Nerd Watch: 10 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:51

Nerd Watch показва двоично времето, когато бутонът е натиснат и е създаден от Sam DeRose по време на летен стаж в нашия щаб. Часовникът показва часа и минутите, като мига два светодиода последователно, за да представлява две 4-битови двоични числа (във формат big-endian). Ето страхотно описание на това как да се четат двоични числа.

Този урок (написан от Sam DeRose) ви показва как да изградите Nerd Watch от нулата с няколко електронни компонента и настолна фрезова машина за настолни платки Bantam Tools. Това предполага, че имате предишен опит в работата с електронни компоненти за повърхностно монтиране и че не сте чужди на мултицет и запояване. Също така е полезно да вземете малко информация за това как работи Arduino.

Стъпка 1: Няколко бележки, преди да започнем

Как да разберете часа: Първото число представлява часа, а второто число представлява числото, към което би посочила минутната стрелка, ако беше аналогов часовник. Например, ако часовникът мига 0010 - 0110, това съответства на 2 - 6, което означава, че часът е 2, а минутната стрелка сочи към 6, което го прави 2:30. (Вижте изображението по -горе за графично описание!) Няма индикации за сутринта или следобеда, но се надяваме, че е ясно дали е 2:30 сутринта или не.

Часовникът е базиран на проект Tony DeRose, направен за Maker Faire. Той използва същия код и схематично, но сега дъската е подредена да изглежда по-скоро като часовник, а по-елегантните компоненти за повърхностно монтиране (SMD) се използват, за да я направят по-нисък профил.

Забележка: Сам направи много повторения на този часовник - ще видите номерата на версиите на снимките. Поради това снимките за напредъка в този пост доста често прескачат между различните версии. Общият процес за всяка версия е абсолютно същият, така че не се притеснявайте, ако часовникът ви не изглежда точно като картината.

Друга забележка: Основната част от това ръководство обхваща как да се изгради версия 2.5, най-актуалната версия, която използва обикновен чип ATtiny. Стъпка 9 обаче показва вариант, версия 3.1, който използва ATtiny за повърхностен монтаж и мини-USB порт, за да го програмира. Тази версия е значително по -трудна за изграждане и програмиране, така че препоръчвам да започнете с версия 2.5 и само да опитате версия 3.1, ако се чувствате наистина амбициозни (или имате опит с запояване на SMD компоненти).

Стъпка 2: Как работи

Чипът ATtiny (черният 8-пинов IC чип) е сърцето на часовника. Този чип по същество е малка версия на същия чип, който е вътре в Arduino, и по този начин може да бъде програмиран да изпълнява различни функции. В този случай чипът има програма, която изчаква натискането на бутон и когато усети такъв, той заземява няколко от своите щифтове, така че токът да може да тече от +3 волта през светодиодите, като ги осветява. ATtiny има вътрешен часовник, така че светодиодите са програмирани да мигат, за да покажат часа.

Стъпка 3: Инструменти, материали и файлове

ИНСТРУМЕНТИ

• Bantam Tools Настолна PCB фреза
• Компютър с инсталиран софтуер Bantam Tools
• Конзола за подравняване и монтажен хардуер, включени в фрезата
• Поялник
• Мелници с плосък край, 1/64 ", 1/32" и 1/16 "(по избор, но препоръчително, за изчистване на излишната мед)

МАТЕРИАЛИ

• ПХБ празна, FR-1, двустранна
• Двустранна касета
• Припой
• Паялна паста
• Игла за шиене
• Конец, черен
• Каишки с велкро, 3/4 ", затъмнява друга форма на каишка за часовник

ЕЛЕКТРОННИ КОМПОНЕНТИ

• IC гнездо, 8-пинов
• Atmel ATtiny чип Използвахме ATtiny85.
• LED, SMD (2) SMD = устройство за повърхностен монтаж
• Резистори, ~ 50 ома, SMD (2) Точната стойност не е важна.
• Моментен бутон, квадрат, SMD Използвахме тези, но и други ще се поберат.
• Монетарна батерия, CR2032, 3-волтова
• Поставка за батерия с монети

ФАЙЛОВЕ

• EAGLE бордови файл NerdWatchV2.5.brd за часовника
• Arduino скицира NerdWatch.ino, за да отиде на ATTiny.. Zip файлът, включен тук, има скицата, както и библиотеките, които ще трябва да инсталирате, за да работи скицата правилно.

EAGLE файл за ATtiny програмист TinyProgShield.brd (по избор)

• ЗАБЕЛЕЖКА: Не забравяйте да инсталирате библиотеките в Arduino, преди да опитате да компилирате скицата. Ето как:

  • Изтеглете и инсталирайте Arduino, ако все още не сте го направили. Можете да го получите от сайта Arduino.
  • Изтеглете файла NerdWatch.zip и запомнете къде сте го запазили.
  • Стартирайте Arduino. Отидете на Sketch> Import Library> Add Library и отидете до мястото, където сте запазили NerdWatch.zip.
  • Изберете целия.zip файл и оставете Arduino да инсталира библиотеките автоматично.
  • Рестартирайте Arduino, за да активирате библиотеките. Забележка: Ако имате някакви проблеми, форумите на Arduino са грандиозно място за задаване на въпроси, както за напреднали потребители, така и за нови програмисти.
  • Използвайте Arduino, за да отворите NerdWatch.ino и да компилирате кода си.

За версия 3.1 ще ви трябват следните файлове:

• EAGLE файл NerdWatchV3.1.brd
• NerdWatch.zip същият файл като за v2.5
• EAGLE файл SMDtinyProgrammer.brd за програмиращата платка на SMD ATtiny

Стъпка 4: Настройте софтуера за фрезови машини на Bantam Tools

Стартирайте софтуера Bantam Tools. След това свържете фрезата към компютъра и я включете.

Импортирайте EAGLE файла в софтуера на Bantam Tools и изпълнете следните стъпки, за да настроите изрязването:

• Използвайте бутона Настройка за фиксиране, за да ви преведе през инсталацията и местоположението на скобата за подравняване.
• След като скобата е инсталирана, настройте материала си на двустранна FR1 платка, като използвате бутона Setup Material.
• В този диалог не забравяйте да подравните произхода на материала към скобата.
• Използвайте плоска мелница с дължина 1/32 "и 1/64" за предната част на дъската и 1/32 "за задната страна на дъската. (Гърбът също е мястото, където можете да добавите допълнителната си фреза с дължина 1/16".)

Настройката по подразбиране за вашата платка FR-1 работи добре за този проект. Ако искате да експериментирате с повече просвет за проследяване, можете да включите режима на BitBreaker (Предпочитания> щракнете върху полето BitBreaker) и да експериментирате с настройките за дълбочина и разчистване (това е за потребителя, който знае пътя си около мелницата).

Ако имате нужда от опресняване при използване на фрезова машина за настолни платки Bantam Tools Desktop и настройка на софтуера, разгледайте това ръководство за начало.

Стъпка 5: Изрежете часовника

Заредете вашата празна печатна платка:

• Използвайте бутона за зареждане, за да приведете машинното легло напред.
• Покрийте едната страна на двустранен FR-1 с двустранна лента и поставете дъската нагоре с левия ъгъл на скобата за подравняване.
• Натиснете здраво дъската и след това натиснете бутона Начало.

Изрежете дъската си:

Първо изрежете следите и дупките за върха. Направете това, като щракнете върху следи и дупки в прозореца на файла на плана

• Когато това стане, обърнете дъската в софтуера Bantam Tools, като щракнете върху бутона Bottom.
• Също така обърнете действителната дъска в машината, така че ненарязаната страна да гледа нагоре. Уверете се, че долната страна на дъската е изравнена с десния ъгъл на приспособлението за подравняване.
• Щракнете върху Проследяване и контур в прозореца на файла на плана.

Мелницата ще изреже останалите следи и дупки и ще имате завършена дъска!

Стъпка 6: Запояване върху електрониката

Сега идва досадната част: запояване на компонентите върху часовника. Ако сте нов за повърхностно монтиране или запояване като цяло, прочетете описанието по-долу. Можете също да намерите някои съвети в проекта Light-Up PCB Necklace.

За този процес използвахме тостер за повторно запояване на по -малките SMD компоненти като светодиодите и резисторите. След това използвахме обикновен поялник, за да прикрепим по -големите компоненти като IC гнездото, бутона и държача на батерията.

Следвайте тези общи стъпки, за да добавите компонентите:

SMD компоненти

• Нанесете паста за запояване върху 8 -те тампона, които ще монтират 2 светодиода и 2 резистора. Разгледайте снимките по -горе, за да получите местата за разположение.
• Проверете дали знаете полярността на светодиодите. За да направите това, можете да използвате мултицет в настройката му за „непрекъснатост“или да погледнете светодиода и да намерите отметката или зелената линия (и), която маркира страната на земята.
• С помощта на пинсети поставете светодиодите и резисторите върху подложките с пастата за запояване. Уверете се, че полярността е правилна! И за двата светодиода земята е по -близо до долната част на часовника.
• Използвайте котлон, тостер или просто обикновен поялник, за да разтопите пастата и да прикрепите компонентите.

IC гнездо

• Огънете проводниците на IC гнездото с проходни отвори плоско, така че да изглежда като SMD компонент вместо компонент с проходни отвори.
• Подложките на часовника ще бъдат достатъчно дълги, за да побират огънатите проводници на гнездото. Поставете гнездото и се уверете, че разбирате как се монтира на часовника.
• Извадете гнездото и нанесете паста за запояване върху поне една подложка от всяка страна на гнездото. Обикновено правя един ъгъл и след това противоположния ъгъл.
• Поставете контакта обратно върху подложките с маркировката за подравняване нагоре. Това не е задължително, но ще ви помогне да си спомните по какъв начин влиза ATtiny.
• Натиснете гнездото докрай по дъската и използвайте поялник, за да залепите проводниците с припойната паста към дъската.
• Завършете запояването на останалите проводници към подложките с поялник и макара с обикновена спойка.

Бутон

• В зависимост от това кой бутон получавате, може да се наложи да огънете проводниците надолу, така че да контактуват по -добре с подложките.
• Поставете бутона на дъската и се уверете, че 2 -те проводника, които обикновено са отворени, са в долния ляв и горния ляв тампон. (Когато бутонът е натиснат, двете леви подложки се свързват.)
• Използвайте същата техника на залепване, описана в раздела за IC гнездото по -горе, за да запоявате бутона.

Виас

• За виасите можете или да използвате подрязан кабел от светодиод или резистор, или да отстраните дължина на 22-калибрираната жица за свързване с твърда жила.
• Пъхнете жицата през отвора и използвайте поялник за запояване на тел към подложките от двете страни на дъската.
• Издърпайте излишния проводник с телени снайпери.

Поставка за батерия

• Използвайте лента, за да държите държача на батерията CR2032 за повърхностно монтиране на място, докато го запоявате. (Става много горещо, така че не искате да го държите с пръсти!)
• Прикрепете държача към задната част на дъската, като запоявате краката от двете страни към квадратните подложки.

Стъпка 7: Добавете каишката

Тази част наистина зависи от вас. Най-лесният начин да добавите каишка е като шиете евтини велкро ленти, които можете да намерите във всеки магазин за занаяти/тъкани като плат на Майкъл или Джо-Ан. В крайна сметка бихме искали да направим каишката от по -хубав материал като кожа и да добавим катарама, за да я закрепим, но това работи междувременно.

Моля, уведомете ни, ако измислите някакви готини начини да прикрепите часовника към китката си!

Стъпка 8: Програмирайте ATtiny

Сега часовникът е физически завършен, но чипът ATtiny все още не знае как да управлява светодиодите. Затова трябва да го програмираме.

Има няколко опции, когато става въпрос за програмиране на ATtiny. Можете да направите бърза схема, да използвате специална платка за програмиране ATtiny или можете да направите изящен щит Arduino, както направихме ние, така че лесно можете да програмирате тези чипове отсега нататък.

Ако сте опитен производител на щитове Arduino и искате да изберете този метод, файлът на борда за програмиста (TinyProgShield.brd) е достъпен на тази стъпка. Просто го изрежете, запоявайте компонентите и го свържете с вашия Arduino.

. Ino файлът тук и във въвеждащата стъпка е файлът, с който ще програмирате вашия ATtiny85. Променете времето в кода на текущото. Не забравяйте да качите файла в ATtiny в рамките на минута или две, така че часовникът да се синхронизира с правилното време.

Стъпка 9: Други варианти

Както бе споменато в първата стъпка, Сам направи напълно SMD версия на часовника, пълна с ATtiny с повърхностен монтаж. Тъй като не можете да изтеглите ATtiny, за да го програмирате, той трябваше да добави мини-USB порт, който се свързва с необходимите щифтове, така че ATtiny да може да бъде програмиран външно.

След това той направи щит за другия край на USB кабела, така че всичко, което трябва да направите, е да закачите часовника към щита и след това да програмирате ATtiny, сякаш е на щита.

Стъпка 10: Използвайте го

Поставете Nerd Watch и го тествайте, като натиснете бутона.

Можете ли да прочетете часа? Ако можете да кажете часа, като гледате последователността само веднъж, тогава поздравления, вие сте глупак! Ако ви отнеме два или три пъти, за да отделите време, добре, все още сте глупак, защото носите този супер нервен часовник.

Имате ли въпроси или коментари? Изпратете ни имейл на [email protected].