Arduino Binary Clock - พิมพ์ 3 มิติ: 5 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:07

ฉันได้ดูนาฬิกาไบนารีสำหรับโต๊ะทำงานของฉันมาระยะหนึ่งแล้ว แต่มันค่อนข้างแพงและ/หรือไม่มีคุณสมบัติมากมาย ดังนั้นฉันจึงตัดสินใจว่าจะทำแทน จุดหนึ่งที่ต้องพิจารณาเมื่อทำนาฬิกา Arduino / Atmega328 ไม่แม่นยำมากในช่วงเวลาที่ใหญ่ขึ้น (บางคนเห็นข้อผิดพลาดมากกว่า 5 นาทีใน 24 ชั่วโมง) ดังนั้นสำหรับโครงการนี้ เราจะใช้ RTC (เรียลไทม์) นาฬิกา) โมดูลให้เวลา สิ่งเหล่านี้ยังมีโบนัสเพิ่มเติมที่มีแบตเตอรี่สำรองของตัวเอง ดังนั้นเวลาจะไม่สูญหายไปในกรณีที่ไฟฟ้าดับ ฉันเลือกใช้โมดูล DS3231 เนื่องจากมีความแม่นยำถึง 1 นาทีต่อปี แต่คุณสามารถใช้ DS1307 ได้ แต่มันไม่แม่นยำเท่า เห็นได้ชัดว่าคุณไม่จำเป็นต้องใช้คุณสมบัติเหล่านี้ทั้งหมด คุณสามารถสร้างนาฬิกาไบนารีพื้นฐานและประหยัดเงินได้ตั้งแต่ 10 ถึง 12 ปอนด์ในกระบวนการนี้ ฉันใช้รูปแบบนาฬิกา 12 ชั่วโมงเพื่อลดขนาดและลดจำนวน LED และอ่านได้ง่ายขึ้นด้วย (สามัญสำนึกคือสิ่งที่คุณมักจะต้องใช้หากเป็น AM หรือ PM!!)

ฉันใช้:

1 x Arduino Nano (หนึ่งในอีเบย์ราคาถูก) - ประมาณ £3

1 x โมดูล RTC (i2C) - ประมาณ £3

1x RHT03 เซ็นเซอร์อุณหภูมิ/ความชื้น - ประมาณ £4

1x 0.96 โมดูลหน้าจอ OLED (i2C) - ประมาณ £5

ไฟ LED หมวกฟางสีน้ำเงิน 11 ดวง - ประมาณ £2

ตัวต้านทาน 11 x 470Ohm - ประมาณ £1

ตัวต้านทาน 1 x 10KOhm - ประมาณ £0.30

1 x ตัวเครื่องพิมพ์ 3D - ประมาณ £12

บวกกับแผ่นกระดานและบัดกรีจำนวนเล็กน้อย

ต้นทุนการสร้างทั้งหมด = £30

ขั้นตอนที่ 1: สร้างโมดูล LED

โมดูล LED ประกอบด้วยไฟ LED 3 หรือ 4 ดวงซึ่งมีขาบวกเชื่อมต่อเข้าด้วยกันและขาลบเชื่อมต่อกับตัวต้านทาน 470 โอห์ม ตัวต้านทานนี้จำกัดกระแสผ่าน LED ไว้ที่ประมาณ 5mA จำนวนสูงสุดของ LED ที่สามารถเปิดได้ตลอดเวลาคือ 8 ดังนั้นกระแสไฟสูงสุดบน Arduino คือประมาณ 40mA เข้าและ 40mA ออกทั้งหมด 80mA - อยู่ในขอบเขตความสะดวกสบายของ Arduino

จากนั้นนำไปบัดกรีที่ตะกั่วและตัวต้านทานที่หุ้มด้วยท่อหดความร้อน

ขั้นตอนที่ 2: วงจรนาฬิกาไบนารี

ศูนย์กลางของโครงการนี้คือ Arduino Nano เราจะใช้หมุดส่วนใหญ่ที่นี่ โมดูล RTC และหน้าจอต่างก็อยู่บนบัส i2C เพื่อให้สามารถแชร์การเชื่อมต่อทั้งหมดได้ เชื่อมต่อการเชื่อมต่อ 5v, 0v, SDA และ SCL กับทั้งสองโมดูลอย่างง่าย (ฉันผูกโซ่กับเดซี่เพื่อไม่ให้เดินสาย) จากนั้น SDA จะเชื่อมต่อกับพิน A4 บน Arduino และ SCL เชื่อมต่อกับ Pin A5

ถัดไปเชื่อมต่อ RHT03 (DHT22) อีกครั้งนี่คือเดซี่ล่ามโซ่สำหรับการเชื่อมต่อ 5v และ 0v แต่พิน 2 เชื่อมต่อโดยตรงกับ Arduino pin D12 อย่าลืมเพิ่มตัวต้านทาน 10KOhm ระหว่าง 5V และการเชื่อมต่อสัญญาณตามที่แสดงในแผนภาพ

ถัดไปเชื่อมต่อโมดูล LED กำลังไฟสำหรับแต่ละโมดูลเชื่อมต่อกับพิน 9, 10 หรือ 11 (ไม่สำคัญว่าอันไหนจะเป็นสัญญาณ PWM เพื่อปรับความสว่างของ LED เท่านั้น)

เชื่อมต่อด้านลบของ LED แต่ละดวงกับหมุดที่เกี่ยวข้องในแผนภาพ

ขั้นตอนที่ 3: ออกแบบและพิมพ์ตัวเรือน

ขั้นแรก วัดโมดูลทั้งหมดของคุณ เพื่อให้คุณมีตำแหน่งการติดตั้งและขนาดการเปิดทำงานออกมา

ฉันใช้ซอฟต์แวร์ DesignSpark Mechanical 3D CAD เพื่อสร้างนาฬิกาและฐานของฉัน แต่คุณสามารถใช้ซอฟต์แวร์ 3D ที่ดีได้ DesignSpark Mechanical สามารถดาวน์โหลดและใช้งานได้ฟรี และมีบทช่วยสอนมากมายเกี่ยวกับวิธีการทำสิ่งต่างๆ ซอฟต์แวร์ 3D ฟรีอีกตัวหนึ่งคือ SketchUp ซึ่งมีบทช่วยสอนออนไลน์มากมาย ดังนั้นแทบทุกงานจะครอบคลุม

ในท้ายที่สุด คุณต้องมีไฟล์เอาต์พุตซึ่งอยู่ในรูปแบบ. STL เพื่อให้สามารถพิมพ์ได้ ฉันได้รวมไฟล์ของฉันไว้เพื่อความสะดวก

หากคุณไม่โชคดีพอที่จะเป็นเจ้าของเครื่องพิมพ์ 3 มิติ คุณสามารถพิมพ์งาน 3 มิติผ่านอินเทอร์เน็ตได้ มีเครื่องพิมพ์ออนไลน์อยู่ไม่กี่เครื่องในราคาที่สมเหตุสมผล ฉันใช้เว็บไซต์ชื่อ 3Dhubs และมีค่าใช้จ่ายเพียง 15 ปอนด์ในการพิมพ์ทั้งสองส่วน

ฉันพิมพ์ทั้งสองส่วนด้วย ABS ทางเทคนิค เนื่องจากอัตราการหดตัวนั้นน้อยมากเมื่อเทียบกับวัสดุอื่นๆ

เมื่อกลับจากเครื่องพิมพ์ คุณจะต้องทำความสะอาดชิ้นส่วนและอาจต้องใช้กระดาษทรายขัดเล็กน้อย ฉันยังให้สีสเปรย์เคลือบบางๆ แก่ฉันด้วย แต่ฉันต้องการให้รูปลักษณ์ "เหมือนพิมพ์" ไว้ ดังนั้นฉันจึงไม่ได้ขัดแรงเกินไปในการขัด

ขั้นตอนที่ 4: การประกอบ

เพียงแค่ใส่โมดูล / วงจรทั้งหมดลงในกล่องพิมพ์ที่ทำความสะอาดแล้ว ต้องใช้กาวจำนวนเล็กน้อยในการยึดติดเข้ากับหมุดระบุตำแหน่งภายใน ใช้กาวจำนวนเล็กน้อยในการยึดโมดูล LED เข้าที่ (ใช่นั่นคือแท็คสีน้ำเงินที่คุณเห็นในภาพ ฉันใช้มันถือโมดูลในขณะที่กาวถูกตั้งค่า)

อย่าลืมใส่แบตเตอรี่เข้ากับโมดูล RTC ระหว่างการติดตั้ง

จากนั้นดัน Arduino เข้าไปในตำแหน่งเพื่อให้พอร์ต mini USB โผล่ผ่านด้านหลังของนาฬิกา

สุดท้ายใส่ฐานและสกรูเข้าที่ (ตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีขนาดรูที่ดีสำหรับสกรูเพื่อไม่ให้กัดพลาสติกมากเกินไปเพราะจะแตกหักง่าย)

ขั้นตอนที่ 5: เปิดเครื่องและตั้งเวลา

ก่อนเปิดเครื่อง คุณจะต้องใช้ไลบรารี Arduino บางส่วนเพื่อให้ใช้งานได้

คุณจะต้องการ:

RTClib

ห้องสมุด DHT22

ไลบรารีหน้าจอ OLED (คุณอาจต้องใช้ไลบรารี adafruit GFX)

คุณสามารถหาบทช่วยสอนออนไลน์มากมายเกี่ยวกับวิธีการเพิ่มไลบรารีเหล่านี้ ดังนั้นฉันจะไม่เข้าไปที่นี่

นาฬิกาใช้พลังงานจากพอร์ต Mini USB ที่ด้านหลัง เพียงเชื่อมต่อสิ่งนี้กับคอมพิวเตอร์ของคุณและเปิด Arduino Sketch 'Binary_Clock_Set.ino'

ภาพสเก็ตช์นี้จะใช้วันที่และเวลาปัจจุบันที่ตั้งไว้บนพีซี ณ เวลาที่ร่างภาพรวบรวมและโหลดไปที่นาฬิกาในลูปการตั้งค่า อัปโหลดไปยังนาฬิกาและจะมีการตั้งเวลา โดยไม่ต้องถอดนาฬิกา (เพื่อไม่ให้ลูปการตั้งค่าเริ่มต้นขึ้นอีก) เปิด Arduino Sketch 'Binary_Clock.ino' แล้วโหลดไปที่นาฬิกา นี่คือสเก็ตช์การวิ่งปกติ

หากไฟ (usb) หายไประหว่าง 2 ขั้นตอนนี้ คุณจะต้องทำซ้ำทั้งสองขั้นตอนเพราะเวลาจะไม่ถูกต้อง

ตอนนี้จำเป็นต้องมีร่าง 'Binary_Clock_Set.ino' เฉพาะเมื่อจำเป็นต้องตั้งค่านาฬิกาอีกครั้ง เช่น การปรับเวลาตามฤดูกาล ฯลฯ