონენტები

1. Arduino Pro Micro (იყიდეთ aliexpress.com– დან): ეს არის საათის მთავარი გული და კითხულობს დროს RTC– დან და აძლევთ ინსტრუქციას LED– ების შესაბამისად მართვას. თქვენ შეგიძლიათ გამოიყენოთ Arduino Nano თუნდაც Arduino Uno Pro Micro– ს ნაცვლად, თუ ზომა არ აქვს მნიშვნელობა თქვენთვის.

2. DS3231 RTC მოდული (იყიდეთ aliexpress.com– დან): DS3231 RTC თვალყურს ადევნებს დროს მაშინაც კი, როდესაც დენი გამორთულია. მიუხედავად იმისა, რომ სხვა RTC– ს მსგავსად DS1307 შეიძლება გამოყენებულ იქნას, DS3231 უფრო ზუსტია.

3. MAX7219CNG LED დრაივერის IC (ყიდვა aliexpress.com– დან): Arduino– ს აქვს შეზღუდული რაოდენობის ქინძისთავები. ასე რომ, თუ გსურთ ტონობით LED- ების მართვა Arduino- ს ქინძისთავების დაკარგვის გარეშე, MAX7219 არის სამაშველო. იგი იღებს სერიულ მონაცემებს და შეუძლია დამოუკიდებლად მართოს 64 LED.

4. 20 ცალი ცისფერი LED, 5 მმ (ყიდვა aliexpress.com– დან): ცისფერმა მომცა საუკეთესო შედეგი ჩემთვის. შეგიძლიათ სცადოთ სხვა ფერებით.

5. 20 ცალი მარმარილოს თამაში (იყიდეთ aliexpress.com– დან): სტანდარტული ზომის მარმარილო იყო გამოყენებული. მარმარილო გამჭვირვალე უნდა იყოს სინათლის გასავლელად.

6. რეზისტორი 10K: გამოიყენება MAX7219 IC სეგმენტის დენის გასაკონტროლებლად. იხილეთ მონაცემთა ფურცელი, რომ იცოდეთ სხვადასხვა სეგმენტის დენის ზუსტი მნიშვნელობა.

7. მავთულები

8. PCB დაფის პროტოტიპი (ყიდვა aliexpress.com– დან): მე გამოვიყენე PCB დაფის პროტოტიპი MAX7219 IC– სთვის IC ბაზით. თქვენ ასევე შეგიძლიათ შეიმუშაოთ თქვენი პერსონალური PCB დაფა.

აპარატურის ინსტრუმენტები

1. CNC 3018 PRO Laser Engraver Wood CNC Router Machine (ყიდვა aliexpress.com– დან): Theis DIY CNG მანქანა გამოიყენებოდა მარმარილოსა და LED- ებზე ხეზე მოჩუქურთმებისთვის. ეს არის შესანიშნავი მანქანა დაბალი ფასით ნებისმიერი მწარმოებლისა და მოყვარულისთვის.

2. შედუღების სადგური (იყიდეთ aliexpress.com– დან): პროექტისათვის საჭიროა გარკვეული შედუღება, ხოლო კარგი გამწოვი რკინა არის აუცილებელი დამამზადებლისთვის. 60W არის კარგი არჩევანი წვრილმანი soldering.

3. მავთულის საჭრელი (შეიძინეთ aliexpress.com– დან)

4. ტიტანის დაფარული კარბიდის ბოლო საფქვავი საჭრელი CNC– სთვის (იყიდეთ aliexpress.com– დან): თქვენ ასევე შეგიძლიათ სცადოთ მანქანით მოწოდებული ბიტი. ამ შემთხვევაში, თქვენ უნდა შეიტანოთ ცვლილებები დიზაინში.

ნაბიჯი 2: გრავირება და ამოკვეთა

მე ავიღე 165X145X18.8 მმ რბილი ნეკერჩხლის ხის ნაჭერი საათის LED- ების დასაყენებლად. ყოველი ლიდერის თავზე, მე მოვათავსებ მარმარილოს და სტანდარტული სათამაშო მარმარილოს ზომა 15.5 მმ დიამეტრისაა. ასე რომ, მე გავაკეთე 15.7 მმ ხვრელები 7 მმ სიღრმით. ხვრელის ცენტრში, მე გავაკეთე 5 მმ საბურღი LED– ის განთავსებისთვის. ყველა ტექსტი გაკეთებულია 2 მმ სიღრმით. თქვენ შეგიძლიათ გაზარდოთ ან შეამციროთ თქვენი არჩევანის სიღრმე. თქვენ ასევე შეგიძლიათ სცადოთ ტექსტის ლაზერული გრავირება.

სრული დიზაინი დაზგურმა შექმნა Inventables– დან. დაზგური არის ვებ დაფუძნებული პროგრამული პლატფორმა, რომელიც საშუალებას გაძლევთ შეიმუშაოთ და შექმნათ ერთი, მარტივი პროგრამიდან და ფუნქციების უმეტესობა უფასოა. თქვენ მხოლოდ სისტემაში უნდა შეხვიდეთ ანგარიშის შექმნით ან Gmail– ის გამოყენებით.

Easel Pro არის წევრობაზე დაფუძნებული ღრუბლოვანი პროგრამა, რომელიც ემყარება Inventables– ის უფასო დაზგური პროგრამულ უზრუნველყოფას. Easel and Easel Pro ამცირებს ბარიერებს, რომლებიც დაკავშირებულია რთულ CAD და CAM პროდუქტების წარმოების პროგრამულ უზრუნველყოფასთან, რაც მომხმარებლებს გაუადვილებს ფიზიკური პროდუქტების წარმოებას.

დაზგური საშუალებების გამოყენებით თქვენ შეგიძლიათ ექსპორტირებული დიზაინის ფაილი G- კოდის ფორმატში ან უშუალოდ დააყენოთ თქვენი CNC დაზგური გარემოდან და გაუგზავნოთ ბრძანება CNC- ს. ამ შემთხვევაში, თქვენ უნდა დააინსტალიროთ დრაივერი დაზგაზე. თქვენ ასევე შეგიძლიათ შემოიტანოთ ადრე შექმნილი G- კოდი დაზგური IDE- ში და შეცვალოთ. მე შევიტანე დიზაინის ფაილი აქ. თქვენ შეგიძლიათ მარტივად შეცვალოთ დიზაინი თქვენი არჩევანის მიხედვით დაზგურის გამოყენებით.

ნაბიჯი 3: დაფქვა და ლაქის წასმა

ლაქს შეუძლია ულამაზესი დასრულება ხის პროექტებსა და ნახატებზე. სანამ ლაქს ხეზე წაისვამთ, გახეხეთ ნაჭერი და გაწმინდეთ სამუშაო ადგილი. დაფქვა იძლევა გლუვ იერს და ამზადებს ხეს ლაქისთვის. წაისვით ლაქი რამდენიმე წვრილ ფენად, თითოეული გააშრეთ საფუძვლიანად შემდეგზე გადასვლამდე. ლაქის გასაკეთებლად, გააშრეთ მთლიანად და შემდეგ ფრთხილად წაუსვით ლაქი. ერთი ფენა საკმარისია მრავალი ნახატისთვის, მაგრამ შეგიძლიათ დაამატოთ დამატებითი ფენა მანამ, სანამ პირველად დაუშვებთ წინა ფენის კარგად გაშრობას.

ლაქის წასმამდე თქვენ უნდა მოიცილოთ ნებისმიერი ნაკლოვანება და ნაკლი ლაქის წასმამდე. ამისათვის გამოიყენეთ 100 გრეიანი ქვიშა დაუმთავრებელი ნაჭრებისთვის და იმუშავეთ ხის მარცვალთან ერთად. ნაზად ქვიშა, სანამ ნაჭერი არ გახდება გლუვი. ხის ნაჭრის გაწმენდის შემდეგ წაისვით ლაქი კარგად ვენტილირებად ადგილას.

ლაქი ინახავს ხეს გარემოს მტვრისა და ტენიანობისგან, მაგრამ მას შეუძლია გავლენა მოახდინოს ხის ფერს.

ნაბიჯი 4: წრის შექმნა

საათის მთავარი კომპონენტია Arduino Pro Mini მიკროკონტროლის დაფა და DS3231 RTC მოდული. Arduino Pro Mini- ს და RTC მოდულის კავშირი ძალიან მარტივია. თქვენ უნდა დააკავშიროთ RTC მოდულის SDA პინი Arduino– ს SDA პინთან და RTC მოდულის SCL პინთან Arduino– ს SCL პინთან. SDA და SCL ქინძისთავები ფაქტიურად A4 და A5 პინ არის Arduino შესაბამისად. თქვენ ასევე უნდა დაამყაროთ საერთო კავშირი Arduino და RTC მოდულებს შორის. კავშირების დასამყარებლად ვიყენებ მხტუნავ მავთულს.

კავშირი Arduino– სა და DS3231 RTC– ს შორის:

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

საათის, წუთის და წამის საჩვენებლად ორობითი საათი საჭიროებდა 20 LED- ს. თუ გსურთ თარიღის ჩვენება, ამას მეტი სჭირდება. Arduino დაფაზე არის შეზღუდული GPIO ქინძისთავები. ამრიგად, მე გამოვიყენე MAX7219CNG LED დრაივერის IC ტონა LED- ების მართვისთვის Arduino დაფის მხოლოდ სამი ქინძისთავის გამოყენებით.

MAX7219 დრაივერის IC- ს შეუძლია 64 ინდივიდუალური LED- ების მართვა Arduino– სთან კომუნიკაციისთვის მხოლოდ 3 მავთულის გამოყენებით, და უფრო მეტიც, ჩვენ შეგვიძლია დავამუშაოთ ჯაჭვი მრავალი მძღოლი და მატრიცა და კვლავ გამოვიყენოთ იგივე 3 მავთული.

64 LED- ები ამოძრავებს IC– ს 16 გამომავალ ქინძისთავს. ახლა კითხვაა, როგორ არის ეს შესაძლებელი. ისე, LED– ების მაქსიმალური რაოდენობა ერთდროულად ანათებს რვა. LED- ები განლაგებულია როგორც 8 × 8 რიგები და სვეტები. ასე რომ, MAX7219 ააქტიურებს თითოეულ სვეტს ძალიან მოკლე დროში და ამავე დროს ის ასევე მართავს თითოეულ სტრიქონს. ასე რომ, სვეტებისა და რიგების სწრაფი გადართვით ადამიანის თვალი მხოლოდ უწყვეტ შუქს შეამჩნევს.

VCC და GND MAX7219 გადადის Arduino– ს 5V და GND ქინძისთავებზე და სამი სხვა ქინძისთავზე, DIN, CLK და CS გადადის Arduino დაფის ნებისმიერ ციფრულ პინზე. თუ ჩვენ გვსურს ერთზე მეტი მოდულის დაკავშირება, ჩვენ უბრალოდ ვუკავშირდებით წინა გარღვევის დაფის გამომავალ ქინძისთავებს ახალი მოდულის შესასვლელთან. სინამდვილეში ეს ქინძისთავები ყველა ერთნაირია, გარდა იმისა, რომ წინა დაფის DOUT პინი მიდის ახალი დაფის DIN პინზე.

კავშირი Arduino– სა და MAX7219CNG– ს შორის:

არდუინო	MAX7219
D12	DIN
D11	CLK
D10	ჩატვირთვა
GND	GND

ნაბიჯი 5: პროგრამის ატვირთვა

მთელი პროგრამა დაწერილია არდუინოს გარემოში. ესკიზისთვის გამოყენებულია ორი გარე ბიბლიოთეკა. ერთი არის RTC მოდულისთვის და მეორე არის MAX7219 IC– სთვის. ჩამოტვირთეთ ბიბლიოთეკები ბმულიდან და დაამატეთ Arduino IED პროგრამის შედგენამდე.

Arduino Pro Mini– ში პროგრამის ატვირთვა ცოტა რთულია. გადახედეთ სახელმძღვანელოს, თუ არასოდეს იყენებთ Arduino Pro Mini- ს აქამდე:

/*

GIT: https://github.com/jarzebski/Arduino-DS3231> GIT: https://github.com/jarzebski/Arduino-DS3231> */ #მოიცავს "Wire.h" #მოიცავს "DS3231.h" #მოიცავს "LedControl.h" /* ახლა ჩვენ გვჭირდება LedControl სამუშაოდ. ***** ეს პინ ნომრები ალბათ არ იმუშავებს თქვენს ტექნიკასთან ***** პინ 12 არის დაკავშირებული DataIn პინ 11 უკავშირდება CLK პინ 10 უკავშირდება LOAD ჩვენ გვაქვს მხოლოდ ერთი MAX72XX. */ DS3231 საათი; RTCDateTime dt; LedControl lc = LedControl (12, 11, 10, 1); ინ წამი, წუთი, საათი; ბაიტის ნომერი [10] = {B00000000, B01000000, B00100000, B01100000, B00010000, B01010000, B00110000, B01110000, B00001000, B01001000}; void setup () {//Serial.begin(9600); / * MAX72XX არის ენერგიის დაზოგვის რეჟიმში გაშვებისას, ჩვენ უნდა გავაკეთოთ გამოღვიძების ზარი */ lc. გამორთვა (0, ყალბი); / * დააყენეთ სიკაშკაშე საშუალო მნიშვნელობებზე */ lc.setIntensity (0, 15); / * და გაასუფთავეთ ეკრანი */ lc.clearDisplay (0); //lc.setLed(0, row, 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); // DS3231 საათის ინიციალიზაცია. დაწყება (); // ესკიზის შედგენის დროის დაყენება //clock.setDateTime(_DATE_, _TIME_); pinMode (5, INPUT_PULLUP); pinMode (6, INPUT_PULLUP); pinMode (7, INPUT_PULLUP); } int მენიუ = 0, ზემოთ, ქვემოთ; int საათი_ერთი; int საათი_თიდან; int წუთი_ერთი; int წუთის_თენი; int წამი_ერთი; int წამში_თიდე; void loop () {if (digitalRead (5) == 0) {დაგვიანებით (300); მენიუ ++; თუ (მენიუ> 3) მენიუ = 0; } if (მენიუ == 0) {dt = clock.getDateTime (); საათი = დტ. საათი; წუთი = dt. წუთი; წამი = dt. მეორე; თუ (საათი> 12) საათი = საათი - 12; თუ (საათი == 0) საათი = 1; საათი_ერთი = საათი%10; საათი_თი = საათი/10; წუთი_ერთი = წუთი%10; minutes_ten = წუთი/10; წამი_ერთი = წამი%10; seconds_ten = წამი/10; lc.setRow (0, 0, ნომერი [წამი_ერთი]); lc.setRow (0, 1, ნომერი [წამი_თითი]); lc.setRow (0, 2, ნომერი [წუთი_ერთი]); lc.setRow (0, 3, ნომერი [წუთი_თითი]); lc.setRow (0, 4, ნომერი [საათი_ერთი]); lc.setRow (0, 5, ნომერი [საათი_თითი]); } if (menu == 1) {if (digitalRead (6) == 0) {დაგვიანებით (300); საათი ++; თუ (საათი> = 24) საათი = 0; } if (digitalRead (7) == 0) {დაგვიანებით (300); საათი-; თუ (საათი = 60) წუთი = 0; } if (digitalRead (7) == 0) {დაგვიანებით (300); წუთი-; თუ (წუთი <0) წუთი = 0; } წუთი_ერთი = წუთი%10; minutes_ten = წუთი/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, ნომერი [წუთი_ერთი]); lc.setRow (0, 3, ნომერი [წუთი_თითი]); } if (მენიუ == 3) {clock.setDateTime (2020, 4, 13, საათი, წუთი, 01); მენიუ = 0; } //lc.setLed(0, მწკრივი, სვეტი, ყალბი); //lc.setLed(0, row, col, true); //lc.setColumn(0, col, B10100000); //lc.setRow(0, 4, B11111111); //lc.setRow(0, მწკრივი, (ბაიტი) 0); //lc.setColumn(0, col, (byte) 0); // წამყვანი ნულისთვის DS3231_dateformat მაგალითი // Serial.print ("Raw data:"); // სერიული. ბეჭდვა (დტ. წელი); Serial.print ("-"); // სერიული. ბეჭდვა (დტ. თვე); Serial.print ("-"); // სერიული.ბეჭდი (დღე.დღე); Serial.print (""); // Serial.print (dt.hour); Serial.print (":"); // Serial.print (dt.minute); Serial.print (":"); // Serial.print (dt.second); Serial.println (""); // // დაგვიანება (1000); }

ნაბიჯი 6: განათება LED- ები

ამ ეტაპზე, მე დავდებ ყველა LED- ს ხის დაფის ხვრელებში. LED- ების კავშირები ნაჩვენებია სქემატურ რეჟიმში. რადგან ჩვენ გამოვიყენებთ MAX7219 LED დრაივერს LED- ების მართვისთვის, ყველა LED უნდა იყოს დაკავშირებული მატრიცის ფორმით. ასე რომ, მე დავუკავშირე ყველა LED- ის ანოდის ქინძისთავები თითოეულ სვეტში ერთად და ყველა რიგის ყველა კათოდური ქინძისთავი ერთად სქემატური მიხედვით. ახლა, ჩვენი სვეტის ქინძისთავები რეალურად არის LED- ების ანოდური ქინძისთავები და მწკრივის ქინძისთავები რეალურად LED- ების კათოდური ქინძისთავებია.

LED- ების მართვისთვის MAX7219- ის გამოყენებით თქვენ უნდა დაუკავშიროთ led- ის კათოდური პინი IC- ს ციფრულ პინს და led- ის ანოდურ pin- ს IC სეგმენტის პინთან. ასე რომ, ჩვენი სვეტის ქინძისთავები უნდა იყოს დაკავშირებული სეგმენტის ქინძისთავებთან და მწკრივის ქინძისთავები უნდა იყოს დაკავშირებული MAX7219 ციფრების პინთან.

თქვენ უნდა დაუკავშიროთ რეზისტორი ISET პინსა და MAX7219 IC VCC– ს შორის და ეს რეზისტორი აკონტროლებს სეგმენტის ქინძისთავების მიმდინარეობას. მე გამოვიყენე 10K რეზისტორი თითოეული სეგმენტის პინში 20mA შესანარჩუნებლად.

ნაბიჯი 7: LED- ების დაკავშირება

ამ ეტაპზე, მე დავუკავშირე ყველა LED- ს მწკრივის სვეტის მატრიცის ფორმატში. LED- ების დასაკავშირებლად დამჭირდა დამატებითი ჯუმბერის მავთულის გამოყენება, მაგრამ თქვენ შეგიძლიათ გააკეთოთ კავშირი დამატებითი მავთულის დახმარების გარეშე, თუ LED- ების სადენები საკმარისად გრძელია ერთმანეთთან შეხებისთვის.

ამ კონფიგურაციაში, რეზისტორი არ არის საჭირო, რადგან MAX7219 იზრუნებს მიმდინარეზე. თქვენი მოვალეობაა აირჩიოთ სწორი მნიშვნელობა ISET რეზისტორისთვის და აიყვანოთ ISET პინი ამ რეზისტორთან ერთად. LED- ების განთავსებამდე და შეერთებამდე მე გირჩევთ შეამოწმოთ ყველა LED. იმის გამო, რომ ცუდი LED- ის განთავსება ბევრ დროს კლავს. მომდევნო ეტაპზე, ჩვენ დავაკავშირებთ მწკრივისა და სვეტის ხაზებს MAX ic- თან.

ნაბიჯი 8: მიკროსქემის დაფის დაკავშირება LED- ებით

ჩვენი მიკროსქემის დაფა RTC, Arduino და MAX7219 ჩათვლით მზად არის დიდი ხნის განმავლობაში და ჩვენ ასევე მოვამზადეთ LED მატრიცა წინა ეტაპზე. ახლა ჩვენ უნდა შევაერთოთ ყველაფერი ერთმანეთთან სქემატური სქემის მიხედვით. პირველ რიგში, ჩვენ გვჭირდება რიგისა და სვეტის მავთულის დაკავშირება MAX7219IC- თან. კავშირი სქემატურად იყო ნახსენები. უფრო გასაგებად მიჰყევით ქვემოთ მოცემულ ცხრილს.

LED მატრიცა	MAX7219CNG
ROW0	DIGIT0
რიგი 1	ციფრი 1
რიგი 2	DIGIT2
რიგი 3	DIGIT3
სვეტი 0	სეგა
სვეტი 1	SEGB
სვეტი 2	SEGC
სვეტი 3	SEGD
სვეტი 4	SEGE
სვეტი 5	SEGF

ROW0-> ზედა მწკრივი

COLUMN0 -> მარჯვენა სვეტი (SS COLUMN)

კავშირის დამყარების შემდეგ თქვენ უნდა დააფიქსიროთ PCB დაფა და არდუინო ხის ნაჭერით, რათა თავიდან აიცილოთ კავშირი. მე გამოვიყენე ცხელი წებო ყველა სქემის დასაფიქსირებლად. მოკლე ჩართვის თავიდან ასაცილებლად გამოიყენეთ დიდი რაოდენობით წებო, რომ დამალოთ გამწოვი სახსარი PCB– ის ქვედა ნაწილში.

საათის გამოსაყენებლად, თქვენ უნდა შეინარჩუნოთ დრო, როდესაც საჭიროა დროზე მორგება. მე დავამატე სამი ღილაკის გადამრთველი დროის შესაცვლელად. ერთი ვარიანტის შესაცვლელად და ორი საათისა და წუთის გაზრდისა და შემცირებისთვის. ღილაკები მოთავსებულია ზედა მარჯვენა კუთხეში ისე, რომ ეს იყოს ადვილად მისაწვდომი.

ნაბიჯი 9: მარმარილოს განთავსება

ეს არის ჩვენი პროექტის დასკვნითი ეტაპი. ყველა წრიული კავშირი დასრულებულია. ახლა თქვენ უნდა მოათავსოთ მარმარილო ხის საათის ზედა ნაწილში. მარმარილოს დასაყენებლად გამოვიყენე ცხელი წებო. ამისათვის გამოიყენეთ გამჭვირვალე თეთრი ფერის წებოს ჯოხი. მე გამოვიყენე ცხელი წებო ყველა ხვრელში ზემოდან და LED- ების თავზე ნაზად მოვათავსე მარმარილო ყველა ხვრელში. წებოს თანაბრად დამატება გაზრდის ბზინვარებას. მე გამოვიყენე ლურჯი LED ჩემი საათისათვის. მან მომცა საუკეთესო შედეგი.

მიეცი ძალა საათს. თუ დრო გვიჩვენებს, გილოცავთ !!!

შენ მოახერხე!

ისიამოვნეთ!

მეორე ადგილი კონკურსის Make it Glow კონკურსში