Relógio digital de madeira maciça: 11 etapas (com fotos)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:39

Como construir um relógio digital de madeira alimentado por um atmega168 (arduino) com alarme embutido e jogos.

Pensei em fazer isso pela primeira vez quando vi um relógio de LED coberto por um folheado de madeira. Gostei quando vi, até ver o preço. Foi então que decidi construir o meu próprio, queria construí-lo por muito menos, com madeira maciça e para brincar!

Etapa 1: O que você precisa

Materiais: - pranchas de madeira de 4, 18 "x 4" x 1 "(eu escolhi Maple) - 85 LEDs vermelhos - 85 LEDs verdes (opcional) - 1 Demiltiplexer de 4 a 16 pinos - 15 transistores NPN (como 2N3904) - 1 Microcontrolador ATMEGA168 (ou Arduino) - 1 cristal de 20 MHz - 1 regulador de 5 volts - 2 capacitores 220uF (para nivelamento de pico de energia) - 1 rádio de bolso antigo - 2 conectores de áudio de 1/8 "- 1 adaptador de parede 5-9 V DC - 1 (ou mais) Controladores de jogo antigos - 4 parafusos de madeira de 3-1 / 2 "- Fio de núcleo sólido (mais fácil de trabalhar) - Solda - Sticks de cola quente - Cola branca - Papel de areia Para o controlador de jogo, uso um joystick Atari 2600 (ou até mesmo remar se você reprogramar), mas também é compatível com controladores Sega Master System, joysticks Atari 7800 (teoricamente) ou mesmo controladores Sega Genesis. - Pistola de cola quente - Serra de esquadria

Etapa 2: preparar o painel frontal

Pegue a melhor peça do tabuleiro de 1 "x4" x1-1 / 2 'e escolha o melhor lado para ser a frente do relógio.

Tente evitar nós ou defeitos visíveis na madeira, pois eles dificultarão infinitamente a perfuração dos orifícios dos LEDs. Comece imprimindo o modelo anexado a esta etapa em uma escala de 1: 1. Cole-o na parte de trás da placa frontal, de forma que o lado bom fique voltado para baixo quando a impressão estiver voltada para cima. Pegue o painel frontal e coloque-o com o lado do modelo voltado para cima no topo do painel com a pior aparência. Em seguida, coloque isso na furadeira. Pegue uma broca ligeiramente maior do que a broca plana e ajuste o medidor de profundidade de forma que a ponta fique apenas 0,8-1 mm acima da placa inferior, para que não passe totalmente pela placa frontal. Eu sugiro usar uma placa de teste primeiro para ver se funciona. Faça pelo menos 10 furos de teste (eles serão usados mais tarde!). Uma luz forte deve ser capaz de brilhar por onde termina a ponta da broca. Faça um furo em cada um dos círculos do modelo como na imagem abaixo.

Etapa 3: termine o painel frontal

Esta etapa é muito desafiadora, o objetivo dela é usar a broca de ferramenta hobby para fazer as extremidades do furo planas para que a luz brilhe uniformemente.

Comece colocando a broca de passatempo na furadeira (certifique-se de deixar mais de 1 fora do mandril). Por uma observação de segurança, não é assim que a broca foi projetada para ser usada e é um perigo, então seja extra cuidado. Ajuste o medidor de profundidade de forma que a broca fique um pouco acima da placa inferior, como na terceira imagem. Alinhe a broca com um orifício de teste e segure suavemente por 1 segundo e solte. Segure por 1 segundo novamente e depois solte e desligue a furadeira. A furadeira é desligada para que você possa raspar qualquer acúmulo da parte inferior da broca. Se você não fizer isso, o furo vai queimar, deixando a face descolorida. Repita até ficar satisfeito com a quantidade de luz que brilha (veja as imagens abaixo para uma referência). Quando estiver confortável para fazer os furos, passe para a última peça de madeira e faça cada furo. Esteja avisado que isso exige paciência, não se apresse ou você pode queimar um buraco e ter que reiniciar.

Etapa 4: preparar as placas intermediárias

Esta etapa prepara as placas intermediárias para acomodar os componentes eletrônicos.

Se você errou na última etapa, a madeira não está perdida, use aqui! Para esta etapa, tudo que você precisa fazer é cortar um orifício em cada uma das placas intermediárias um pouco maior do que o tamanho da matriz do LED, para que todos os fios e componentes eletrônicos caibam dentro. Fiz isso perfurando os suportes restantes de uma placa frontal com defeito e usando um cinzel para limpá-la. Repita isso para quantas placas desejar, usei 2.

Etapa 5: preparar a placa traseira

Para esta etapa, use o modelo anexo para perfurar e cavar os orifícios para o conector DB9 usado para o controlador e os conectores de áudio de 2 1/8 usados para alimentação e rádio.

Para esculpir a porta do controlador, perfure a linha interna do modelo. Em seguida, corte a parte externa do molde com 10 mm de profundidade usando um cinzel (tenha cuidado para este passo, é afiado). Para perfurar os orifícios para os conectores de 1/8 , comece perfurando um orifício apenas grande o suficiente para a extremidade do conector de áudio se encaixar. Em seguida, faça um orifício maior de dentro da placa até 3 mm da superfície externa (isso depende do seu conector). Isso permite que a extremidade do conector se encaixe confortavelmente no orifício menor com o resto escondido atrás da madeira. Neste ponto, você desejará conectar os fios às portas de alimentação, áudio e controlador. a porta do controlador, conecte o fio do pino 5 ao fio do pino 6 como visto na última imagem. Por fim, prenda todas as portas na placa traseira usando cola quente no interior.

Etapa 6: soldar a matriz

Para esta etapa, coloque um de cada tipo de LED em cada orifício para que eles fiquem no lugar. Se você usou 2 LEDs de 5 mm como eu, será necessário alargar os orifícios para os LEDs. Tenha cuidado ao fazer isso, a broca pode pegar muito mais fácil e puxar a placa para cima, saindo do buraco.

Se você usou 2 LEDs, ao inserir os LEDs nos orifícios, coloque os cátodos no meio do orifício, de forma que os 2 lados planos se encontrem. Para começar a soldar, primeiro dobre todos os cátodos (terminais mais curtos) para baixo de modo que formem 17 colunas bem perto da placa e, em seguida, solde-os juntos. Para soldar os ânodos, primeiro dobre todos os ânodos de uma cor para cima e, em seguida, dobre-os horizontalmente, de modo que haja 5 fileiras de ânodos para essa cor. Dobre os condutores da outra cor do ânodo para baixo e depois na horizontal, de modo que formem outras 5 fileiras de ânodo. Agora, solde todas as linhas juntas para que haja um total de 10. A parte final desta etapa é soldar os fios nas linhas e colunas para os componentes eletrônicos serem conectados. Ao escolher o comprimento do fio, passe o fio da linha / coluna até onde deseja que os componentes eletrônicos sejam colocados e adicione 5-10 cm extras para trabalhar.

Etapa 7: comece a montar as placas

Para esta etapa, você precisará de um tabuleiro intermediário, o tabuleiro frontal e 2 peças de madeira 'sacrificiais' (elas estarão visivelmente amassadas).

Para começar, pegue a cola branca e aplique na frente do tabuleiro do meio, não tenha medo de aplicar demais, é melhor do que de menos. Usando um dedo, passe a cola uniformemente em todo o lado e cole na parte de trás do painel frontal (veja as fotos para mais esclarecimentos). Para fazer uma ligação forte, coloque um pedaço de madeira 'sacrificial' em cada lado das peças agora coladas e prenda-as juntas (certifique-se de alinhá-las rapidamente, porque seca rápido). Para fazer a melhor vedação, prenda com tudo o que você tem (veja a segunda foto abaixo), mas tome cuidado para não quebrar a madeira ou fazer os orifícios do LED.

Etapa 8: programe o microcontrolador

Este passo pode parecer simples, mas pode variar, confundir não foi feito corretamente. Carreguei o programa no atmega168 usando um avrisp mk II para contornar o bootloader na maioria dos chips usados com Arduino. Isso é porque eu queria uma inicialização instantânea, e também permite mais espaço para o programa (embora, não muito). Para fazer isso, existem bons recursos aqui, aqui e aqui para gravar um bootloader. No lugar do bootloader, basta usar o arquivo.hex encontrado na pasta do miniaplicativo da pasta de esboço do arduino (que é o que anexei a esta etapa e a introdução). Para alterar qualquer aspecto do arquivo, também incluí todos do código comentado, apenas clique em 'upload to board' (você obterá um erro a menos que tenha um arduino conectado) para recompilar e o arquivo.hex mudará para o novo código. Dds são que seu cristal não ser exatamente 20,0 MHz, portanto, precisará ser calibrado para manter o tempo preciso. Para fazer isso, basta alterar a variável oneMin no código, a minha é 60116. A velocidade do clock está compilada para rodar a 20 MHz. Para alterá-lo, você precisará alterar alguns números nas preferências do arduino e nos arquivos de definição de placa, conforme encontrados aqui.

Etapa 9: construir a eletrônica

Para construir a eletrônica, siga o esquema em anexo. Anexei o esquema como um bmp, dois tamanhos diferentes de PDF e o arquivo.ms10 original criado no software multisim da National Instruments, para aqueles que desejam usá-lo.

Os cátodos dos LEDs se conectam às saídas do multiplexador, com a coluna esquerda dos LEDs sendo a coluna 0. O demultiplexador precisa afundar os LEDs um de cada vez, como o da folha de dados anexada. Os ânodos dos LEDs estão ligados a um cluster de 3 transistores. Isso ocorre para que o primeiro transistor tenha a energia diretamente do adaptador conectado ao seu pino coletor, o pino anódico correspondente (do microcontrolador) é conectado à porta. Ele também tem o emissor indo diretamente para a porta do 2º transistor, e usando um resistor de 1kOhm é conectado à porta do 3º transistor. O segundo transistor tem seu coletor conectado ao pino verde (pino 1 no arduino) e seu emissor conectado à linha verde (ou seu LED de maior desenho). O terceiro transistor tem então seu coletor conectado ao pino vermelho (pino 0 no Arduino) e seu emissor conectado à fileira de LEDs correspondente. Deve-se notar que ordenei as linhas de LED de 0 na parte superior a 4 na parte inferior. A energia do rádio é conectada ao pino do alto-falante (pino 9 no Arduino), de forma que quando o alarme soar, ele ligue e sintonize automaticamente a estação mais forte. Todos os pinos do controlador (pinos analógicos 0-5) têm um resistor pull-up de 200kOhm. os pinos de 0 a 5 (seguidos pelo número DB9 correspondente) são anexados ao controlador na seguinte ordem: para cima (1), para baixo (2), esquerda (3), direita (4), botão 1 (5 e 6), button2 (9, também opcional). o pino 7 no conector DB9 é + 5V e o pino 8 é aterrado. Veja as fotos para alguns comentários e dicas, mas se algo não estiver claro me avise nos comentários e farei o possível para ajudar. Para as portas e linhas e colunas de LED, sugiro instalar soquetes para que as peças possam ser facilmente removidas ou trocadas. Agora conecte o fio aos LEDs, alimentação e controlador e teste. Antes de inserir qualquer chip, certifique-se de que a alimentação que estão recebendo é de 5 V correta, para que não sejam destruídos.

Etapa 10: termine o relógio

Para esta etapa, prenda todas as placas juntas e, em seguida, usando o gabarito anexado a esta etapa, faça orifícios-piloto para os 4 parafusos de madeira (apenas até o início da placa frontal, por isso o que está atrás é colado). Se você quiser, pode afundar os orifícios de forma que os parafusos fiquem nivelados.

Agora insira os parafusos nos orifícios. A última coisa a fazer é limpar as bordas. Pegue a serra de esquadria e corte as pontas a uma distância igual dos parafusos de cada lado como no modelo (tenha muito cuidado neste ponto para não fazer um furo na serra!). Agora, basta lixar todas as bordas irregulares ou ásperas (exceto a frente) e pronto!

Etapa 11: como usar o relógio

Para definir a hora, pressione e segure o botão por 3 segundos, a tela deve ficar preta. Para alterar o número que está piscando, pressione para cima e para baixo. Para alternar entre os números, pressione para a esquerda e para a direita. Ao alternar entre os números, você chegará aos dois pontos; quando os dois pontos alternar entre AM e PM pressionando para cima e para baixo, a cor mudará entre vermelho e verde (AM e PM são o que você quiser). Pressione o botão novamente para definir a hora. Para alternar entre as várias outras funções, pressione o botão 1. Também é possível pressionar o botão 2 (não nos controladores atari 2600) para ligar e desligar o rádio. Para voltar ao relógio, pressione e segure o botão 1 a qualquer momento. A ordem das funções do software é a seguinte: Alarme - defina da mesma forma que o relógio.1-D Pong - É tudo uma questão de tempo, tocado empurrando para cima / para baixo para escolher o número de jogadores e o botão de bucha 1 para confirmar. Para jogar, aperte o botão 1 (para o jogador 1) ou o botão 2 (para o jogador 2) quando a bola estiver vindo em sua direção, mas não muito cedo ou tarde ou você perderá. Labirinto - Encontre a saída, é um labirinto, mas todas as chaves precisam ser recolhidas para abrir a saída. "Jump" - Um jogo de plataforma, evite os pontos vermelhos e não caia para chegar o mais longe possível. Se você tiver alguma dúvida, não hesite em deixar um comentário ! Diz-me o que pensas.