Massief houten digitale klok - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:19

Hoe bouw je een houten digitale klok aangedreven door een atmega168 (arduino) met een ingebouwd alarm en spelletjes.

Ik dacht er voor het eerst aan om dit te maken toen ik een LED-klok zag bedekt met een houtfineer. Ik vond het leuk toen ik het zag, totdat ik de prijs zag. Dit is het moment waarop ik besloot om mijn eigen te bouwen, ik wilde dat hij het voor veel minder zou bouwen, van massief hout en spelletjes spelen!

Stap 1: Wat je nodig hebt

Materialen: - 4, 18 "x 4" x 1" houten planken (ik ging met esdoorn) - 85 rode LED's - 85 groene LED's (optioneel) - 1 4 tot 16 pins Demiltiplexer - 15 NPN-transistoren (zoals een 2N3904) - 1 ATMEGA168 Microcontroller (of Arduino)- 1 20 MHz Crystal- 1 5 Volt regelaar- 2 220uF condensatoren (voor stroompiek-nivellering)- 1 oude zakradio- 2 1/8" audio-aansluitingen- 1 5-9V DC muuradapter- 1 (of meer) Oude gamecontroller(s) - 4 3-1 / 2" houtschroeven - Massieve kerndraad (gemakkelijker om mee te werken) - Soldeer - Hot Glue Sticks - Witte lijm - Schuurpapier Voor de gamecontroller gebruik ik een Atari 2600-joystick (of zelfs peddelen als je opnieuw programmeert), maar het is ook compatibel met Sega Master System Controllers, Atari 7800 joysticks (theoretisch) of zelfs Sega Genesis Controllers. Gereedschap: - Kolomboormachine - Flat End Hobby Tool Bit - Soldeerbout - Heet lijmpistool - Verstekzaag

Stap 2: Bereid het voorbord voor

Neem het beste stuk van het bord van 1 "x4" x1-1 / 2 ' en kies de beste kant om de voorkant van de klok te zijn.

Probeer eventuele knopen of zichtbare gebreken in het hout te vermijden, omdat ze het boren van de LED-gaten oneindig veel moeilijker zullen maken. Begin met het afdrukken van de sjabloon die bij deze stap is gevoegd op een schaal van 1: 1. Plak het aan de achterkant van het voorbord, zodat de goede kant naar beneden is gericht als de afdruk naar boven wijst. Neem het voorbord en plaats het met de sjabloon naar boven op het slechtst uitziende bord. Zet dat dan op de kolomboormachine. Neem een boor die iets groter is dan het hobbybit met platte uiteinden en stel de dieptemeter zo af dat de punt slechts 0,8-1 mm boven de onderste plank is, dit is zo dat hij niet helemaal door de voorste plank gaat. Ik raad ten zeerste aan om eerst een testbord te gebruiken om te zien of het werkt. Boor minimaal 10 testgaten (deze worden later gebruikt!). Een sterk licht moet kunnen schijnen door waar de punt van de boor eindigde. Boor een gat in elk van de cirkels op de sjabloon zoals in de onderstaande afbeelding.

Stap 3: Werk het voorbord af

Deze stap is zeer uitdagend, het punt is om het hobbygereedschap te gebruiken om de uiteinden van het gat plat te maken, zodat het licht er gelijkmatig doorheen schijnt.

Begin door het hobbygereedschap in de kolomboormachine te plaatsen (zorg ervoor dat u meer dan 1 uit de boorkop laat). Op een veiligheidsopmerking, dit is niet hoe het bit is ontworpen om te worden gebruikt, en is een gevaar, dus wees extra Pas de dieptemeter zo aan dat het bit zich net boven de onderste plank bevindt, zoals op de 3e afbeelding. Lijn het bit uit met een testgat en houd het voorzichtig 1 seconde ingedrukt en laat het weer los. Houd het opnieuw 1 seconde ingedrukt en laat het vervolgens los en zet de boor uit. De boor is uitgeschakeld zodat u eventuele aanslag van de onderkant van het bit kunt schrapen. Als u dat niet doet, zal het gat verbranden waardoor het gezicht verkleurt. Herhaal dit totdat u tevreden bent met hoeveel licht er door schijnt (zie onderstaande afbeeldingen voor een referentie). Als u eenmaal vertrouwd bent met het boren van de gaten, gaat u verder met het laatste stuk hout en boort u elk gat uit. Wees gewaarschuwd dat dit geduld vereist, overhaast het niet of je kunt een gat uitbranden en opnieuw moeten beginnen.

Stap 4: Bereid de middelste planken voor

Deze stap bereidt de middelste platen voor om plaats te bieden aan de elektronica.

Als je het in de laatste stap verknoeid hebt, is het hout niet verloren, gebruik het dan hier! Voor deze stap hoef je alleen maar een gat te maken in elk van de middelste planken die iets groter is dan de grootte van de LED-matrix, zodat alle draden en elektronica erin passen. Ik deed dit door de resterende steunen van een defect voorbord uit te boren en een beitel te gebruiken om het op te ruimen. Herhaal dit voor zoveel borden als je wilt, ik heb er 2 gebruikt.

Stap 5: Bereid het achterbord voor

Gebruik voor deze stap de bijgevoegde sjabloon om de gaten te boren en uit te snijden voor de DB9-connector die wordt gebruikt voor de controller, en de 2 1/8 audio-aansluitingen die worden gebruikt voor stroom en de radio.

Om de controllerpoort uit te snijden, boort u de binnenste lijn op de sjabloon uit. Snijd vervolgens het buitenste deel van de sjabloon 10 mm diep met een beitel (pas op voor deze stap, het is scherp). Om de gaten voor de 1/8 -aansluitingen te boren, begint u met het boren van een gat dat net groot genoeg is om het uiteinde van de audio-aansluiting in te passen. Boor vervolgens een groter gat vanaf de binnenkant van het bord tot op 3 mm van het buitenoppervlak (dit hangt af van uw aansluiting. Hierdoor kan het uiteinde van de aansluiting goed in het kleinere gat zitten met de rest verborgen achter het hout. Op dit punt wilt u de draden aan de stroom-, audio- en controllerpoorten bevestigen. Aan de controllerpoort, sluit de draad van pin 5 aan op de draad van pin 6. Als laatste, bevestig alle poorten aan de achterkant met behulp van hete lijm aan de binnenkant.

Stap 6: Soldeer de Matrix

Plaats voor deze stap een van elk type LED's in elk gat zodat ze op hun plaats wiggen. Als je net als ik 2 5 mm LED's hebt gebruikt, moet je de gaten voor de LED's breder maken. Wees voorzichtig wanneer u dit doet, de boor kan veel gemakkelijker vastlopen en het bord omhoog trekken en uit het gat steken.

Als u 2 LED's hebt gebruikt, plaatst u de kathodes in het midden van het gat wanneer u de LED's in de gaten steekt, zodat de 2 platte zijden elkaar raken. Om te beginnen met solderen, buigt u eerst alle kathodes (kortere draden) naar beneden zodat ze 17 kolommen vormen die heel dicht bij het bord liggen, en soldeert u ze vervolgens aan elkaar. Om de anodes aan elkaar te solderen, buigt u eerst alle anodes van één kleur omhoog en buigt u ze vervolgens horizontaal, zodat er 5 anoderijen zijn voor die kleur. Buig de draden van de andere anodekleur naar beneden en dan horizontaal, zodat ze nog eens 5 anoderijen vormen. Soldeer nu alle rijen aan elkaar, zodat er in totaal 10 zijn. Het laatste deel van deze stap is het solderen van draden aan de rijen en kolommen waar de elektronica op kan aansluiten. Wanneer u de lengte van de draad kiest, voert u de draad van de rij/kolom naar de plaats waar u de elektronica wilt plaatsen en voegt u 5-10 cm extra toe om mee te werken.

Stap 7: Begin met het monteren van de planken

Voor deze stap heb je een middenplank, de voorplank en 2 'opofferings' stukken hout nodig (ze zullen merkbaar gedeukt zijn).

Neem om te beginnen de witte lijm en breng deze aan op de voorkant van het middelste bord, wees niet bang om te veel aan te brengen, het is beter dan te weinig. Veeg met een vinger de lijm gelijkmatig over de hele zijkant en plak deze op de achterkant van het voorbord (zie de foto's voor meer uitleg). Om een sterke verbinding te maken, plaats je een stuk 'opofferingshout' aan weerszijden van de nu verlijmde stukken en klem je het aan elkaar (zorg ervoor dat je het snel uitlijnt, want het droogt snel). Om de beste afdichting te maken, klem je hem vast met alles wat je hebt (zie tweede afbeelding hieronder), maar pas op dat je het hout niet breekt of de LED-gaatjes uitsteekt.

Stap 8: Programmeer de microcontroller

Deze stap klinkt misschien eenvoudig, maar het kan verwarrend zijn als het niet goed wordt gedaan. Ik heb het programma op de atmega168 geladen door een avrisp mk II te gebruiken om de bootloader op de meeste chips die met Arduino worden gebruikt, te omzeilen. Dit komt omdat ik een onmiddellijke opstart wilde, en het biedt ook meer programmaruimte (hoewel niet veel). Om dit te doen, zijn er hier, hier en hier goede bronnen om een bootloader te branden. Gebruik in plaats van de bootloader gewoon het.hex-bestand in de applet-map van de arduino-schetsmap (die ik aan deze stap en de inleiding heb toegevoegd). Om alle aspecten van het bestand te wijzigen, heb ik ook alle van de becommentarieerde code, klik gewoon op 'upload to board' (u krijgt een foutmelding tenzij u een arduino hebt aangesloten) om opnieuw te compileren en het.hex-bestand zal veranderen in de nieuwe code. De kans is groot dat uw kristal dat niet zal doen precies 20,0 Mhz zijn, dus het moet worden gekalibreerd om de juiste tijd bij te houden. Om dit te doen, verander gewoon de oneMin-variabele in de code, de mijne is 60116. De kloksnelheid is momenteel gecompileerd om op 20 MHz te draaien. Om het te wijzigen, moet je een aantal nummers wijzigen in de Arduino-voorkeuren en boarddefinitiebestanden, zoals hier te vinden.

Stap 9: Bouw de elektronica

Volg het bijgevoegde schema om de elektronica te bouwen. Ik heb het schema bijgevoegd als een bmp, twee verschillende formaten PDF en het originele.ms10-bestand gemaakt in de multisim-software van nationale instrumenten, voor degenen die het willen gebruiken.

De kathodes van de LED's worden aangesloten op de uitgangen van de multiplexer, waarbij de linkerkolom met LED's kolom 0 is. De demultiplexer moet de LED's één voor één laten zinken, zoals die in het bijgevoegde gegevensblad. De anodes van de LED's zijn bevestigd aan een cluster van 3 transistoren. Dit is zo dat de 1e transistor de stroom rechtstreeks van de adapter heeft die is bevestigd aan de collectorpin, de corresponderende anodepin (van de microcontroller) is bevestigd aan de gate. Het heeft ook de emitter die rechtstreeks naar de poort van de 2e transistor gaat en met behulp van een weerstand van 1 kOhm is deze verbonden met de poort van de 3e transistor. De 2e transistor heeft zijn collector bevestigd aan de groene pin (pin 1 op de Arduino) en zijn emitter is bevestigd aan de groene (of je hoogste draw-LED) rij. De 3e transistor heeft dan zijn collector bevestigd aan de rode pin (pin 0 op arduino) en zijn emitter bevestigd aan de overeenkomstige LED-rij. Opgemerkt moet worden dat ik de LED-rijen heb besteld van 0 bovenaan tot 4 onderaan. De radiovoeding is aangesloten op de luidsprekerpin (pin 9 op arduino), zodat wanneer het alarm afgaat, het wordt ingeschakeld en automatisch wordt afgestemd op het sterkste station. De controller pinnen (analoge pinnen 0-5) hebben allemaal een 200kOhm pull-up weerstand. de pinnen van 0-5 (gevolgd door het corresponderende DB9-nummer) worden in de volgende volgorde aan de controller bevestigd: omhoog (1), omlaag (2), links (3), rechts (4), knop1 (5 en 6), button2(9, ook optioneel). pin 7 op de DB9-connector is +5V en pin 8 is massa. Zie de foto's voor enkele opmerkingen en aanwijzingen, maar als iets onduidelijk is, laat het me dan weten in de reacties en ik zal mijn best doen om te helpen. Voor de poorten en LED-rijen en -kolommen raad ik aan om stopcontacten te installeren, zodat de onderdelen gemakkelijk kunnen worden verwijderd of verwisseld. Bevestig nu de draad aan de LED's, voeding en controller en test. Voordat u chips plaatst, moet u ervoor zorgen dat de stroom die ze ontvangen de juiste 5V is, zodat ze niet worden vernietigd.

Stap 10: Voltooi de klok

Klem voor deze stap alle planken aan elkaar en boor vervolgens met behulp van de sjabloon die aan deze stap is bevestigd, geleidegaten voor de 4 houtschroeven (alleen tot aan het begin van het voorpaneel, daarom is het achterste bord gelijmd). Als je wilt, kun je de gaten verzinken, zodat de schroeven vlak liggen.

Steek nu de schroeven in de gaten. Het laatste wat je moet doen is de randen opruimen. Neem de verstekzaag en snijd de uiteinden op gelijke afstand van de schroeven aan weerszijden als in de sjabloon (let op dat u op dit punt geen gat in de zaag steekt!). Nu alleen nog eventuele oneffen of ruwe randen schuren (niet de voorkant) en klaar!

Stap 11: Hoe de klok te gebruiken?

Om de tijd in te stellen, houdt u de knop 3 seconden ingedrukt, het scherm moet zwart worden. Om het knipperende cijfer te wijzigen, drukt u op en neer. Druk naar links en naar rechts om tussen nummers te schakelen. Tijdens het schakelen tussen nummers kom je bij de dubbele punt, wanneer je op de dubbele punt schakelt tussen AM en PM door op en neer te drukken, verandert de kleur tussen rood en groen (AM en PM zijn wat je wilt). Druk nogmaals op de knop om de tijd in te stellen. Om te wisselen tussen de verschillende andere functies drukt u op knop 1. Het is ook mogelijk om knop 2 in te drukken (niet in atari 2600 controllers) om de radio aan en uit te zetten. Om terug te keren naar de klok, houdt u knop 1 ingedrukt. De volgorde van de functies van de software is als volgt: Alarm - op dezelfde manier instellen als de klok. 1-D Pong - Het draait allemaal om timing, gespeeld door omhoog te duwen /naar beneden om het aantal spelers te kiezen en knop 1 om te bevestigen. Om drukknop 1 (voor speler 1) of knop 2 (voor speler 2) te spelen wanneer de bal op je af komt, maar niet te vroeg of te laat, anders mis je. Labyrint - Vind je weg naar buiten, het is een doolhof, maar alle sleutels moeten worden verzameld om de uitgang te openen. "Spring" - Een platformspel, vermijd de rode stippen en val niet om zo ver mogelijk te komen. Als je vragen hebt, aarzel dan niet om een reactie achter te laten ! Laat me weten wat je denkt.