Relógio multimodo em miniatura M-Clock: 11 etapas

2025 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2025-01-23 15:03

Relógio do minimalista? Relógio multimodo? Matrix Clock?

Este é um projeto de relógio multimodo baseado no MSP430G2432. Pode ser montado sem solda e com uso mínimo de ferramentas. Com resolução de tela limitada de 8x8 pixels, este relógio de 12 horas mostra a hora em 6 modos diferentes. Ele emprega componentes mínimos (apenas 5 a 7 peças) e fiação mínima (4 fios). Todo o projeto, incluindo a bateria, está alojado em uma placa de ensaio de 1,5 "x 2". Ovo de páscoa bônus "Tetris" como o jogo, veja as últimas etapas do projeto.

Recursos

• Contagem mínima de componentes, 5 peças.
• Fiação mínima, apenas 4 fios necessários. A bateria operava de 3 V a 3,6 V.
• O uso do cronômetro de watchdog para manter o tempo, o modo de espera de desligamento (LPM3) consome energia do uA.
• Cristal de 32 kHz para manter o tempo preciso durante o sono.
• Executa o relógio calibrado de 1Mhz DCO quando ativo (exibindo a hora).
• Este é um relógio de 12 horas, não 24 horas e não tem indicador AM / PM.
• Aplicação de ovo de Páscoa do jogo Tetris.

Etapa 1: Modo HHMM

Modo HHMM, horas típicas mais dígitos de rolagem de minutos com separador de dois pontos. A foto abaixo não está clara porque os dígitos estão rolando.

Etapa 2: Modo de segundos

Modo de segundos, mostra apenas segundos

Etapa 3: Modo Tix

No modo Tix, a matriz de led é dividida em quadrantes, os quadrantes superiores mostram a hora em valores bcd (decimais codificados binários). eles são representados pelo número de pontos para indicar os dígitos. os quadrantes inferiores mostram os minutos em bcd. ou seja, para 4:32 não mostra nenhum ponto + 4 pontos na metade superior e 3 pontos + 2 pontos na metade inferior.

Etapa 4: modo de dados

No modo de dados, a matriz de led é dividida em dois conjuntos de 'dados'. com o par superior mostrando a hora de 1 a 12, o par inferior de dados mostra os minutos em incrementos de 5 minutos. A cada segundo, os dados irão girar entre os valores possíveis. Por exemplo, a 4ª hora pode ser representada por 0 + 4, 1 + 3 e 2 + 2 combinações de 1 ou 2 dados. Abaixo, para 4:32 mostra o valor dos dados superior 4 + inferior 6 (5 + 1), funciona como 4 horas, 6 x 5 = 30 min, com os 2 minutos ímpares truncados, pois representamos apenas valores de incrementos de 5 minutos.

Etapa 5: modo de dígitos

No modo Dígitos, uma pequena fonte condensada 3x3 é usada para exibir as horas e os minutos sem a necessidade de rolar os dígitos. Os dígitos dos minutos mudam para a esquerda e para a direita no segundo e o dígito das horas (quando na hora de 1 a 9) desliza da direita para a esquerda para indicar o avanço a cada 10 segundos durante o minuto. 4:33 e cerca de 30+ segundos são mostrados na foto.

Etapa 6: modo binário

No modo binário (na verdade é bcd, ou decimal codificado em binário), os dígitos da hora, minuto e segundo são mostrados como pontos binários em diferentes colunas na matriz de led. as colunas 0 e 1 (da esquerda) representam os dígitos das horas, a coluna 2 está em branco, as colunas 3 e 4 representam os dígitos dos minutos, a coluna 5 está em branco, as colunas 6 e 7 representam os segundos dígitos. Abaixo, representando o tempo de 4:34:16.

Etapa 7: Como funciona

O circuito emprega multiplexação de linha e coluna para acionar os leds, uma linha por vez, o que dá um ciclo de trabalho de 12,5% quando "conjuntos" de leds (8 deles em cada uma das 8 linhas) são ligados brevemente. os resistores limitadores de corrente são eliminados para economizar espaço na placa de ensaio e, como não estamos constantemente acionando leds individuais, eles não serão danificados.

O controle (interface do usuário) também é organizado de forma que utilizemos apenas um botão tátil para entrada. o firmware captura pressionamentos longos de botão (pressione e segure) para rotação de menu e pressionamentos normais de botão para seleção de menu. Ao migrar este projeto de um AVR mcu para um msp430 mcu, tornei possível manter o tempo com muito mais precisão. Durante a exibição (ou seja, acesa), o projeto é executado a 1Mhz DCO. O MSP430 mcu tem valores de relógio calibrados de fábrica. Quando não é exibido, este projeto entra em um LPM3 (modo de baixo consumo 3) para economizar energia. No LPM3, o relógio DCO não pode ser usado e o projeto muda para usar um AClk baseado em cristal de 32Khz para manter o tempo.

Etapa 8: Componentes / peças

• MSP430G2432 (ou outros dispositivos dip 20pin da série G com 4k + flash)
• Display de matriz LED 8x8 (apenas vermelho, este é um projeto de 3V)
• botão tátil, você precisa de 3 se quiser habilitar o jogo Tetris
• Cristal de relógio de 32 kHz
• CR2032 ou outra fonte de bateria de 3V

Etapa 9: Layout da placa de ensaio

A matriz de led 8x8 tem tamanho de ponto de 1,9 mm e é de cátodo comum, se você tiver tipo de ânodo comum, pode alterar algumas linhas no código para adoção. Veja as fotos e o diagrama em anexo e veja se você tem a pinagem certa. Parece que são bastante comuns e, se você comprar pelo ebay, a maioria dos fornecedores tem a mesma pinagem, mesmo que o número do modelo seja diferente.

Etapa 10: Esquemático / Montagem

• Siga o layout da placa de ensaio e coloque dois fios de ligação na mini placa de ensaio
• Coloque MSP430G2432 mcu
• Coloque cristal de 32 kHz
• Coloque o botão tátil
• Coloque a fonte de alimentação (estou usando célula-botão CR2032)
• Por fim, coloque a matriz led 8x8 em cima do MSP430G2432

O código-fonte e o firmware do projeto podem ser baixados do meu repositório github, os arquivos necessários são mclock.c (fonte) e M-Clock.hex (binário do firmware)

Etapa 11: Ovo de Páscoa / Tetris como jogo

Com o espaço extra do flash no MCU, sou capaz de encaixar um jogo parecido com o Tetris. Este aplicativo de ovo de páscoa pode ser ampliado colocando os botões táteis adicionais / opcionais nas posições corretas do breadboard.

Pressionar qualquer um dos botões de jogo (esquerdo ou direito) quando o relógio estiver aparecendo iniciará o jogo. O controle do jogo é feito através dos botões esquerdo e direito para mover a peça do jogo horizontalmente, e o botão do relógio, no modo de jogo, atuará como o botão de rotação da peça do jogo. Não há queda de velocidade nesta implementação. Quando o jogo terminar (peças do jogo empilhadas até o teto), a pontuação (número de linhas eliminadas) será mostrada brevemente como 2 dígitos piscando.