Relógio binário Arduino - impresso em 3D: 5 etapas (com imagens)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:38

Já faz algum tempo que procuro relógios binários para minha mesa de escritório, mas eles são muito caros e / ou não têm muitos recursos. Então decidi que faria um em vez disso. Um ponto a considerar ao fazer um relógio, o Arduino / Atmega328 não é muito preciso em grandes períodos de tempo (algumas pessoas viram mais de 5 minutos de erro em 24 horas), então para este projeto usaremos um RTC (Tempo Real Relógio) Módulo para manter a hora. Eles também têm um bônus adicional por terem sua própria bateria de backup, para que o tempo não seja perdido em caso de falha de energia. Optei pelo módulo DS3231 como sua precisão de 1 minuto por ano, mas você também pode usar um DS1307, mas não é tão preciso. Obviamente você não precisa usar todos esses recursos, você pode apenas fazer o relógio binário básico e economizar talvez £ 10 - a £ 12 no processo. Eu optei por um formato de relógio de 12 horas para manter o tamanho baixo e reduzir a contagem de LEDs e é mais fácil de ler também. (O bom senso é tudo que você geralmente precisa para descobrir se é AM ou PM !!)

Eu usei:

1 x Arduino Nano (um dos mais baratos do ebay) - cerca de £ 3

1 x Módulo RTC (i2C) - Aprox £ 3

1 sensor de temperatura / umidade RHT03 - Aprox £ 4

1x Módulo de tela OLED de 0,96 (i2C) - aproximadamente £ 5

11 x LEDs de chapéu de palha azul - aproximadamente £ 2

11 x resistor 470 ohm - aprox. £ 1

1 x 10KOhm Resistor - Aprox £ 0,30

1 x caixa impressa em 3D - Aprox £ 12

além de uma pequena quantidade de placa de tiras e solda

Custo total de construção = £ 30

Etapa 1: construir os módulos de LED

Os módulos de LED são compostos de 3 ou 4 LEDs que têm as pernas positivas conectadas juntas e as pernas negativas conectadas a um resistor de 470 ohm. Este resistor limita a corrente através do LED em cerca de 5mA. O número máximo de LEDs que podem estar acesos a qualquer momento é 8, então o consumo máximo de corrente no Arduino é cerca de 40mA de entrada e 40mA de saída, então 80mA no total - bem dentro da região de conforto do Arduino.

Os cabos são então soldados e os resistores cobertos com tubos termorretráteis.

Etapa 2: circuito do relógio binário

O hub deste projeto é o Arduino Nano. Vamos usar a maioria de seus pinos aqui. O módulo RTC e a tela estão no barramento i2C para que possam compartilhar todas as conexões. Simplesmente conecte as conexões 5v, 0v, SDA e SCL a ambos os módulos (eu conectei o meu em cadeia para manter a fiação desligada). O SDA é então conectado ao pino A4 no arduino e o SCL é conectado ao pino A5.

Em seguida, conecte o RHT03 (DHT22). novamente, isso foi encadeado em série para conexões de 5 V e 0 V, mas o pino 2 foi diretamente conectado de volta ao pino D12 do Arduino. Não se esqueça de adicionar o resistor de 10KOhm entre 5V e a conexão do sinal conforme mostrado no diagrama.

Em seguida, conecte os módulos de LED. A alimentação de cada módulo é conectada aos pinos 9, 10 ou 11 (não importa qual, pois eles estão apenas fornecendo um sinal PWM para ajustar o brilho do LED).

Conecte o lado negativo de cada LED aos pinos correspondentes no diagrama.

Etapa 3: Projete e imprima a caixa

Em primeiro lugar, meça todos os seus módulos de modo que você tenha as posições de montagem e tamanhos de abertura determinados.

Usei o software CAD 3D DesignSpark Mechanical para criar meu relógio e minha base, mas você também pode usar qualquer bom software 3D. O DesignSpark Mechanical é gratuito para baixar e usar, e há muitos tutoriais sobre como fazer as coisas. Outro software 3D gratuito é o SketchUp, mais uma vez, ele tem muitos tutoriais online, então quase todas as tarefas são cobertas.

No final, você precisa ter um arquivo de saída no formato. STL para que possa ser impresso. Incluí meus arquivos para facilitar.

Se você não tiver a sorte de possuir uma impressora 3D, poderá obter impressões 3D feitas pela Internet. Existem algumas impressoras online disponíveis com preços muito razoáveis. Usei um site chamado 3Dhubs e custou pouco menos de £ 15 para imprimir as duas partes.

Tive as duas peças impressas em ABS técnico, pois a taxa de encolhimento é muito pequena em comparação com outros materiais.

Quando voltar das impressoras, você precisará limpar as peças e talvez seja necessário lixar levemente. Também apliquei uma leve camada de tinta spray no meu, mas queria manter a aparência "impressa", para não exagerar no lixamento.

Etapa 4: Montagem

Basta encaixar todos os módulos / circuitos na caixa impressa limpa. Uma pequena quantidade de cola é necessária para uni-los no lugar aos pinos localizadores internos. Uma pequena quantidade de cola também foi usada para colar os módulos de LED no lugar. (sim, é uma etiqueta azul que você pode ver na foto. Usei-a para segurar os módulos enquanto a cola estava fixando)

Não se esqueça de encaixar a bateria no módulo RTC durante a instalação

Em seguida, empurre o Arduino para a posição de forma que a porta mini USB apareça na parte de trás do relógio.

Finalmente, encaixe a base e o parafuso na posição (certifique-se de ter bons tamanhos de orifícios para os parafusos para que eles não mordam o plástico demais, pois ele irá se quebrar facilmente)

Etapa 5: Ligar e definir a hora

Antes de ligar, você precisará obter algumas bibliotecas do Arduino para fazer isso funcionar.

Você precisará:

RTClib

Biblioteca DHT22

Biblioteca de tela OLED (você também pode precisar da biblioteca adafruit GFX)

você pode encontrar muitos tutoriais online sobre como adicionar essas bibliotecas, então não vou entrar nele aqui.

O relógio é alimentado pela porta Mini USB na parte traseira. Basta conectá-lo ao seu computador e abrir o Arduino Sketch 'Binary_Clock_Set.ino'

Este esboço pegará a data e hora atuais definidas no PC no momento em que o esboço é compilado e carregará no relógio no loop de configuração. Faça o upload para o relógio e a hora será acertada. Sem desconectar o relógio (para que o loop de configuração não seja iniciado novamente), abra o outro esboço do Arduino 'Binary_Clock.ino' e carregue-o no relógio. Este é o esboço normal em execução

Se a energia (usb) for perdida entre essas 2 etapas, você precisará repetir ambos, pois a hora estará incorreta.

O esboço 'Binary_Clock_Set.ino' agora só é necessário se o relógio precisar ser acertado novamente, ou seja, horário de verão, etc.