Παίζοντας με ρολόι τοίχου χειρός: 14 βήματα

2025 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2025-01-23 14:39

Το ηλεκτρονικό ρολόι τοίχου χειρός (χαλαζίας εμπορικής σήμανσης) δεν είναι στις μέρες μας τίποτα το ιδιαίτερο. Μπορεί να αγοραστεί σε πολλά καταστήματα. Σε μερικά από αυτά είναι εξαιρετικά φθηνά. με τιμή περίπου 2 € (50CZK). Αυτή η χαμηλή τιμή μπορεί να αποτελέσει κίνητρο για να τους ρίξουμε μια πιο προσεκτική ματιά. Τότε αναγνώρισα ότι μπορεί να είναι ενδιαφέρον παιχνίδι για αρχάριους στον ηλεκτρονικό τομέα, οι οποίοι δεν έχουν τόσους πόρους και ενδιαφέρονται κυρίως για προγραμματισμό. Θα ήθελα όμως να παρουσιάσω τη δική του ανάπτυξη σε άλλους. Επειδή το φτηνό ρολόι τοίχου είναι πολύ ανεκτικό σε πειράματα και δοκιμές για αρχάριους, αποφάσισα να γράψω αυτό το άρθρο, όπου θα ήθελα να παρουσιάσω βασικές ιδέες.

Βήμα 1: Αρχή εργασίας

Είναι εύκολο να αναγνωριστεί, ότι το ρολόι χρησιμοποιεί για κίνηση κάποιο είδος βηματικού κινητήρα. Εκείνος, που έσπασε ήδη μερικά ρολόγια, αναγνώρισε ότι είναι μόνο ένα πηνίο αντί για δύο σε συνηθισμένο βηματικό μοτέρ. Σε αυτή την περίπτωση μιλάμε για "μονοφασικό" ή "μονοπολικό" βηματικό μοτέρ. (Αυτό το όνομα δεν χρησιμοποιείται τόσο συχνά, είναι κυρίως αναλογική παράγωγη για τη σήμανση που χρησιμοποιείται για άλλους βηματικούς κινητήρες πλήρους στοίβας). Αυτός που έχει ήδη αρχίσει να σκέφτεται την αρχή λειτουργίας πρέπει να θέσει το ερώτημα, πώς είναι δυνατόν, ο κινητήρας να περιστρέφεται πάντα προς τη σωστή κατεύθυνση. Για την αρχή λειτουργίας, η περιγραφή είναι χρήσιμη παρακάτω εικόνας που δείχνει παλαιότερα είδη κινητήρων.

Στην πρώτη εικόνα είναι ορατό ένα πηνίο με ακροδέκτες Α και Β, γκρι στάτορα και κόκκινο-μπλε ρότορα. Ο ρότορας είναι φτιαγμένος από μόνιμο μαγνήτη, αυτός είναι ο λόγος, γιατί είναι σημαδεμένος με χρώμα, για να είναι ορατός, σε ποια κατεύθυνση μαγνητίζεται (δεν είναι τόσο κρίσιμο, ποιος πόλος είναι ο βορράς και τι ο νότος). Στο στάτορα μπορείτε να δείτε δύο "αυλακώσεις" κοντά στον ρότορα. Είναι πολύ σημαντικά για την αρχή της λειτουργίας. Ο κινητήρας λειτουργεί σε τέσσερα βήματα. Θα περιγράψουμε κάθε βήμα χρησιμοποιώντας τέσσερις εικόνες.

Κατά το πρώτο βήμα (δεύτερη εικόνα) ενεργοποιείται ο κινητήρας, ο ακροδέκτης Α συνδέεται με τον θετικό πόλο και ο ακροδέκτης Β συνδέεται με τον αρνητικό πόλο. Κάνει μαγνητική ροή, για παράδειγμα προς την κατεύθυνση του βέλους. Ο ρότορας θα σταματήσει στη θέση του, ότι η θέση του θα αντιστοιχεί σε μαγνητική ροή.

Το δεύτερο βήμα ακολουθεί μετά την αποσύνδεση του ρεύματος. Στη συνέχεια σταματάει η μαγνητική ροή στον στάτορα και ο μαγνήτης έχει την τάση να περιστρέφεται στη θέση του, η πόλωση είναι προς την κατεύθυνση του μέγιστου όγκου μαγνητικού μαλακού υλικού του στάτορα. Και εδώ είναι κρίσιμα αυτά τα δύο αυλάκια. Υποδεικνύουν μικρή απόκλιση του μέγιστου όγκου. Στη συνέχεια, ο ρότορας περιστρέφεται λίγο προς τη φορά των δεικτών του ρολογιού. Όπως φαίνεται στην εικόνα 3.

Το επόμενο βήμα (τέταρτη εικόνα) είναι με αντίστροφη πολικότητα συνδεδεμένη με τάση (ακροδέκτης Α σε αρνητικό πόλο, ακροδέκτης Β σε θετικό πόλο). Αυτό σημαίνει ότι ο μαγνήτης στον ρότορα θα περιστρέφεται προς την κατεύθυνση του μαγνητικού πεδίου ανά πηνίο. Ο ρότορας χρησιμοποιεί τη συντομότερη κατεύθυνση, δηλαδή πάλι δεξιόστροφα.

Το τελευταίο (τέταρτο) βήμα (πέμπτη εικόνα) είναι το ίδιο με το δεύτερο. Ο κινητήρας είναι και πάλι χωρίς τάση. Μόνο μία διαφορά είναι ότι η θέση εκκίνησης του μαγνήτη είναι αντίθετη, αλλά ο ρότορας θα μετακινηθεί ξανά προς την κατεύθυνση του μέγιστου όγκου υλικού. Αυτή είναι πάλι θέση δεξιόστροφα λίγο.

Αυτός είναι όλος ο κύκλος, το πρώτο βήμα ακολουθεί ξανά. Για την κίνηση του κινητήρα τα βήματα δύο και τέσσερα κατανοούνται ως σταθερά. Στη συνέχεια, μεταφέρεται μηχανικά στο κιβώτιο ταχυτήτων 1:30 ρυθμός μεταφοράς στη θέση του δεύτερου χεριού του ρολογιού.

Βήμα 2: Αρχή εργασίας Συνέχεια

Τα σχήματα δείχνουν κυματομορφή τάσης στους ακροδέκτες του κινητήρα. Αριθμοί σημαίνει όλα τα δευτερόλεπτα. Στην πραγματικότητα οι παλμοί είναι πολύ μικρότεροι σε σύγκριση με τους χώρους. Πρόκειται για περίπου χιλιοστά του δευτερολέπτου.

Βήμα 3: Πρακτική αποσυναρμολόγηση 1

Χρησιμοποίησα ένα από τα φθηνότερα ρολόγια τοίχου στην αγορά για πρακτική αποσυναρμολόγηση. Έχουν λίγα πλεονεκτήματα. Το ένα είναι, ότι η τιμή είναι τόσο χαμηλή, που μπορούμε να αγοράσουμε λίγα από αυτά για πειράματα. Επειδή η κατασκευή προσανατολίζεται έντονα στην τιμή, δεν περιέχει περίπλοκες έξυπνες λύσεις καθώς και περίπλοκες βίδες. Στην πραγματικότητα δεν περιέχουν καμία βίδα, μόνο πλαστικές κλειδαριές κλικ. Χρειαζόμαστε ελάχιστα εργαλεία μόνο. Για παράδειγμα, χρειαζόμαστε κατσαβίδι μόνο για να βγάλουμε αυτές τις κλειδαριές.

Για την αποσυναρμολόγηση του ρολογιού τοίχου χρειαζόμαστε ένα κατσαβίδι με επίπεδη μύτη (ή οποιοδήποτε άλλο στικ), μανταλάκι ρούχων και στρώμα εργασίας με υπερυψωμένα άκρα (αυτό δεν είναι υποχρεωτικό, αλλά καθιστά πιο εύκολη την αναζήτηση τροχών και άλλων μικρών εξαρτημάτων).

Βήμα 4: Πρακτική αποσυναρμολόγηση 2

Στην πίσω πλευρά του ρολογιού τοίχου υπάρχουν τρεις ασφάλειες. Δύο επάνω στη θέση των αριθμών 2 και 10 μπορούν να ξεκλειδωθούν και το γυαλί καλύμματος μπορεί να ανοίξει Όταν το γυαλί είναι ανοιχτό, μπορείτε να τραβήξετε τους δείκτες του ρολογιού. Δεν είναι απαραίτητο να σημειώσετε τη θέση τους. Θα τα επιστρέφουμε πάντα στη θέση 12:00:00 Όταν οι δείκτες του ρολογιού είναι απενεργοποιημένοι, μπορούμε να αφαιρέσουμε την κίνηση του ρολογιού. Έχει δύο μάνδαλα (στη θέση 6 και 12). Συνιστάται να τραβάτε την κίνηση όσο πιο ίσια γίνεται, διαφορετικά η κίνηση μπορεί να κολλήσει.

Βήμα 5: Πρακτική αποσυναρμολόγηση 3

Τότε είναι δυνατό να ανοίξετε την κίνηση. Διαθέτει τρεις ασφάλειες. δύο στις θέσεις 3 και 9 ώρες και στη συνέχεια τρίτο στις 6 ώρες. Όταν ανοίξει, αρκεί να αφαιρέσετε τον διαφανή οδοντωτό τροχό μεταξύ του κινητήρα και του κιβωτίου ταχυτήτων και, στη συνέχεια, τον πείρο, που συνδέεται με τον ρότορα του κινητήρα.

Βήμα 6: Πρακτική αποσυναρμολόγηση 4

Το πηνίο του κινητήρα και ο στάτης συγκρατούνται μόνο σε ένα μάνταλο (στις 12 ώρες). Δεν συγκρατείται σε ράγες ισχύος, εφαρμόζεται σε ράγες ισχύος μόνο με πρέσα, τότε η αφαίρεση δεν είναι περίπλοκη. Το πηνίο βιδώνεται στον στάτορα χωρίς κανένα στήριγμα. Μπορεί εύκολα να απογειωθεί.

Βήμα 7: Πρακτική αποσυναρμολόγηση 5

Στην κάτω πλευρά του πηνίου είναι κολλημένη μικρή πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος, η οποία περιέχει ένα CoB (Chip on Board) με έξι εξόδους. Δύο είναι για τροφοδοσία και τερματίζονται σε μεγαλύτερα τετράγωνα τακάκια στο σκάφος για ράγες ισχύος. δύο έξοδοι συνδέονται με κρύσταλλο. Παρεμπιπτόντως, ο κρύσταλλος είναι 32768Hz και μπορεί να αποκολληθεί για μελλοντική χρήση. Οι δύο τελευταίες έξοδοι συνδέονται στο πηνίο. Βρήκα πιο ασφαλές να κόψω ίχνη επί του σκάφους και να κολλήσω σύρματα σε υπάρχοντα μαξιλάρια επί του σκάφους. Όταν προσπαθούσα να ξεκολλήσω το πηνίο και να συνδέσω το καλώδιο απευθείας στο πηνίο, πάντα σχίζω το σύρμα πηνίου ή καταστρέφω το πηνίο. Η συγκόλληση νέων καλωδίων στην πλακέτα είναι μία από τις δυνατότητες. Ας πούμε, αυτό πιο πρωτόγονο. Μια πιο δημιουργική μέθοδος είναι να συνδέσετε το πηνίο με τα μαξιλάρια τροφοδοσίας και να διατηρήσετε τις ράγες τροφοδοσίας για σύνδεση στο κουτί της μπαταρίας. Στη συνέχεια, τα ηλεκτρονικά μπορούν να τοποθετηθούν μέσα στο κουτί της μπαταρίας.

Βήμα 8: Πρακτική αποσυναρμολόγηση 6

Η ποιότητα της συγκόλλησης μπορεί να ελεγχθεί χρησιμοποιώντας ωμόμετρο. Το πηνίο έχει αντίσταση περίπου 200Ω. Μόλις όλα είναι εντάξει, συναρμολογούμε ρολόι τοίχου πίσω. Συνήθως πετάω τις ράγες τροφοδοσίας, έπειτα έχω περισσότερο χώρο για τα νέα μου καλώδια. Οι φωτογραφίες τραβήχτηκαν πριν πεταχτούν οι ράγες ρεύματος. Ξεχνάω να βγάλω την επόμενη φωτογραφία όταν αφαιρεθούν.

Όταν τελειώσω με την ολοκλήρωση της κίνησης, το δοκιμάζω χρησιμοποιώντας το δεύτερο ρολόι. Βάζω το χέρι στον άξονά του και συνδέω κάποια ισχύ (χρησιμοποίησα μπαταρία νομισμάτων CR2032, αλλά μπορεί να χρησιμοποιηθεί και AA 1, 5V). Απλά συνδέστε την ισχύ σε μια πολικότητα με καλώδια και μετά πάλι με αντίθετη πολικότητα. Το ρολόι πρέπει να χτυπά και το χέρι πρέπει να κινείται κατά ένα δευτερόλεπτο. Μόλις αντιμετωπίσετε προβλήματα για να ολοκληρώσετε την κίνηση προς τα πίσω, επειδή τα καλώδια παίρνουν περισσότερη θέση, απλά περιστρέψτε το μυρμήγκι πηνίου τοποθετήστε το στην αντίθετη πλευρά. Μόλις δεν χρησιμοποιήσετε ράγες ισχύος, δεν έχει καμία επίδραση στην κίνηση του ρολογιού. Όπως αναφέρθηκε ήδη, όταν ξαναβάζετε τα χέρια πίσω, πρέπει να τα βάλετε να δείχνουν στις 12:00:00. Πρέπει να υπάρχει σωστή απόσταση μεταξύ δείκτη ώρας και λεπτού.

Βήμα 9: Παραδείγματα χρήσης ρολογιού τοίχου

Η πλειοψηφία των απλών παραδειγμάτων που εστιάζουν στην εμφάνιση του χρόνου, αλλά με διάφορες τροποποιήσεις. Πολύ δημοφιλής είναι η τροποποίηση που ονομάζεται "ρολόι Vetinari". Δείχνοντας προς το βιβλίο του Τέρι Πράτσετ, όπου ο λόρδος Βετινάρι έχει ρολόι τοίχου στην αίθουσα αναμονής του, που τρεμοπαίζει ακανόνιστα. Αυτή η παρατυπία ενοχλεί τους ανθρώπους που περιμένουν. Δεύτερη δημοφιλής εφαρμογή είναι το "sinus clock". Σημαίνει ρολόι, που επιταχύνει και επιβραδύνει με βάση την καμπύλη των κόλπων, τότε οι άνθρωποι αισθάνονται, πλέουν σε κύματα. ένα από τα αγαπημένα μου είναι "ώρα μεσημεριανού". Αυτή η τροποποίηση σημαίνει ότι το ρολόι πηγαίνει λίγο πιο γρήγορα στο χρόνο μεταξύ 11 και 12 ωρών (0,8 δευτερόλεπτα), για να γευματίσετε νωρίτερα. και λίγο πιο αργά κατά τη διάρκεια του γεύματος από 12 έως 13 ώρες (1, 2 δευτερόλεπτα), για να έχετε λίγο περισσότερο χρόνο για μεσημεριανό γεύμα και για να αναπληρώσετε τον χαμένο χρόνο.

Για την πλειοψηφία αυτών των τροποποιήσεων αρκεί η χρήση του απλούστερου επεξεργαστή, χρησιμοποιώντας συχνότητα εργασίας 32768Hz. Αυτή η συχνότητα είναι πολύ δημοφιλής στους κατασκευαστές ρολογιών, επειδή είναι εύκολο να φτιάξετε κρύσταλλο με αυτήν τη συχνότητα και απαγορεύεται να είναι εύκολο δυαδικό διαιρούμενο σε πλήρη δευτερόλεπτα. Έχει δύο οφέλη η χρήση αυτής της συχνότητας για τον επεξεργαστή: μπορούμε εύκολα να επανακυκλώσουμε τον κρύσταλλο από το ρολόι. και οι επεξεργαστές έχουν συνήθως ελάχιστη κατανάλωση σε αυτή τη συχνότητα. Η κατανάλωση είναι κάτι που λύνουμε τόσο συχνά όταν παίζουμε με ρολόι τοίχου. Ειδικά για να είναι σε θέση ρολόι τροφοδοσίας από τη μικρότερη μπαταρία, όσο το δυνατόν περισσότερο. Όπως ήδη αναφέρθηκε, το πηνίο έχει αντίσταση 200Ω και έχει σχεδιαστεί για cca 1, 5V (μία μπαταρία ΑΑ). Οι φθηνότεροι επεξεργαστές συνήθως λειτουργούν με λίγο μεγαλύτερη τάση, αλλά με δύο μπαταρίες (3V) που λειτουργούν όλες. Ένας από τους φθηνότερους επεξεργαστές στην αγορά μας είναι το Microchip PIC12F629, ή πολύ δημοφιλείς μονάδες Arduino. Στη συνέχεια, θα δείξουμε πώς να χρησιμοποιούμε και τις δύο πλατφόρμες.

Βήμα 10: Παραδείγματα χρήσης ρολογιού τοίχου PIC

Ο επεξεργαστής PIC12F629 έχει τάση λειτουργίας 2.0V - 5.5V. Η χρήση δύο "μπαταριών μινιόν" = κυψελών ΑΑ (cca 3V) ή δύο επαναφορτιζόμενων συσσωρευτών ΑΑ (cca 2, 4V) είναι επαρκής. Αλλά για το ρολόι είναι δύο φορές περισσότερο από το σχεδιασμένο. Προκαλεί σε ελάχιστη ανεπιθύμητη αύξηση κατανάλωσης. Στη συνέχεια, είναι καλό να προσθέσετε σε ελάχιστη σειρά αντίσταση, που θα δημιουργήσει κατάλληλο διαχωριστή τάσης. Η τιμή του αντιστάτη πρέπει να είναι περίπου 120Ω για ισχύ συσσωρευτή ή 200Ω για ισχύ μπαταρίας υπολογιζόμενη για καθαρό φορτίο αντίστασης. Στην πράξη η τιμή μπορεί να είναι λίγο μικρότερη περίπου 100Ω. Στη θεωρία ένας αντιστάτης σε σειρά με πηνίο είναι αρκετός. Εξακολουθώ να έχω την τάση, από κάποιον τρόπο, να βλέπω τον κινητήρα ως συμμετρική συσκευή και στη συνέχεια να τοποθετώ αντίσταση με μισή αντίσταση (47Ω ή 51Ω) δίπλα σε κάθε τερματικό πηνίου. Ορισμένες κατασκευές που προσθέτουν διόδους προστασίας για την αποφυγή αρνητικής τάσης στον επεξεργαστή όταν αποσυνδέεται το πηνίο. Από την άλλη πλευρά, η ισχύς εξόδου των εξόδων του επεξεργαστή είναι αρκετή για να συνδέσει το πηνίο απευθείας στον επεξεργαστή χωρίς ενισχυτή. Το πλήρες σχήμα για τον επεξεργαστή PIC12F629 θα μοιάζει με αυτό που περιγράφεται στο σχήμα 15. Αυτό το σχήμα ισχύει για ρολόγια χωρίς πρόσθετα στοιχεία ελέγχου. Έχουμε ακόμη διαθέσιμο έναν ακροδέκτη εισόδου/εξόδου GP0 και μία είσοδο μόνο GP3.

Βήμα 11: Παραδείγματα χρήσης ρολογιού τοίχου Arduino

Μόλις θέλουμε να χρησιμοποιήσουμε το Arduino, μπορούμε να ρίξουμε μια ματιά στο φύλλο δεδομένων για τον επεξεργαστή ATmega328. Αυτός ο επεξεργαστής έχει τάση λειτουργίας 1.8V - 5.5V για συχνότητα έως 4MHz και 2.7V - 5, 5V για συχνότητα έως 10MHz. Πρέπει να είμαστε προσεκτικοί με ένα μειονέκτημα των πινάκων Arduino. Αυτό το μειονέκτημα είναι η παρουσία ρυθμιστή τάσης στο πλοίο. Μεγάλη ποσότητα ρυθμιστών τάσης έχει προβλήματα με την αντίστροφη τάση. Αυτό το πρόβλημα περιγράφεται ευρέως και καλύτερα για τον ρυθμιστή 7805. Για τις ανάγκες μας πρέπει να χρησιμοποιήσουμε την πλακέτα με την ένδειξη 3V3 (σχεδιασμένη για τροφοδοσία 3.3V) ειδικά επειδή αυτός ο πίνακας περιέχει κρυστάλλους 8MHz και μπορεί να τροφοδοτηθεί από 2, 7V (σημαίνει δύο AA μπαταρίες). Στη συνέχεια, ο σταθεροποιητής που χρησιμοποιείται δεν θα είναι 7805 αλλά το αντίστοιχο 3,3V. Μόλις θέλουμε να τροφοδοτήσουμε την κάρτα χωρίς να χρησιμοποιήσουμε σταθεροποιητή, έχουμε δύο επιλογές. Η πρώτη επιλογή είναι, συνδέστε την τάση στις ακίδες "RAW" (ή "Vin") και +3V3 (ή Vcc) μαζί και πιστεύετε ότι ο σταθεροποιητής που χρησιμοποιείται στην πλακέτα σας δεν έχει προστασία από την τάση. Η δεύτερη επιλογή είναι απλώς η εξάλειψη του σταθεροποιητή. Για αυτό είναι καλό να χρησιμοποιήσετε το Arduino Pro Mini, ακολουθώντας το σχηματικό αναφοράς. Αυτό το σχηματικό περιέχει βραχυκυκλωτήρα SJ1 (στο σχήμα 16 με κόκκινο κύκλο) σχεδιασμένο για την αποσύνδεση του εσωτερικού σταθεροποιητή. Δυστυχώς, η πλειοψηφία των κλώνων δεν περιέχει αυτόν τον βραχυκυκλωτήρα.

Ένα άλλο πλεονέκτημα του Arduino Pro Mini είναι, ότι δεν περιέχει επιπλέον μετατροπείς, που μπορούν να καταναλώνουν ηλεκτρική ενέργεια κατά τη διάρκεια της κανονικής λειτουργίας (αυτό είναι μια μικρή επιπλοκή κατά τον προγραμματισμό). Οι πίνακες Arduino είναι εξοπλισμένοι με ολοένα και πιο άνετους επεξεργαστές, που δεν έχουν αρκετή ισχύ για μία έξοδο. Τότε είναι καλό να προσθέσετε τουλάχιστον έναν μικρό ενισχυτή εξόδου χρησιμοποιώντας ζεύγος τρανζίστορ. Το βασικό σχήμα για την ισχύ της μπαταρίας θα μοιάζει με αυτό που φαίνεται στο σχήμα.

Επειδή το περιβάλλον Arduino (η γλώσσα "Wiring") έχει χαρακτηριστικά σύγχρονων συστημάτων λειτουργίας (τότε έχει προβλήματα με τον ακριβή χρονισμό), καλό είναι να σκεφτούμε τη χρήση εξωτερικής πηγής ρολογιού για το Timer0 ή το Timer1. Σημαίνει εισόδους Τ0 και Τ1, σημειώνονται ως 4 (Τ0) και 4 (Τ1). Ο απλός ταλαντωτής που χρησιμοποιεί κρύσταλλο από ρολόι τοίχου μπορεί να συνδεθεί σε οποιαδήποτε από αυτές τις εισόδους. Εξαρτάται από το πόσο ακριβές ρολόι θα θέλατε να παράγετε. Το σχήμα 18 δείχνει τρεις βασικές δυνατότητες. Το πρώτο σχήμα είναι πολύ οικονομικό ως προς τα χρησιμοποιημένα εξαρτήματα. Παρέχει λιγότερη τριγωνική έξοδο, αλλά σε πλήρες εύρος τάσης, τότε είναι καλό για την τροφοδοσία των εισόδων CMOS. Δεύτερο σχηματικό με χρήση μετατροπέων, μπορεί να είναι CMOS 4096 ή TTL 74HC04. Τα σχήματα μοιάζουν λιγότερο μεταξύ τους, είναι σε βασική μορφή. Τρίτο σχηματικό με χρήση τσιπ CMOS 4060, που επιτρέπουν την άμεση σύνδεση κρυστάλλου (ισοδύναμο 74HC4060 χρησιμοποιώντας τις ίδιες σχηματικές, αλλά διαφορετικές τιμές αντιστάσεων). Πλεονέκτημα αυτού του κυκλώματος είναι ότι περιέχει διαιρέτη 14 bit, τότε είναι δυνατόν να αποφασιστεί ποια συχνότητα χρησιμοποιείται ως είσοδος χρονοδιακόπτη.

Η έξοδος αυτού του κυκλώματος μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την είσοδο T0 (ακίδα 4 με σήμανση Arduino) και στη συνέχεια να χρησιμοποιήσει το Timer0 με εξωτερική είσοδο. Αυτό δεν είναι τόσο πρακτικό, επειδή το Timer0 χρησιμοποιείται για λειτουργίες όπως η καθυστέρηση (), το milis () ή το micros (). Η δεύτερη επιλογή είναι να το συνδέσετε στην είσοδο Τ1 (ακίδα 5 με σήμανση Arduino) και να χρησιμοποιήσετε το Χρονοδιακόπτη 1 με επιπλέον είσοδο. Επόμενη επιλογή είναι να το συνδέσετε για να διακόψετε την είσοδο INT0 (pin 2 στη σήμανση Arduino) ή INT1 (pin 3) και να χρησιμοποιήσετε τη λειτουργία Εδώ είναι χρήσιμο διαχωριστικό που προσφέρεται από τις μάρκες 4060, τότε η κλήση δεν πρέπει να είναι τόσο συχνά.

Βήμα 12: Γρήγορο ρολόι για μοντέλο υλικού σιδηροδρόμων

Για ενδιαφέρον θα παρουσιάσω ένα χρήσιμο σχήμα. Πρέπει να συνδέσω περισσότερα ρολόγια τοίχου στον κοινό έλεγχο. Τα ρολόγια τοίχου είναι πολύ μακριά το ένα από το άλλο και πάνω από αυτό το περιβάλλον είναι πιο βιομηχανικό με μεγαλύτερο ηλεκτρομαγνητικό θόρυβο. Στη συνέχεια επέστρεψα στα παλιά συστήματα λεωφορείων χρησιμοποιώντας μεγαλύτερη τάση για επικοινωνία. Φυσικά δεν έλυσα την εργασία με μπαταρία, αλλά χρησιμοποίησα σταθεροποιημένο τροφοδοτικό 12V. Έχω ενισχύσει το σήμα από τον επεξεργαστή χρησιμοποιώντας το πρόγραμμα οδήγησης TC4427 (έχει καλή διαθεσιμότητα και καλή τιμή). Στη συνέχεια μεταφέρω σήμα 12V με πιθανό φορτίο έως 0,5Α. Πρόσθεσα απλά διαχωριστικά αντίστασης σε ρολόγια σκλάβων (στο σχήμα 18 σημειωμένο ως R101 και R102. Και πάλι κατανοώ τον κινητήρα ως συμμετρικό, αυτό δεν είναι απαραίτητο). Θα ήθελα να αυξήσω τη μείωση του θορύβου μεταφέροντας περισσότερο ρεύμα, τότε χρησιμοποίησα δύο αντιστάσεις 100Ω. Για τον περιορισμό της τάσης στο πηνίο του κινητήρα είναι συνδεδεμένος ανορθωτής γέφυρας B101 παράλληλα με το πηνίο. Η γέφυρα έχει βραχυκυκλωμένη πλευρά DC, τότε αντιπροσωπεύει δύο ζεύγη αντιπαράλληλων διόδων. Δύο δίοδοι σημαίνει πτώση τάσης περίπου 1,4V, που είναι πολύ κοντά στην κανονική τάση λειτουργίας για τον κινητήρα. Χρειαζόμαστε αντιπαραλληλικότητα επειδή η τροφοδοσία εναλλάσσεται σε μία και αντίθετη πολικότητα. Το συνολικό ρεύμα που χρησιμοποιείται από ένα ρολόι τοίχου είναι τότε (12V - 1.5V) / (100Ω + 100Ω) = 53mA. Αυτή η τιμή είναι αποδεκτή για την αποφυγή θορύβου.

Εδώ είναι δύο διακόπτες σε σχήματα, είναι για τον έλεγχο πρόσθετων λειτουργιών του ρολογιού τοίχου (πολλαπλασιαστής ταχύτητας σε περίπτωση μοντέλων σιδηροδρόμων). Το ρολόι της κόρης έχει ένα ακόμη ενδιαφέρον χαρακτηριστικό. Συνδέονται χρησιμοποιώντας δύο συνδετήρες μπανάνας 4mm. Κρατούν ρολόι τοίχου στον τοίχο. Είναι χρήσιμο ειδικά όταν θέλετε να ορίσετε συγκεκριμένο χρόνο πριν ξεκινήσετε τη χρήση, μπορείτε απλά να τα αποσυνδέσετε και στη συνέχεια να τα συνδέσετε ξανά (το ξύλινο μπλοκ είναι στερεωμένο στον τοίχο). Αν θέλετε να δημιουργήσετε το "Big Ben", χρειάζεστε ξύλινο κουτί με τέσσερα ζεύγη πριζών. Αυτό το κουτί μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως χώρος αποθήκευσης για ρολόγια όταν δεν χρησιμοποιούνται.

Βήμα 13: Λογισμικό

Από την άποψη του λογισμικού, η κατάσταση είναι σχετικά απλή. Ας περιγράψουμε την πραγματοποίηση στο τσιπ PIC12F629 χρησιμοποιώντας κρύσταλλο 32768Hz (ανακυκλωμένο από το αρχικό ρολόι). Ο επεξεργαστής έχει έναν κύκλο οδηγιών με τέσσερις κύκλους ταλαντωτών. Μόλις χρησιμοποιήσουμε εσωτερική πηγή ρολογιού για οποιοδήποτε χρονοδιακόπτη, αυτό σημαίνει κύκλους εντολών (που ονομάζονται fosc/4). Διαθέτουμε για παράδειγμα Timer0. Η συχνότητα εισόδου του χρονοδιακόπτη θα είναι 32768 /4 = 8192Hz. Ο χρονοδιακόπτης είναι οκτώ bit (256 βήματα) και τον διατηρούμε να ξεχειλίζει χωρίς κανένα εμπόδιο. Θα επικεντρωθούμε μόνο στο συμβάν υπερχείλισης χρονοδιακόπτη. Το συμβάν θα συμβεί με συχνότητα 8192 /256 = 32Hz. Στη συνέχεια, όταν θα θέλαμε να έχουμε παλμούς ένα δευτερόλεπτο, πρέπει να δημιουργούμε παλμό κάθε 32 υπερχείλισης του Χρονοδιακόπτη0. Ένα θα θέλαμε να έχει ρολόι για παράδειγμα τέσσερις φορές πιο γρήγορα, τότε χρειαζόμαστε υπερχείλιση 32 /4 = 8 για παλμό. Για τις περιπτώσεις που μας ενδιαφέρει να σχεδιάσουμε ρολόι με ακανόνιστο αλλά ακριβές, πρέπει να έχουμε άθροισμα υπερχειλίσεων για λίγους παλμούς ίδιους με 32 παλμούς. Τότε μπορούμε να βρούμε σε ακανόνιστη μήτρα ρολογιών όπως αυτό: [20, 40, 30, 38]. Τότε το άθροισμα είναι 128, δηλαδή το ίδιο με το 32 × 4. Για φλεβοκομβικό ρολόι για παράδειγμα [37, 42, 47, 51, 55, 58, 60, 61, 62, 61, 60, 58, 55, 51, 47, 42, 37, 32, 27, 22, 17, 13, 9, 6, 4, 3, 2, 3, 4, 6, 9, 13, 17, 22, 27, 32] = 1152 = 36*32). Για το ρολόι μας θα χρησιμοποιήσουμε δύο ελεύθερες εισόδους ως ορισμό του διαιρέτη για γρήγορη λειτουργία. Τα διαχωριστικά πίνακα για ταχύτητες αποθηκεύονται στη μνήμη EEPROM. Το κύριο μέρος του προγράμματος μπορεί να μοιάζει με αυτό:

MainLoop:

btfss INTCON, T0IF πήγε στο MainLoop; περιμένετε για Timer0 bcf INTCON, T0IF incf CLKCNT, f btfss SW_STOP; εάν ο διακόπτης STOP είναι ενεργός, clrf CLKCNT. καθαρίστε τον μετρητή κάθε φορά btfsc SW_FAST. αν δεν πατηθεί το κουμπί γρήγορου goto NormalTime? υπολογίστε μόνο τον κανονικό χρόνο movf FCLK, w xorwf CLKCNT, w btfsc STATUS, Z; εάν το FCLK και το CLKCNT είναι το ίδιο με το SendPulse NormalTime: movf CLKCNT, w andlw 0xE0? bit 7, 6, 5 btfsc STATUS, Z; αν CLKCNT> = 32 πήγε στο MainLoop πήγε στο SendPulse

Το πρόγραμμα χρησιμοποιεί τη λειτουργία SendPulse, η οποία δημιουργεί τον ίδιο τον παλμό κινητήρα. Η λειτουργία μετρά περιττό/ζυγό παλμό και με βάση αυτό δημιουργεί παλμό σε μία ή δεύτερη έξοδο. Λειτουργία χρησιμοποιώντας σταθερό ENERGISE_TIME. Αυτή η σταθερά καθορίζει το χρόνο κατά τη διάρκεια της οποίας το πηνίο κινητήρα ενεργοποιείται. Έτσι έχει μεγάλο αντίκτυπο στην κατανάλωση. Μόλις είναι τόσο μικρό, ο κινητήρας δεν είναι σε θέση να ολοκληρώσει το βήμα και μερικές φορές συμβαίνει, αυτό το δεύτερο χάνεται (συνήθως όταν το δεύτερο χέρι γυρίζει τον αριθμό 9, όταν πηγαίνει "προς τα πάνω").

SendPulse:

incf POLARITY, f clrf CLKCNT btfss POLARITY, 0 goto SendPulseB SendPulseA: bsf OUT_A goto SendPulseE SendPulseB: bsf OUT_B; goto SendPulseE SendPulseE: movlw 0x50 movwf ECNopToCoPoctOFOBOBOFOBOBOFOBOFOBOBOBEBOFTOBNOBEBOFTOBOFOBEBOBEBOFTOEBLOFTOBEBLOFEBOFEOBLOBEBOYTOFLOYNOFLO είναι ECP

Μπορείτε να κατεβάσετε τους πλήρεις πηγαίους κωδικούς στο τέλος της σελίδας www.fucik.name. Η κατάσταση με το Arduino είναι λίγο περίπλοκη, επειδή το Arduino που χρησιμοποιεί υψηλότερη γλώσσα προγραμματισμού και χρησιμοποιεί τους δικούς του κρυστάλλους 8MHz, πρέπει να είμαστε προσεκτικοί σε ποιες λειτουργίες χρησιμοποιούμε. Η χρήση της κλασικής καθυστέρησης () είναι λίγο επικίνδυνη (υπολογίζει το χρόνο από την έναρξη της λειτουργίας). Καλύτερα αποτελέσματα θα έχουν η χρήση βιβλιοθηκών όπως το Timer1. Πολλά έργα Arduino βασίζονται σε εξωτερικές συσκευές RTC όπως PCF8563, DS1302 κ.

Βήμα 14: Περιέργειες

Αυτό το σύστημα χρήσης κινητήρα ρολογιού τοίχου είναι κατανοητό ως πολύ βασικό. Υπάρχουν πολλές βελτιώσεις. Για παράδειγμα, με βάση τη μέτρηση του πίσω EMF (ηλεκτρική ενέργεια που παράγεται από την κίνηση του μαγνήτη του ρότορα). Στη συνέχεια, το ηλεκτρονικό είναι σε θέση να αναγνωρίσει, όταν το χέρι κινείται και αν όχι, τότε επαναλάβετε γρήγορα τον παλμό ή ενημερώστε την τιμή του "ENERGISE_TIME". πιο χρήσιμη περιέργεια είναι το "αντίστροφο βήμα". Με βάση την περιγραφή, μοιάζει ότι ο κινητήρας έχει σχεδιαστεί μόνο για μία κατεύθυνση περιστροφής και δεν μπορεί να αλλάξει. Αλλά όπως παρουσιάζεται στα συνημμένα βίντεο, είναι δυνατή η αλλαγή κατεύθυνσης. Η αρχή είναι απλή. Ας επιστρέψουμε στην αρχή του κινητήρα. Φανταστείτε ότι αυτός ο κινητήρας βρίσκεται σε σταθερή κατάσταση δεύτερου σταδίου (Εικόνα 3). Μόλις συνδέσουμε την τάση όπως παρουσιάζεται στο πρώτο βήμα (Εικόνα 2), ο κινητήρας λογικά θα ξεκινήσει την περιστροφή προς την αντίστροφη κατεύθυνση. Μόλις ο παλμός είναι αρκετά σύντομος και θα καταλήξει ελαφρώς προτού ο κινητήρας ανεβάσει σταθερή κατάσταση, λογικά θα τρεμοπαίζει λίγο. Μόλις το τρεμόπαιγμα φτάσει στον επόμενο παλμό τάσης όπως περιγράφεται στην τρίτη κατάσταση (Σχήμα 4), τότε ο κινητήρας θα συνεχίσει με κατεύθυνση όπως ξεκίνησε, σημαίνει αντίστροφη κατεύθυνση. Ένα μικρό πρόβλημα είναι πώς να καθορίσετε τη διάρκεια του πρώτου παλμού και μία φορά να δημιουργήσετε κάποια απόσταση μεταξύ του πρώτου και του δεύτερου παλμού. Και το χειρότερο είναι ότι αυτές οι σταθερές ποικίλλουν για κάθε κίνηση του ρολογιού και μερικές φορές διαφέρουν για τις περιπτώσεις, ότι οι δείκτες κατεβαίνουν "κάτω" (γύρω στον αριθμό 3) ή πάνω (γύρω στον αριθμό 9) και επίσης σε ουδέτερες θέσεις (γύρω στους αριθμούς 12 και 6) Το Για την περίπτωση που παρουσιάστηκε σε βίντεο χρησιμοποίησα τιμές και αλγόριθμο όπως παρουσιάζεται στον ακόλουθο κώδικα:

#ορίστε OUT_A_SET 0x02; config for out a set out b clear

#define OUT_B_SET 0x04; config for out β καθορίστε ένα σαφές #define ENERGISE_TIME 0x30 #define REVERT_TIME 0x06 SendPulse: incf POLARITY, f clrf CLKCNT btfss POLARITY, 0 goto SendPulseB SendPulseA: movlw REVERT_TIME movwf; ξεκινήστε με παλμό B movwf GPIO RevPulseLoopA: σύντομο χρονικό διάστημα αναμονής decfsz ECNT, f goto RevPulseLoopA movlw OUT_A_SET? τότε παλμός A movwf GPIO πήγε SendPulseE SendPulseB: movlw REVERT_TIME movwf ECNT movlw OUT_A_SET; εκκίνηση με παλμό A movwf GPIO RevPulseLoopB: σύντομο χρονικό διάστημα αναμονής decfsz ECNT, f goto RevPulseLoopB movlw OUT_B_SET? τότε παλμός B movwf GPIO; goto SendPulseE SendPulseE: movlw ENERGISE_TIME movwf ECNT SendPulseLoop: decfsz ECNT, f goto SendPulseLoop bcf OUT_A bcf OUT_B goto MainLoop

Η χρήση αντίστροφων βημάτων αυξάνει τη δυνατότητα παιχνιδιού με ρολόι τοίχου. Μπορούμε να βρούμε μερικές φορές ρολόι τοίχου, που έχουν ομαλή κίνηση από δεύτερο χέρι. Δεν φοβόμαστε αυτά τα ρολόγια, χρησιμοποιούν απλό κόλπο. Ο κινητήρας είναι ο ίδιος με τον κινητήρα που περιγράφεται εδώ, μόνο ο λόγος μετάδοσης είναι μεγαλύτερος (συνήθως 8: 1 περισσότερο) και ο κινητήρας περιστρέφεται γρηγορότερα (συνήθως 8 φορές γρηγορότερα) που επιδρά στην ομαλή κίνηση. Μόλις αποφασίσετε να τροποποιήσετε το ρολόι τοίχου, μην ξεχάσετε να υπολογίσετε τον πολλαπλασιαστή που ζητήσατε.