Štreberski sat: 10 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:06

Nerd Watch prikazuje binarno vrijeme kada je dugme pritisnuto i koje je kreirao Sam DeRose tokom ljetne prakse u našem sjedištu. Sat prikazuje sate i minute trepćući dvije LED diode u nizu koje predstavljaju dva 4-bitna binarna broja (u velikom endian formatu). Evo sjajnog opisa kako čitati binarne brojeve.

Ovaj vodič (napisao Sam DeRose) pokazuje vam kako izraditi Nerd Watch od nule s nekoliko elektroničkih komponenti i glodalicom za PCB Bantam Tools. Pretpostavlja se da imate prethodno iskustvo u radu s površinskim elektronskim komponentama i da vam nisu nepoznati multimetar i lemljenje. Također je korisno prikupiti malo informacija o tome kako Arduino radi.

Korak 1: Nekoliko napomena prije nego počnemo

Kako odrediti vrijeme: Prvi broj predstavlja sat, a drugi broj predstavlja broj na koji bi kazaljka minute pokazala da se radi o analognom satu. Na primjer, ako sat treperi 0010 - 0110, to odgovara 2 - 6, što znači da je sat 2 i kazaljka minute pokazuje na 6, što znači da je 2:30. (Za grafički opis pogledajte gornju sliku!) Nema naznaka ujutro ili popodne, ali nadam se da je jasno je li 2:30 ujutro ili ne.

Sat je zasnovan na projektu Tonyja DeRosea za Maker Faire. Koristi isti kôd i shemu, ali sada je ploča postavljena tako da više liči na sat, a elegantnije komponente za površinsko montiranje (SMD) koriste se za niži profil.

Napomena: Sam je mnogo puta ponavljao ovaj sat - na fotografijama ćete vidjeti brojeve verzija. Zbog toga se slike napretka u ovom postu prilično često preskaču između različitih verzija. Općeniti postupak za svaku verziju je potpuno isti, stoga ne brinite ako vaš sat ne izgleda baš kao na slici.

Još jedna napomena: Glavni dio ovog uputstva pokriva način izgradnje verzije 2.5, najnovije verzije koja koristi običan ATtiny čip. Međutim, 9. korak prikazuje varijaciju, verziju 3.1, koja koristi ATtiny za površinsko montiranje i mini-USB priključak za programiranje. Ovu verziju je znatno teže izgraditi i programirati, pa preporučujem da počnete s verzijom 2.5 i isprobate samo verziju 3.1 ako se osjećate jako ambiciozno (ili imate iskustva sa lemljenjem SMD komponenti).

Korak 2: Kako to funkcionira

Srce sata je ATtiny čip (crni 8-pinski IC čip). Ovaj čip je u osnovi mala verzija istog čipa koji se nalazi unutar Arduina, pa se stoga može programirati za obavljanje različitih funkcija. U ovom slučaju, čip ima program koji čeka na pritiskanje tipke, a kad ga osjeti, uzemljuje nekoliko svojih pinova tako da struja može teći od +3 volta kroz LED diode, pazeći ih. ATtiny ima interni sat, pa su LED diode programirane da trepere kako bi prikazale vrijeme.

Korak 3: Alati, materijali i datoteke

ALATI

• Bantam Tools Desktop PCB glodalica
• Računar sa instaliranim softverom Bantam Tools
• Nosač za poravnavanje i montažni hardver uključeni su u glodalicu
• Lemilica
• Mlinovi sa ravnim završetkom, 1/64 ", 1/32" i 1/16 "(opcionalno, ali se preporučuje za čišćenje viška bakra)

MATERIJALI

• PCB prazno, FR-1, dvostrano
• Dvostrana traka
• Solder
• Lepljiva pasta
• Šivaća igla
• Navoj, crni
• Trake na čičak, 3/4 ", zacrnite drugi oblik remena za sat

ELEKTRONSKE KOMPONENTE

• IC utičnica, 8-pinski
• Atmel ATtiny čip Koristili smo ATtiny85.
• LED diode, SMD (2) SMD = uređaj za površinsku montažu
• Otpornici, ~ 50 ohma, SMD (2) Točna vrijednost nije važna.
• Trenutni gumb, kvadratni, SMD Koristili smo ih, ali i drugi će odgovarati.
• Dugmasta baterija, CR2032, 3-voltna
• Držač dugmaste baterije

DATOTEKE

• EAGLE datoteka na ploči NerdWatchV2.5.brd za sat
• Arduino skicira NerdWatch.ino za ATTiny. Ovdje uključena.zip datoteka sadrži skicu, kao i biblioteke koje trebate instalirati da bi skica pravilno radila.

EAGLE datoteka za ATtiny programera TinyProgShield.brd (opcionalno)

• NAPOMENA: Ne zaboravite instalirati biblioteke u Arduinu prije nego što pokušate sastaviti skicu. Evo kako:

  • Preuzmite i instalirajte Arduino ako već niste. Možete ga nabaviti sa Arduino web stranice.
  • Preuzmite datoteku NerdWatch.zip i zapamtite gdje ste je spremili.
  • Pokrenite Arduino. Idite na Sketch> Import Library> Add Library i idite do mjesta na kojem ste spremili NerdWatch.zip.
  • Odaberite cijelu.zip datoteku i dopustite Arduinu da automatski instalira biblioteke.
  • Ponovo pokrenite Arduino da biste aktivirali biblioteke. Napomena: Ako imate bilo kakvih problema, Arduino forumi su spektakularno mjesto za postavljanje pitanja, kako za napredne korisnike, tako i za nove programere.
  • Koristite Arduino da otvorite NerdWatch.ino i sastavite svoj kôd.

Za verziju 3.1 trebat će vam ove datoteke:

• EAGLE datoteka NerdWatchV3.1.brd
• NerdWatch.zip ista datoteka kao i za v2.5
• EAGLE datoteka SMDtinyProgrammer.brd za ploču programera SMD ATtiny

Korak 4: Postavite softver za glodalice Bantam Tools

Pokrenite softver Bantam Tools. Zatim spojite glodalicu na računar i uključite ga.

Uvezite EAGLE datoteku u softver Bantam Tools i izvedite sljedeće korake za postavljanje reza:

• Pomoću gumba Postavljanje učvršćivanja prođite kroz instalaciju i lokaciju držača za poravnanje.
• Nakon što je nosač instaliran, postavite materijal na dvostranu FR1 ploču pomoću gumba za postavljanje materijala.
• U ovom dijalogu obavezno poravnajte porijeklo materijala sa držačem.
• Koristite prednju ploču od 1/32 "i 1/64" za prednju stranu ploče, a za stražnju stranu ploče od 1/32 ". (Na zadnjoj strani također možete dodati opcionalnu glodalicu od 1/16".)

Zadana postavka za vašu ploču FR-1 dobro funkcionira za ovaj projekt. Ako želite eksperimentirati s većim razmakom praćenja, možete uključiti način rada BitBreaker (Postavke> kliknite na okvir BitBreaker) i eksperimentirati s postavkama dubine i razmaka (ovo je za korisnika koji se snalazi u mlinu).

Ako vam je potrebno osvježavanje pri korištenju glodalice za PCB glodalice za računare Bantam Tools i postavljanju softvera, pogledajte ovaj vodič za početak.

Korak 5: Izrežite sat

Umetnite prazno PCB:

• Pomoću dugmeta Loading pomaknite stroj za obradu prema naprijed.
• Pokrijte jednu stranu dvostranog FR-1 dvostranom trakom i poravnajte ploču s lijevim kutom držača za poravnavanje.
• Čvrsto pritisnite ploču, a zatim pritisnite dugme Početna.

Isecite dasku:

Prvo izrežite tragove i rupe za vrh. Učinite to klikom na Tragovi i rupe u prozoru datoteke plana

• Kada to učinite, okrenite ploču u softveru Bantam Tools klikom na dugme Bottom.
• Preokrenite i stvarnu ploču u mašini tako da nerezana strana gleda prema gore. Uvjerite se da je donja strana ploče u ravnini s desnim kutom pomaka za poravnanje.
• Kliknite na Traces and Outline u prozoru datoteke plana.

Mlin će izrezati preostale tragove i rupe, a vi ćete imati gotovu ploču!

Korak 6: Lemljenje o elektronici

Sada dolazi dosadan dio: lemljenje komponenti na sat. Ako ste tek počeli sa površinskim lemljenjem ili lemljenjem općenito, pročitajte donji opis. Neke savjete možete pronaći i u projektu Light-Up PCB ogrlica.

Za ovaj proces koristili smo toster pećnicu za ponovno lemljenje manjih SMD komponenti poput LED dioda i otpornika. Zatim smo koristili uobičajeno lemilo za pričvršćivanje većih komponenti poput IC utičnice, dugmeta i držača baterije.

Slijedite ove opće korake za dodavanje komponenti:

SMD komponente

• Utrljajte pastu za lemljenje na 8 jastučića koji će montirati 2 LED diode i 2 otpornika. Pogledajte gornje fotografije da biste dobili lokacije za smještaj.
• Provjerite poznajete li polaritet LED dioda. Da biste to učinili, možete koristiti multimetar u postavci "kontinuiteta" ili možete pogledati LED diodu i pronaći oznaku ili zelenu liniju (e) koja označava stranu zemlje.
• Pomoću pincete postavite LED diode i otpornike na jastučiće s pastom za lemljenje. Pobrinite se da je polaritet ispravan! Za obje LED diode uzemljenje je bliže dnu sata.
• Za zagrijavanje paste za lemljenje i pričvršćivanje komponenti upotrijebite grijaću ploču, pećnicu za toster ili običan lemilicu.

IC utičnica

• Savijte vodove IC utičnice kroz otvor tako da izgleda kao SMD komponenta umjesto komponente kroz otvor.
• Jastučići na satu bit će dovoljno dugi da prihvate savijene vodove utičnice. Postavite utičnicu i provjerite razumijete li kako se montira na sat.
• Uklonite utičnicu i utisnite pastu za lemljenje na najmanje jedan jastučić sa svake strane utičnice. Obično radim jedan ugao, a zatim suprotni ugao.
• Vratite utičnicu na podloške s oznakom za poravnanje prema gore. To nije potrebno, ali pomoći će vam da se sjetite na koji način ATtiny ulazi.
• Pritisnite utičnicu prema dolje tako da skroz padne na ploču, a lemilicom pričvrstite elektrode lemnom pastom na ploču.
• Lemilicom i kalemom običnog lemljenja dovršite lemljenje ostatka kabela do jastučića.

Dugme

• Ovisno o tome koje dugme dobijete, možda ćete morati saviti žice prema dolje kako bi bolje kontaktirale jastučiće.
• Stavite dugme na ploču i pobrinite se da se 2 normalno otvorena otvora nalaze na donjem lijevom i gornjem lijevom jastučiću. (Kada se pritisne dugme, dva lijeva jastučića se povezuju.)
• Za lemljenje dugmeta koristite istu tehniku lepljenja koja je objašnjena u gornjem odeljku IC utičnice.

Vias

• Za vias možete upotrijebiti odrezani kabel sa LED-a ili otpornika ili možete skinuti duljinu priključne žice s čvrstim jezgrom od 22 kalibra.
• Provucite žicu kroz rupu i lemilicom zalemite žicu na jastučiće s obje strane ploče.
• Odvojite višak žice pomoću snajpera.

Držač baterije

• Pomoću trake držite držač baterije za montiranje na površini CR2032 na mjestu dok ga lemite. (Postaje jako vruće pa ga ne želite držati prstima!)
• Pričvrstite držač na stražnju stranu ploče lemljenjem nogu s obje strane na četvrtaste jastučiće.

Korak 7: Dodajte traku

Ovaj dio zaista ovisi o vama. Najjednostavniji način dodavanja remena je šivanjem na jeftine čičak trake koje možete pronaći u bilo kojoj trgovini zanata/tkanina poput Michael's ili Jo-Ann Fabrics. Na kraju bismo htjeli napraviti remen od ljepšeg materijala poput kože i dodati kopču za pričvršćivanje, ali ovo u međuvremenu uspijeva.

Javite nam ako smislite neki super način da sat pričvrstite na ručni zglob!

Korak 8: Programirajte ATtiny

Sada je sat fizički završen, ali ATtiny čip još ne zna kako kontrolirati LED diode. Zato ga moramo programirati.

Postoji nekoliko opcija kada je u pitanju programiranje ATtinyja. Možete napraviti brzi krug matične ploče, upotrijebiti posebnu programsku ploču ATtiny ili možete napraviti sjajan Arduino štit, kao što smo mi radili, tako da od sada možete lako programirati ove čipove.

Ako ste iskusni proizvođač Arduino štitova i želite odabrati ovu metodu, datoteka ploče za programera (TinyProgShield.brd) dostupna je u ovom koraku. Jednostavno ga izrežite, lemite komponente i spojite sa svojim Arduinom.

. Ino datoteka ovdje i u uvodnom koraku je datoteka s kojom ćete programirati svoj ATtiny85. Promijenite vrijeme u kodu na trenutno vrijeme. Učitajte datoteku na ATtiny u roku od minute ili dvije kako bi se sat sinkronizirao s tačnim vremenom.

Korak 9: Ostale varijacije

Kao što je spomenuto u prvom koraku, Sam je napravio potpuno SMD verziju sata, zajedno s ATtinyjem za površinsko montiranje. Budući da ne možete izvući ATtiny da biste ga programirali, morao je dodati mini-USB port koji se povezuje na potrebne pinove kako bi se ATtiny mogao programirati izvana.

Zatim je napravio štit za drugi kraj USB kabela tako da sve što trebate učiniti je spojiti sat na štit i zatim programirati ATtiny kao da je na štitu.

Korak 10: Iskoristite ga

Stavite svoj Nerd Watch sat i isprobajte ga pritiskom na dugme.

Možete li pročitati vrijeme? Ako ste u mogućnosti reći vrijeme gledajući sekvencu samo jednom, čestitamo, štreber ste! Ako vam treba dva ili tri puta da nađete vremena, pa, i dalje ste štreber jer nosite ovaj super štreberski sat.

Imate li pitanja ili komentare? Pošaljite nam e -poruku na [email protected].