Đồng hồ nhị phân Arduino - In 3D: 5 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:34

Tôi đã xem xét đồng hồ nhị phân một thời gian cho bàn làm việc văn phòng của mình, tuy nhiên chúng khá đắt và / hoặc không có nhiều tính năng. Vì vậy, tôi quyết định tôi sẽ làm một cái thay thế. Một điểm cần xem xét khi tạo đồng hồ, Arduino / Atmega328 không chính xác lắm trong khoảng thời gian lớn hơn (một số người đã thấy lỗi hơn 5 phút trong 24 giờ) vì vậy đối với dự án này, chúng tôi sẽ sử dụng RTC (Thời gian thực Đồng hồ) Mô-đun để giữ thời gian. Những thiết bị này cũng có một điểm cộng nữa là chúng có pin dự phòng riêng để không bị mất thời gian trong trường hợp mất điện. Tôi đã chọn mô-đun DS3231 vì mô-đun của nó chính xác đến 1 phút mỗi năm nhưng bạn cũng có thể sử dụng DS1307 nhưng nó không chính xác bằng. Rõ ràng là bạn không cần phải sử dụng tất cả các tính năng này, bạn chỉ có thể tạo đồng hồ nhị phân cơ bản và tiết kiệm có thể từ £ 10 - đến £ 12 trong quá trình này. Tôi đã sử dụng định dạng đồng hồ 12 giờ để giảm kích thước và giảm số lượng đèn LED và nó cũng dễ đọc hơn. (Thông thường là tất cả những gì bạn thường cần tính ra nếu AM hay PM của nó !!)

Tôi đã sử dụng:

1 x Arduino Nano (một trong những ebay giá rẻ) - Khoảng £ 3

1 x Mô-đun RTC (i2C) - Khoảng £ 3

1x RHT03 cảm biến nhiệt độ / độ ẩm - Xấp xỉ £ 4

Mô-đun màn hình OLED 1x 0,96 (i2C) - Xấp xỉ £ 5

11 x Đèn LED mũ rơm xanh - Xấp xỉ £ 2

Điện trở 11 x 470Ohm - Xấp xỉ £ 1

Điện trở 1 x 10KOhm - Xấp xỉ £ 0,30

1 x vỏ in 3D - Xấp xỉ £ 12

cộng với một lượng nhỏ bảng dải và chất hàn

Tổng chi phí xây dựng = £ 30

Bước 1: Xây dựng các mô-đun LED

Các mô-đun LED được tạo thành từ 3 hoặc 4 LED có chân dương được kết nối với nhau và chân âm được kết nối với điện trở 470Ohm. Điện trở này giới hạn dòng điện qua LED khoảng 5mA. Số lượng đèn LED tối đa có thể bật bất kỳ lúc nào là 8, do đó, dòng điện tối đa trên Arduino là khoảng 40mA vào và 40mA ra, tổng cộng là 80mA - cũng nằm trong vùng thoải mái của arduino.

Các dây dẫn ruồi sau đó được hàn trên và các điện trở được bao phủ bởi các ống co nhiệt.

Bước 2: Mạch phân bổ đồng hồ nhị phân

Trung tâm của dự án này là Arduino Nano. Chúng tôi sẽ sử dụng hầu hết các ghim của nó ở đây. Mô-đun RTC và Màn hình đều nằm trên bus i2C nên chúng có thể chia sẻ tất cả các kết nối. Kết nối đơn giản các kết nối 5v, 0v, SDA và SCL với cả hai mô-đun (tôi đã xâu chuỗi tôi để giữ dây). SDA sau đó được kết nối với chân A4 trên arduino và SCL được kết nối với chân A5.

Tiếp theo kết nối RHT03 (DHT22). một lần nữa điều này được xâu chuỗi cho các kết nối 5v và 0v nhưng chân 2 được kết nối trực tiếp trở lại với chân D12 của Arduino. Đừng quên thêm điện trở 10KOhm vào giữa 5V và kết nối tín hiệu như trong sơ đồ.

Tiếp theo kết nối các mô-đun LED. Nguồn cho mỗi mô-đun được kết nối với các Chân 9, 10 hoặc 11 (Không quan trọng vì chúng chỉ cung cấp tín hiệu PWM để điều chỉnh độ sáng của đèn LED).

Kết nối mặt âm của mỗi LED với các chân tương ứng trong sơ đồ.

Bước 3: Thiết kế và In Nhà ở

Trước hết, hãy đo lường tất cả các mô-đun của bạn để bạn có vị trí lắp đặt và kích thước mở phù hợp.

Tôi đã sử dụng phần mềm CAD DesignSpark Mechanical 3D để tạo đồng hồ và đế của mình nhưng bạn cũng có thể sử dụng bất kỳ phần mềm 3D tốt nào. DesignSpark Mechanical miễn phí để tải xuống và sử dụng và có rất nhiều hướng dẫn về cách thực hiện mọi thứ. Một phần mềm 3D miễn phí khác là SketchUp, một lần nữa nó có rất nhiều hướng dẫn trực tuyến nên mọi tác vụ đều được thực hiện.

Cuối cùng, bạn cần có một tệp đầu ra ở định dạng. STL để có thể in nó. Tôi đã bao gồm các tệp của mình để dễ dàng.

Nếu bạn không đủ may mắn để sở hữu một máy in 3D thì bạn có thể thực hiện các bản in 3D qua internet. Có khá nhiều máy in trực tuyến có sẵn với mức giá rất hợp lý. Tôi đã sử dụng một trang web có tên là 3Dhubs và chi phí chỉ dưới £ 15 để in cả hai phần.

Tôi đã có cả hai bộ phận được in bằng ABS kỹ thuật vì tỷ lệ co rút là rất nhỏ so với các vật liệu khác.

Sau khi trở lại từ máy in, bạn sẽ cần phải làm sạch các bộ phận và có thể cần phải chà nhám nhẹ. Tôi cũng sơn một lớp sơn xịt nhẹ, nhưng tôi muốn giữ vẻ ngoài "như in", vì vậy tôi không quá chà nhám.

Bước 4: Lắp ráp

Chỉ cần lắp tất cả các mô-đun / mạch vào vỏ máy in đã được làm sạch. Cần một lượng nhỏ keo để kết dính chúng vào các chốt định vị bên trong. Một lượng nhỏ keo cũng được sử dụng để kết dính các mô-đun LED tại chỗ. (vâng, đó là màu xanh lam mà bạn có thể thấy trong hình. Tôi đã sử dụng nó để giữ các mô-đun trong khi keo đang đông kết)

Đừng quên lắp pin vào mô-đun RTC trong quá trình lắp

Sau đó đẩy Arduino vào vị trí sao cho cổng USB mini chỉ chọc qua mặt sau của đồng hồ.

Cuối cùng lắp đế và vít vào đúng vị trí (Đảm bảo có kích thước lỗ tốt cho vít để chúng không cắn vào nhựa quá nhiều vì nó sẽ dễ bị gãy)

Bước 5: Bật nguồn và cài đặt thời gian

Trước khi bật nguồn, bạn sẽ cần nắm giữ một số thư viện Arduino để làm cho việc này hoạt động.

Có thể bạn sẽ cần:

RTClib

Thư viện DHT22

Thư viện màn hình OLED (bạn cũng có thể cần thư viện GFX adafruit)

bạn có thể tìm thấy rất nhiều hướng dẫn trực tuyến về cách thêm các thư viện này, vì vậy tôi sẽ không đi sâu vào nó ở đây.

Đồng hồ lấy năng lượng từ cổng Mini USB ở mặt sau. Chỉ cần kết nối cái này với máy tính của bạn và mở Arduino Sketch 'Binary_Clock_Set.ino'

Bản phác thảo này sẽ lấy ngày và giờ hiện tại được đặt trên PC tại thời điểm bản phác thảo biên dịch và tải nó vào đồng hồ trong vòng lặp thiết lập. Tải nó lên đồng hồ và thời gian sẽ được thiết lập. Không ngắt kết nối đồng hồ (vì vậy vòng lặp thiết lập không được bắt đầu lại), hãy mở bản phác thảo Arduino khác 'Binary_Clock.ino' và tải nó vào đồng hồ. Đây là bản phác thảo chạy bình thường

Nếu nguồn (usb) bị mất giữa 2 bước này thì bạn sẽ cần phải lặp lại cả hai vì thời gian sẽ không chính xác.

Phác thảo 'Binary_Clock_Set.ino' bây giờ chỉ được yêu cầu nếu đồng hồ cần được thiết lập lại, tức là Tiết kiệm ánh sáng ban ngày, v.v.