The Nerd Watch: 10 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:25

Die Nerd Watch wys die tyd in binêre wanneer die knoppie gedruk word en is deur Sam DeRose geskep tydens 'n somerstage by ons hoofkwartier. Die horlosie wys die uur en minute deur twee LED's in volgorde te flits om twee 4-bis binêre getalle voor te stel (in groot-endian-formaat). Hier is 'n goeie beskrywing van hoe om binêre getalle te lees.

Hierdie handleiding (geskryf deur Sam DeRose) wys hoe u 'n Nerd Watch van nuuts af kan bou met 'n paar elektroniese komponente en 'n Bantam Tools Desktop PCB -freesmasjien. Dit veronderstel wel dat u vorige ondervinding het met die werk met elektroniese komponente op die oppervlak en dat u geen vreemdeling is vir 'n multimeter en soldeer nie. Dit is ook handig om 'n bietjie inligting te kry oor hoe Arduino werk.

Stap 1: 'n Paar aantekeninge voordat ons begin

Hoe om die tyd te vertel: Die eerste getal verteenwoordig die uur, en die tweede getal verteenwoordig die getal waarop die minuutwyser sou wys as dit 'n analoog horlosie was. As die horlosie byvoorbeeld 0010 - 0110 flits, kom dit ooreen met 2 - 6, wat beteken dat die uur 2 is en die minuutwyser na die 6 wys, wat dit 2:30 maak. (Kyk na die prent hierbo vir 'n grafiese beskrywing!) Daar is geen aanduiding van a.m. of pm nie, maar hopelik is dit duidelik of dit 02:30 in die oggend is of nie.

Die horlosie is gebaseer op 'n projek wat Tony DeRose vir Maker Faire gemaak het. Dit gebruik dieselfde kode en skematiese, maar nou is die bord uitgelê om meer soos 'n horlosie te lyk, en slanker oppervlakkomponente (SMD) -komponente word gebruik om die profiel laer te maak.

Let wel: Sam het baie herhalings van hierdie horlosie gemaak - u sien weergawenommers op die foto's. As gevolg hiervan, spring die vorderingsfoto's in hierdie plasing redelik gereeld tussen verskillende weergawes rond. Die algemene proses vir elke weergawe is egter presies dieselfde, dus moenie bekommerd wees as u horlosie nie presies soos die prentjie lyk nie.

Nog 'n opmerking: die belangrikste deel van hierdie handleiding dek hoe u weergawe 2.5 bou, die mees onlangse weergawe wat 'n gewone ATtiny-chip gebruik. Stap 9 toon egter 'n variasie, weergawe 3.1, wat 'n oppervlakkige ATtiny en 'n mini-USB-poort gebruik om dit te programmeer. Hierdie weergawe is aansienlik moeiliker om te bou en te programmeer, dus ek beveel aan dat u met weergawe 2.5 begin en slegs weergawe 3.1 probeer as u regtig ambisieus voel (of ervaring het met die soldeer van SMD -komponente).

Stap 2: Hoe dit werk

Die ATtiny-chip (die swart 8-pen IC-chip) is die hart van die horlosie. Hierdie chip is basies 'n klein weergawe van dieselfde chip wat in 'n Arduino is, en dit kan dus geprogrammeer word om verskillende funksies uit te voer. In hierdie geval het die chip 'n program wat wag vir 'n druk op die knoppie, en as dit een voel, maak dit 'n paar van sy penne sodat die stroom van +3 volt deur die LED's kan vloei en dit verlig. Die ATtiny het 'n interne horlosie, sodat die LED's geprogrammeer word om die tyd te wys.

Stap 3: Gereedskap, materiaal en lêers

GEREEDSKAP

• Bantam Tools Desktop PCB freesmasjien
• Rekenaar met Bantam Tools sagteware geïnstalleer
• Inlynbeugel en bevestigingshardeware by die freesmasjien ingesluit
• Soldeerbout
• Platte eindmeulens, 1/64 ", 1/32" en 1/16 "(opsioneel, maar word aanbeveel vir die verwydering van oortollige koper)

MATERIAAL

• PCB blank, FR-1, dubbelzijdig
• Dubbelzijdige band
• Soldeer
• Soldeerpasta
• Naai naald
• Draad, swart
• Klittenband, 3/4 ", swart of 'n ander horlogeband

ELEKTRONIESE KOMPONENTE

• IC-aansluiting, 8-pen
• Atmel ATtiny chip Ons het die ATtiny85 gebruik.
• LED's, SMD (2) SMD = oppervlakoppervlak
• Weerstand, ~ 50 ohm, SMD (2) Presiese waarde is nie belangrik nie.
• Kort knoppie, vierkantig, SMD Ons het dit gebruik, maar ander pas ook.
• Muntselbattery, CR2032, 3-volt
• Muntselbatteryhouer

LêERS

• EAGLE bordlêer NerdWatchV2.5.brd vir die horlosie
• Arduino skets NerdWatch.ino om op die ATTiny te gaan. Die zip -lêer wat hier ingesluit is, bevat die skets, sowel as die biblioteke wat u moet installeer om die skets behoorlik te laat werk.

EAGLE -lêer vir ATtiny Programmer TinyProgShield.brd (opsioneel)

• LET WEL: Onthou om die biblioteke in Arduino te installeer voordat u die skets probeer saamstel. Hier is hoe:

  • Laai en installeer Arduino as u dit nog nie gedoen het nie. U kan dit op die Arduino -webwerf kry.
  • Laai die NerdWatch.zip -lêer af en onthou waar u dit gestoor het.
  • Begin Arduino. Gaan na Skets> Invoerbiblioteek> Voeg biblioteek by en navigeer na die plek waar u NerdWatch.zip gestoor het.
  • Kies die hele zip -lêer en laat Arduino die biblioteke outomaties installeer.
  • Herbegin Arduino om die biblioteke te aktiveer. Opmerking: as u probleme ondervind, is die Arduino -forums 'n skouspelagtige plek om vrae te stel, sowel vir gevorderde gebruikers as nuwe programmeerders.
  • Gebruik Arduino om NerdWatch.ino oop te maak en u kode saam te stel.

Vir weergawe 3.1 benodig u hierdie lêers:

• EAGLE lêer NerdWatchV3.1.brd
• NerdWatch.zip dieselfde lêer as vir v2.5
• EAGLE lêer SMDtinyProgrammer.brd vir die SMD ATtiny programmeerderbord

Stap 4: Stel die Bantam Tools -freesmasjienprogrammatuur op

Skakel die Bantam Tools -sagteware op. Koppel dan u freesmasjien aan op u rekenaar en skakel dit aan.

Voer die EAGLE -lêer in die Bantam Tools -sagteware in en voer die volgende stappe uit om die snit op te stel:

• Gebruik die Opstelknoppie -knoppie om u deur die installering en ligging van die belyningshakie te lei.
• Sodra die hakie geïnstalleer is, stel u materiaal op 'n dubbelzijdige FR1-bord met die knoppie Opstelmateriaal.
• In hierdie dialoog, maak seker dat die oorsprong van die materiaal by die hakie pas.
• Gebruik 'n 1/32 "en 1/64" plat eindmeul aan die voorkant van die bord, en 'n 1/32 "aan die agterkant van die bord. (Die agterkant is ook waar u u opsionele 1/16" eindmeul kan byvoeg.)

Die standaardinstelling vir u FR-1-bord werk goed vir hierdie projek. As u wil eksperimenteer met meer spooropruiming, kan u BitBreaker -modus aanskakel (Voorkeure> klik op die BitBreaker -boks) en eksperimenteer met die diepte- en opruimingsinstellings (dit is vir die gebruiker wat hul weg in 'n meule ken).

As u 'n opknapping benodig oor die gebruik van die Bantam Tools Desktop PCB -freesmasjien en die opstel van die sagteware, kan u hierdie handleiding aan die gang lees.

Stap 5: Knip die horlosie uit

Laai u leë PCB:

• Gebruik die laai -knoppie om die bewerkingsbed vorentoe te bring.
• Bedek die een kant van 'n dubbelzijdige FR-1 met dubbelzijdige band, en pas die bord met die linkerhoek van die inlynbeugel.
• Druk die bord stewig vas en druk dan die tuisknoppie.

Sny jou bord:

Sny eers die spore en gate vir die bokant. Doen dit deur te klik op Spore en gate in die venster van die planlêer

• As dit klaar is, draai die bord in die Bantam Tools -sagteware deur op die onderste knoppie te klik.
• Draai ook die werklike bord in die masjien sodat die ongesnyde kant na bo wys. Maak seker dat die onderkant van die bord in lyn is met die regterhoek van die belyningskruik.
• Klik op Spore en uiteensetting in die planlêer -venster.

Die meul sny die oorblywende spore en gate uit, en u het 'n voltooide bord!

Stap 6: Soldeer op die elektronika

Nou kom die vervelige deel: soldeer die komponente op die horlosie. Lees die beskrywing hieronder as u nuut is met soldeer op die oppervlak of soldeer in die algemeen. U kan ook 'n paar wenke vind in die Light-Up PCB Necklace-projek.

Vir hierdie proses het ons 'n broodrooster gebruik om die kleiner SMD -komponente soos die LED's en weerstande weer te laat soldeer. Toe gebruik ons 'n gewone soldeerbout om die groter komponente soos die IC -aansluiting, knoppie en batteryhouer vas te maak.

Volg hierdie algemene stappe om die komponente by te voeg:

SMD -komponente

• Plak soldeerpasta op die 8 pads, wat die 2 LED's en 2 weerstande sal monteer. Kyk na die foto's hierbo om die ligging te kry.
• Kontroleer of u die polariteit van die LED's ken. Om dit te kan doen, kan u 'n multimeter gebruik in die "kontinuïteit" -omgewing, of u kan na die LED kyk en die regmerkie of groen lyn (e) vind wat die grondkant aandui.
• Plaas die LED's en weerstande met 'n pincet met die soldeerpasta. Maak seker dat die polariteit korrek is! Vir albei LED's is die grond nader aan die onderkant van die horlosie.
• Gebruik 'n kookplaat, broodrooster, of net 'n gewone soldeerbout om die soldeerpasta te smelt en die komponente vas te maak.

IC -aansluiting

• Buig die leidings van die deurgat-IC-aansluiting plat sodat dit soos 'n SMD-komponent lyk in plaas van 'n deur-gat-komponent.
• Die pads op die horlosie sal lank genoeg wees om die uitgestrekte leidings van die voetstuk te akkommodeer. Plaas die houer en maak seker dat u verstaan hoe dit op die horlosie hang.
• Verwyder die houer en druk soldeerpasta op ten minste een stuk aan elke kant van die houer. Ek doen gewoonlik een hoek en dan die teenoorgestelde hoek.
• Plaas die houer terug op die pads met die uitlynmerk na bo. Dit is nie nodig nie, maar dit sal u help om te onthou in watter rigting die ATtiny ingaan.
• Druk die houer sodat dit heeltemal op die bord is, en gebruik 'n soldeerbout om die leidings met die soldeerpasta aan die bord vas te plak.
• Soldeer die res van die drade aan die pads met 'n soldeerbout en 'n spoel gewone soldeer.

Knoppie

• Afhangende van die knoppie wat u kry, moet u die leidings moontlik buig sodat hulle beter met die pads in aanraking kom.
• Plaas die knoppie op die bord en maak seker dat die 2 leidings wat normaalweg oop is, linksonder en links bo. (As die knoppie ingedruk word, word die 2 linkerblokkies verbind.)
• Gebruik dieselfde kleeftegniek wat in die IC -sokkie hierbo verduidelik word om die knoppie aan te soldeer.

Vias

• Vir die vias kan u 'n afgesnyde lood van 'n LED of 'n weerstand gebruik, of u kan 'n lengte van 22-meter vaste-aansluitdraad strook.
• Steek die draad deur die gat en gebruik 'n soldeerbout om die draad aan die pads aan weerskante van die bord vas te soldeer.
• Knip die oortollige draad af met draadknippers.

Batteryhouer

• Gebruik kleefband om die CR2032-batteryhouer op die oppervlak te hou terwyl u dit soldeer. (Dit word baie warm, sodat jy dit nie met jou vingers wil vashou nie!)
• Bevestig die houer aan die agterkant van die bord deur die voete aan beide kante aan die vierkantige kussings te soldeer.

Stap 7: Voeg die band by

Hierdie deel is regtig aan jou. Die maklikste manier om 'n bandjie by te voeg, is deur 'n paar goedkoop klittenbandstroke vas te naai wat u by enige handwerk- of stofwinkel soos Michael's of Jo-Ann Fabrics kan kry. Uiteindelik wil ons die band van mooier materiaal soos leer maak en 'n gespe byvoeg om dit vas te maak, maar dit werk intussen.

Laat ons weet as u 'n goeie manier het om die horlosie aan u pols te koppel!

Stap 8: Programmeer die ATtiny

Nou is die horlosie fisies voltooi, maar die ATtiny -chip weet nog nie hoe om die LED's te beheer nie. Daarom moet ons dit programmeer.

Daar is verskillende opsies vir die programmering van 'n ATtiny. U kan 'n vinnige broodbordbaan maak, 'n spesiale ATtiny -programmeerbord gebruik, of u kan 'n lekker Arduino -skild maak, soos ons, sodat u hierdie skyfies voortaan maklik kan programmeer.

As u 'n ervare Arduino -skildmaker is en hierdie metode wil kies, is die bordlêer vir die programmeerder (TinyProgShield.brd) op hierdie stap beskikbaar. Knip dit eenvoudig uit, soldeer die komponente en koppel dit met u Arduino.

Die.ino -lêer hier en in die inleiding is die lêer waarmee u u ATtiny85 gaan programmeer. Verander die tyd in die kode na die huidige tyd. Laai die lêer binne 'n minuut of twee na u ATtiny op, sodat die horlosie met die regte tyd gesinkroniseer word.

Stap 9: Ander variasies

Soos in die eerste stap genoem, het Sam 'n volledig SMD-weergawe van die horlosie gemaak, kompleet met 'n ATtiny op die oppervlak. Aangesien u nie die ATtiny kan uittrek om dit te programmeer nie, moes hy 'n mini-USB-poort byvoeg wat met die nodige penne verbind kan word, sodat die ATtiny ekstern geprogrammeer kan word.

Daarna het hy 'n skild vir die ander kant van die USB -kabel gemaak, sodat u net die horlosie aan die skerm moet haak en die ATtiny kan programmeer asof dit op die skerm is.

Stap 10: Gebruik dit

Sit u Nerd Watch aan en toets dit deur op die knoppie te druk.

Kan u die tyd lees? As u die tyd kan bepaal deur net een keer na die volgorde te kyk, geluk, u is 'n nerd! As dit jou twee of drie keer neem om tyd te kry, dan is jy nog steeds 'n nerd omdat jy hierdie supernerdige horlosie dra.

Het u enige vrae of opmerkings? Stuur 'n e -pos aan ons by [email protected].