Nerd Watch: 10 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:04

Nerd Watch prikazuje binarni čas, ko pritisnete gumb in ga je ustvaril Sam DeRose med poletno prakso v našem štabu. Ura prikazuje uro in minute z zaporednim utripanjem dveh LED, ki predstavljata dve 4-bitni binarni številki (v velikem formatu). Tukaj je odličen opis branja binarnih števil.

Ta vadnica (avtor Sam DeRose) vam prikazuje, kako z nekaj elektronskimi komponentami in namiznim rezkalnim strojem Bantam Tools Desktop PCB rezalnik iz nič sestaviti iz nič. Predvideva, da imate že izkušnje z delom s površinskimi elektronskimi komponentami in da vam multimeter in spajkanje nista tuja. Koristno je tudi, da zberete nekaj informacij o delovanju Arduina.

1. korak: Nekaj opomb, preden začnemo

Kako določiti čas: prva številka predstavlja uro, druga pa številko, na katero bi kazala minutna kazalka, če bi bila analogna ura. Na primer, če ura utripa 0010 - 0110, to ustreza 2 - 6, kar pomeni, da je ura 2 in kazalnik minut kaže na 6, tako da je 2:30. (Oglejte si zgornjo sliko za grafični opis!) Ni znakov, da je ura zjutraj ali popoldne, vendar upajmo, da je jasno, ali je ura 2:30 zjutraj ali ne.

Ura temelji na projektu Tony DeRose za Maker Faire. Uporablja isto kodo in shemo, zdaj pa je plošča videti bolj kot ura, za nižji profil pa se uporabljajo elegantnejše komponente za površinsko montažo (SMD).

Opomba: Sam je naredil veliko ponovitev te ure - na fotografijah boste videli številke različic. Zaradi tega se slike napredka v tem prispevku precej pogosto premikajo med različnimi različicami. Splošni postopek za vsako različico je popolnoma enak, zato ne skrbite, če vaša ura ni videti popolnoma podobna sliki.

Še opomba: Glavni del tega priročnika opisuje, kako sestaviti različico 2.5, najnovejšo različico, ki uporablja običajen čip ATtiny. Korak 9 pa prikazuje različico, različico 3.1, ki za programiranje uporablja površinsko nameščen ATtiny in vrata mini-USB. To različico je bistveno težje sestaviti in programirati, zato priporočam, da začnete z različico 2.5 in poskusite le z različico 3.1, če se počutite zelo ambiciozno (ali imate izkušnje s spajkanjem komponent SMD).

2. korak: Kako deluje

Srček ure je čip ATtiny (črni 8-polni IC čip). Ta čip je v bistvu majhna različica istega čipa, ki je znotraj Arduina, zato ga je mogoče programirati za opravljanje različnih funkcij. V tem primeru ima čip program, ki čaka na pritisk gumba, in ko zazna enega, utemelji več svojih nožic, tako da lahko tok teče od +3 voltov skozi LED in jih prižge. ATtiny ima notranjo uro, zato so LED diode programirane tako, da utripajo za prikaz časa.

3. korak: Orodja, materiali in datoteke

ORODJA

• Namizni rezkalni stroj za PCB Bantam Tools
• Računalnik z nameščeno programsko opremo Bantam Tools
• Nosilec za poravnavo in montažna oprema sta priložena rezkalnemu stroju
• Spajkalnik
• Rezkalniki z ravnim koncem, 1/64 ", 1/32" in 1/16 "(neobvezno, vendar priporočljivo za odstranjevanje odvečnega bakra)

MATERIALI

• PCB prazno, FR-1, dvostransko
• Dvostranski trak
• Spajkanje
• Spajkalna pasta
• Šivalna igla
• Nit, črna
• Velcro trakovi, 3/4 ", črna druga oblika pasu za uro

ELEKTRONSKE KOMPONENTE

• IC vtičnica, 8-polna
• Atmel ATtiny čip Uporabili smo ATtiny85.
• LED, SMD (2) SMD = naprava za površinsko montažo
• Upori, ~ 50 ohmov, SMD (2) Natančna vrednost ni pomembna.
• Trenutni gumb, kvadratni, SMD Te smo uporabili, a tudi drugi bodo ustrezali.
• Gumbna baterija, CR2032, 3-voltna
• Držalo za gumbaste baterije

DATOTEKE

• EAGLE datoteka datoteke NerdWatchV2.5.brd za uro
• Arduino skicira NerdWatch.ino za ATTiny. Datoteka.zip, ki je tukaj vključena, ima skico in knjižnice, ki jih boste morali namestiti, da bo skica pravilno delovala.

Datoteka EAGLE za programerja ATtiny TinyProgShield.brd (neobvezno)

• OPOMBA: Preden sestavite skico, ne pozabite namestiti knjižnic v Arduinu. Takole:

  • Prenesite in namestite Arduino, če tega še niste storili. Dobite ga na spletnem mestu Arduino.
  • Prenesite datoteko NerdWatch.zip in se spomnite, kje ste jo shranili.
  • Zaženite Arduino. Pojdite na Sketch> Import Library> Add Library in se pomaknite do mesta, kjer ste shranili NerdWatch.zip.
  • Izberite celotno datoteko.zip in pustite, da Arduino samodejno namesti knjižnice.
  • Znova zaženite Arduino, da aktivirate knjižnice. Opomba: Če imate kakršne koli težave, so forumi Arduino spektakularen kraj za postavljanje vprašanj, tako za napredne uporabnike kot za nove programerje.
  • Z Arduinom odprite NerdWatch.ino in sestavite kodo.

Za različico 3.1 potrebujete te datoteke:

• EAGLE datoteka NerdWatchV3.1.brd
• NerdWatch.zip ista datoteka kot za v2.5
• EAGLE datoteka SMDtinyProgrammer.brd za programersko ploščo SMD ATtiny

4. korak: Nastavite programsko opremo rezkalnega stroja Bantam Tools

Zaženite programsko opremo Bantam Tools. Nato rezkalni stroj priključite na računalnik in ga vklopite.

Uvozite datoteko EAGLE v programsko opremo Bantam Tools in izvedite naslednje korake za nastavitev reza:

• Z gumbom Nastavi pritrditev vas popelje skozi namestitev in lokacijo nosilca za poravnavo.
• Ko je nosilec nameščen, nastavite material na dvostransko ploščo FR1 z gumbom Nastavitveni material.
• V tem pogovornem oknu poravnajte izvor materiala z nosilcem.
• Za sprednjo stran plošče uporabite 1/32 "in 1/64" ravno končno mletje, za zadnjo stran plošče pa 1/32 "(Na zadnji strani lahko dodate tudi izbirni 1/16" končni rezkar.)

Privzeta nastavitev za vašo ploščo FR-1 dobro deluje za ta projekt. Če želite eksperimentirati z večjo razdaljo sledenja, lahko vklopite način BitBreaker (Nastavitve> kliknite polje BitBreaker) in eksperimentirajte z nastavitvami globine in razmika (to je za uporabnika, ki se dobro spozna okoli mlina).

Če potrebujete osvežitev pri uporabi namiznega rezkalnega stroja Bantam Tools PCB in nastavitvi programske opreme, si oglejte ta vodnik za začetek.

5. korak: Izrežite uro

Naložite prazno tiskano vezje:

• Z gumbom Loading premaknite obdelovalno posteljo naprej.
• Eno stran dvostranskega FR-1 prekrijte z dvostranskim trakom in ploščo poravnajte z levim vogalom nosilca za poravnavo.
• Pritrdite ploščo navzdol in nato pritisnite gumb Domov.

Odrežite desko:

Najprej izrežite sledi in luknje za vrh. To naredite tako, da v oknu datoteke načrta kliknete na sledi in luknjice

• Ko to storite, obrnite ploščo v programski opremi Bantam Tools s klikom na gumb Bottom.
• Prav tako obrnite dejansko ploščo v stroju, tako da je nerezana stran obrnjena navzgor. Prepričajte se, da je spodnja stran plošče poravnana z desnim kotom nastavka za poravnavo.
• V oknu datoteke načrta kliknite sledi in oris.

Mlin bo izrezal preostale sledi in luknje in imeli boste dokončano desko!

6. korak: Spajkanje na elektroniki

Zdaj prihaja dolgočasen del: spajkanje komponent na uro. Če ste začetniki spajkanja na površino ali spajkanja na splošno, preberite spodnji opis. Nekaj nasvetov najdete tudi v projektu Light-Up PCB Ogrlica.

Za ta postopek smo uporabili opekač za ponovno spajkanje manjših komponent SMD, kot so LED in upori. Nato smo z običajnim spajkalnikom pritrdili večje komponente, kot so vtičnica IC, gumb in nosilec baterije.

Za dodajanje komponent sledite tem splošnim korakom:

Komponente SMD

• Pasto za spajkanje nanesite na 8 blazinic, ki bodo namestile 2 LED in 2 upora. Oglejte si zgornje fotografije, da dobite lokacije umestitev.
• Preverite, ali poznate polarnost LED. Če želite to narediti, lahko uporabite multimeter v nastavitvi "kontinuiteta" ali pa pogledate LED in poiščete kljukico ali zelene črte, ki označujejo talno stran.
• S pinceto postavite LED in upore na blazinice s spajkalno pasto. Prepričajte se, da je polariteta pravilna! Pri obeh LED je ozemljitev bližje dnu ure.
• Uporabite kuhalno ploščo, opekač kruha ali samo navaden spajkalnik, da stopite spajkalno pasto in pritrdite komponente.

IC vtičnica

• Upognite vodnike IC vtičnice skozi luknjo tako, da bo videti kot komponenta SMD namesto komponente skozi luknjo.
• Blazinice na uri bodo dovolj dolge, da sprejmejo upognjene kable vtičnice. Namestite vtičnico in se prepričajte, da razumete, kako se pritrdi na uro.
• Odstranite vtičnico in vtrite spajkalno pasto na vsaj eno blazinico na vsaki strani vtičnice. Običajno naredim en kotiček, nato pa nasprotni.
• Vtičnico postavite nazaj na blazinice z oznako za poravnavo navzgor. To ni potrebno, vendar vam bo pomagalo zapomniti, v katero smer gre ATtiny.
• Pritisnite vtičnico navzdol, tako da je do konca na plošči, in s spajkalnikom pritrdite kable s spajkalno pasto na ploščo.
• Ostanek vodnikov do blazinic zaključite s spajkalnikom in kolutom navadnega spajka.

Gumb

• Odvisno od tega, kateri gumb dobite, boste morda morali upogniti kable navzdol, da se bolje dotaknejo blazinic.
• Gumb postavite na ploščo in se prepričajte, da sta 2 običajno odprta kabla na spodnji levi in zgornji levi ploščici. (Ko pritisnete gumb, se levi blazinici povežeta.)
• Za spajkanje gumba uporabite isto tehniko lepljenja, kot je opisano v zgornjem razdelku vtičnice IC.

Vijaki

• Za vias lahko uporabite obrezan kabel iz LED ali upora ali pa odstranite dolžino 22-milimetrske priključne žice s trdnim jedrom.
• Žico potisnite skozi luknjo in s spajkalnikom spajkajte žico na blazinice na obeh straneh plošče.
• Odvečno žico odstranite z ostrostrelci žice.

Nosilec baterije

• Med spajkanjem s trakom držite držalo baterije za površinsko montažo CR2032. (Postane res vroče, zato ga ne želite držati s prsti!)
• Nosilec pritrdite na zadnjo stran plošče tako, da nogi na obeh straneh spajkate na kvadratne blazinice.

7. korak: Dodajte trak

Ta del je res odvisen od vas. Najlažji način dodajanja pasu je, če prišijete nekaj poceni velcro trakov, ki jih najdete v kateri koli trgovini z obrti/tkaninami, kot sta Michael's ali Jo-Ann Fabrics. Sčasoma bi radi naredili pašček iz lepšega materiala, kot je usnje, in dodali zaponko, da bi ga pritrdili, vendar to vmes deluje.

Sporočite nam, če imate kakšen kul način za pritrditev ure na zapestje!

8. korak: Programirajte ATtiny

Zdaj je ura fizično dokončana, vendar čip ATtiny še ne ve, kako upravljati LED. Zato ga moramo programirati.

Pri programiranju ATtinyja obstaja več možnosti. Lahko naredite hitro vezje, uporabite posebno programsko ploščo ATtiny ali pa naredite čudovit ščit Arduino, kot smo to storili mi, tako da lahko te čipe od zdaj naprej enostavno programirate.

Če ste izkušen izdelovalec ščitov Arduino in želite izbrati to metodo, je na tem koraku na voljo datoteka plošče za programerja (TinyProgShield.brd). Preprosto ga izrežite, spajkajte komponente in jih povežite s svojim Arduinom.

Datoteka.ino tukaj in v uvodnem koraku je datoteka, s katero boste programirali svoj ATtiny85. Spremenite čas v kodi na trenutni čas. Datoteko naložite v ATtiny v minuti ali dveh, da se ura sinhronizira s pravilnim časom.

9. korak: Druge različice

Kot je bilo omenjeno v prvem koraku, je Sam izdelal popolnoma SMD različico ure, skupaj s površinsko nameščenim ATtinyjem. Ker ne morete izvleči ATtinyja za njegovo programiranje, je moral dodati vrata mini-USB, ki se povežejo s potrebnimi zatiči, tako da je ATtiny mogoče programirati od zunaj.

Nato je naredil ščit za drugi konec kabla USB, tako da morate le priključiti uro na ščit in nato programirati ATtiny, kot da je na ščitu.

10. korak: Uporabite ga

Namestite Nerd Watch in ga preizkusite s pritiskom na gumb.

Ali lahko preberete uro? Če lahko samo enkrat pogledate zaporedje, povejte čas, potem vam čestitam, vi ste piflar! Če potrebuješ dva ali trikrat, da si vzameš čas, pa si še vedno piflar, ker nosiš to super štrebersko uro.

Imate vprašanja ali pripombe? Pošljite nam e -pošto na [email protected].