M-Clock Miniatur-Multimode-Uhr - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:20

Uhr des Minimalisten? Multimode-Uhr? Matrix-Uhr?

Dies ist ein Multimode-Clock-Projekt basierend auf dem MSP430G2432. Es kann ohne Löten und minimalem Werkzeugeinsatz montiert werden. Mit einer begrenzten Bildschirmauflösung von 8x8 Pixel zeigt diese 12-Stunden-Uhr die Zeit in 6 verschiedenen Modi an. Es verwendet minimale Komponenten (nur 5 bis 7 Teile) und minimale Verdrahtung (4 Drähte). Das gesamte Projekt inklusive Batterie ist in einem 1,5" x 2" Steckbrett untergebracht. Bonus Osterei "Tetris" wie Spiel, siehe letzte Projektschritte.

Merkmale

• Minimale Komponentenanzahl, 5 Teile.
• Minimaler Verdrahtungsaufwand, nur 4 Drähte erforderlich. Batteriebetrieb von 3V bis 3,6V.
• Verwendung des Watchdog-Timers, um die Zeit zu halten, der Power-Down-Sleep-Modus (LPM3) benötigt uA Strom.
• 32-kHz-Kristall, um die genaue Zeit beim Schlafen zu behalten.
• Läuft 1Mhz DCO kalibrierte Uhr, wenn aktiv (Anzeige der Zeit).
• Dies ist eine 12H-Uhr, nicht 24H und hat keine AM/PM-Anzeige.
• Osterei-Anwendung von Tetris-Spiel.

Schritt 1: HHMM-Modus

HHMM-Modus, typische Stunden plus Minuten durchlaufende Ziffern mit Doppelpunkttrennzeichen. Das Foto unten ist nicht klar, da die Ziffern scrollen.

Schritt 2: Sekundenmodus

Sekundenmodus, zeigt nur Sekunden an

Schritt 3: Tix-Modus

Tix-Modus, LED-Matrix ist in Quadranten unterteilt, die oberen Quadranten zeigen die Stunde in bcd (binär codierten Dezimalzahlen) an. sie werden durch die Anzahl der Punkte dargestellt, um die Ziffern anzuzeigen. die unteren quadranten zeigen die minute in bcd. d.h. für 4:32 zeigt es keinen Punkt + 4 Punkte in der oberen Hälfte und 3 Punkte + 2 Punkte in der unteren Hälfte.

Schritt 4: Würfelmodus

Würfelmodus, die LED-Matrix ist in zwei Sätze von "Würfeln" unterteilt. wobei das obere Paar die Stunden von 1 - 12 anzeigt, das untere Würfelpaar zeigt die Minuten in 5-Minuten-Schritten. Im Sekundentakt rotieren die Würfel zwischen möglichen Werten. Zum Beispiel kann die 4. Stunde durch 0 + 4, 1 + 3 und 2 + 2 Kombinationen von 1 oder 2 Würfeln dargestellt werden. Unten zeigt es für 4:32 den Würfelwert obere 4 + untere 6 (5 + 1), ergibt 4 Stunden, 6 x 5 = 30 Minuten, wobei die ungeraden 2 Minuten abgeschnitten sind, da wir nur Werte von 5-Minuten-Schritten darstellen.

Schritt 5: Ziffernmodus

Im Ziffernmodus wird eine kleine 3x3-Schriftart verwendet, um sowohl Stunde als auch Minute anzuzeigen, ohne dass die Ziffern gescrollt werden müssen. Die Minutenziffern werden auf der Sekunde nach links und rechts verschoben, und die Stundenziffern (wenn in der Stunde von 1 bis 9) gleitet von rechts nach links, um alle 10 Sekunden während der Minute anzuzeigen. 4:33 und etwa 30+ Sekunden werden auf dem Foto angezeigt.

Schritt 6: Binärmodus

Binärmodus (eigentlich ist es bcd oder binär codierte Dezimalzahl), die Stunden-, Minuten- und Sekundenziffern werden als Binärpunkt in verschiedenen Spalten in der LED-Matrix angezeigt. die Spalten 0 und 1 (von links) repräsentieren die Stundenziffern, Spalte 2 ist leer, Spalten 3 und 4 repräsentieren die Minutenziffern, Spalte 5 ist leer, Spalten 6 und 7 repräsentieren die Sekundenziffern. Darunter die Zeit von 4:34:16.

Schritt 7: Wie es funktioniert

Die Schaltung verwendet Reihen- und Spalten-Multiplexing, um die LEDs reihenweise anzusteuern, dies ergibt einen Arbeitszyklus von 12,5%, wenn "Sätze" von LEDs (8 davon in jeder der 8 Reihen) kurz eingeschaltet werden. Strombegrenzungswiderstände werden eliminiert, um den Steckplatz zu sparen, und da wir nicht ständig einzelne LEDs ansteuern, werden sie nicht beschädigt.

Auch die Steuerung (Benutzeroberfläche) ist so angeordnet, dass wir nur eine taktile Taste zur Eingabe verwenden. lange Tastendrücke (gedrückt halten) der Firmware-Erfassung für die Menürotation und normale Tastendrücke für die Menüauswahl. Durch die Migration dieses Projekts von einem AVR-MCU zu einem msp430-MCU hatte ich es möglich gemacht, die Zeit viel genauer zu halten. Während der Anzeige (d.h. angeschaltet) läuft das Projekt mit 1Mhz DCO. Der MSP430 mcu verfügt über werkseitig kalibrierte Taktwerte. Wenn dieses Projekt nicht angezeigt wird, wechselt es in einen LPM3 (Low-Power-Modus 3), um Strom zu sparen. Bei LPM3 kann der DCO-Takt nicht verwendet werden und das Projekt wechselt zu einem 32-kHz-Quarz-basierten AClk, um die Zeit zu halten.

Schritt 8: Komponenten / Teile

• MSP430G2432 (oder andere Dip-20-Pin-Geräte der G-Serie mit 4k+ Blitz)
• 8x8 LED-Matrix-Display (nur rot, dies ist ein 3V-Projekt)
• taktile Taste, Sie benötigen 3, wenn Sie das Tetris-Spiel aktivieren möchten
• 32Khz Uhrkristall
• CR2032 oder eine andere 3V-Batteriequelle

Schritt 9: Steckbrett-Layout

Die 8x8-LED-Matrix hat eine Punktgröße von 1,9 mm und eine gemeinsame Kathode. Wenn Sie einen gemeinsamen Anodentyp haben, können Sie einige Zeilen im Code zur Übernahme ändern. Sehen Sie sich die beigefügten Fotos und das Diagramm an und prüfen Sie, ob Sie die richtigen Pinbelegungen haben. Es scheint, dass sie ziemlich verbreitet sind und wenn Sie über ebay kaufen, haben die meisten Lieferanten die gleiche Pinbelegung, auch wenn die Modellnummer unterschiedlich ist.

Schritt 10: Schaltplan / Zusammenbau

• Folgen Sie dem Steckbrett-Layout und platzieren Sie zwei Überbrückungsdrähte auf dem Mini-Steckbrett
• MSP430G2432 mcu. platzieren
• 32Khz-Kristall platzieren
• Taktile Taste platzieren
• Stromquelle platzieren (ich verwende CR2032-Knopfzelle)
• Platzieren Sie schließlich die 8x8-LED-Matrix auf dem MSP430G2432

Quellcode und Firmware für das Projekt können von meinem Github-Repository heruntergeladen werden, benötigte Dateien sind mclock.c (Quelle) und M-Clock.hex (Firmware-Binär)

Schritt 11: Osterei / Tetris-ähnliches Spiel

Mit zusätzlichem Flash-Speicher auf der MCU kann ich ein Tetris-ähnliches Spiel hineinquetschen. Diese Osterei-Anwendung wird aktiviert, indem die zusätzlichen / optionalen taktilen Tasten in die richtigen Steckbrettpositionen gebracht werden.

Das Drücken einer der Spieltasten (links oder rechts), während die Uhr angezeigt wird, startet das Spiel. Die Spielsteuerung erfolgt über die linke und rechte Taste, um die Spielfigur horizontal zu bewegen, und die Uhrtaste fungiert im Spielmodus als die Schaltfläche zum Drehen der Spielfigur. Bei dieser Implementierung gibt es keinen Geschwindigkeitsabfall. Bei Spielende (Spielsteine bis zur Decke gestapelt) wird der Spielstand (Anzahl der eliminierten Reihen) kurz als 2 blinkende Ziffern angezeigt.