Ang Nerd Watch: 10 Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:12

Ipinapakita ng Nerd Watch ang oras sa binary kung ang pindutan ay naitulak at nilikha ni Sam DeRose habang nasa tag-init na internship sa aming HQ. Ipinapakita ng relo ang oras at minuto sa pamamagitan ng pag-flashing ng dalawang LED nang magkakasunod upang kumatawan sa dalawang 4-bit na binary number (sa big-endian format). Narito ang isang mahusay na paglalarawan kung paano basahin ang mga binary na numero.

Ang tutorial na ito (isinulat ni Sam DeRose) ay nagpapakita sa iyo kung paano bumuo ng isang Nerd Watch mula sa simula na may ilang mga bahagi ng electronics at isang Bantam Tools Desktop PCB Milling Machine. Ipinapalagay na mayroon kang nakaraang karanasan sa pagtatrabaho sa mga pang-ibabaw na elektronikong sangkap at hindi ka estranghero sa isang multimeter at paghihinang. Kapaki-pakinabang din na kunin ang isang maliit na impormasyon sa kung paano gumagana ang Arduino.

Hakbang 1: Ilang mga Tala Bago Kami Magsimula

Paano Sasabihin ang Oras: Ang unang numero ay kumakatawan sa oras, at ang pangalawang numero ay kumakatawan sa numero na itinuturo ng minutong kamay kung ito ay isang analog na orasan. Halimbawa, kung ang relo ay kumikislap sa 0010 - 0110, tumutugma ito sa 2 - 6, na nangangahulugang ang oras ay 2 at ang minutong kamay ay tumuturo sa 6, ginagawa itong 2:30. (Suriin ang imahe sa itaas para sa isang graphic na paglalarawan!) Walang pahiwatig ng umaga o hapon, ngunit inaasahan na malinaw kung 2:30 ng umaga o hindi.

Ang relo ay batay sa isang proyekto na ginawa ni Tony DeRose para sa Maker Faire. Gumagamit ito ng parehong code at eskematiko, ngunit ngayon ang board ay inilatag upang magmukhang mas hitsura ng isang relo, at ang mas makinis na ibabaw-mount (SMD) na mga bahagi ay ginagamit upang gawin itong mas mababang profile.

Tandaan: Ginawa ni Sam ang maraming pag-ulit ng relo na ito - makikita mo ang mga numero ng bersyon sa mga larawan. Dahil dito, ang mga larawan sa pag-unlad sa post na ito ay lumaktaw sa pagitan ng iba't ibang mga bersyon na medyo madalas. Ang pangkalahatang proseso para sa bawat bersyon ay eksaktong kapareho, gayunpaman, kaya't huwag mag-alala kung ang relo mo ay hindi eksaktong hitsura ng larawan.

Isa pang Tala: Ang pangunahing bahagi ng kung paano ito sasakupin kung paano bumuo ng bersyon 2.5, ang pinakabagong bersyon na gumagamit ng isang regular na chip na ATtiny. Gayunpaman, ipinapakita ng Hakbang 9 ang isang pagkakaiba-iba, bersyon 3.1, na gumagamit ng isang pang-ibabaw na ATtiny at isang mini-USB port upang mai-program ito. Ang bersyon na ito ay makabuluhang mas mahirap na bumuo at mag-program, kaya inirerekumenda kong magsimula sa bersyon 2.5 at sinusubukan lamang ang bersyon 3.1 kung sa palagay mo ay talagang ambisyoso (o may karanasan sa paghihinang ng mga bahagi ng SMD).

Hakbang 2: Paano Ito Gumagana

Ang ATtiny chip (ang itim na 8-pin IC chip) ang puso ng relo. Ang chip na ito ay karaniwang isang maliit na bersyon ng parehong chip na nasa loob ng isang Arduino, at sa gayon maaari itong mai-program upang magsagawa ng iba't ibang mga pag-andar. Sa kasong ito, ang chip ay mayroong isang programa dito na naghihintay para sa isang pindutin ang pindutan, at kapag nadama nito ang isa, pinagbabatayan nito ang ilan sa mga pin nito upang ang daloy ng kasalukuyang mula sa +3 volts sa pamamagitan ng mga LED, na sinisindihan ang mga ito. Ang ATtiny ay may panloob na orasan, kaya ang mga LED ay naka-program upang i-flash upang maipakita ang oras.

Hakbang 3: Mga Tool, Materyales, at Mga File

TOOLS

• Bantam Tools Desktop PCB Milling Machine
• Ang software ng Computerwith Bantam Tools ay naka-install
• Ang pag-align ng bracket at mounting hardware ay kasama sa milling machine
• Panghinang
• Flat end mills, 1/64 ", 1/32", at 1/16 "(opsyonal ngunit inirerekumenda, para sa pag-clear ng labis na tanso)

MATERYAL

• Blangko ang PCB, FR-1, dobleng panig
• Dalawang panig na tape
• Panghinang
• Solder paste
• Karayom sa pananahi
• Thread, itim
• Ang mga Velcro strap, 3/4 ", itim ang isa pang anyo ng strap ng relo

MGA KOMPONENONG Elektroniko

• IC socket, 8-pin
• Atmel ATtiny chip Ginamit namin ang ATtiny85.
• Mga LED, SMD (2) SMD = ibabaw na aparato sa pag-mount
• Mga resistorista, ~ 50 ohm, SMD (2) Ang eksaktong halaga ay hindi mahalaga.
• Pansamantalang pindutan, parisukat, SMD Ginamit namin ang mga ito, ngunit ang iba ay magkakasya rin.
• Coin cell baterya, CR2032, 3-volt
• May hawak ng coin cell baterya

MGA FILE

• EAGLE board file NerdWatchV2.5.brd para sa relo
• Arduino sketch NerdWatch.ino upang pumunta sa ATTiny. Ang.zip file na kasama dito ay mayroong sketch, pati na rin ang mga aklatan na kakailanganin mong i-install upang maayos na gumana ang sketch.

EAGLE file para sa ATtiny Programmer TinyProgShield.brd (opsyonal)

• TANDAAN: Tandaan na i-install ang mga aklatan sa Arduino bago mo subukang i-compile ang sketch. Narito kung paano:

  • I-download at i-install ang Arduino kung hindi mo pa nagagawa. Maaari mo itong makuha mula sa Arduino site.
  • I-download ang NerdWatch.zip file at tandaan kung saan mo ito nai-save.
  • Ilunsad ang Arduino. Pumunta sa Sketch> Mag-import ng Library> Magdagdag ng Library at mag-navigate sa kung saan mo nai-save ang NerdWatch.zip.
  • Piliin ang buong.zip file, at hayaan ang Arduino na awtomatikong mai-install ang mga aklatan.
  • I-restart ang Arduino upang buhayin ang mga aklatan. Tandaan: Kung mayroon kang anumang mga isyu, ang Arduino Forums ay isang kamangha-manghang lugar upang magtanong, para sa mga advanced na gumagamit at mga bagong programmer.
  • Gamitin ang Arduino upang buksan ang NerdWatch.ino at ipagsama ang iyong code.

Para sa Bersyon 3.1 kakailanganin mo ang mga file na ito:

• EAGLE file NerdWatchV3.1.brd
• NerdWatch.zip parehong file tulad ng para sa v2.5
• EAGLE file ng SMDtinyProgrammer.brd para sa board ng programmer ng SMD ATtiny

Hakbang 4: I-set up ang Bantam Tools Milling Machine Software

Sunogin ang software ng Bantam Tools. Pagkatapos ay ikonekta ang iyong milling machine sa iyong computer at i-on ito.

I-import ang EAGLE file sa Bantam Tools software at isagawa ang mga sumusunod na hakbang upang mai-set up ang hiwa:

• Gamitin ang pindutan ng Pag-aayos ng Pag-set up upang mailakad ka sa pag-install at lokasyon ng pagkakahanay na bracket.
• Kapag na-install na ang bracket, itakda ang iyong materyal sa double-sided na FR1 board gamit ang pindutan ng Setup Material.
• Sa dayalogo na ito, tiyaking ihanay ang pinagmulan ng materyal sa bracket.
• Gumamit ng 1/32 "at 1/64" flat endmill para sa harap ng board, at isang 1/32 "para sa likod ng board. (Ang likuran ay naroroon din kung saan maaari mong idagdag ang iyong opsyonal na 1/16" end mill.)

Ang default na setting para sa iyong FR-1 board ay gumagana nang maayos para sa proyektong ito. Kung nais mong mag-eksperimento sa mas maraming clearance sa pagsubaybay, maaari mong i-on ang BitBreaker Mode (Mga Kagustuhan> mag-click sa kahon ng BitBreaker) at mag-eksperimento sa mga setting ng lalim at clearance (ito ay para sa gumagamit na alam ang kanilang paraan sa paligid ng isang mill).

Kung kailangan mo ng isang pag-refresh sa paggamit ng Bantam Tools Desktop PCB Milling Machine at pag-set up ng software, tingnan ang gabay sa Pagsisimula na ito.

Hakbang 5: Gupitin ang Panonood

I-load ang iyong blangko PCB:

• Gamitin ang pindutang Naglo-load upang maipasa ang kama ng machining.
• Takpan ang isang bahagi ng isang dalwang panig na FR-1 na may dobleng panig na tape, at itugma ang pisara sa kaliwang sulok ng pagkakahanay na bracket.
• Matibay na pindutin ang board at pagkatapos ay pindutin ang pindutan ng Home.

Gupitin ang iyong board:

Gupitin muna ang mga bakas at butas para sa tuktok. Gawin ito sa pamamagitan ng pag-click sa Mga Bakas at Holesin ang window ng plano ng file

• Kapag tapos na iyon, i-flip ang board sa software ng Bantam Tools sa pamamagitan ng pag-click sa ibabang pindutan.
• I-flip din ang aktwal na board sa makina upang nakaharap ang uncut side. Siguraduhin na ang ilalim na bahagi ng board ay mapula gamit ang kanang sulok ng alignment jig.
• Mag-click sa Mga Bakas at Balangkas sa window ng plano ng file.

Gupitin ng galingan ang natitirang mga bakas at butas, at magkakaroon ka ng natapos na board!

Hakbang 6: Maghinang sa Elektronika

Dumarating ngayon ang nakakapagod na bahagi: paghihinang ng mga sangkap sa relo. Kung bago ka sa pang-ibabaw na pag-solder, o sa paghihinang sa pangkalahatan, basahin ang paglalarawan sa ibaba. Maaari ka ring makahanap ng ilang mga tip sa proyekto ng Light-Up PCB Necklace.

Para sa prosesong ito, gumamit kami ng toaster oven upang mag-refow ng solder ng mas maliit na mga bahagi ng SMD tulad ng mga LED at resistor. Pagkatapos ay gumamit kami ng isang regular na bakal na panghinang upang ikabit ang mas malaking mga sangkap tulad ng socket ng IC, pindutan, at may hawak ng baterya.

Sundin ang mga pangkalahatang hakbang na ito upang idagdag ang mga bahagi:

Mga Bahagi ng SMD

• Dab solder paste papunta sa 8 pads, na mai-mount ang 2 LEDs at 2 resistors. Suriin ang mga larawan sa itaas upang makuha ang mga lokasyon ng pagkakalagay.
• Suriin na alam mo ang polarity ng mga LED. Upang magawa ito, maaari mong gamitin ang isang multimeter sa setting na "pagpapatuloy" nito, o maaari mong tingnan ang LED at hanapin ang marka ng tsek o (mga) berdeng linya, na nagmamarka sa panig ng lupa.
• Gamit ang mga sipit, ilagay ang mga LED at resistor sa mga pad gamit ang solder paste. Siguraduhin na makuha ang polarity tama! Para sa parehong mga LED, ang lupa ay mas malapit sa ilalim ng relo.
• Gumamit ng isang hotplate, toaster oven, o isang regular na soldering iron lamang upang matunaw ang solder paste at ilakip ang mga sangkap.

IC Socket

• Bend ang mga lead ng through-hole IC socket flat upang magmukhang isang bahagi ng SMD sa halip na isang through-hole na bahagi.
• Ang mga pad sa relo ay magiging sapat na katagalan upang mapaunlakan ang mga nakabaluktot na mga lead ng socket. Ilagay ang socket at tiyaking naiintindihan mo kung paano ito naka-mount sa relo.
• Alisin ang socket, at dab solder paste sa hindi bababa sa isang pad sa bawat panig ng socket. Karaniwan kong ginagawa ang isang sulok at pagkatapos ang kabaligtaran na sulok.
• Ilagay muli ang socket sa mga pad na may nakaharap na marka ng pagkakahanay. Hindi ito kinakailangan, ngunit makakatulong ito sa iyo na matandaan kung aling paraan pumapasok ang ATtiny.
• Pindutin pababa sa socket upang ang lahat ng mga paraan pababa sa board, at gumamit ng isang panghinang upang itama ang mga lead sa pamamagitan ng solder paste sa board.
• Tapusin ang paghihinang ng natitirang mga lead sa mga pad gamit ang isang panghinang at isang spool ng regular na panghinang.

Pindutan

• Nakasalalay sa aling pindutan ang nakukuha mo, maaaring kailangan mong yumuko ang mga lead pababa upang mas mahusay nilang ma-contact ang mga pad.
• Ilagay ang pindutan sa pisara at tiyaking ang 2 lead na karaniwang bukas ay nasa ibabang kaliwa at itaas na kaliwang pad. (Kapag pinindot ang pindutan, magkonekta ang 2 kaliwang pad.)
• Gumamit ng parehong pamamaraan ng pagtama na ipinaliwanag sa seksyon ng socket ng IC sa itaas upang maghinang ang pindutan.

Vias

• Para sa mga vias, maaari kang gumamit ng alinmang naka-clip na tingga mula sa isang LED o risistor, o maaari mong hubarin ang haba ng 22-gauge solid-core hookup wire.
• Idikit ang kawad sa butas at gumamit ng isang soldering iron upang maghinang wire sa mga pad sa magkabilang panig ng board.
• I-clip ang labis na kawad gamit ang mga sniper ng kawad.

Lalagyan ng baterya

• Gumamit ng tape upang hawakan ang pang-ibabaw na CR2032 na may hawak ng baterya sa lugar habang hinihinang mo ito. (Napakainit kaya't ayaw mong hawakan ito gamit ang iyong mga daliri!)
• Ikabit ang may hawak sa likod ng board sa pamamagitan ng paghihinang ng mga paa sa magkabilang panig sa mga square pad.

Hakbang 7: Idagdag ang Strap

Nasa iyo talaga ang bahaging ito. Ang pinakamadaling paraan upang magdagdag ng isang strap ay sa pamamagitan ng pagtahi sa ilang mga murang velcro strip na maaari mong makita sa anumang tindahan ng bapor / tela tulad ng Michael's o Jo-Ann Fabric. Sa kalaunan nais naming gawin ang strap mula sa mas mahusay na materyal tulad ng katad, at magdagdag ng isang buckle upang i-fasten ito, ngunit gumagana ito pansamantala.

Mangyaring ipaalam sa amin kung makabuo ka ng anumang mga cool na paraan upang maikabit ang relo sa iyong pulso!

Hakbang 8: I-program ang ATtiny

Ngayon ang relo ay pisikal na kumpleto, ngunit ang ATtiny chip ay hindi pa alam kung paano makontrol ang mga LED. Iyon ang dahilan kung bakit kailangan nating i-program ito.

Mayroong maraming mga pagpipilian pagdating sa pag-program ng isang ATtiny. Maaari kang gumawa ng isang mabilis na circuit ng breadboard, gumamit ng isang espesyal na ATtiny programming board, o maaari kang gumawa ng isang madaling kalasag na Arduino, tulad ng ginawa namin, upang madali mong mai-program ang mga chips na ito mula ngayon.

Kung ikaw ay isang bihasang tagagawa ng kalasag ng Arduino at nais mong piliin ang pamamaraang ito, ang file ng board para sa programmer (TinyProgShield.brd) ay magagamit sa hakbang na ito. Gupitin lamang ito, maghinang ng mga sangkap, at ipares sa iyong Arduino.

Ang.ino file dito at sa hakbang na panimula ay ang file kung saan mo mai-program ang iyong ATtiny85. Baguhin ang oras sa code sa kasalukuyang oras. Siguraduhing i-upload ang file sa iyong ATtiny sa loob ng isang minuto o dalawa upang ang relo ay nai-sync sa tamang oras.

Hakbang 9: Iba Pang Mga Pagkakaiba-iba

Tulad ng nabanggit sa unang hakbang, gumawa si Sam ng isang buong bersyon ng SMD ng relo, kumpleto sa isang pang-ibabaw na ATtiny. Dahil hindi mo mahugot ang ATtiny upang mai-program ito, kinailangan niyang magdagdag ng isang mini-USB port na kumokonekta sa mga kinakailangang pin upang ang ATtiny ay maaaring mai-program sa panlabas.

Gumawa siya ng isang kalasag para sa kabilang dulo ng USB cable upang ang kailangan mo lang gawin ay isabit ang relo sa kalasag at pagkatapos ay i-program ang ATtiny na parang nasa kalasag.

Hakbang 10: Gamitin Ito

Ilagay ang iyong Nerd Watch at subukan ito sa pamamagitan ng pagtulak sa pindutan.

Maaari mo bang basahin ang oras? Kung nasasabi mo ang oras sa pamamagitan ng panonood ng pagkakasunud-sunod nang isang beses lamang, pagkatapos ay binabati kita, ikaw ay isang nerd! Kung aabutin ka ng dalawa o tatlong beses upang makakuha ng oras, aba, nerd ka pa rin dahil suot mo ang sobrang nerdy na relo na ito.

Mayroon bang mga katanungan o komento? Kunan kami ng isang email sa [email protected].