นาฬิกาดิจิตอลไม้จริง: 11 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:08

วิธีสร้างนาฬิกาดิจิตอลไม้ที่ขับเคลื่อนโดย atmega168 (arduino) พร้อมนาฬิกาปลุกและเกมในตัว

ตอนแรกฉันคิดจะทำสิ่งนี้เมื่อเห็นนาฬิกา LED ที่หุ้มด้วยไม้วีเนียร์ ชอบตอนที่เห็นมันจนเห็นราคา นี่คือตอนที่ฉันตัดสินใจสร้างของตัวเอง ฉันต้องการให้มันสร้างมันให้น้อยลงมาก จากไม้เนื้อแข็งและเล่นเกม!

ขั้นตอนที่ 1: สิ่งที่คุณต้องการ

วัสดุ:- 4, 18" x 4" x 1" ไม้กระดาน (ฉันไปกับเมเปิ้ล)- 85 ไฟ LED สีแดง- 85 ไฟ LED สีเขียว (อุปกรณ์เสริม)- 1 4 ถึง 16 พิน Demiltiplexer- 15 ทรานซิสเตอร์ NPN (เช่น 2N3904) - 1 ATMEGA168 ไมโครคอนโทรลเลอร์ (หรือ Arduino) - 1 20 MHz Crystal- 1 5 Volt Regulator- 2 ตัวเก็บประจุ 220uF (สำหรับปรับระดับไฟ)- 1 Old Pocket Radio- 2 1/8" Audio Jacks- 1 5-9V DC อะแดปเตอร์ติดผนัง- 1 (หรือมากกว่า) Old Game Controller(s)- 4 3-1 / 2" Wood Screws- Solid Core Wire (Easy to work with)- Solder- Hot Glue Sticks- White Glue- Sand paper For the game controller I use an Atari 2600 joystick (หรือแม้แต่พายถ้าคุณตั้งโปรแกรมใหม่) แต่มันยังใช้งานได้กับคอนโทรลเลอร์ Sega Master System, จอยสติ๊ก Atari 7800 (ในทางทฤษฎี) หรือแม้แต่คอนโทรลเลอร์ Sega Genesis - ปืนกาวร้อน- Mitre Saw

ขั้นตอนที่ 2: เตรียม Front Board

ใช้ชิ้นส่วนที่ดีที่สุดของบอร์ดขนาด 1"x4"x1-1 / 2' และเลือกด้านที่ดีที่สุดเพื่อเป็นด้านหน้าของนาฬิกา

พยายามหลีกเลี่ยงปมหรือจุดบกพร่องที่มองเห็นได้ในเนื้อไม้ เพราะจะทำให้เจาะรู LED ได้ยากขึ้น เริ่มต้นด้วยการพิมพ์เทมเพลตที่แนบมากับขั้นตอนนี้ด้วยอัตราส่วน 1:1 ติดเทปไว้ที่ด้านหลังของบอร์ดด้านหน้า โดยให้ด้านที่ดีคว่ำลงเมื่อหงายงานพิมพ์ขึ้น นำบอร์ดด้านหน้ามาวางโดยหงายเทมเพลตขึ้นบนบอร์ดที่ดูแย่ที่สุด แล้ววางลงบนแท่นสว่าน ใช้ดอกสว่านที่ใหญ่กว่าดอกสว่านปลายแบนเล็กน้อย และปรับมาตรวัดความลึกเพื่อให้ส่วนปลายอยู่เหนือกระดานด้านล่างเพียง 0.8-1 มม. เพื่อไม่ให้ไปจนสุดทางผ่านแผงด้านหน้า ฉันขอแนะนำอย่างยิ่งให้ใช้บอร์ดทดสอบก่อนเพื่อดูว่าใช้งานได้หรือไม่ เจาะรูทดสอบอย่างน้อย 10 รู (จะใช้ในภายหลัง!) แสงที่จ้าควรจะสามารถส่องผ่านจุดที่ปลายสว่านได้ เจาะรูหนึ่งรูในแต่ละวงกลมบนเทมเพลตดังรูปด้านล่าง

ขั้นตอนที่ 3: เสร็จสิ้น Front Board

ขั้นตอนนี้ท้าทายมาก จุดประสงค์คือใช้เครื่องมืองานอดิเรกเพื่อทำให้รูเรียบเพื่อให้แสงส่องผ่านอย่างสม่ำเสมอ

เริ่มต้นด้วยการวางดอกสว่านเครื่องมืองานอดิเรกลงในแท่นสว่าน (อย่าลืมปล่อยหัวจับมากกว่า 1 นิ้ว) เพื่อความปลอดภัย นี่ไม่ใช่วิธีที่ดอกสว่านถูกออกแบบมาให้ใช้งานและมีอันตรายได้ ดังนั้นควรเพิ่มเป็นพิเศษ ระวัง ปรับเกจวัดความลึกเพื่อให้บิตอยู่เหนือกระดานล่างแทบไม่ได้ดังภาพที่ 3 วางบิตขึ้นกับรูทดสอบแล้วกดเบา ๆ ค้างไว้ 1 วินาทีแล้วปล่อย กดค้างไว้ 1 วินาทีอีกครั้งแล้วปล่อย แล้วปิดดอกสว่าน ปิดดอกสว่าน ให้ขูดเศษที่สะสมออกจากก้นดอกสว่านได้ ถ้าไม่ทำ รูจะไหม้ทำให้หน้าเปลี่ยนสี ทำซ้ำจนพอใจ ปริมาณแสงที่ส่องผ่าน (ดูภาพด้านล่างเพื่อเป็นข้อมูลอ้างอิง) เมื่อคุณเจาะรูได้สบายแล้ว ให้ไปต่อที่ท่อนไม้สุดท้ายแล้วเจาะแต่ละรูออก เตือนไว้ก่อนว่าต้องใช้ความอดทน อย่ารีบเร่ง หรือ คุณอาจหมดหลุมและต้องเริ่มต้นใหม่

ขั้นตอนที่ 4: เตรียมกระดานกลาง

ขั้นตอนนี้เตรียมแผงกลางเพื่อรองรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

พลาดขั้นตอนสุดท้าย ไม้ไม่หาย ใช้ที่นี่เลย! สำหรับขั้นตอนนี้ สิ่งที่คุณต้องทำคือเจาะรูในแผงกลางแต่ละอันที่ใหญ่กว่าขนาดของเมทริกซ์ LED เล็กน้อย ดังนั้นสายไฟและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทั้งหมดจึงพอดีภายใน ฉันทำสิ่งนี้โดยเจาะส่วนรองรับที่เหลือของแผงด้านหน้าที่ชำรุดและใช้สิ่วเพื่อทำความสะอาด ทำซ้ำสำหรับกระดานมากเท่าที่คุณต้องการ ฉันใช้ 2

ขั้นตอนที่ 5: เตรียมกระดานด้านหลัง

สำหรับขั้นตอนนี้ ให้ใช้เทมเพลตที่แนบมาเพื่อเจาะและแกะสลักรูสำหรับคอนเน็กเตอร์ DB9 ที่ใช้สำหรับคอนโทรลเลอร์ และแจ็คเสียง 2 1/8" ขนาด 2 1/8" ที่ใช้สำหรับจ่ายไฟและวิทยุ

หากต้องการแกะสลักพอร์ตคอนโทรลเลอร์ ให้เจาะเส้นด้านในของเทมเพลต ถัดไป แกะสลักส่วนนอกของแม่แบบลึก 10 มม. โดยใช้สิ่ว (ระวังสำหรับขั้นตอนนี้ มันคม) ในการเจาะรูสำหรับแจ็คขนาด 1/8 ให้เริ่มต้นด้วยการเจาะรูที่มีขนาดใหญ่พอที่ปลายแจ็คเสียงจะพอดี จากนั้นเจาะรูที่ใหญ่ขึ้นจากด้านในของบอร์ดให้เหลือภายใน 3 มม. ของพื้นผิวด้านนอก (ขึ้นอยู่กับแม่แรงของคุณ) วิธีนี้ทำให้ปลายแม่แรงสามารถนั่งในรูเล็กๆ ได้พอดี โดยส่วนที่เหลือซ่อนอยู่หลังไม้ ณ จุดนี้ คุณจะต้องการต่อสายไฟเข้ากับพอร์ตจ่ายไฟ เครื่องเสียง และคอนโทรลเลอร์ เปิด พอร์ตคอนโทรลเลอร์ต่อสายไฟจากพิน 5 เข้ากับสายไฟจากพิน 6 ดังรูปสุดท้าย สุดท้าย ยึดพอร์ตทั้งหมดเข้ากับบอร์ดด้านหลังโดยใช้กาวร้อนด้านใน

ขั้นตอนที่ 6: ประสานเมทริกซ์

สำหรับขั้นตอนนี้ ให้วาง LED แต่ละประเภทในแต่ละรูเพื่อให้เข้าที่ หากคุณใช้ LED 2 5 มม. อย่างฉัน คุณจะต้องขยายรูสำหรับ LED ระวังเมื่อทำเช่นนี้ ดอกสว่านจะจับได้ง่ายขึ้นมากและดึงกระดานขึ้นโดยเจาะรู

หากคุณใช้ LED 2 ดวง เมื่อคุณใส่ LED เข้าไปในรู ให้วางแคโทดตรงกลางรู เพื่อให้ด้านแบนทั้ง 2 ด้านมาบรรจบกัน ในการเริ่มบัดกรี ก่อนอื่นให้งอแคโทดทั้งหมด (ลีดที่สั้นกว่า) ลงเพื่อให้มี 17 คอลัมน์ใกล้กับบอร์ดมาก จากนั้นประสานเข้าด้วยกัน ในการประสานแอโนดเข้าด้วยกัน ขั้นแรกให้งอแอโนดของสีเดียวทั้งหมดขึ้นแล้วงอในแนวนอน ดังนั้นจึงมีแถวแอโนด 5 แถวสำหรับสีนั้น งอสายนำของสีแอโนดอีกด้านลงและแนวนอน เพื่อสร้างแถวแอโนดอีก 5 แถว ตอนนี้ประสานแถวทั้งหมดเข้าด้วยกันเพื่อให้มีทั้งหมด 10 ส่วนสุดท้ายของขั้นตอนนี้คือการบัดกรีสายไฟเข้ากับแถวและคอลัมน์เพื่อให้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เชื่อมต่อได้ เมื่อเลือกความยาวของเส้นลวด ให้เดินสายไฟจากแถว/คอลัมน์ไปยังตำแหน่งที่คุณต้องการวางอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และเพิ่มอีก 5-10 ซม. เพื่อใช้งาน

ขั้นตอนที่ 7: เริ่มประกอบบอร์ด

ในขั้นตอนนี้ คุณจะต้องใช้กระดานกลาง แผ่นหน้า และไม้ 'สังเวย' 2 แผ่น (จะมีรอยบุบอย่างเห็นได้ชัด)

เริ่มแรก ให้เอากาวสีขาวมาทาที่ด้านหน้าของกระดานกลาง อย่ากลัวที่จะทามากไป มันจะดีกว่าน้อยไป ใช้นิ้วเช็ดกาวให้ทั่วด้านเท่าๆ กัน แล้วติดที่ด้านหลังของกระดานด้านหน้า (ดูภาพเพื่อความกระจ่างมากขึ้น) ในการยึดเกาะที่แน่นหนา ให้วางไม้ 'สังเวย' หนึ่งชิ้นที่ด้านใดด้านหนึ่งของชิ้นส่วนที่ติดกาวแล้วยึดเข้าด้วยกัน (ให้แน่ใจว่าได้จัดแนวอย่างรวดเร็วเพราะจะแห้งเร็ว) เพื่อให้ได้ตราประทับที่ดีที่สุด ให้หนีบด้วยทุกสิ่งที่คุณมี (ดูภาพที่สองด้านล่าง) แต่ระวังอย่าให้ไม้หักหรือเจาะรู LED ออก

ขั้นตอนที่ 8: ตั้งโปรแกรมไมโครคอนโทรลเลอร์

ขั้นตอนนี้อาจฟังดูง่าย แต่อาจทำให้สับสนได้หลายอย่าง ไม่ได้ทำอย่างถูกต้อง ฉันโหลดโปรแกรมลงใน atmega168 โดยใช้ avrisp mk II เพื่อหลีกเลี่ยง bootloader บนชิปส่วนใหญ่ที่ใช้กับ Arduino นี่เป็นเพราะว่าฉันต้องการเริ่มต้นทันที และยังช่วยให้มีเนื้อที่โปรแกรมมากขึ้น (แต่ไม่มาก) ในการทำเช่นนี้ มีแหล่งข้อมูลที่ดีที่นี่ ที่นี่ และ ที่นี่ เพื่อเบิร์น bootloader แทนที่ bootloader เพียงใช้ไฟล์.hex ที่พบในโฟลเดอร์ applet ของโฟลเดอร์ภาพสเก็ตช์ Arduino (ซึ่งเป็นไฟล์ที่ฉันได้แนบมากับขั้นตอนนี้และบทนำ) หากต้องการเปลี่ยนแง่มุมต่างๆ ของไฟล์ ฉันได้รวมทุกอย่างไว้ด้วย ของรหัสแสดงความคิดเห็น เพียงคลิก 'อัปโหลดไปที่บอร์ด' (คุณจะได้รับข้อผิดพลาดเว้นแต่คุณจะเสียบ Arduino) เพื่อคอมไพล์ใหม่ และไฟล์.hex จะเปลี่ยนเป็นรหัสใหม่ โอกาสที่คริสตัลของคุณจะไม่ เท่ากับ 20.0 เมกะเฮิร์ตซ์ ดังนั้นจึงต้องสอบเทียบเพื่อให้เวลาถูกต้อง เมื่อต้องการทำสิ่งนี้ เพียงแค่เปลี่ยนตัวแปร oneMin ในโค้ด ของฉันคือ 60116 ความเร็วนาฬิกาถูกคอมไพล์ให้ทำงานที่ 20 MHz หากต้องการเปลี่ยน คุณจะต้องเปลี่ยนตัวเลขบางส่วนในการตั้งค่า Arduino และไฟล์คำจำกัดความของบอร์ด ดังที่แสดงไว้ที่นี่

ขั้นตอนที่ 9: สร้างอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

ในการสร้างอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ให้ทำตามแผนผังที่แนบมา ฉันได้แนบแผนผังเป็น bmp ไฟล์ PDF สองขนาดที่แตกต่างกัน และไฟล์.ms10 ดั้งเดิมที่สร้างในซอฟต์แวร์มัลติซิมของเครื่องมือระดับชาติ สำหรับผู้ที่ต้องการใช้งาน

แคโทดของไฟ LED จะเชื่อมต่อกับเอาต์พุตของมัลติเพล็กเซอร์ โดยที่คอลัมน์ด้านซ้ายของไฟ LED เป็นคอลัมน์ 0 ตัวแยกสัญญาณจะต้องทำให้ไฟ LED จมทีละดวง เช่น ไฟ LED ในแผ่นข้อมูลที่แนบมา ขั้วบวกของ LED ติดอยู่กับกลุ่มทรานซิสเตอร์ 3 ตัว ดังนั้นทรานซิสเตอร์ตัวที่ 1 จึงได้รับพลังงานโดยตรงจากอะแดปเตอร์ที่ต่อกับพินของตัวสะสม โดยยึดพินแอโนดที่สอดคล้องกัน (จากไมโครคอนโทรลเลอร์) เข้ากับเกท นอกจากนี้ยังมีอีซีแอลตรงไปยังเกตของทรานซิสเตอร์ตัวที่ 2 และใช้ตัวต้านทาน 1kOhm ที่เชื่อมต่อกับเกตของทรานซิสเตอร์ตัวที่ 3 ทรานซิสเตอร์ตัวที่ 2 มีตัวสะสมติดอยู่กับพินสีเขียว (พิน 1 บน Arduino) และตัวปล่อยของมันติดอยู่กับแถวสีเขียว (หรือ LED ที่ดึงสูงสุดของคุณ) จากนั้นทรานซิสเตอร์ตัวที่ 3 จะมีตัวสะสมติดอยู่ที่พินสีแดง (พิน 0 บน Arduino) และตัวปล่อยของมันติดอยู่กับแถว LED ที่เกี่ยวข้อง ควรสังเกตว่าฉันสั่งแถว LED จาก 0 ที่ด้านบนเป็น 4 ที่ด้านล่าง พลังวิทยุติดอยู่ที่ขาลำโพง (พิน 9 บน Arduino) ดังนั้นเมื่อเสียงเตือนดังขึ้น มันจะเปิดขึ้นและปรับสถานีที่แรงที่สุดโดยอัตโนมัติ พินคอนโทรลเลอร์ (พินอะนาล็อก 0-5) ทั้งหมดมีตัวต้านทานแบบดึงขึ้น 200kOhm หมุดตั้งแต่ 0-5 (ตามด้วยหมายเลข DB9) ที่สอดคล้องกัน) ติดกับตัวควบคุมในลำดับต่อไปนี้: ขึ้น(1), ลง(2), ซ้าย(3), ขวา(4), ปุ่ม1(5 และ 6) button2 (9 หรือไม่ก็ได้) พิน 7 บนตัวเชื่อมต่อ DB9 คือ +5V และพิน 8 เป็นกราวด์ ดูภาพสำหรับความคิดเห็นและคำแนะนำ แต่ถ้ามีอะไรไม่ชัดเจนแจ้งให้เราทราบในความคิดเห็นและเราจะพยายามอย่างเต็มที่เพื่อช่วย สำหรับพอร์ตและแถวและคอลัมน์ LED ฉันแนะนำให้ติดตั้งซ็อกเก็ตเพื่อให้สามารถถอดหรือเปลี่ยนชิ้นส่วนได้อย่างง่ายดาย ตอนนี้ต่อสายไฟเข้ากับไฟ LED กำลังไฟและตัวควบคุมและทดสอบ ก่อนที่คุณจะใส่ชิปใดๆ ตรวจสอบให้แน่ใจว่ากำลังที่ได้รับนั้นเป็น 5V ที่ถูกต้อง เพื่อไม่ให้ชิปเหล่านั้นถูกทำลาย

ขั้นตอนที่ 10: เสร็จสิ้นนาฬิกา

สำหรับขั้นตอนนี้ ให้ยึดแผงทั้งหมดเข้าด้วยกัน จากนั้นใช้แม่แบบที่แนบมากับขั้นตอนนี้ เจาะรูนำร่องสำหรับสกรูไม้ 4 ตัว (จนถึงส่วนเริ่มต้นของแผงด้านหน้าเท่านั้น ซึ่งเป็นสาเหตุที่ด้านหลังติดกาวไว้) ถ้าคุณต้องการ คุณสามารถเจาะรูเพื่อให้สกรูอยู่ชิด

ตอนนี้ใส่สกรูเข้าไปในรู สิ่งสุดท้ายที่ต้องทำคือทำความสะอาดขอบ นำเลื่อยวงเดือนและตัดปลายให้ห่างจากสกรูทั้งสองข้างเท่าๆ กันตามแบบในแม่แบบ (โปรดใช้ความระมัดระวัง ณ จุดนี้เพื่อไม่ให้เจาะรูบนเลื่อย!) ตอนนี้เพียงแค่ขัดขอบที่ไม่เรียบหรือขรุขระ (ไม่ใช่ด้านหน้า) และทำเสร็จแล้ว!.

ขั้นตอนที่ 11: วิธีใช้นาฬิกา

ในการตั้งเวลา ให้กดปุ่มค้างไว้ 3 วินาที หน้าจอจะเป็นสีดำ หากต้องการเปลี่ยนหมายเลขกะพริบ ให้กดขึ้นและลง หากต้องการสลับระหว่างตัวเลขให้กดซ้ายและขวา ขณะสลับระหว่างตัวเลข คุณจะมาที่โคลอน เมื่อโคลอนสลับระหว่าง AM และ PM โดยการกดขึ้นและลง สีจะเปลี่ยนระหว่างสีแดงและสีเขียว (AM และ PM เป็นอะไรก็ได้ที่คุณต้องการ) กดปุ่มอีกครั้งเพื่อตั้งเวลา หากต้องการสลับระหว่างฟังก์ชั่นอื่นๆ ให้กดปุ่ม 1 นอกจากนี้ยังสามารถกดปุ่ม 2 (ไม่ใช่ในตัวควบคุม atari 2600) เพื่อเปิดและปิดวิทยุ หากต้องการกลับไปที่นาฬิกา ให้กดปุ่ม 1 ค้างไว้ตลอดเวลา ลำดับการทำงานของซอฟต์แวร์มีดังนี้ Alarm - ตั้งค่าแบบเดียวกับนาฬิกา 1-D Pong - ทั้งหมดเกี่ยวกับเวลา เล่นโดยดันขึ้น /down เพื่อเลือกจำนวนผู้เล่นและปุ่มบุช 1 เพื่อยืนยัน ในการเล่นกดปุ่ม 1 (สำหรับผู้เล่น 1) หรือปุ่ม 2 (สำหรับผู้เล่น 2) เมื่อลูกบอลมาถึงคุณ แต่ไม่เร็วเกินไปหรือช้าเกินไปมิฉะนั้นคุณจะพลาดเขาวงกต - หาทางออกมันเป็นเขาวงกต แต่ ต้องเก็บกุญแจทั้งหมดเพื่อเปิดประตู "กระโดด" - เกมแพลตฟอร์ม หลีกเลี่ยงจุดสีแดงและอย่าล้มเพื่อไปให้ไกลที่สุด หากคุณมีคำถามใด ๆ อย่าลังเลที่จะแสดงความคิดเห็น ! แจ้งให้เราทราบสิ่งที่คุณคิด.