Tự làm đồng hồ bỏ túi: 9 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:30

Trong thế giới bận rộn này, việc theo dõi thời gian là điều cần thiết để có hiệu suất tốt hơn và là một người có sở thích tại sao không chế tạo một thiết bị để theo dõi thời gian. Nhờ có công nghệ mà có những thiết bị được gọi là 'đồng hồ' nhưng! khi bạn tự tay làm ra mọi thứ thì niềm vui sẽ khác, vì vậy trong Tài liệu hướng dẫn này, tôi sẽ chỉ cho bạn cách tôi tạo ra chiếc đồng hồ nhỏ bé này.

Bước 1: Ý tưởng

Ý tưởng là giữ cho nó càng đơn giản càng tốt và sử dụng các thành phần tối thiểu.

1. Một màn hình để hiển thị thời gian.
2. Một thành phần để theo dõi thời gian.
3. Một thành phần khác để mất thời gian và gửi nó để hiển thị.
4. Và một nguồn điện.

// Sơ đồ luồng ý tưởng

Bước 2: Bộ não

Brain chắc chắn phải là một vi điều khiển vì nó có ưu điểm là dễ lập trình và kích thước nhỏ hơn. Lúc đầu, tôi nghĩ attiny85 sẽ phù hợp hoàn hảo nhưng sau đó số chân GPIO hạn chế khiến việc lắp ráp trở nên khó khăn. sau đó tôi quyết định sử dụng Atmega328p có sẵn trong gói tqfp nhưng có kinh nghiệm không đáng kể trong việc hàn gói nhỏ như vậy, tôi quyết định sử dụng arduino pro mini. Mặc dù bảng này đã chính thức nghỉ hưu nhưng là mã nguồn mở, chúng vẫn có sẵn.

Bước 3: Hiển thị

Mô-đun màn hình OLED 0,91 inch sẽ là lựa chọn tốt để hiển thị, làm cho nó trông hiện đại hơn nhưng sau đó vấn đề là nó tiêu thụ điện năng, trung bình nó tiêu thụ 20mA, điều này sẽ rất đắt cho pin. Trong khi phân vân không biết sử dụng gì làm màn hình hiển thị, tôi thấy màn hình DVD này được đặt xung quanh. Màn hình này có bốn chữ số của màn hình bảy đoạn với một số đèn led bổ sung. Tất cả các đèn led đều được cấu hình như một cực âm chung, vì vậy để điều khiển chúng, chúng ta cần sử dụng phương pháp gọi là ghép kênh, không có gì khác ngoài việc điều khiển từng chữ số một nhanh đến mức có vẻ như tất cả đều sáng lên cùng một lúc. Ngoài ra Atmega328 có thể chìm tối đa 20mA vì vậy nhu cầu của bóng bán dẫn được giảm bớt. Mỗi đèn led hoạt động khá tốt với 100 ohm ở 3.3v.

Bước 4: RTC

Arduino pro mini có thể theo dõi nhưng vấn đề với nó là tiêu thụ điện năng. Ở 3,3v, nó rút ra khoảng 3mA ở 8MHz và cộng với chúng tôi cũng có màn hình hiển thị cũng sẽ tiêu thụ một lượng nước trái cây. Tôi chọn sử dụng chip DS3231 RTC vì nó dễ sử dụng nhờ giao diện I2C. Ngoài ra, nó theo dõi thời gian chính xác hơn so với atmega328 và thậm chí tiêu thụ ít năng lượng hơn.

Bước 5: Giao diện với người dùng

Giao diện đơn giản - người dùng muốn thời gian, thiết bị cho điều này, chúng tôi có thể đã sử dụng những thứ phức tạp như cử chỉ tay hoặc đơn giản như một nút nhấn. Vì vậy, bất cứ khi nào người dùng muốn biết thời gian, hãy nhấn nút và thời gian sẽ được hiển thị trên màn hình. Kế hoạch cho mã là phát hiện nếu nút được nhấn, khi nhấn yêu cầu thời gian hiện tại từ RTC và hiển thị nó thông qua màn hình nhưng sau đó tôi nhận ra rằng arduino pro mini có một nút nhấn để tự thiết lập lại, vậy tại sao không sử dụng nó thay vì kiểm tra nút for chỉ lấy thời gian hiện tại và hiển thị một lần và đợi cho đến khi thiết lập lại tiếp theo.

Bước 6: Vòng xoắn

Vì vậy, bây giờ chúng tôi có các thành phần thiết lập arduino pro min, màn hình DVD, chip DS3231 RTC và ô nút CR2032 làm nguồn điện mà không phải suy nghĩ nhiều về việc lựa chọn pin. Vì vậy, với mạch trong tâm trí của mình, tôi đã thiết kế bố cục PCB. Và ngay trước khi tôi có thể đặt mua PCB, một điều khiến tôi chợt nghĩ đến… nếu tôi xem xét chip RTC và giá đỡ ô nút thì chúng đã được hàn trong mô-đun DS3231 RTC rồi thì tại sao lại lãng phí tài nguyên để có được một PCB tùy chỉnh trong thực tế, trong trường hợp này chúng tôi chỉ có nguồn hàn, Dòng I2C và màn hình DVD sang mini chuyên nghiệp. Trong trường hợp bạn muốn xem bố cục PCB, nó được đính kèm bên dưới.

Bước 7: Sự cố với ô nút

Sai lầm mà tôi đã mắc phải khi không dành thời gian chọn loại pin đã phải trả giá. Khi thiết bị được cấp nguồn qua arduino una khi tôi sử dụng nó để lập trình arduino pro mini, nó hoạt động tốt nhưng khi được cấp nguồn bằng ô nút nó hoạt động rất kỳ lạ. Sau khi dành nhiều thời gian để tìm ra vấn đề - thực tế là CR2032 có thể cung cấp dòng điện lên đến 2mA và yêu cầu của thiết bị còn nhiều hơn thế nên cuối cùng tôi đã sử dụng pin lipo để thay thế.

Bước 8: Mã

Mã có thể trông dài và lặp đi lặp lại nhưng thực sự rất đơn giản để hiểu. Mọi thứ được đưa vào phần thiết lập vì chúng ta chỉ làm một lần và đợi lệnh đặt lại tiếp theo.

Luồng mã là khởi tạo mọi thứ -> lấy thời gian hiện tại từ RTC -> thao tác dữ liệu để nó có thể được sử dụng để ghép các chữ số hiển thị -> và sau đó hiển thị dữ liệu (thời gian) trong 2 giây bằng cách ghép từng chữ số một.

Bước 9: Đã xong

Tôi sẽ in 3D một chiếc ốp lưng cho nó nhưng không có vỏ nó trông rất tuyệt vì tất cả các thành phần đều lộ ra ngoài.