Ρολόι λέξεων DIY: 10 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:37

Σήμερα, θα σας δείξω πώς να φτιάξετε ένα ρολόι λέξεων. Είναι βασικά ένα ρολόι που εμφανίζει το χρόνο χρησιμοποιώντας λέξεις. Θα σας δείξω επίσης πώς να χρησιμοποιείτε Shift Register και RTC χρησιμοποιώντας μικροελεγκτή. Το Shift Register μπορεί να είναι πολύ βολικό αν εξαντλήσετε τις καρφίτσες σε έναν μικροελεγκτή, οπότε είναι καλό να μάθετε για αυτά.

Μην περιμένετε άλλο και μπείτε αμέσως.

Βήμα 1: Δείτε το βίντεο

Το βίντεο περιέχει τη λεπτομερή εξήγηση όλων των βημάτων που περιλαμβάνει η κατασκευή. Δείτε το λοιπόν πρώτα για να κατανοήσετε καλύτερα το έργο.

Βήμα 2: Αποκτήστε τα εξαρτήματα που απαιτούνται

Arduino: INDIA - https://amzn.to/2FAOfxMUS - https://amzn.to/2FAOfxMUK -

74HC595 Shift Register: INDIA: https://amzn.to/2pGA8MDUS:

DS3231 RTC: INDIA: https://amzn.to/2pGTxh4US:

ULN2803 Darlington Transistor Array: INDIA: https://amzn.to/2GculoXUS:

Βήμα 3: Δοκιμάστε το Shift Register

Υπάρχουν τέσσερα είδη καταχωρητών βάρδιας - Serial In Parallel Out (SIPO), SISO, PISO και PIPO. Θα χρησιμοποιήσουμε το 74HC595 που είναι ένας καταχωρητής αλλαγής SIPO 8 bit που σημαίνει ότι θα πάρει σειριακά δεδομένα 8 bit και θα τα μετατρέψει σε παράλληλα δεδομένα 8 bit. Wonderσως αναρωτιέστε γιατί χρειαζόμαστε ένα μητρώο βάρδιας. Ας δούμε. Ένα Uno διαθέτει 14 ψηφιακές ακίδες εισόδου/εξόδου και 6 ακίδες αναλογικής εισόδου. Ακόμα και μετά τον συνδυασμό τους έχουμε μόνο 20 αριθμούς καρφιτσών, από τους οποίους δεν είναι όλες ικανές για έξοδο. Και αυτό είναι το πρόβλημα επειδή θα δουλέψουμε με πολλά LED σε αυτό το έργο. Ένας καταχωρητής αλλαγής καταναλώνει πολύ λιγότερες ακίδες του μικροελεγκτή, 3 στη συγκεκριμένη περίπτωση, και μπορεί να ελέγξει μεγάλο αριθμό LED με αυτό, που είναι 8 σε αυτήν την περίπτωση. Και δεν είναι αυτό. Αυτός ο καταχωρητής αλλαγής μπορεί επίσης να είναι αλυσοδεμένος με έναν άλλο καταχωρητή βάρδιας για τον έλεγχο ακόμη περισσότερων LED και ο δεύτερος μπορεί να είναι αλυσοδεμένος με τον επόμενο καταχωρητή βάρδια κ.ο.κ. Αυτό που προσπαθώ να πω είναι χρησιμοποιώντας τρεις ακίδες, μπορείτε να ελέγξετε πολλές και πολλές ψηφιακές συσκευές.

Δείτε το διάγραμμα pin του καταχωρητή Shift. Ο αριθμός καρφιτσών 1 έως 7 μαζί με τον ακροδέκτη 15 είναι τα παράλληλα δεδομένα εξόδου. Όπως και τα 74 σειρές IC, τα 8 και 16 είναι ακροδέκτες ισχύος. Το pin 14 - aka serial input, το pin 12 - aka latch, το pin 11 - aka ρολόι, είναι το χειριστήριο Οι καρφίτσες για τις οποίες μίλησα. Το pin 10 ονομάζεται σειριακό καθαρό και χρησιμοποιείται για την εκκαθάριση της εξόδου του καταχωρητή βάρδιας, θα κρατηθεί ψηλά καθ 'όλη τη διάρκεια του έργου. Ο ακροδέκτης 13 που ονομάζεται έξοδος ενεργοποίησης, όπως υποδηλώνει το όνομα, επιτρέπει την έξοδο, θα κρατηθεί χαμηλά. Το pin 9 χρησιμοποιείται για την αλυσίδα μαργαρίτας και συνδέεται με το επόμενο 74595.

Ας δούμε τη δουλειά. Το μάνδαλο τραβιέται προς τα κάτω πριν από την αποστολή των σειριακών δεδομένων. Στη συνέχεια, καθένα από τα 8 bit αποστέλλεται ένα προς ένα. Ο καταχωρητής βάρδιας καθορίζει ότι έρχονται νέα δεδομένα ελέγχοντας την κατάσταση του πείρου ρολογιού, εάν ο πείρος ρολογιού είναι υψηλός, τα δεδομένα είναι νέα. Όταν όλα τα bit αποσταλούν πλήρως, το μάνδαλο τραβιέται ψηλά για να αντανακλά πραγματικά τα δεδομένα στις 8 ακίδες εξόδου.

Για να εκτελέσετε όλα αυτά στο Arduino IDE, υπάρχει μια συνάρτηση που ονομάζεται shift out με τέσσερις παραμέτρους (δείτε την εικόνα). Τα δύο πρώτα είναι αυτονόητα, το τέταρτο είναι τα σειριακά δεδομένα 8 bit, γραμμένα σε δυαδική μορφή εδώ. Εάν η τρίτη παράμετρος είναι πρώτα η MSB, τότε το MSB των σειριακών δεδομένων θα σταλεί πρώτα και θα αντικατοπτρίζεται στην ακίδα «Qh» του μητρώου που προηγείται των υπόλοιπων δεδομένων και αν η τρίτη παράμετρος είναι LSB πρώτη, το LSB θα είναι εμφανίζεται στην καρφίτσα 'Qh'.

Τώρα η τρέχουσα ικανότητα εξόδου αυτού του καταχωρητή αλλαγής είναι μόνο 20 mA ανά καρφίτσα και θα χρειαζόμαστε περισσότερα από αυτό, εκεί έρχεται το ULN2803.

Εάν θέλετε να δοκιμάσετε τη λειτουργία του καταχωρητή βάρδιας, έχω επισυνάψει ένα σκίτσο σε αυτό το σκίτσο μαζί με τις εικόνες, απλώς εφαρμόστε ισχύ, συνδέστε τους ακροδέκτες 11, 12 και 14 σε οποιαδήποτε ψηφιακή ακίδα του Arduino και ανεβάστε το σκίτσο. Δείτε το βίντεο για καλύτερη κατανόηση.

Βήμα 4: Ορίστε την ημερομηνία και την ώρα του RTC

Συνδέσα το RTC στο Arduino όπως κάθε άλλη συσκευή I2C (SDA σε A4 και SCL σε A5) και εφάρμοσα ισχύ. Στη συνέχεια, άνοιξα το σκίτσο που επισυνάπτεται σε αυτό το βήμα και έθεσα τις παραμέτρους του "setDS3231time" παραπέμποντας τη γραμμή που σχολιάστηκε ακριβώς πάνω από αυτό, για να ορίσω τη σωστή ημερομηνία και ώρα του RTC. Στη συνέχεια, σχολίασα αυτήν τη γραμμή και ανέβασα το πρόγραμμα στο Arduino. Χωρίς να αποσυνδέσω τίποτα, σχολίασα ξανά τη γραμμή και ανέβασα το σκίτσο στο Arduino. Τώρα αφαιρέστε το ρεύμα από το RTC, αφήστε το για ένα ή δύο λεπτά, συνδέστε το ξανά στο Arduino και ανοίξτε σειριακή οθόνη. Εάν η ημερομηνία και η ώρα που εμφανίζονται στην οθόνη είναι σωστές, γνωρίζετε ότι το RTC λειτουργεί καλά.

Βήμα 5: Φτιάξτε την πλακέτα κυκλωμάτων

Το διάγραμμα σύνδεσης επισυνάπτεται σε αυτό το βήμα. Μπορείτε είτε να το κολλήσετε με το χέρι είτε να παραγγείλετε ένα PCB. Εναπόκειται σε σένα. Παρήγγειλα PCB καθώς έχω κολλήσει κάποτε το PCB και χρειάστηκε αρκετός χρόνος και το κάτω μέρος ήταν επίσης αδέξιο.

Παρήγγειλα το PCB μου από το JLCPCB.

Σύνδεσμος για σχηματικό και PCB:

Βήμα 6: Προετοιμάστε τα LED

1. Ελέγξτε όλες τις λυχνίες LED με μπαταρία 3V.

2. Κόψτε το πάνω μέρος της λυχνίας LED.

3. Συντομεύστε το ένα σκέλος της αντίστασης και της ανόδου (μεγαλύτερο πόδι) του LED.

4. Συγκολλήστε το κοντό πόδι της αντίστασης και την άνοδο μαζί.

Κάντε αυτό σε όλες τις λυχνίες LED που πρόκειται να χρησιμοποιήσετε.

Βήμα 7: Δημιουργήστε τη Σπονδυλική στήλη και την τελική δοκιμή

Αφού τελειώσουν τα LED, πήρα ένα χαρτόνι από μια συσκευασία συσκευής, μεγέθους 8x8 ιντσών.

Τύπωσα το πρότυπο που επισυνάπτεται σε αυτό το βήμα σε λευκό χαρτί και δύο αντίγραφα σε διαφανές φύλλο, καθώς το μελάνι είναι λίγο ελαφρύ.

Τώρα κόβω το πρότυπο σε πραγματικό μέγεθος και το κολλάω στο χαρτόνι χρησιμοποιώντας λίγη κόλλα. Μετά από αυτό, έκανα τρύπες για τα LED ανάλογα με το μήκος των λέξεων, ώστε να μην φαίνονται αμυδρά όταν ανάβουν τα LED. Στη συνέχεια πήρα 4 στερεά σύρματα χαλκού και τα κόλλησα ανάμεσα σε δύο σειρές LED. Στη συνέχεια, έσπρωξα τα LED στις οπές κρατώντας την αντίσταση κοντά στο χάλκινο σύρμα. Μετά από αυτό, κόλλησα την αντίσταση στο χάλκινο σύρμα και κόλλησα την κάθοδο των LED της ίδιας λέξης μαζί. Στη συνέχεια έκοψα τα περιττά καλώδια.

Τώρα πήρα τρία καλώδια κορδέλας με οκτώ σύρματα το καθένα και στο ένα άκρο, κόλλησα αρσενικές επικεφαλίδες και το άλλο άκρο θα κολληθεί σε LED. Αυτές οι κεφαλίδες θα μπουν στη συνέχεια στις γυναίκες κεφαλίδες του PCB. Ποιο σύρμα όμως θα κολληθεί σε ποια λέξη; Επισυνάπτεται σε αυτό το βήμα η ακολουθία της σύνδεσης κεφαλίδων σύμφωνα με το πρόγραμμα που έχω γράψει. Επομένως, το πρώτο σύρμα της κεφαλίδας 1 πρέπει να πηγαίνει στη λέξη είκοσι πέντε, δεύτερο έως τριάντα, πρώτο σύρμα της δεύτερης κεφαλίδας σε ένα και ούτω καθεξής.

Τώρα θα παρατηρήσετε ότι οι 4 τελευταίες κεφαλίδες δεν συνδέονται με τίποτα και ίσως παρατηρήσετε ότι το χάλκινο σύρμα στο πίσω μέρος πρέπει να κολληθεί στα 5 Volt. Έτσι, τα συντόμευσα όλα και τα συνέδεσα με την τελευταία κεφαλίδα και αν θυμάστε επίσης συνδέσα την τελευταία γυναικεία κεφαλίδα με Vcc ή 5 Volts. Η λέξη "είναι" και "η ώρα" πρέπει να υπάρχει πάντα, γι 'αυτό τα κόλλησα στη δεύτερη τελευταία καρφίτσα της κεφαλίδας και στο PCB τα γείωσα. Τέλος, η λέξη "λεπτά" δεν είναι πάντα ενεργοποιημένη και χρειάζεται επίσης έλεγχο, γι 'αυτό την κόλλησα στην πέμπτη καρφίτσα της τρίτης κεφαλίδας και ο λόγος που βραχυκυκλώσαμε την ακίδα 3 στην πέμπτη θηλυκή κεφαλίδα ενώ συναρμολογούσαμε το PCB ως ακίδα 3 ελέγχει το λεπτό λέξης στο πρόγραμμα που έχω γράψει.

Τούτου λεχθέντος, είναι τώρα καιρός να ελέγξουμε τη λειτουργία συνδέοντας τις κεφαλίδες στις αντίστοιχες θέσεις τους, ανεβάζοντας το σκίτσο στο Arduino και εφαρμόζοντας 5 βολτ και το δικό μου λειτουργεί τέλεια. Συγκολλήσα γρήγορα έναν σύνδεσμο βαρελιού DC στις ακίδες τροφοδοσίας καθώς θα χρησιμοποιήσω προσαρμογέα 5 βολτ, διαφορετικά θα χρησιμοποιούσα το 7805, για το οποίο έχω αφήσει ήδη χώρο στο PCB.

Βήμα 8: Αφαιρέστε την ελαφρά αιμορραγία

Για να αφαιρέσω την ελαφριά αιμορραγία σε άλλες λέξεις, χρησιμοποίησα ένα κομμάτι χαρτόνι ύψους 1 εκατοστού και το κόλλησα χρησιμοποιώντας κάποια θερμή κόλλα μεταξύ κάθε λέξης. Ξεκίνησα από το κέντρο και μετά βγήκα μέχρι το τέλος. Μετά από αυτό μέτρησα και έκοψα το χαρτόνι για κάθε μέρος και έπειτα το ξανακόλλησα χρησιμοποιώντας δύο σταγόνες θερμής κόλλας.

Βήμα 9: Βάλτε τα πάντα στο περίβλημα

Έφτιαξα ένα περίβλημα από MDF 12 mm με εσωτερικές διαστάσεις 8x8 ιντσών και βεβαιώθηκα ότι το χαρτόνι ταιριάζει απόλυτα. Έκοψα επίσης ένα ακρυλικό φύλλο του μεγέθους και έχω κατά νου ότι αυτή τη φορά, δεν πρέπει να είναι πολύ παχύ. Έβαλα το ακρυλικό φύλλο και έκανα επίσης μια τρύπα για την υποδοχή της κάννης στη μία πλευρά του περιβλήματος.

Τώρα έφερα κάθε ένα από τα βινύλια αφαιρώντας τις γωνίες και μετά τα στοίβαξα και τα συρράψαμε σε δύο αντίθετες πλευρές. Στο πίσω μέρος του βινυλίου, κολλάω και αδιαφανή ταινία στις λέξεις που δεν χρησίμευαν.

Στη συνέχεια έριξα το βινύλιο στο περίβλημα και επίσης το χαρτόνι που έχω προετοιμάσει και το τροφοδοτώ, και όλα φαίνονται υπέροχα.

Έκοψα ένα κομμάτι χαρτόνι από γωνίες έτσι ώστε να είναι εύκολο να τα αφαιρέσω αν απαιτείται.

Λίγες αλλαγές (δεν είναι πραγματικά απαραίτητες): Άλλαξα το καλώδιο τροφοδοσίας σε παχύτερο εύρος, ώστε να μπορεί να μεταφέρει το ρεύμα που απαιτείται με ευκολία και επίσης συνέδεσα το RTC χρησιμοποιώντας μια γυναικεία κεφαλίδα (συνιστάται), καθώς μερικές φορές απαιτείται αλλαγή ημερομηνίας και ώρας. Μπορείτε να προσθέσετε ζεστή κόλλα για να κρατήσετε το χαρτόνι στη θέση του, εάν απαιτείται, αλλά το δικό μου έχει αρκετή τριβή για να είναι εκεί ακόμα και σε σεισμό.

Βήμα 10: Έγινε

Ελπίζω να μάθατε κάτι σήμερα. Μη διστάσετε να μοιραστείτε τις σκέψεις και τις συμβουλές σας σχετικά με το έργο και σκεφτείτε να εγγραφείτε στο Instructables και στο κανάλι μας στο YouTube.

Απολαύστε τη δημιουργία σας:)