Nerdikell: 10 sammu (piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:47

Nerd Watch kuvab nuppu binaarselt, kui nuppu vajutatakse, ja selle lõi Sam DeRose meie peakorteris suvepraktikal. Kell näitab tunde ja minuteid, vilgutades järjestikku kahte LED-i, mis tähistavad kahte 4-bitist kahendnumbrit (big-endian formaadis). Siin on suurepärane kirjeldus kahendarvude lugemise kohta.

See õpetus (kirjutanud Sam DeRose) näitab teile, kuidas mõne elektroonikakomponendi ja Bantam Tools töölaua PCB freespingiga nullist käekella üles ehitada. See eeldab, et teil on varasem kogemus pinnapealsete elektroonikakomponentidega töötamisel ning et multimeeter ja jootmine pole teile võõrad. Samuti on kasulik koguda veidi teavet Arduino toimimise kohta.

Samm: paar märkust enne alustamist

Kuidas kellaaega öelda: Esimene number tähistab tundi ja teine number tähistab numbrit, millele minutinäitaja osutaks, kui see oleks analoogkell. Näiteks kui kell vilgub 0010 - 0110, vastab see 2 - 6 -le, mis tähendab, et tund on 2 ja minutinäitaja osutab kuuele, mis teeb 2:30. (Graafilise kirjelduse saamiseks vaadake ülaltoodud pilti!) Puudub märge hommiku- või pärastlõunast, kuid loodetavasti on selge, kas kell on 2:30 hommikul või mitte.

Kell põhineb Maker Faire'i jaoks tehtud projektil Tony DeRose. See kasutab sama koodi ja skeemi, kuid nüüd on plaat välja pandud nii, et see sarnaneb rohkem kellaga, ja selle madalama profiili muutmiseks kasutatakse peenemaid pinnale paigaldatavaid (SMD) komponente.

Märkus: Sam tegi selle kellaga palju kordusi - fotodel näete versiooninumbreid. Seetõttu liiguvad selle postituse edenemispildid üsna sageli erinevate versioonide vahel. Iga versiooni üldine protsess on aga täpselt sama, nii et ärge muretsege, kui teie kell ei näe täpselt välja nagu pildil.

Teine märkus: selle juhendi põhiosa hõlmab versiooni 2.5 ehitamist, uusimat versiooni, mis kasutab tavalist ATtiny kiipi. Etapp 9 näitab aga variatsiooni, versiooni 3.1, mille programmeerimiseks kasutatakse pinnapealset ATtiny ja mini-USB-porti. Seda versiooni on oluliselt keerulisem ehitada ja programmeerida, seega soovitaksin alustada versioonist 2.5 ja proovida ainult versiooni 3.1, kui tunnete end tõesti ambitsioonikana (või kui teil on kogemusi SMD komponentide jootmisega).

2. toiming: kuidas see toimib

ATtiny kiip (must 8-pin IC kiip) on kella süda. See kiip on põhimõtteliselt sama kiibi väike versioon, mis asub Arduino sees, ja seega saab seda programmeerida erinevate funktsioonide täitmiseks. Sel juhul on kiibil programm, mis ootab nupuvajutust, ja kui ta seda tunneb, maandab ta mitu oma tihvti nii, et vool saaks valgustada +3 volti LED -ide kaudu. ATtiny -l on sisemine kell, nii et LED -id on programmeeritud aja kuvamiseks vilkuma.

Samm: tööriistad, materjalid ja failid

TÖÖRIISTAD

• Bantam Tools töölaua PCB freespink
• Arvuti, kuhu on installitud tarkvara Bantam Tools
• Joondusklamber ja kinnitusdetailid on freespingiga kaasas
• Jootekolb
• Lameda otsaga freesid, 1/64 ", 1/32" ja 1/16 "(valikuline, kuid soovitatav liigse vase eemaldamiseks)

MATERJALID

• PCB toorik, FR-1, kahepoolne
• Kahepoolne teip
• Jootma
• Jootepasta
• Õmblusnõel
• Niit, must
• Takjapaelad, 3/4 ", mustad või muud tüüpi kellarihmad

ELEKTROONILISED OSAD

• IC-pesa, 8-kontaktiline
• Atmel ATtiny kiip Kasutasime ATtiny85.
• LED -id, SMD (2) SMD = pinnale kinnitatav seade
• Takistid, ~ 50 oomi, SMD (2) Täpne väärtus pole oluline.
• Hetkeline nupp, ruut, SMD Me kasutasime neid, kuid sobivad ka teised.
• Mündipatarei, CR2032, 3-voldine
• Mündiraku akuhoidik

Failid

• EAGLE tahvli fail NerdWatchV2.5.brd kella jaoks
• Arduino visandab NerdWatch.ino, et minna ATTiny'le. Siin sisalduv.zip -fail sisaldab eskiisi ja teeke, mida peate eskiisi nõuetekohaseks toimimiseks installima.

EAGLE -fail ATtiny programmeerijale TinyProgShield.brd (valikuline)

• MÄRKUS. Ärge unustage enne eskiisi koostamist Arduino raamatukogud installida. Selleks toimige järgmiselt.

  • Laadige alla ja installige Arduino, kui te pole seda juba teinud. Selle saate Arduino saidilt.
  • Laadige alla fail NerdWatch.zip ja pidage meeles, kuhu see salvestati.
  • Käivitage Arduino. Avage Sketch> Import Library> Add Library ja navigeerige kohta, kuhu NerdWatch.zip salvestasite.
  • Valige kogu.zip -fail ja laske Arduino teekidel automaatselt installida.
  • Raamatukogude aktiveerimiseks taaskäivitage Arduino. Märkus. Kui teil on probleeme, on Arduino foorumid suurepärane koht küsimuste esitamiseks nii edasijõudnutele kui ka uutele programmeerijatele.
  • Kasutage Arduino, et avada NerdWatch.ino ja koostada oma kood.

Versiooni 3.1 jaoks vajate järgmisi faile:

• EAGLE -fail NerdWatchV3.1.brd
• NerdWatch.zip sama fail nagu v2.5
• EAGLE -fail SMDtinyProgrammer.brd programmeerimisplaadi SMD ATtiny jaoks

Samm: seadistage Bantam Tools freespingi tarkvara

Käivitage tarkvara Bantam Tools. Seejärel ühendage freespink arvutiga ja lülitage see sisse.

Importige EAGLE -fail tarkvara Bantam Tools ja tehke lõikamise seadistamiseks järgmised toimingud

• Kasutage nuppu Setup Fixturing, et tutvuda joondusklambri paigaldamise ja asukohaga.
• Kui sulg on paigaldatud, seadke oma materjal seadistusnupu abil kahepoolsele FR1-plaadile.
• Selles dialoogis joondage kindlasti materjali päritolu kronsteiniga.
• Kasutage tahvli esiosa jaoks 1/32 "ja 1/64" tasapinnalist freesplaati ja plaadi tagaosa jaoks 1/32 ". (Tagakülg on ka koht, kuhu saate lisada oma valikulise 1/16" otsveski.)

Teie FR-1 plaadi vaikeseade sobib selle projekti jaoks hästi. Kui soovite rohkem jälgede kustutamist katsetada, võite sisse lülitada BitBreakeri režiimi (Eelistused> klõpsake kasti BitBreaker) ja katsetada sügavuse ja kliirensi sätetega (see on kasutaja jaoks, kes teab oma teed veskist).

Kui vajate värskendust Bantam Tools töölaua PCB freesimismasina kasutamisel ja tarkvara seadistamisel, vaadake seda alustamisjuhendit.

Samm: lõigake kell välja

Laadige tühi trükkplaat:

• Kasutage laadimisnuppu, et viia töötlusalus ette.
• Katke kahepoolse FR-1 üks külg kahepoolse teibiga ja sobitage plaat joondusklambri vasaku nurgaga.
• Vajutage tahvlit kindlalt alla ja seejärel vajutage nuppu Kodu.

Lõika oma plaat:

Kõigepealt lõigake ülemise osa jäljed ja augud. Tehke seda, klõpsates plaanifaili aknas Jäljed ja augud

• Kui see on tehtud, pöörake tahvlit Bantam Tools tarkvara, klõpsates nuppu Bottom.
• Pöörake ka masina tegelik plaat nii, et lõikamata külg jääks ülespoole. Veenduge, et plaadi alumine külg on joondamisseadme parema nurgaga samal tasemel.
• Klõpsake plaanifaili aknas nuppu Jäljed ja piirjooned.

Veski lõikab ülejäänud jäljed ja augud välja ning saate valmis plaadi!

6. samm: elektroonika jootmine

Nüüd tuleb tüütu osa: komponentide jootmine kellale. Kui te pole pinnapealse jootmise või üldjuhul jootmisega kursis, lugege allolevat kirjeldust. Näpunäiteid leiate ka projektist Light-Up PCB Necklace.

Selle protsessi jaoks kasutasime röstriahju, et joota tagasi väiksemad SMD komponendid, nagu LED -id ja takistid. Seejärel kasutasime suuremate komponentide, näiteks IC -pesa, nupu ja akuhoidja, kinnitamiseks tavalist jootekolvi.

Komponentide lisamiseks toimige järgmiselt.

SMD komponendid

• Määrige jootmispasta 8 padjale, millega saab paigaldada 2 LED -i ja 2 takistit. Paigutuse asukohtade vaatamiseks vaadake ülaltoodud fotosid.
• Kontrollige, kas teate valgusdioodide polaarsust. Selleks võite kasutada multimeetrit selle "järjepidevuse" seadistuses või vaadata LED -i ja leida linnukese või rohelise joone (d), mis tähistab maapinda.
• Pintsettide abil asetage LED -id ja takistid jootmispastaga padjadele. Veenduge, et polaarsus oleks õige! Mõlema LED -i puhul on maapind kella põhjale lähemal.
• Kasutage keeduplaati, rösteri ahju või lihtsalt tavalist jootekolvi jootmispasta sulatamiseks ja komponentide kinnitamiseks.

IC pesa

• Painutage läbiva avaga pistikupesa juhtmed lamedaks, nii et see näeb välja nagu SMD komponent, mitte läbiva augu komponent.
• Kella padjad on piisavalt pikad, et mahutada pesa painutatud juhtmeid. Asetage pistikupesa ja veenduge, et saate aru, kuidas see kella külge kinnitatakse.
• Eemaldage pistikupesa ja määrige jootmispasta vähemalt ühel padjal mõlemal pool pistikupesa. Tavaliselt teen ühe nurga ja siis teise nurga.
• Asetage pistikupesa tagasi padjadele joondusmärk ülespoole. See pole kohustuslik, kuid aitab teil meeles pidada, kuidas ATtiny siseneb.
• Vajutage pistikupesa allapoole nii, et see oleks plaadil lõpuni allapoole, ja kasutage jootekolviga juhtmete kleepimiseks jootepastaga plaadile.
• Lõpetage ülejäänud juhtmete jootmine padjadesse jootekolvi ja tavalise jootmispooliga.

Nupp

• Sõltuvalt sellest, millist nuppu saate, peate võib -olla juhtmed alla painutama, et need paremini padjakestega kokku puutuksid.
• Asetage nupp tahvlile ja veenduge, et kaks tavaliselt avatud juhet on vasakul all ja vasakul. (Kui nuppu vajutatakse, ühendatakse kaks vasakut padja.)
• Nupu jootmiseks kasutage sama kinnitamistehnikat, mida on kirjeldatud ülaltoodud jaotises IC.

Vias

• Avade jaoks võite kasutada LED-i või takisti kärbitud juhet või eemaldada 22-mõõtmelise kindla südamikuga ühendustraadi.
• Torgake traat läbi augu ja jootke jootekolvi abil traat plaadi mõlemal küljel asuvate padjandite külge.
• Eemaldage liigne traat traatlõikuritega.

Akuhoidik

• Kasutage teipi, et hoida pinnale kinnitatud CR2032 patareihoidja jootmise ajal paigal. (See läheb väga kuumaks, nii et te ei taha seda sõrmedega kinni hoida!)
• Kinnitage hoidik tahvli tagaküljele, jootes jalad mõlemalt poolt ruudukujuliste padjandite külge.

Samm: lisage rihm

See osa on tõesti teie otsustada. Lihtsaim viis rihma lisamiseks on õmmelda odavad takjaribad, mida leiate igast käsitöö-/kangapoest, nagu Michael's või Jo-Ann Fabrics. Lõpuks tahaksime rihma teha kenamast materjalist nagu nahk ja lisada selle kinnitamiseks pandla, kuid see töötab vahepeal.

Palun andke meile teada, kui leiate mõne laheda viisi, kuidas kella randmele kinnitada!

8. samm: programmeerige ATtiny

Nüüd on kell füüsiliselt valmis, kuid ATtiny kiip ei tea veel, kuidas LED -e juhtida. Sellepärast peame selle programmeerima.

ATtiny programmeerimisel on mitu võimalust. Võite teha kiire leivaplaadi ahela, kasutada spetsiaalset ATtiny programmeerimisplaati või teha suurepärase Arduino kilbi, nagu meie tegime, nii et saate neid kiipe nüüd hõlpsalt programmeerida.

Kui olete kogenud Arduino kilbitootja ja soovite selle meetodi valida, on selle sammu jaoks saadaval programmeerija (TinyProgShield.brd) tahvlifail. Lihtsalt lõigake see välja, jootke komponendid ja ühendage see oma Arduinoga.

Siin ja sissejuhatavas etapis olev.ino -fail on fail, millega kavatsete oma ATtiny85 programmeerida. Muutke koodi aeg praeguseks. Laadige fail kindlasti oma ATtiny -sse minuti või kahe jooksul, nii et kella sünkroonitakse õige ajaga.

9. samm: muud variatsioonid

Nagu esimeses etapis mainitud, tegi Sam kellast täielikult SMD versiooni koos pinnapealse ATtiny-ga. Kuna ATtiny-d ei saa selle programmeerimiseks välja tõmmata, pidi ta lisama mini-USB-pordi, mis ühendub vajalike nööpnõeltega, et ATtiny-d saaks väliselt programmeerida.

Seejärel tegi ta USB -kaabli teise otsa kaitsekihi, nii et peate vaid kella kilbi külge haakima ja seejärel programmeerima ATtiny nii, nagu see oleks kilbil.

Samm: kasutage seda

Pange oma Nerd Watch sisse ja proovige seda, vajutades nuppu.

Kas saate kellaaega lugeda? Kui suudate kellaaega ainult üks kord vaadates öelda, siis palju õnne, olete nohik! Kui sul kulub selle aja leidmiseks kaks või kolm korda, siis sa oled ikka nohik, sest sa kannad seda super nohikella.

Kas teil on küsimusi või kommentaare? Saatke meile e -kiri aadressil [email protected].