DIY Word Clock: 10 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

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

วันนี้ฉันจะแสดงวิธีสร้างนาฬิกาคำ โดยพื้นฐานแล้วจะเป็นนาฬิกาที่แสดงเวลาโดยใช้คำพูด ฉันจะแสดงวิธีใช้ Shift Register และ RTC โดยใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ Shift Register อาจมีประโยชน์มากหากคุณไม่มีพินในไมโครคอนโทรลเลอร์ ดังนั้นจึงควรเรียนรู้เกี่ยวกับหมุดเหล่านี้

อย่ารอช้าและเข้าเรื่องทันที

ขั้นตอนที่ 1: ดูวิดีโอ

วิดีโอมีคำอธิบายโดยละเอียดของขั้นตอนทั้งหมดที่เกี่ยวข้องในการสร้าง ดังนั้นโปรดดูก่อนเพื่อทำความเข้าใจโครงการให้ดียิ่งขึ้น

ขั้นตอนที่ 2: รับชิ้นส่วนที่จำเป็น

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

74HC595 Shift Register:อินเดีย: https://amzn.to/2pGA8MDUS: https://amzn.to/2pGA8MDUK:

DS3231 RTC:อินเดีย: https://amzn.to/2pGTxh4US: https://amzn.to/2pGTxh4UK:

ULN2803 อาร์เรย์ทรานซิสเตอร์ดาร์ลิงตัน:อินเดีย: https://amzn.to/2GculoXUS: https://amzn.to/2GculoXUK:

ขั้นตอนที่ 3: ทดสอบ Shift Register

การลงทะเบียนกะมีสี่ประเภท – Serial In Parallel Out (SIPO), SISO, PISO และ PIPO เราจะใช้ 74HC595 ซึ่งเป็นการลงทะเบียนกะ SIPO 8 บิต ซึ่งหมายความว่าจะใช้ข้อมูลอนุกรม 8 บิตแล้วแปลงเป็น เป็นข้อมูลแบบขนาน 8 บิต คุณอาจสงสัยว่าทำไมเราต้องลงทะเบียนกะ มาดูกัน. Uno มี 14 พิน I/O ดิจิตอลและ 6 พินอินพุตแบบอะนาล็อก แม้หลังจากรวมเข้าด้วยกันแล้ว เราก็มีจำนวนพินเพียง 20 พิน ซึ่งทั้งหมดนั้นไม่สามารถส่งออกได้ทั้งหมด และนั่นคือปัญหาเพราะเราจะทำงานกับ LED จำนวนมากในโครงการนี้ shift register ใช้หมุดของไมโครคอนโทรลเลอร์น้อยมาก 3 ในกรณีเฉพาะนี้ และสามารถควบคุม LED จำนวนมากได้ด้วย ซึ่งก็คือ 8 ในกรณีนี้. และนั่นไม่ใช่มัน ทะเบียนกะนี้สามารถผูกมัดแบบเดซี่กับรีจิสเตอร์ตัวอื่นเพื่อควบคุมไฟ LED ได้มากขึ้น และตัวที่สองสามารถผูกมัดแบบเดซี่กับรีจิสเตอร์ตัวถัดไปเป็นต้น สิ่งที่ฉันพยายามจะพูดคือแค่ใช้หมุดสามตัว คุณก็สามารถควบคุมอุปกรณ์ดิจิทัลได้มากมาย

ดูแผนภาพพินของรีจิสเตอร์ Shift พินหมายเลข 1 ถึง 7 พร้อมกับพิน 15 เป็นข้อมูลเอาต์พุตคู่ขนาน เช่นเดียวกับไอซีซีรีส์ 74 ทั้งหมด 8 และ 16 เป็นพินกำลังพิน 14 - อินพุตซีเรียลที่รู้จัก พิน 12 - สลัก aka พิน 11 - aka clock เป็นตัวควบคุม พินที่ฉันพูดถึง Pin 10 เรียกว่า serial clear และใช้เพื่อล้างเอาต์พุตของ shift register จะอยู่ในระดับสูงตลอดทั้งโครงการ พิน 13 เรียกว่า เปิดใช้งานเอาต์พุต ตามที่ระบุในชื่อ เปิดใช้งานเอาต์พุต จะถูกจัดให้อยู่ในระดับต่ำ PIN 9 ใช้สำหรับการเชื่อมโยงแบบเดซี่และเชื่อมต่อกับ 74595 ถัดไป

มาดูการทำงานกัน สลักถูกดึงลงก่อนที่จะส่งข้อมูลซีเรียล จากนั้นแต่ละ 8 บิตจะถูกส่งทีละตัว shift register กำหนดว่าข้อมูลใหม่กำลังมาโดยการตรวจสอบสถานะของหมุดนาฬิกา หากหมุดนาฬิกาสูง ข้อมูลจะเป็นข้อมูลใหม่ เมื่อบิตทั้งหมดถูกส่งอย่างสมบูรณ์ สลักจะถูกดึงให้สูงเพื่อสะท้อนข้อมูลใน 8 พินเอาต์พุตจริง

ในการดำเนินการทั้งหมดนี้ใน Arduino IDE มีฟังก์ชันที่เรียกว่า shift out โดยมีพารามิเตอร์สี่ตัว (ดูรูป) สองตัวแรกอธิบายตัวเองได้ อันที่สี่เป็นข้อมูลอนุกรม 8 บิต เขียนในรูปแบบไบนารีที่นี่ หากพารามิเตอร์ที่สามคือ MSB ก่อน จากนั้น MSB ของข้อมูลอนุกรมจะถูกส่งก่อนและจะมีผลจริงในพิน 'Qh' ของรีจิสเตอร์ที่อยู่ก่อนหน้าข้อมูลที่เหลือ และหากพารามิเตอร์ที่สามคือ LSB ก่อน LSB จะเป็น แสดงในพิน 'Qh'

ตอนนี้ความสามารถเอาท์พุตปัจจุบันของ shift register เพียง 20 mA ต่อพิน และเราต้องการมากกว่านั้น นั่นคือที่มาของ ULN2803

หากคุณต้องการทดสอบการทำงานของ shift register ฉันได้แนบภาพสเก็ตช์ในสเก็ตช์นี้พร้อมกับรูปภาพ เพียงแค่ใช้พลังงาน ต่อพิน 11, 12 และ 14 เข้ากับพินดิจิทัลของ Arduino และอัปโหลดแบบร่าง ดูวิดีโอเพื่อความเข้าใจที่ดีขึ้น

ขั้นตอนที่ 4: ตั้งวันที่และเวลาของ RTC

ฉันเชื่อมต่อ RTC กับ Arduino เช่นเดียวกับอุปกรณ์ I2C อื่น ๆ (SDA ถึง A4 และ SCL ถึง A5) และใช้พลังงาน จากนั้นฉันเปิดภาพร่างที่แนบมาในขั้นตอนนี้และตั้งค่าพารามิเตอร์ของ "setDS3231time" โดยอ้างอิงบรรทัดที่แสดงความคิดเห็นด้านบน เพื่อตั้งค่าวันที่และเวลาที่ถูกต้องของ RTC จากนั้นฉันก็ยกเลิกการใส่ความคิดเห็นในบรรทัดนั้นและอัปโหลดโปรแกรมไปยัง Arduino ฉันแสดงความคิดเห็นในบรรทัดนั้นอีกครั้งและอัปโหลดภาพร่างไปยัง Arduino โดยไม่ได้ตัดการเชื่อมต่อใดๆ ตอนนี้ถอดพลังงานออกจาก RTC ทิ้งไว้หนึ่งหรือสองนาที เชื่อมต่อกับ Arduino อีกครั้ง และเปิดจอภาพแบบอนุกรม หากวันที่และเวลาที่แสดงบนจอภาพถูกต้อง แสดงว่า RTC ทำงานได้ดี

ขั้นตอนที่ 5: สร้างแผงวงจร

ไดอะแกรมการเชื่อมต่อถูกแนบมาในขั้นตอนนี้ คุณสามารถประสานด้วยมือหรือสั่งซื้อ PCB มันขึ้นอยู่กับคุณ ฉันสั่ง PCB เนื่องจากฉันเคยบัดกรี PCB ด้วยมือแล้ว และต้องใช้เวลาพอสมควรและด้านล่างก็เงอะงะเกินไป

ฉันสั่ง PCB จาก JLCPCB

ลิงค์สำหรับแผนผังและ PCB:

ขั้นตอนที่ 6: เตรียมไฟ LED

1. ตรวจสอบไฟ LED ทั้งหมดด้วยแบตเตอรี่ 3V

2. ตัดส่วนบนของ LED ออก

3. ย่อขาตัวต้านทานและขั้วบวก (ขาที่ยาวกว่า) ของ LED ให้สั้นลง

4. ประสานขาสั้นของตัวต้านทานและขั้วบวกเข้าด้วยกัน

ทำเช่นนี้กับ LED ทั้งหมดที่คุณจะใช้

ขั้นตอนที่ 7: สร้างกระดูกสันหลังและการทดสอบขั้นสุดท้าย

หลังจากทำ LED เสร็จแล้ว ฉันหยิบกระดาษแข็งจากบรรจุภัณฑ์เครื่องใช้ขนาด 8x8 นิ้ว

ฉันพิมพ์เทมเพลตที่แนบมากับขั้นตอนนี้บนกระดาษสีขาวและสำเนาสองชุดบนแผ่นโปร่งใส เนื่องจากหมึกจะอ่อนไปหน่อย

ตอนนี้ฉันตัดแม่แบบให้ได้ขนาดจริงแล้วติดไว้บนกระดาษแข็งโดยใช้กาว หลังจากนี้ ฉันทำรูสำหรับไฟ LED ตามความยาวของคำ เพื่อไม่ให้ดูมืดลงเมื่อไฟ LED เรืองแสง จากนั้นฉันก็เอาสายทองแดงที่เป็นของแข็ง 4 เส้นมาติดไว้ระหว่าง LED สองแถว จากนั้นฉันก็ผลักไฟ LED เข้าไปในรูโดยให้ตัวต้านทานอยู่ใกล้กับลวดทองแดง หลังจากนี้ฉันบัดกรีตัวต้านทานกับลวดทองแดงและบัดกรีแคโทดของ LED ที่มีคำเดียวกันเข้าด้วยกัน จากนั้นฉันก็ตัดสายจูงส่วนเกินออก

ตอนนี้ฉันเอาสายริบบิ้นสามเส้นที่มีแปดสายแต่ละเส้นและที่ปลายด้านหนึ่งฉันบัดกรีส่วนหัวของตัวผู้และปลายอีกด้านจะถูกบัดกรีเป็น LED ส่วนหัวเหล่านี้จะไปที่ส่วนหัวของ PCB แต่เส้นไหนจะบัดกรีคำไหน? ที่แนบมากับขั้นตอนนี้คือลำดับของการเชื่อมต่อส่วนหัวตามโปรแกรมที่ฉันเขียน ดังนั้นสายแรกของส่วนหัว 1 ควรไปที่คำว่ายี่สิบห้า, วินาทีถึงสามสิบ, สายแรกของส่วนหัวที่สองถึงหนึ่งและอื่นๆ

ตอนนี้ คุณจะสังเกตเห็นว่าส่วนหัว 4 ส่วนสุดท้ายไม่ได้เชื่อมต่อกับสิ่งใด และคุณอาจสังเกตเห็นว่าลวดทองแดงที่ด้านหลังต้องบัดกรีเป็น 5 โวลต์ ดังนั้นฉันจึงตัดมันทั้งหมดออกและเชื่อมต่อมันเข้ากับส่วนหัวสุดท้าย และถ้าคุณจำได้ว่ายังเชื่อมต่อส่วนหัวหญิงตัวสุดท้ายกับ Vcc หรือ 5 โวลต์ ต้องเปิดคำว่า "มันคือ" และ "นาฬิกา" เสมอ ดังนั้นฉันจึงบัดกรีพวกมันเข้ากับพินสุดท้ายที่สองของส่วนหัวและบน PCB ฉันต่อสายดิน สุดท้ายนี้ คำว่า "นาที" ไม่ได้เปิดอยู่ตลอดเวลา และจำเป็นต้องควบคุมด้วย ดังนั้นฉันจึงบัดกรีมันไปที่พินที่ห้าของส่วนหัวที่สาม และเหตุผลที่เราตัดพิน 3 ถึงส่วนหัวของตัวเมียที่ 5 ในขณะที่ประกอบ PCB เป็นพิน 3 ควบคุม คำนาทีในโปรแกรมที่ฉันเขียน

ดังที่กล่าวไว้ ถึงเวลาตรวจสอบการทำงานโดยเชื่อมต่อส่วนหัวในตำแหน่งที่เกี่ยวข้อง อัปโหลดภาพร่างไปยัง Arduino และใช้ไฟ 5 โวลต์และของฉันก็ใช้งานได้ดี ฉันบัดกรีคอนเน็กเตอร์แบบบาร์เรล DC เข้ากับหมุดจ่ายไฟอย่างรวดเร็ว เนื่องจากฉันจะใช้อะแดปเตอร์ขนาด 5 โวลต์ ไม่เช่นนั้นฉันจะใช้ 7805 ซึ่งฉันเหลือที่ว่างใน PCB แล้ว

ขั้นตอนที่ 8: ลบ Light Bleeding

สำหรับการลบแสงที่มีเลือดออกในคำอื่น ๆ ฉันใช้กระดาษแข็งสูง 1 ซม. แล้วติดโดยใช้กาวร้อนระหว่างทุกคำ เริ่มจากศูนย์แล้วก็ออกมาจนสุดทาง หลังจากนี้ฉันวัดและตัดกระดาษแข็งสำหรับแต่ละที่แล้วติดอีกครั้งโดยใช้กาวร้อนสองหยด

ขั้นตอนที่ 9: ใส่ทุกอย่างลงในสิ่งที่แนบมา

ฉันทำตู้จาก MDF ขนาด 12 มม. ที่มีขนาดภายใน 8x8 นิ้ว และทำให้แน่ใจว่ากระดาษแข็งนั้นเข้ากันได้ดี ฉันยังตัดแผ่นอะครีลิกตามขนาดที่พอดีและจำไว้ว่าคราวนี้ต้องไม่หนามาก ฉันติดแผ่นอะครีลิคและทำรูสำหรับแม่แรงกระบอกที่ด้านหนึ่งของกล่องหุ้ม

ตอนนี้ฉันนำไวนิลแต่ละแผ่นมาปรับขนาดโดยเอามุมออก แล้วหลังจากนั้นก็นำมาซ้อนกันแล้วเย็บเป็นสองด้านตรงข้ามกัน ที่ด้านหลังของไวนิล ฉันติดเทปทึบแสงกับคำที่ไม่มีประโยชน์

จากนั้นฉันก็หย่อนไวนิลไปที่กล่องหุ้มและกระดาษแข็งที่ฉันเตรียมไว้และขับเคลื่อนด้วย และทุกอย่างก็ดูดี

ฉันตัดกระดาษแข็งจากมุมเพื่อให้ง่ายต่อการถอดออกหากจำเป็น

การเปลี่ยนแปลงเล็กน้อย (ไม่จำเป็นจริงๆ): ฉันเปลี่ยนสายไฟเป็นเกจที่หนาขึ้นเพื่อให้สามารถพกพากระแสไฟที่ต้องการได้อย่างง่ายดาย และยังเชื่อมต่อ RTC โดยใช้ส่วนหัวของตัวเมีย (แนะนำ) เนื่องจากบางครั้งจำเป็นต้องเปลี่ยนวันที่และเวลา คุณสามารถเพิ่มกาวร้อนเพื่อยึดกระดาษแข็งได้หากต้องการ แต่ของฉันมีแรงเสียดทานเพียงพอที่จะอยู่ที่นั่นแม้ในแผ่นดินไหว

ขั้นตอนที่ 10: เสร็จสิ้น

ฉันหวังว่าคุณได้เรียนรู้บางสิ่งบางอย่างในวันนี้ อย่าลังเลที่จะแบ่งปันความคิดและเคล็ดลับของคุณเกี่ยวกับโครงการ และพิจารณาสมัครรับข้อมูลจาก Instructables และช่อง YouTube ของเรา

สนุกกับการสร้างสรรค์ของคุณ:)