Digitaluhr aus massivem Holz - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:22

Wie man eine hölzerne Digitaluhr baut, die von einem atmega168 (arduino) mit einem eingebauten Wecker und Spielen angetrieben wird.

Ich dachte zuerst darüber nach, dies zu machen, als ich eine LED-Uhr sah, die mit einem Holzfurnier bedeckt war. Ich mochte es, als ich es sah, bis ich den Preis sah. Dies war, als ich beschloss, mein eigenes zu bauen, ich wollte es für viel weniger bauen, aus Massivholz und Spielen!

Schritt 1: Was Sie brauchen

Materialien: - 4, 18 "x 4" x 1 "Holzplanken (ich ging mit Ahorn) - 85 rote LEDs - 85 grüne LEDs (optional) - 1 4- bis 16-poliger Demiltiplexer - 15 NPN-Transistoren (wie ein 2N3904) - 1 ATMEGA168 Mikrocontroller (oder Arduino) - 1 20 MHz Quarz - 1 5 Volt Regler - 2 220 uF Kondensatoren (zum Ausgleich von Stromspitzen) - 1 Altes Taschenradio - 2 1/8" Audiobuchsen - 1 5-9 V DC Wandadapter - 1 (oder mehr) Alte Gamecontroller - 4 3-1 / 2 "Holzschrauben - Solid Core Wire (einfacher zu verarbeiten) - Lötmittel - Heißklebestifte - Weißer Kleber - Sandpapier Für den Gamecontroller verwende ich einen Atari 2600 Joystick (oder sogar paddeln, wenn Sie neu programmieren), aber es ist auch mit einem Sega Master System Controller, Atari 7800 Joysticks (theoretisch) oder sogar Sega Genesis Controllers kompatibel - Heißklebepistole - Gehrungssäge

Schritt 2: Bereiten Sie die Frontplatine vor

Nehmen Sie das beste Stück des 1 "x 4" x 1 / 2 'Bretts und wählen Sie die beste Seite, um die Vorderseite der Uhr zu sein.

Versuchen Sie, Äste oder sichtbare Mängel im Holz zu vermeiden, da diese das Bohren der LED-Löcher unendlich erschweren. Drucken Sie zunächst die diesem Schritt beigefügte Vorlage im Maßstab 1:1 aus. Kleben Sie es auf die Rückseite der Frontplatte, so dass die gute Seite nach unten zeigt, wenn der Ausdruck nach oben zeigt. Nehmen Sie das vordere Brett und legen Sie es mit der Schablonenseite nach oben auf das am schlechtesten aussehende Brett. Dann legen Sie das auf die Bohrmaschine. Nehmen Sie einen etwas größeren Bohrer als den Hobbybohrer mit flachem Ende und stellen Sie den Tiefenmesser so ein, dass sich die Spitze nur 0,8-1 mm über dem unteren Brett befindet, damit es nicht ganz durch das vordere Brett geht. Ich empfehle dringend, zuerst ein Testboard zu verwenden, um zu sehen, ob es funktioniert. Bohren Sie mindestens 10 Testlöcher (sie werden später verwendet!). Ein starkes Licht sollte dort durchscheinen können, wo die Spitze des Bohrers endete. Bohren Sie ein Loch in jeden der Kreise auf der Schablone wie im Bild unten.

Schritt 3: Beenden Sie die Frontplatine

Dieser Schritt ist sehr anspruchsvoll, der Punkt ist, das Loch mit dem Hobbywerkzeug-Bit flach zu machen, damit das Licht gleichmäßig durchscheint.

Beginnen Sie damit, den Hobby-Werkzeug-Bit in die Bohrmaschine zu stecken (achten Sie darauf, dass mehr als 1 aus dem Bohrfutter herausgelassen werden). Aus Sicherheitsgründen ist der Bit nicht für die Verwendung ausgelegt und stellt eine Gefahr dar, also seien Sie extra Passen Sie den Tiefenbegrenzer so an, dass der Bohrer knapp über der unteren Platine ist wie im 3. Bild. Richten Sie den Bohrer mit einem Testloch aus und halten Sie ihn 1 Sekunde lang sanft gedrückt und lassen Sie ihn los. Halten Sie ihn erneut für 1 Sekunde gedrückt und lassen Sie ihn wieder los und schalten Sie den Bohrer aus. Der Bohrer ist ausgeschaltet, damit Sie alle Ablagerungen von der Unterseite des Bohrers abkratzen können. Wenn Sie dies nicht tun, wird das Loch verbrennen und das Gesicht verfärben. Wiederholen Sie dies, bis Sie damit zufrieden sind wie viel Licht durchscheint (siehe Bilder unten als Referenz). Wenn Sie mit dem Bohren der Löcher vertraut sind, gehen Sie zum letzten Stück Holz und bohren Sie jedes Loch aus. Seien Sie gewarnt, dass dies Geduld erfordert, nicht überstürzen oder Sie können ein Loch ausbrennen und müssen neu starten.

Schritt 4: Bereiten Sie die Mittelbretter vor

Dieser Schritt bereitet die mittleren Platinen vor, um die Elektronik aufzunehmen.

Wenn Sie im letzten Schritt vermasselt haben, ist das Holz nicht verloren, verwenden Sie es hier! Für diesen Schritt müssen Sie nur ein Loch in jede der mittleren Platinen schneiden, das etwas größer ist als die Größe der LED-Matrix, damit alle Drähte und die Elektronik hineinpassen. Ich tat dies, indem ich die verbleibenden Stützen einer ausgefallenen Frontplatte ausbohrte und mit einem Meißel aufräumte. Wiederholen Sie dies für so viele Boards wie Sie möchten, ich habe 2 verwendet.

Schritt 5: Bereiten Sie die Rückwand vor

Verwenden Sie für diesen Schritt die beigefügte Schablone, um die Löcher für den DB9-Anschluss für den Controller und die 2 1/8-Zoll-Audiobuchsen für die Stromversorgung und das Radio zu bohren und herauszuschneiden.

Um den Controller-Port zu schnitzen, bohren Sie die innere Linie auf der Schablone aus. Als nächstes schnitzen Sie den äußeren Teil der Schablone 10 mm tief mit einem Meißel (Achtung bei diesem Schritt, er ist scharf). Um die Löcher für die 1/8 -Buchsen zu bohren, bohren Sie zunächst ein Loch, das gerade groß genug ist, damit das Ende der Audiobuchse hineinpasst. Als nächstes bohren Sie ein größeres Loch von der Innenseite der Platine bis auf 3 mm von der Außenfläche (Dies hängt von Ihrer Buchse ab). Dadurch kann das Ende der Buchse fest im kleineren Loch sitzen, während der Rest hinter dem Holz verborgen ist. An diesem Punkt möchten Sie die Drähte an die Strom-, Audio- und Controller-Anschlüsse anschließen der Controller-Port, verbinden Sie das Kabel von Pin 5 mit dem Kabel von Pin 6. Schließlich befestigen Sie alle Ports mit Heißkleber auf der Innenseite an der Rückwand.

Schritt 6: Löten Sie die Matrix

Platzieren Sie für diesen Schritt eine von jedem Typ der LEDs in jedem Loch, so dass sie sich verkeilen. Wenn Sie wie ich 2 5-mm-LEDs verwendet haben, müssen Sie die Löcher für die LEDs erweitern. Seien Sie dabei vorsichtig, der Bohrer kann sich viel leichter fangen und das Brett nach oben ziehen und das Loch herausstechen.

Wenn Sie 2 LEDs verwendet haben, legen Sie beim Einsetzen der LEDs in die Löcher die Kathoden in die Mitte des Lochs, so dass sich die 2 flachen Seiten treffen. Um mit dem Löten zu beginnen, biegen Sie zuerst alle Kathoden (kürzere Leitungen) nach unten, so dass sie sehr nahe an der Platine 17 Spalten bilden, und löten Sie sie dann zusammen. Um die Anoden zusammenzulöten, biegen Sie zuerst alle Anoden einer Farbe nach oben und dann horizontal, so dass es 5 Anodenreihen für diese Farbe gibt. Biegen Sie die Leitungen der anderen Anodenfarbe nach unten und dann horizontal, so dass sie weitere 5 Anodenreihen bilden. Löten Sie nun alle Reihen zusammen, so dass es insgesamt 10 gibt. Der letzte Teil dieses Schritts besteht darin, Drähte an die Reihen und Spalten zu löten, damit die Elektronik angeschlossen werden kann. Führen Sie bei der Auswahl der Drahtlänge den Draht von der Reihe/Spalte zu der Stelle, an der die Elektronik platziert werden soll, und fügen Sie 5-10 cm mehr hinzu, um damit zu arbeiten.

Schritt 7: Beginnen Sie mit der Montage der Boards

Für diesen Schritt benötigen Sie ein mittleres Brett, das vordere Brett und 2 'Opfer'-Holzstücke (sie werden merklich verbeult).

Nehmen Sie zunächst den Weißleim und tragen Sie ihn auf die Vorderseite des Mittelbretts auf, haben Sie keine Angst, zu viel aufzutragen, es ist besser als zu wenig. Wischen Sie den Kleber mit einem Finger gleichmäßig über die gesamte Seite und kleben Sie ihn auf die Rückseite der Frontplatte (siehe die Bilder zur Verdeutlichung). Um eine starke Verbindung herzustellen, legen Sie ein Stück "Opferholz" auf beide Seiten der nun verleimten Stücke und klemmen Sie es zusammen (achten Sie darauf, es schnell auszurichten, da es schnell trocknet). Um die beste Versiegelung zu erzielen, klemmen Sie es mit allem fest, was Sie haben (siehe zweites Bild unten), aber achten Sie darauf, dass Sie das Holz nicht brechen oder die LED-Löcher herausstechen.

Schritt 8: Programmieren Sie den Mikrocontroller

Dieser Schritt mag einfach klingen, kann aber verwirrend sein, wenn er nicht richtig ausgeführt wird. Ich habe das Programm mit einem Avrisp mk II auf den atmega168 geladen, um den Bootloader auf den meisten mit Arduino verwendeten Chips zu umgehen. Dies liegt daran, dass ich einen sofortigen Start wollte, und es ermöglicht auch mehr Programmplatz (wenn auch nicht viel). Um dies zu tun, gibt es hier, hier und hier gute Ressourcen, um einen Bootloader zu brennen. Anstelle des Bootloaders verwenden Sie einfach die.hex-Datei, die sich im Applet-Ordner des Arduino-Skizzenordners befindet (den ich diesem Schritt und der Einführung beigefügt habe). Um alle Aspekte der Datei zu ändern, habe ich auch alle eingefügt des kommentierten Codes, klicken Sie einfach auf "Upload to Board" (Sie erhalten einen Fehler, es sei denn, Sie haben ein Arduino angeschlossen), um ihn neu zu kompilieren, und die.hex-Datei ändert sich in den neuen Code genau 20,0 MHz sein, daher muss es kalibriert werden, um die genaue Zeit zu halten. Um dies zu tun, ändern Sie einfach die oneMin-Variable im Code, meine ist 60116. Die Taktrate ist derzeit auf 20 MHz kompiliert. Um es zu ändern, müssen Sie einige Zahlen in den Arduino-Einstellungen und den Board-Definitionsdateien ändern, wie hier zu finden.

Schritt 9: Bauen Sie die Elektronik auf

Um die Elektronik aufzubauen, folgen Sie dem beigefügten Schaltplan. Ich habe den Schaltplan als BMP, zwei verschiedene PDF-Größen und die ursprüngliche.ms10-Datei angehängt, die in der Multisim-Software von National Instruments erstellt wurde, für diejenigen, die sie verwenden möchten.

Die Kathoden der LEDs verbinden sich mit den Ausgängen des Multiplexers, wobei die linke Spalte der LEDs Spalte 0 ist. Der Demultiplexer muss die LEDs einzeln versenken, wie im beigefügten Datenblatt. Die Anoden der LEDs sind an einem Cluster von 3 Transistoren befestigt. Dies ist so, dass der 1. Transistor die Leistung direkt vom Adapter erhält, der an seinem Kollektorstift angeschlossen ist, der entsprechende Anodenstift (vom Mikrocontroller) ist mit dem Gate verbunden. Der Emitter geht auch direkt zum Gate des 2. Transistors und ist mit einem 1kOhm-Widerstand mit dem Gate des 3. Transistors verbunden. Der zweite Transistor hat seinen Kollektor am grünen Pin (Pin 1 auf dem Arduino) und seinen Emitter an der grünen (oder Ihrer höchsten Draw-LED) Reihe. Der dritte Transistor ist dann mit seinem Kollektor an den roten Pin (Pin 0 auf Arduino) und seinem Emitter an der entsprechenden LED-Reihe angeschlossen. Zu beachten ist, dass ich die LED-Reihen von 0 oben bis 4 unten bestellt habe. Der Radiostrom wird an den Lautsprecherstift (Pin 9 auf Arduino) angeschlossen, so dass er beim Ertönen des Alarms eingeschaltet wird und automatisch den stärksten Sender abstimmt. Die Controller-Pins (analoge Pins 0-5) haben alle einen 200kOhm Pull-Up-Widerstand. die Pins von 0-5 (gefolgt von der entsprechenden DB9-Nummer) werden in der folgenden Reihenfolge an den Controller angeschlossen: up(1), down(2), left(3), right(4), button1(5 und 6), button2(9, auch optional). Pin 7 am DB9-Anschluss ist +5V und Pin 8 ist Masse. Sehen Sie sich die Bilder für einige Kommentare und Hinweise an, aber wenn etwas unklar ist, lassen Sie es mich in den Kommentaren wissen und ich werde mein Bestes tun, um zu helfen. Für die Ports und LED-Reihen und -Spalten schlage ich vor, Steckdosen zu installieren, damit die Teile leicht entfernt oder ausgetauscht werden können. Befestigen Sie nun das Kabel an den LEDs, der Stromversorgung und dem Controller und testen Sie. Stellen Sie vor dem Einsetzen von Chips sicher, dass die Spannung, die sie erhalten, die richtigen 5 V beträgt, damit sie nicht zerstört werden.

Schritt 10: Beenden Sie die Uhr

Für diesen Arbeitsschritt alle Bretter zusammenklemmen, dann mit der an diesem Arbeitsgang beiliegenden Schablone Vorbohrungen für die 4 Holzschrauben bohren (nur bis zum Anfang des vorderen Brettes, deshalb wird das hintere verklebt). Wenn Sie möchten, können Sie die Löcher versenken, damit die Schrauben bündig sitzen.

Setzen Sie nun die Schrauben in die Löcher ein. Als letztes müssen die Kanten gesäubert werden. Nehmen Sie die Gehrungssäge und schneiden Sie die Enden in gleichem Abstand von den Schrauben auf beiden Seiten wie in der Schablone ab (passen Sie an dieser Stelle sehr auf, dass Sie kein Loch in der Säge herausstechen!). Jetzt nur noch alle unebenen oder rauen Kanten (nicht die Vorderseite) schleifen und fertig!.

Schritt 11: So verwenden Sie die Uhr

Um die Uhrzeit einzustellen, halten Sie die Taste 3 Sekunden lang gedrückt, der Bildschirm sollte schwarz werden. Drücken Sie nach oben und unten, um die blinkende Zahl zu ändern. Drücken Sie nach links und rechts, um zwischen den Zahlen zu wechseln. Während Sie zwischen den Zahlen wechseln, kommen Sie zum Doppelpunkt, wenn Sie auf dem Doppelpunkt zwischen AM und PM wechseln, indem Sie nach oben und unten drücken, ändert sich die Farbe zwischen Rot und Grün (AM und PM sind so, wie Sie es wünschen). Drücken Sie die Taste erneut, um die Uhrzeit einzustellen. Um zwischen den verschiedenen anderen Funktionen zu wechseln, drücken Sie die Taste 1. Es ist auch möglich, die Taste 2 (nicht bei atari 2600 Controllern) zu drücken, um das Radio ein- und auszuschalten. Um zur Uhr zurückzukehren, können Sie jederzeit die Taste 1 drücken und halten. Die Reihenfolge der Funktionen der Software ist wie folgt: Wecker - stellen Sie die gleiche Weise wie die Uhr ein. 1-D Pong - Es geht um das Timing, Gespielt durch Drücken nach oben /down, um die Anzahl der Spieler auszuwählen, und Bushing-Taste 1 zum Bestätigen. Um Taste 1 (für Spieler 1) oder Taste 2 (für Spieler 2) zu spielen, wenn der Ball auf dich zukommt, aber nicht zu früh oder zu spät, sonst verfehlst du. Labyrinth - Finde deinen Weg heraus, Es ist ein Labyrinth, aber alle Schlüssel müssen gesammelt werden, um den Ausgang zu öffnen. "Springen" - Ein Plattformspiel, weiche den roten Punkten aus und falle nicht, um so weit wie möglich zu kommen. Wenn du Fragen hast, zögere nicht, einen Kommentar zu hinterlassen ! Lass mich wissen was du denkst.