NeoClock: Hatua 7 (na Picha)

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:54

Hii ni juu ya kujenga saa kwa kutumia pete nzuri za neopixel kutoka Adafruit. Jambo la kufurahisha juu ya saa hii ni kwamba ina pete mbili za neopixels, moja ya kuwaambia masaa na moja kwa dakika, sekunde na milliseconds. Saa huweka wakati mzuri kutumia chip ya DS3234 DeadOn Real Time Clock kutoka Sparkfun. Rahisi kujenga na kufurahisha kurekebisha. Matumaini yangu ni kwamba itahamasisha wengine kujenga saa au sanaa nyingine kwa kutumia pete za neopixel.

Kwa wale ambao wanataka kupata faili zangu zote katika muundo rahisi wa kudhibiti jisikie huru kuzipakua kutoka kwa hazina yangu ya github kwa mradi huu kwa

Hatua ya 1: Kubuni Saa

Nilijua tangu mwanzo kwamba nilitaka kutumia angalau pete mbili za neopixels. Baada ya kazi kadhaa niliamua muundo bora utakuwa na pete moja ndani ya nyingine, ambayo inaweka fomu ya saa ya asili. Pete ndogo itakuwa masaa na wakati uliobaki ungewekwa kwenye pete kubwa. Mawazo mengine ya muundo yalitia ndani gharama ya neopixels, mahitaji ya nguvu, saizi ya vipande vya kukata laser, na ni aina gani ya sanaa nilitaka kuweka juu yake.

Kwa hatua hii kukamilika niliamua kuhitaji kuelewa elektroniki kabla ya kuunda mipango ya kukata laser kwa mwili wa saa.

Hatua ya 2: Kubuni Elektroniki

Kubuni vifaa vya elektroniki kunakuja kujua mapema vitu ambavyo nilitaka katika saa:

• Pete za Neopikseli (hesabu 60 na hesabu 24)
• Arduino (akili)
• Udhibiti wa Saa (arduinos haiweki wakati mzuri)
• Usimamizi wa nguvu

Ukubwa na mahitaji ya nguvu ya neopixels zimeandikwa vizuri. Kwa kuwa wanaendesha 5V DC niliamua kwenda na 5V Arduino na kufanya mambo iwe rahisi kwangu. Pamoja na nafasi kuwa ya kuzingatia niliamua kuiga mfano kwenye Arduino Uno ya kawaida lakini kwa vifaa vya elektroniki vya mwisho nilichagua Mini Arduino.

Utaratibu wa kwanza wa mradi huu ulikuja moja kwa moja kutoka kwa ukurasa wa Miunganisho ya Msingi ya Adafruit ya NeoPixel. Nimejumuisha mchoro kutoka kwa wavuti ili kufanya mambo iwe rahisi. Vitu viwili ni muhimu kutoka kwa hii:

1. Capacitor 1000uF inahitajika ili kuzuia jolt ya awali ya sasa kuharibu saizi.
2. Kinzani ya 470ohm inahitajika kwenye pikseli ya kwanza ya pete ya hesabu 60 (kontena hii imejengwa kwenye pete ya hesabu 24)

Adafruit pia ina seti ya Mazoea Bora ya NeoPixel ambayo unapaswa kusoma kabla ya kuendelea na muundo.

Kuweka wakati kwenye saa ni shida nyingine. Saa iliyojengwa kwenye arduino haitoshi kuweka wakati mzuri kwa muda mrefu. Shida mbaya zaidi ni kwamba wakati wa arduino unaweza kuhitaji kurejeshwa kila wakati. Kompyuta hutatua shida hii kwa kutumia betri ndogo kwenye chip ya saa ili kuweka wakati kati ya kuzima kwa umeme. Hapo zamani nitatumia kitu kama ChronoDot kutoka Adafruit. Lakini katika kesi hii nilitaka udhuru wa kutumia DS3234 (DeadOn RTC) kutoka SparkFun. Unaweza pia kuweka habari ya tarehe kwenye DeadOn RTC ikiwa unataka kuiunganisha kwenye saa.

Mwishowe, usimamizi wa nguvu ulihitaji kuzingatiwa. Tayari nilijua kila kitu kinahitajika kuwa 5V lakini kiwango cha sasa kinachohitajika kilionekana kuwa siri. Mdhibiti wa kawaida wa voltage katika miradi mingi ni L7805. Hii itachukua voltages hadi 24V na max ya sasa hadi 1.5A. Nilijua nilikuwa na ukuta wa ukuta wa 12V 1.5A uliozunguka kwa hivyo niliamua hii itakuwa mdhibiti kamili wa umeme (na wa bei rahisi!) Wa mradi huo.

Vipande vilivyobaki vitakuja kutoka kwenye sanduku langu la sehemu au Redio Shack. Zilijumuisha waya, swichi, na umeme wa umeme wa DC.

Hatua ya 3: Kuunda Elektroniki

Orodha kamili ya vifaa vya elektroniki ambavyo nilinunua kujenga mradi huu vinaweza kupatikana katika hazina yangu ya github hapa: Orodha ya Sehemu za Elektroniki. Ina viungo kwa ukurasa wa bidhaa kwa kila kipande na inajumuisha habari zingine za ziada pamoja na bidhaa SKU. Nilichapisha hii haraka kwenye ubao wa mkate na kuhamia kwenye kukata na ujenzi wa laser kabla ya kuchukua picha yoyote. Walakini, niliijenga kuwa rahisi kutenganisha kwa hivyo nimevunja vipande kwenye picha hapo juu kwako.

Angalia kwa karibu picha hizo kama waya zilipigwa kwa makusudi kwa njia za kuwa rahisi kufuata na kuweka wasifu mzima wa vifaa vya elektroniki nyembamba. Kufanya mfano huu wa awali kabla ya kubuni ya kukata laser kuliniruhusu kukagua unene wa sehemu ili niweze kujua vipimo vya mwisho kwa mwili wa saa.

Utaona kwamba nilifanya mikate kadhaa ya mkate. Nimejaribu kuchukua picha za migongo ya bodi hizo ili uweze kuzirudia. Unaweza kununua aina ya bodi za mkate kama hizi kwa pesa kadhaa na kuzifanya zilingane na mradi wako.

Wiring ni moja kwa moja mbele lakini mambo muhimu ya kukumbuka kutoka kwenye picha ni haya:

• Njia na Kuweka swichi zitahitaji kuvuta vipinga. Nilitumia vipingaji 2.21Ohm ambavyo nilikuwa nimelala karibu lakini kipinga chochote kidogo kitafanya kazi (ikiwezekana sio chini ya 1kOhm). Hii huimarisha pini za kuingiza za Arduino zilizounganishwa ili kwamba wakati zinaenda juu iweze kutofautishwa na kelele.
• Wimbi la mraba (SQW) kwenye DS3234 lilikuwa msingi kwani haitumiwi.
• Nguvu kutoka kwa L7805 imewekwa kwenye Mini Arduino kwenye pini ya RAW. Daima weka nguvu inayoingia Arduino kwenye RAW.
• Pikseli ya kwanza ya pete ya neopixel 60 ina kinzani ya 470Ohm ili kupunguza uharibifu wowote kwa pikseli ya kwanza kutoka kwa spikes za data. Hii haipaswi kuwa shida kwani neopixel ya hesabu 24 imejengwa kwa kontena kwa hii tayari, lakini salama salama kuliko pole.
• Njia na Kuweka swichi ni swichi za kitufe cha kushinikiza za SPST

Rangi za waya ni:

• Nyekundu: + 5VDC
• Nyeusi: Ardhi
• Kijani: Takwimu
• Njano, Bluu, Nyeupe: waya maalum kwa DS3234

Ikiwa hii ni mara yako ya kwanza kutumia neopixels unapaswa kukumbuka kuwa zinaweza kuzingatiwa kama mlolongo mrefu. Kwa hivyo inaweza kuonekana kuwa ya kushangaza kuzungumza juu ya "pikseli ya kwanza" kwenye pete, lakini kwa kweli kuna mwanzo na mwisho kwa kila mnyororo kwenye pete. Katika mradi huu saizi 24 za pete ndogo huja kwanza na saizi 60 za pete kubwa huja baadaye. Hii inamaanisha nina mlolongo wa neopixels 84.

Kwa wiring kwenye Mini Arduino:

• DS3234 inaunganisha kwenye pini 10 - 13
• Njia na Kuweka swichi ziko kwenye pini 2 na 3
• Takwimu za neopixel zinatoka kwa pin 6.

Ninapendekeza pia kuweka vichwa 6 chini ya Arduino Mini ili uweze kuipanga kupitia kebo ya FTDI.

Ujumbe muhimu kuhusu sasa: Saa hii inahitaji mengi. Nina hakika ningeweza kuifanyia kazi lakini uzoefu wangu wa vitendo ni kwamba kitu chochote sawa au chini ya 500mA mwishowe kitasababisha mitumbwi ya kahawia. Hii inajidhihirisha kama saa inapepesa rangi za wazimu na kutotunza wakati. Wimbi langu la mwisho la ukuta ni 12V na 1.5A na sijawahi kupata kahawia nayo. Walakini, 1.5A ndio kikomo ambacho mdhibiti wa voltage (na sehemu zingine) atachukua. Kwa hivyo usizidi kiasi hiki.

Hatua ya 4: Kuandika Saa

Nambari kamili ya saa inaweza kupatikana katika Nambari ya NeoClock kwenye GitHub. Nimejumuisha faili hapa lakini mabadiliko yoyote yatatokea katika hazina.

Ninaona nambari ya kuandika inaweza kuwa ya kutisha ikiwa unajaribu kufanya kila kitu mara moja. Badala ya kwenda kwa hiyo najaribu kuanza kutoka kwa mfano wa kufanya kazi na kujenga huduma kama ninavyozihitaji. Kabla sijaingia ndani hiyo ninataka kusema kuwa nambari yangu ya nambari ilitoka kwa kuchanganya mifano mingi kutoka kwa hazina zifuatazo na baraza la Arduino CC. Daima toa sifa pale inapostahili!

• https://github.com/adafruit/Adafruit_NeoPixel
• https://github.com/zeroeth/time_loop
• https://github.com/sparkfun/DeadOn_RTC

Nambari ya mfano kutoka kwa hazina hizi zinaweza kupatikana kwenye Saraka yangu ya Mifano ya Kanuni

Agizo la operesheni nilizotengeneza nambari hiyo lilienda kama hii:

• Thibitisha kazi za neopixels na Mfano wa Mtihani wa Strand
• Jaribio la kutumia saa na Msimbo wa Kitanzi wa Wakati
• Badilisha saa ifanye kazi kwa pete mbili badala ya moja tu
• Ongeza DS3234 ili kuweka muda kupitia Mfano wa DeadOn RTC
• Ongeza Njia na Weka Swichi
• Ongeza nambari ya malipo na usaidizi kutoka kwa Mafunzo ya Utoaji wa Utoaji
• Ongeza mandhari kadhaa ya rangi kwa saa za saa
• Ongeza michoro kwa alama za dakika 0, 15, 30, na 45
• Ongeza alama za dira kwa saa kwa kuelekeza alama za dakika 0, 15, 30, na 45

Ikiwa unataka kuona jinsi nilivyojenga nambari hii unaweza kutumia GitHub kutazama kila ahadi. Historia ya saa iko katika Historia ya Kujitolea.

Miradi ya rangi ilikuwa ya kufurahisha kuongeza lakini mwishowe nilijumuisha nne tu kwenye menyu. Kila mandhari huweka rangi maalum kwa saa, dakika, pili, na millisecond "mikono". Kwa kweli chaguo hazina mwisho hapa lakini nilijumuisha mada (majina ya njia yameorodheshwa):

• setColorBlue
• setColorRed
• kuwekaColorCyan
• kuwekaColorOrange

Walakini, unaweza kupata njia hizi za ziada kwenye nambari:

• setColorPrimary
• kuwekaColorRoyal
• kuwekaColorTequila

Mifano kwa michoro iliongezwa kwa sababu nilipenda wazo la saa za zamani kuzunguka kwenye alama za dakika kumi na tano kwenye saa. Kwa saa hii nilifanya michoro zifuatazo:

• Dakika 15: Rangi pete Nyekundu
• Dakika 30: Rangi pete za Kijani
• Dakika 45: Rangi pete za Bluu
• Juu ya Saa: Fanya upinde wa mvua kwenye pete hizo mbili

Utumiaji uligeuka kuwa shida na saa kwa sababu hakuna mtu aliyeweza kuelekeza saa. Ni pete mbili tu za LED baada ya yote. Kwa hivyo kutatua shida niliongeza alama za dira kwa saa. Hii iliboresha uwezo wa kusema wakati mwingi. Ikiwa ningejua juu ya hii kabla ya kupeleka vipande vya kukata laser ningeongeza kitu kwenye sanaa badala yake. Lakini zinageuka kuwa huwezi kuona sanaa hiyo gizani, kwa hivyo kuwa na alama za dira husaidia sana. Kuzingatia moja na hii ni kwamba wakati unapoamua kuchora pikseli unapaswa kwanza kukamata rangi ya sasa na kuunda rangi mpya iliyochanganywa. Hii inatoa hisia ya asili zaidi.

Njia moja ya mwisho ni juu ya milliseconds. Milliseconds kwenye Arduino hutoka kwenye kioo cha ndani cha Arduino na sio DS3234. Ni juu yako ikiwa unataka kuonyesha milliseconds au la lakini nilifanya hivyo saa kila wakati ilionekana kufanya kitu. Inaweza kukudhuru kwamba milliseconds na sekunde hazipangi kila wakati, lakini kwa mazoezi hakuna mtu aliyewahi kuniambia wakati wa kuangalia saa na nadhani inaonekana kuwa nzuri.

Hatua ya 5: Kubuni Faili za Kata za Laser

Kuna mambo mawili ambayo ilibidi nifanye wakati wa kubuni faili za kukata laser. Ya kwanza ilikuwa nyenzo ambayo nilitaka kuijenga kutoka na ya pili ilikuwa jinsi itajengwa. Nilijua nilitaka kumaliza kuni na akriliki kueneza neopixels. Ili kugundua nyenzo niliamuru kwanza sampuli kutoka kwa Ponoko:

• 1x Veneer MDF - Walnut
• 1x Veneer MDF - Cherry
• 1x Akriliki - Kijivu Nyepesi
• 1x Akriliki - Opala

Chaguzi za kuni ziniruhusu nione jinsi utaftaji rasi utakavyokuwa na jinsi kuchoma kutaonekana kando ya saa. Akriliki ingeniacha nijaribu kueneza neopixels na kulinganisha jinsi itaonekana dhidi ya kuni. Mwishowe niliamua juu ya kuni ya Cherry na akriliki ya Opal.

Vipimo vya saa viliamuliwa haswa na saizi ya pete za neopixel. Kile sikujua ni jinsi gani inahitajika kuwa nene ili kutoshea umeme. Baada ya kujenga umeme na kujua kuwa kuni ilikuwa karibu unene wa 5.5mm niliamua nilihitaji nafasi ya 15mm ndani ya saa. Hiyo ilimaanisha tabaka tatu za kuni. Lakini kwa mbele na nyuma tayari kuchukua nafasi nyingi katika muundo wangu nilihitaji kuvunja pete hizo kuwa "mbavu" ambazo ningeweza kuungana pamoja baadaye.

Nilitumia InkScape kuteka kwenye templeti iliyotolewa na Ponoko. Baada ya kuchora mwili wa saa kisha nikaanza kuchora mti kwa mkono. Sikuweza kuagiza picha ya asili ambayo ilinihamasisha lakini haikuwa mbaya kutafakari jinsi ya kufanya kitu kama hicho mwenyewe.

Gharama ya vifaa ilikuwa karibu $ 20 tu lakini gharama ya kukata ilitoka karibu $ 100 zaidi. Vitu viwili vimechangia hii:

• Curves na Miduara hugharimu zaidi kwa sababu mashine inakwenda kwa shoka mbili na muundo huu una curves nyingi
• Rasterization inahitaji kupita nyingi nyuma na nje kwenye kipande. Kuacha hii kungehifadhi pesa nyingi lakini niliipenda.

Baada ya kumaliza muundo nilituma faili za EPS kwa Ponoko na vipande vyangu vilifanywa karibu wiki moja baadaye.

Kumbuka kuwa sikujumuisha swichi za Mode na Set au DC Power Jack katika muundo. Wakati nilituma hii mbali bado nilikuwa sijaamua juu ya sehemu hizo. Ili kujipa kubadilika zaidi niliwaacha na nikaamua nitawachoma baadaye kwa mkono.

Hatua ya 6: Kuunda Saa

Vipande vyote vilipofika niliunda saa. Hatua ya kwanza ilikuwa mwili wa saa ambao ulinihitaji kuchomoa mbavu na kuziunganisha nyuma na mbele. Ninaweka safu mbili za mbavu nyuma na safu moja mbele na kuziweka na gundi ya kuni. Kwa mbele nilitumia gundi ya kuni kukata pete za akriliki na duru za kuni pamoja. Nilikuwa na kipande cha kati cha vipuri ambacho ningekata kama tupu kilichokuja wakati wa ujenzi. Niliiunganisha nyuma ya kipande cha mti na hiyo ilinipa mahali ambapo ningeweza gundi neopixels baadaye.

Pamoja na mwili kujengwa niliamua kuchimba mashimo kwa swichi na nguvu jack. Jiometri kidogo (kama inavyoonekana kwenye picha) ilinisaidia kupangilia kila kitu. Kutumia kipande tofauti cha kuni nje wakati nilichimba (kwa uangalifu sana!) Nilitengeneza mashimo na kushikamana na swichi na jack.

Elektroniki zote ziliingia. Niliunganisha chini neopixels kwanza ikifuatiwa na capacitor. Hizi niliziunganisha kwenye bodi ya kuzima nguvu ya neopixel. Halafu kwa nyuma niliweka waya kwenye swichi na jack ya nguvu. Nilijumuisha pia mdhibiti wa voltage L7805.

Ujumbe wa haraka juu ya kuelekeza pete. Kwa pete kubwa ya saizi 60 unahitaji kuelekeza saa ili moja ya saizi iwe juu kabisa kuashiria dakika sifuri. Ni saizi gani haijalishi na nitapata kwa nini kwa dakika. Kwa pete ndogo ya saizi 24 unahitaji kuelekeza saa ili juu iwe kweli kati ya saizi mbili. Sababu ya hii ni kwamba ikiwa unataka kuweka alama kwa masaa 12 basi unaishia kuwasha saizi mbili badala ya moja. Kwa kuwa na malipo, na kuenezwa kwa plastiki, itaonekana kana kwamba una saizi 12 pana.

Kama ni pikseli gani msimbo huchaguliwa kama "juu" kwa kila pete, unahitaji kuhariri nambari kidogo. Nina maadili mawili katika nambari yangu inayoitwa "inner_top_led" na "outer_top_led". Katika saa zangu "ya ndani_ya juu" ilikuwa saizi 11 kutoka mwanzo wa pete ndogo na "nje_ya juu" ilikuwa saizi 36 tangu mwanzo wa pete kubwa. Ikiwa unatokea kuelekeza pete hizo kwa njia tofauti basi utabadilisha maadili haya kuwa ndio kutoka kwa mwelekeo wako. Jaribio kidogo na utapata thamani sahihi haraka sana.

Wakati huu nilijaribu kuwa kila kitu kilifanya kazi kama inavyotarajiwa.

Lakini kama na mradi wote nilikumbwa na shida kwani niligundua kuwa sikujua jinsi itakavyoshikamana. Niligundua kuwa nilikuwa na inchi 3/8 ya nafasi kati ya neopixels na mbavu kwa hivyo nilielekea Home Depot na nikapata tochi ya inchi 3/8 na sumaku kadhaa za neodymium. Nilijenga standi ndogo za kuni katika sehemu tatu na kuzipaka chini ili niweze kuweka sumaku mbili kwenye kila stendi (kwa kutumia gundi kubwa). Niliishia na jozi 3 za standi 2 kila moja. Kisha nikaunganisha hizi kwenye fremu na kuishikilia yote mahali na kanga. Nilifanya hivi wakati gundi kwenye stendi zilikuwa mvua kwa hivyo kila kitu kingepatana na kisha kukauka mahali sahihi. Hii ilifanya kazi kikamilifu na ninapenda kuwa kutolewa kumefichwa.

Mwishowe nikagundua kuwa ninahitaji kuining'iniza ukutani kwa hivyo nikachimba hangar kidogo nyuma ili niweze kuiweka ukutani.

Hatua ya 7: Mawazo ya Mwisho

Mradi huu ulikuwa wa kufurahisha sana kujenga na nilifurahiya kujifunza kuhusu neopixels na DS3234. Nilifurahiya sana mwishowe kujenga mradi ambao ulionekana mzuri kutoka mwanzo hadi mwisho. Kuna vitu kadhaa nitasasisha ikiwa ningefanya hii tena, lakini ni ndogo:

• Nilichagua vifungo viwili badala ya vitatu kwa urahisi. Lakini kuwa na kitufe ambacho kitaniruhusu kwenda chini na vile vile ingekuwa nzuri kwa kuweka saa
• Kitufe cha hali na kitufe kilichowekwa hakiwezi kutofautishwa. Mara nyingi mimi huwa changanya. Labda ningeziweka pande tofauti katika siku zijazo.
• Sijawahi kumaliza mbele ya kuni. Nilipenda mwonekano ukiwa mbichi mwanzoni na baadaye nikawa na wasiwasi kwamba ikiwa ningeharibu kumaliza ingegharimu sana kurekebisha.
• Kubadilisha mti huo ilikuwa sura nzuri lakini ningeweza kuchora maelezo zaidi kwa mti hapo baadaye.
• Kupunguza saa itakuwa huduma nzuri pia kwani ni mkali gizani. Walakini, upunguzaji umefungwa kwa rangi na kugundua kuwa kidogo ilichukua muda mrefu sana kwa hivyo niliiacha. Labda ningewekeza tena katika huduma hiyo baadaye.

Asante kwa kusoma kupitia hii inayoweza kufundishwa. Natumaini utatengeneza saa yako mwenyewe au mradi wa neopixel na ushiriki nami. Jengo lenye furaha!