Štreberski sat: 10 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:35

Nerd Watch prikazuje binarno vrijeme kada je gumb pritisnut, a stvorio ga je Sam DeRose tijekom ljetne prakse u našem sjedištu. Sat prikazuje sat i minute trepćući dvije LED diode u nizu kako bi predstavljale dva 4-bitna binarna broja (u velikom endian formatu). Evo sjajnog opisa čitanja binarnih brojeva.

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 elektroničkim komponentama za površinsko montiranje 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 se temelji na projektu Tonyja DeRosea za Maker Faire. Koristi isti kôd i shemu, ali sada je ploča izgledala više kao 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, korak 9 prikazuje varijaciju, verziju 3.1, koja koristi ATtiny za površinsko montiranje i mini-USB priključak za programiranje. Ovu je verziju znatno teže izgraditi i programirati, pa bih preporučio da počnete s verzijom 2.5 i isprobate samo verziju 3.1 ako se osjećate jako ambiciozno (ili imate iskustva s lemljenjem SMD komponenti).

Korak 2: Kako to radi

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 tom slučaju čip ima program koji čeka na pritisak gumba, a kad osjeti jedan, utemeljuje nekoliko svojih pinova tako da struja može teći od +3 volta kroz LED diode, osvjetljavajući ih. ATtiny ima unutarnji sat, pa su LED diode programirane da trepere kako bi prikazale vrijeme.

Korak 3: Alati, materijali i datoteke

ALATI

• Bantam Tools Desktop PCB glodalica
• Računalo s instaliranim softverom Bantam Tools
• Nosač za poravnavanje i montažni hardver uključeni su u glodalicu
• Lemilica
• Glodalice s ravnim završetkom, 1/64 ", 1/32" i 1/16 "(izborno, ali preporučljivo za čišćenje viška bakra)

MATERIJALI

• PCB prazna, FR-1, dvostrana
• Dvostrana traka
• Lem
• Pasta za lemljenje
• Igla za šivanje
• Konac, crni
• Trake na čičak, 3/4 ", crni drugi oblik remena za sat

ELEKTRONIČKE KOMPONENTE

• IC utičnica, 8-pinska
• 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 skicirajte NerdWatch.ino za ATTiny. Ovdje uključena.zip datoteka sadrži skicu, kao i biblioteke koje trebate instalirati kako bi skica radila ispravno.

EAGLE datoteka za ATtiny programer TinyProgShield.brd (izborno)

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

  • Preuzmite i instalirajte Arduino ako već niste. Možete ga nabaviti sa web stranice Arduino.
  • 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 knjižnice.
  • Ponovno pokrenite Arduino da biste aktivirali knjižnice. Napomena: Ako imate bilo kakvih problema, Arduino forumi su spektakularno mjesto za postavljanje pitanja, kako za napredne korisnike, tako i za nove programere.
  • Pomoću Arduina 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 računalo i uključite ga.

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

• Pomoću gumba Postavljanje učvršćenja prođite kroz instalaciju i mjesto nosača za poravnavanje.
• Nakon što je nosač instaliran, postavite materijal na dvostranu FR1 ploču pomoću gumba za postavljanje materijala.
• U ovom dijalogu poravnajte podrijetlo materijala s nosačem.
• Za prednju stranu ploče upotrijebite plosnatu glodalicu veličine 1/32 "i 1/64", a za stražnju stranu ploče 1/32 ". (Na stražnjoj strani možete dodati i dodatnu glodalicu s završetkom 1/16".)

Zadana postavka za vašu ploču FR-1 dobro funkcionira za ovaj projekt. Ako želite eksperimentirati s većim razmakom tragova, možete uključiti BitBreaker način rada (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 stolnog PCB glodalice Bantam Tools i postavljanju softvera, pogledajte ovaj vodič za početak.

Korak 5: Izrežite sat

Umetnite prazan PCB:

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

Izrežite 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 gumb Bottom.
• Preokrenite i stvarnu ploču u stroju tako da nerezana strana gleda prema gore. Uvjerite se da je donja strana ploče u ravnini s desnim kutom ispravljača.
• U prozoru datoteke plana kliknite na Tragovi i obris.

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

Korak 6: Lemljenje na elektronici

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

Za ovaj postupak 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, gumba i držača baterije.

Slijedite ove opće korake za dodavanje komponenti:

SMD komponente

• Zalijepite tijesto 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 upotrijebiti multimetar u postavci "kontinuiteta" ili možete pogledati LED diodu i pronaći kvačicu ili zelenu liniju (e) koje označavaju stranu zemlje.
• Pincetom 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, toster ili običan lemilicu.

IC utičnica

• Savijte vodove IC utičnice kroz provrt tako da izgledaju kao SMD komponenta umjesto komponente kroz rupu.
• Jastučići na satu bit će dovoljno dugi da prihvate savijene vodove utičnice. Postavite utičnicu i provjerite razumijete li kako se montira na sat.
• Izvadite utičnicu i utisnite pastu za lemljenje na barem jedan jastučić sa svake strane utičnice. Obično radim jedan ugao, a zatim suprotni kut.
• Vratite utičnicu na jastučiće s oznakom poravnanja 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 zalijepite žice lemljivom pastom na ploču.
• Završite lemljenje ostatka kabela na jastučiće lemilicom i kalemom običnog lemljenja.

Dugme

• Ovisno o tome koji gumb dobijete, možda ćete morati saviti žice prema dolje kako bi bolje kontaktirale jastučiće.
• Stavite gumb na ploču i pobrinite se da se 2 uobičajeno otvorena kabela nalaze na donjoj lijevoj i gornjoj lijevoj pločici. (Kad se pritisne tipka, 2 lijeva jastučića se spajaju.)
• Za lemljenje gumba koristite istu tehniku lijepljenja koja je objašnjena u gornjem odjeljku IC utičnice.

Vias

• Za vias možete upotrijebiti odrezani kabel s LED-a ili otpornika ili možete skinuti duljinu priključne žice s čvrstom 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

• Upotrijebite traku za držanje držača baterije CR2032 za površinsko postavljanje 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 remen

Ovaj dio doista 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 to u međuvremenu uspijeva.

Javite nam ako smislite neki cool način pričvršćivanja sata na ručni zglob!

Korak 8: Programirajte ATtiny

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

Postoji nekoliko mogućnosti 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.

Datoteka.ino 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 ispravnim 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 priključak koji se spaja 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 i isprobajte ga pritiskom na gumb.

Možete li pročitati vrijeme? Ako ste u stanju reći vrijeme gledajući samo jedanput, onda čestitam, štreber ste! Ako vam treba dva ili tri puta da dobijete vrijeme, pa, i dalje ste štreber jer nosite ovaj super štreberski sat.

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