Mikro binarna ura: 10 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:02

Tinkercad projekti »

Po predhodnem ustvarjanju Instructable (Binary DVM), ki uporablja omejeno območje prikaza z uporabo binary.

To je bil le majhen korak, ko smo predhodno ustvarili glavni kodni modul za decimalno v binarno pretvorbo do ustvarjanja binarne ure, a manjkala je le še RTC (ura v realnem času).

Vendar Microbit nima vgrajenega RTC.

RTC omogoča uresničevanje urnih projektov z rezervno baterijo.

Naslednji projekt uporablja Microbit in Kitronik RTC za ustvarjanje 24 -urne ure z binarnim zaslonom, poleg tega pa ima možnost alarma.

Projektna programska oprema, ki se bo izvajala na Microbitu, bo ustvarjena v blokih Makecode.

Zaloge:

MicroBit V1 ali V2

Zaščitna torbica MicroBit (neobvezno)

Ustvari kodo

Kitronik RTC

CR2032

Kodne bloke

Cura

3D tiskalnik

1 * stikalo SPDT (vklop - vklop)

1 * stikalo SPDT (vklop - izklop - vklop)

2 * SPST (normalno odprto), trenutno stikalo

4 * M3 (10+6 mm), M/Ž stojala z maticami M3

4 * M3 (8 mm), vijaki

Mostični konektor M/F, 100 mm, 28AWG, z vtičem in vtičnico.

1 * Piezo Buzzer (brez pogona)

Te zaloge so na voljo v številnih prodajnih mestih in morda imate svojega prednostnega dobavitelja.

1. korak: Določitev območja prikaza

Čeprav je območje prikaza omejeno glede na količino podatkov, ki jih je mogoče prikazati hkrati, je idealno, da se prikažejo bitni podatki.

Tako je dovolj prostora za prikaz 4 x 4 -bitnih binarnih besed, ki predstavljajo čas z obvestili in načini izbire.

Zaslon je razdeljen na 3 glavna področja; Čas, izbira in načini.

Čas

Šestnajst LED diod je dodeljenih času, vsak stolpec od 4 LED je dodeljen časovnemu intervalu, pri čemer so intervali v obliki H, H, M & M.

Vsak bit binarne besede ima utež 1, 2, 4 in 8 z LSB v vrstici 4 in MSB v vrstici 1

Vsaka binarna 4 -bitna beseda omogoča štetje od 0 do 15, kar je več kot dovolj za 24 -urno obliko zapisa časa, ki zahteva največje število na stolpec 2, 9, 5 in 9.

Izbor

Ena vrstica 4 LED v vrstici 0 se uporablja za identifikacijo časovnega stolpca, izbranega pri vnosu časa.

Načini

En stolpec s 5 LED diodami v stolpcu 4 se uporablja za identifikacijo načinov, funkcij in delovanja.

Označite - LED 4, 0, ki utripa in izklaplja, se uporablja za prikaz sekund in delovanja.

Čas - LED 4, 1 označuje časovni način, ko je vklopljen. (Privzeti način ob vklopu)

Alarm - LED 4, 2 označuje način alarma, ko je vklopljen.

Obvestilo o alarmu - LED 4, 3 in LED 4, 4 utripajo, ko se sproži alarm.

Korak: RTC (ura v realnem času)

RTC je srce aplikacije, ki omogoča nastavitev in vodenje točnega časa.

Dodatne podrobnosti o RTC najdete na Kitroniku.

RTC zagotavlja regulirano napajanje, ki izničuje potrebo po napajanju Microbita prek lastnega priključka USB ali JST, zagotovljena pa je tudi varnostna kopija baterije, ki obdrži čas v primeru izpada električne energije.

Pred uporabo RTC -ja morate naložiti paket razširitev.

Z ikono Makecode iz ikone Settings (Nastavitve) izberite Extensions (Razširitve) in v iskalnik vnesite Kitronik RTC.

Izberite paket, ki ga želite namestiti, in bo dodan drugim razširitvam.

Obstaja več kodnih blokov za branje in zapisovanje v RTC.

Za binarno uro bomo potrebovali le 4 od teh kodnih blokov.

Ti bodo uporabljeni za zapis nastavljenega časa v RTC in za branje časa nazaj za posodobitev prikaza ure.

3. korak: Kodiranje ure

Prvi del kode je programska inicializacija spremenljivk, nizov in informativnega besedila.

V

Bclk - Binarna ura

<Sel - Gumb izbere stolpec, ki bo prilagojen nastavitvi časa.

Inc - gumb B poveča čas.

Če hkrati pritisnete oba gumba A & B, se način med časom in alarmom spremeni.

Strval - je vrednost niza, ki vsebuje čas v obliki "HH: MM: SS", vrnjen iz RTC

Za prikaz ali nastavitev časa se uporabljajo samo HH & MM.

Način - ohrani vrednost načina za čas = 1 in alarm = 2, izbrana s kombinacijo tipk A+B.

Obdobje - je vrednost časovnega stolpca, izbrana s tipko A.

0 = stolpec 0 (H), 1 = stolpec 1 (H), 2 = stolpec 2 (M), 3 = stolpec 3 (M)

Tick_en - Omogoči = 1 ali Onemogoči = 0 kljukica (sekunde), indikator.

Inc - Vmesno shranjevanje vrednosti nastavitve prirastnega časa.

Tm_list - shrani vrednost vsakega časovnega stolpca med nastavitvijo.

Alarm - Omogoči ali onemogoči indikator alarma.

Za vedno nenehno kliče funkcijo kljukice.

Odkljukajte

Običajno vklopljena funkcija v zgornjem desnem kotu prikazuje izmenično LED za vklop/izklop, ki označuje delovanje in sekunde.

Poleg tega pokliče funkcijo showtm, ki bere RTC in to obdela, da se prikaže v binarnem sistemu, hkrati pa pokliče tudi alarm_mode, če je ta omogočena, v spodnjem desnem kotu prikaže LED za obvestilo o alarmu.

Showtm

Showtm funkcije, klici rdtime in vrednost, uporabljena iz tega, je strval, ki vsebuje časovni niz.

Ustvari se zanka, ki se povečuje s strvalom, tako da izvleče vsako posamezno številko in prezre ločilo »:«

Vsaka posamezna številka se nato pretvori v njen binarni ekvivalent s funkcijo dec2bin in se dodeli pravilnemu stolpcu.

Rdtime

Funkcija rdtime, prebere prvih 5 znakov v nizu, vrnjenem iz RTC (ne upošteva dela sekund), in ga posreduje strval.

Če je bil alarm nastavljen (način = 2), se vrednosti nastavljenih alarmov primerjajo z vrednostmi, ki jih vrne RTC, če je ujemanje, je alarm = 1, če ni alarma za ujemanje = 0.

Način Alarm_mode, ko je omogočen, prikazuje dve izmenično vklopljeni/izklopljeni LED v spodnjem desnem kotu stolpca 4.

Dec2bin

Funkcija dec2bin pretvori decimalno število v binarno in ga prikaže v pravilnem stolpcu.

Število, ki ga je treba pretvoriti, se posreduje prek vrednosti, stolpec zaslona pa prek stolpca.

List2 je matrika, v katero je shranjena 4-bitna binarna beseda iz postopka binarne pretvorbe.

Začne se zanka, ki nadaljuje z deljenjem vrednosti za 2, preostanek je shranjen v elementu niza, celovita vrednost se deli z 2, to se ponavlja, dokler vrednost celega števila ni <= 1 in zadnja vrednost ni postavljena v matriko.

Največja enomestna decimalna vrednost je 9, binarno pa 1001 kot 4-bitna beseda.

Za pravilen rezultat je treba matriko obdelati v obratnem vrstnem redu.

Nato se sproži zanka za vklop pravilne LED v ustreznem stolpcu, kar se doseže za vsak pojav enega v 4-bitni binarni besedi.

Človeški vmesnik je dosežen z gumbi.

Gumb A

S tem izberete stolpec, v katerega bo vnesena vrednost časa, in na izbranem stolpcu v 4. vrstici prikaže osvetljeno LED.

Ko so vsi časovni stolpci posodobljeni, povečanje izbora do 5. stolpca posodobi časovno spremenljivko.

Če je način = 1, se RTC posodobi, sicer se posodobi čas alarma.

Gumb B

To je gumb za povečanje in poveča izbrani časovni stolpec.

Da bi zmanjšali napake in prihranili čas pri doseganju pravilne vrednosti, je največja vrednost, ki jo je mogoče vnesti na stolpec, omejena glede na časovno vrednost 24-urnega časovnega sistema.

Te največje vrednosti so shranjene v tm_max , ena na časovni stolpec in se samodejno izberejo glede na časovni stolpec.

Največje vrednosti so H = 2, H = 9, M = 5, M = 9

Vrednost prirastka se v dec2bin pretvori v binarno in zaslon se posodobi.

Gumb A+B Izbira načina

S pritiskom na oba gumba lahko izbirate med časovnim načinom ali načinom alarma, na zaslonu se prikaže ustrezen način.

Glede na to, kateri način je izbran, se zaslon posodobi tako, da prikaže čas ali čas nastavitve alarma.

4. korak: Delovanje

Prenesite datoteko Hex na Microbit, vstavite baterijo CR2032 v RTC.

Priključite Microbit v RTC in napajajte ploščo RTC prek USB -ja ali vijačnih sponk.

Lučka LED bo začela utripati in kmalu za tem se bo prikazal čas.

Če uporabljate prvič, bo prikazani čas zelo napačen in ga boste morali nastaviti na pravilen čas.

Izbira načina

Če skupaj pritisnete gumba za izbiro (A) in povečanje (B), boste omogočili spreminjanje možnosti načina med časom in alarmom.

Nastavitev časa

Nastavitev časa je v načinu 24H.

Z gumbom za izbiro (A) premaknite LED preko zgornje vrstice, kar označuje stolpec, kjer je mogoče spremeniti čas. Izbirni stolpci ustrezajo H, H, M & M.

Kjer je H = ure in M = minute.

Ko ste izbrali stolpec, večkrat pritisnite gumb za povečanje (b), da povečate število za eno pri vsakem pritisku. Štetje je označeno v binarnem sistemu, navsezadnje je to binarna ura.

Gumb za povečanje samo poveča število in ko je maksimum dosežen, se ponastavi na nič, nadaljnji pritiski bodo znova povečali število.

Ko je nastavljen prvi stolpec, pritisnite gumb za izbiro naslednjega stolpca in nato z gumbom Povečanje nastavite čas stolpca.

Opomba: *** Ko nastavite čas ali alarm, boste morali v izbrani stolpec vnesti čas, tudi če čas v stolpcu ostane nespremenjen, saj preskok stolpca nastavi čas stolpca na nič ****

Postopek ponavljajte, dokler ni nastavljen čas z uporabo vseh 4 stolpcev.

Pritisnite gumb za izbiro še petič, da ga premaknete v peti stolpec in čas je nastavljen.

Nastavitev alarma

Nastavitev časa alarma se izvede na popolnoma enak način kot čas.

Če želite, da se alarm sproži v zahtevanem času, pustite način nastavljen na Alarm.

Za izklop alarma nastavite način na čas.

Če želite prikazati nastavljen čas alarma, preklopite med načini med časom in alarmom, čas alarma pa se bo za kratek čas prikazal, preden se vrnete na prikaz trenutnega časa.

Alarmni čas se ne shrani v RTC, zato ga je treba po izklopu napake ponastaviti.

5. korak: Opremite ga

Projekt bo postavljen pod ustreznim kotom za ogled ure, škatla pa doda občutek stalnosti.

Lahko bi kupili primerno veliko škatlo ter izrezali in izvrtali ustrezna področja, da se Microbit lahko prilega v vtičnico.

Vendar; dodatno sem želel podvojiti gumbe Microbit skupaj z drugimi kontrolami in indikatorji.

Za identifikacijo gumbov je običajno treba uporabiti legende za polje.

Te je mogoče uporabiti ročno; naslikane, gravirane ali nalepljene.

Metoda za uresničitev vseh teh možnosti bi bila 3D natisniti polje, najprej pa bi morali ustvariti datoteko CAD, s katero bi ustvarili datoteko tiskalnika.

Možnosti ustvarjanja datotek so ročno narisane ali narisane s kodo.

Odločil sem se za "narisano s kodo" z uporabo Tinkercad CodeBlocks

Datoteke za Box Lid in Box Base najdete na Tinkercad CodeBlocks

Korak 6: Oblikovanje kode blokov

Škatla je dvodelna, sestavljena iz podstavka in pokrova.

Štiri vogalne luknje za vijake bodo uporabljene za pritrditev pokrova z izrezom na levi strani, da se omogoči vhod za vtič USB.

Pokrov bo imel izrez za priključek Microbit in potrebna stikala, poleg tega bo vse besedilo natisnjeno neposredno na pokrovu, luknje za vijake pa bodo poravnane z osnovnimi stebri.

Plošča RTC bo pritrjena na spodnjo stran pokrova s 4 stebri in 4 vijaki.

Velikost škatle skupaj s pokrovom je 70 x 105 x 31 mm

Koda za pokrov in bazo je na voljo v TinkerCad CodeBlocks.

7. korak: 3D tiskanje

Naložite datoteke v Curo in uporabite želene nastavitve rezalnika.

Uporabljene nastavitve.

Kakovost: 0,15 mm

Polnilo: 80%, tri-šesterokotnik

Osnova: Brim

Shranite datoteke in nato natisnite.

S programom Cura lahko obe datoteki naložite skupaj na isto območje tiskanja in natisnete naenkrat.

8. korak: Izpolnite

Pokrov škatle je natisnjen z vdolbljenim besedilom, ki bo napolnjeno z 2 -delno barvno epoksidno smolo.

Smolo zmešamo v razmerju 2 delov smole na 1 del trdilca, nato pa primešamo neprozoren barvni pigment.

Izbrana je bila rumena barva v nasprotju z ozadjem. Druga izbira bi bila bela.

Ko smolo zmešamo, jo s koktajlno palico kapljamo v vdolbino za prenašanje majhnih blokov smole, ki se uporabljajo za postopno zapolnjevanje vdolbin v črkah.

Uprite se temu, da naenkrat vnesete preveč smole, saj boste na koncu verjetno imeli zračne mehurčke in ali ustvarili preveč prelivanja na okoliško površino, kar pomeni, da boste morali po čiščenju odstraniti čiščenje in brušenje.

Zato počasi polnite, tako da je spodnji del črke pokrit, in ga dopolnite z rahlo dvignjeno površino.

Ko se smola strdi, bo za izravnavo površine potrebno nekaj lahkega brušenja, začnite z razredom P240 in po potrebi preidete v bolj fine stopnje, da dobite gladko končno obdelavo, ki jo končno zaključite s poliranjem.

Ne pritiskajte preveč in ne vrtite preveč, sicer se bo PLA in smola zaradi pobiranja zrna pregrela, zaradi česar bo površina postala dolgočasna, malo vode, nanešene med postopkom brušenja, bo delovalo kot mazivo in hladilno sredstvo.

9. korak: Montaža

Microbit se bo vtaknil v vtičnico v dveh smereh, obrnjen proti glavnemu delu RTC, obrnjen proč.

Če so obrnjene proti glavnemu delu RTC -ja, povezav za povezavo ni mogoče uporabiti, če je Microbit obrnjen stran od glavnega dela plošče, lahko te povezave uporabimo.

Sestavljanje se začne s spajkanjem pravokotne glave zatiča SIL na RTC, kar omogoča povezavo s potisnimi konektorji.

RTC je opremljen s 4 * M3 (10+6 mm), M/F stojnicami z maticami M3, ki so pritrjene na pokrov s 4 * M3 (8 mm), vijaki v montažnih luknjah.

Stikala so nameščena v montažnih luknjah na pokrovu.

Potrebne povezave so:

GND, 3V, P1 (nastavljeno), P2 (opozorilo), P5 (samo) in P11 (vključeno)

Opomba *** Upori (1R) na diagramu za P5 in P11 so le referenčne priključne točke, saj neposredna povezava s temi nožicami na blokih Microbit v kodah trenutno ni na voljo. ***

P5 je zunanja povezava za gumb A, ki je povezana s trenutnim stikalom SPST. Ena povezava s P5, drugi pa z GND, ta gumb je namenjen izbiri stolpca med nastavitvijo časa.

P11 je zunanja povezava za gumb B, ki je povezana s trenutnim stikalom SPST. Ena povezava s P11 in drugi pin je priključen na GND, njegova tipka je za povečanje števila med nastavitvijo časa.

P1 je stikalo SPDT (on-on), ki se uporablja za omogočanje ali onemogočanje nastavitvenih možnosti. Osrednji zatič gre na P1, medtem ko je en zatič priključen na GND, drugi pa na 3 V prek upora 10k. To omogoča uporabo H (3V) in L (0V) za ta pin. Ko je P1 priključen na 3V, to omogoči možnosti nastavitve časa in ko 0V onemogoči nastavitev časa. S tem nadzirate, ali imajo gumbi A & B učinek.

P2 je stikalo SPDT (vklop-izklop-vklop), ki se uporablja za vklop ali izklop opozorilnega zvočnika in izbirnih zunanjih luči.

Opozorilni zvočni signal je Piezo Buzzer (preprosto pritrjen z dvojno stransko lepljivo blazinico), ki zahteva impulzni pogon, ki ga zagotavlja Microbit.

10. korak: Končno

Sestavili ste elemente v škatli, programirali Microbit in jo vstavili v vtičnico na škatli.

Nato vklopite napajanje in nastavite čas.

Uživajte.

Drugo mesto na natečaju Block Code