Mikrobinárne hodiny: 10 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:55

Projekty Tinkercad »

Po predchádzajúcom vytvorení Instructable (Binary DVM), ktorý využíva obmedzenú oblasť zobrazenia pomocou binárneho.

Bol to len malý krok, keď ste predtým vytvorili hlavný modul kódu na prevod z desatinného čísla na binárne a vytvorili binárne hodiny, ale jediné, čo chýbalo, bol RTC (hodiny v reálnom čase).

Microbit však nemá zabudovaný RTC.

RTC umožňuje realizáciu hodinových projektov so záložnou batériou.

Nasledujúci projekt ako taký používa Microbit a Kitronik RTC na vytvorenie 24 -hodinových hodín s binárnym displejom a navyše má možnosť alarmu.

Projektový softvér, ktorý bude bežať na Microbite, bude vytvorený v blokoch Makecode.

Zásoby:

MicroBit V1 alebo V2

Ochranné puzdro MicroBit (voliteľné)

Makecode

Kitronik RTC

CR2032

Kódové bloky

Cura

3D tlačiareň

1 * prepínač SPDT (zapnutý - zapnutý)

1 * prepínač SPDT (zapnuté - vypnuté - zapnuté)

2 * SPST (normálne otvorený), chvíľkový spínač

4 * odstup M3 (10+6 mm), M/F s maticami M3

4 * M3 (8 mm), skrutky

Prepojovací kábel M/F konektor, 100 mm, 28AWG, vopred vyrobený so zástrčkou a zásuvkou.

1 * Piezo bzučiak (bez pohonu)

Tieto zásoby sú k dispozícii v mnohých predajniach a môžete mať vlastného preferovaného dodávateľa.

Krok 1: Definovanie oblasti zobrazenia

Aj keď je oblasť zobrazenia obmedzená v množstve údajov, ktoré je možné zobraziť súčasne, ideálne sa hodí na zobrazenie bitových dát.

Ako taký je dostatočná plocha na zobrazenie 4 x 4 bitových binárnych slov, ktoré predstavujú čas s upozorneniami a režimami výberu.

Displej je rozdelený na 3 hlavné oblasti; Čas, výber a režimy.

Čas

Šestnásť diód LED je priradených času, každý stĺpec 4 diód LED je priradený časovému intervalu, pričom intervaly majú tvar H, H, M a M.

Každý bit binárneho slova má váhu 1, 2, 4 a 8 s LSB v riadku 4 a MSB v riadku 1

Každé binárne 4 -bitové slovo umožňuje počet od 0 do 15, čo je viac ako dostatočné na 24 -hodinový formát, pričom sa vyžaduje maximálny počet v stĺpci 2, 9, 5 a 9.

Výber

Jeden rad 4 diód LED v riadku 0 slúži na identifikáciu časového stĺpca zvoleného pri zadávaní času.

Režimy

Jeden stĺpček s 5 diódami LED v stĺpci 4 sa používa na identifikáciu režimov, funkcií a prevádzky.

Zaškrtnite - LED 4, 0 blikajúce zapnutie a vypnutie sa používa na označenie sekúnd a prevádzky.

Čas - LED 4, 1 indikuje zapnutý časový režim. (Predvolený režim pri zapnutí)

Alarm - LED 4, 2 indikuje zapnutý režim alarmu.

Oznámenie alarmu - LED 4, 3 a LED 4, 4 blikajú, keď sa spustí alarm.

Krok 2: RTC (hodiny v reálnom čase)

RTC je bijúcim srdcom aplikácie, ktoré umožňuje nastavenie a udržiavanie presného času.

Ďalšie podrobnosti o RTC nájdete na Kitronik.

RTC poskytuje regulované napájanie, ktoré vylučuje potrebu napájať Microbit vlastným konektorom USB alebo JST a je k dispozícii záložná batéria na uchovanie času v prípade straty napájania.

Pred použitím RTC budete musieť načítať balík rozšírení.

Pomocou Makecode z ikony Nastavenia vyberte položku Rozšírenia a do vyhľadávania zadajte Kitronik RTC.

Vyberte balík, ktorý chcete nainštalovať, a bude pridaný k iným rozšíreniam.

Existuje niekoľko blokov kódu, z ktorých je možné čítať a zapisovať do RTC.

Pre binárne hodiny budeme vyžadovať iba 4 z týchto blokov kódu.

Tieto sa použijú na zapísanie nastaveného času do RTC a na čítanie času späť na aktualizáciu zobrazenia hodín.

Krok 3: Kódovanie hodín

Prvá časť kódu je inicializácia programu premenných, polí a informatívneho textu.

Init

Bclk - binárne hodiny

<Sel - Tlačidlo vyberie stĺpec, ktorý bude upravený pre nastavenie času.

Inc - B tlačidlo zvyšuje čas.

Súčasným stlačením oboch tlačidiel A a B sa zmení režim medzi časom a alarmom.

Strval - je hodnota reťazca obsahujúca čas vo forme „HH: MM: SS“vrátená z RTC

Na zobrazenie alebo nastavenie času sa používajú iba HH & MM.

Režim - zachová hodnotu režimu pre čas = 1 a alarm = 2 zvolený kombináciou tlačidiel A+B.

Obdobie - je hodnota pre časový stĺpec vybraný pomocou tlačidla A.

0 = stĺpec 0 (H), 1 = stĺpec 1 (H), 2 = stĺpec 2 (M), 3 = stĺpec 3 (M)

Tick_en - Povolí = 1 alebo Zakáže = 0 začiarknutie (sekundy), indikátor.

Inc - prechodné uloženie hodnoty nastavenia prírastkového času.

Tm_list - ukladá hodnotu každého časového stĺpca počas nastavovania.

Alarm - Zapne alebo vypne indikátor alarmu.

Funkcia tick vždy volá nepretržite.

Zaškrtnite

Zaškrtávacia funkcia, ktorá je normálne povolená, zobrazuje v pravom hornom rohu striedavo LED diódu zapnutia/vypnutia, ktorá indikuje činnosť a sekundy.

Okrem toho zavolá funkciu showtm, ktorá načíta RTC a spracuje ju, aby sa zobrazila binárne, a súčasne zavolá alarm_mode, ak je táto funkcia povolená, v pravom dolnom rohu zobrazia diódy LED upozornenia na poplach.

Showtm

Funkcia showtm, volá rdtime a hodnota použitá z tohto je strval obsahujúci časový reťazec.

Vytvorí sa slučka, ktorá sa zvyšuje pomocou strval extrahovaním každého jednotlivého čísla a ignorovaním oddeľovača „:“

Každé jedno číslo je potom prevedené na svoj binárny ekvivalent s funkciou dec2bin a priradené do správneho stĺpca.

Čas Rd

Funkcia rdtime, načíta prvých 5 znakov v reťazci vrátenom z RTC (ignoruje časť sekúnd) a odošle ju strval.

Ak bol nastavený alarm (režim = 2), potom sa nastavené hodnoty alarmu porovnajú s hodnotami vrátenými RTC, ak existuje zhoda, potom alarm = 1, ak neexistuje žiadny alarm zhody = 0.

Režim alarmu, ak je zapnutý, zobrazuje dve striedavé LED diódy zapnutia/vypnutia v pravom dolnom rohu stĺpca 4.

Dec2bin

Funkcia dec2bin prevádza desatinné číslo na binárne číslo a zobrazuje ho v správnom stĺpci.

Číslo, ktoré sa má previesť, je odovzdané prostredníctvom hodnoty a zobrazovací stĺpec je odovzdaný pomocou stĺpca.

List2 je pole, do ktorého je uložené 4-bitové binárne slovo z procesu binárnej konverzie.

Spustí sa slučka, ktorá pokračuje v delení hodnoty na 2 a zvyšok je uložený v prvku poľa. Celá hodnota je delená 2. Toto sa opakuje, kým nie je celočíselná hodnota <= 1 a táto posledná hodnota je umiestnená do poľa.

Najväčšia jednociferná desatinná hodnota je 9 a v binárnom formáte je to 1001 ako 4-bitové slovo.

Na dosiahnutie správneho výsledku je potom potrebné pole spracovať v opačnom poradí.

Potom sa inicializuje slučka na zapnutie správnej LED v príslušnom stĺpci, čo sa vykoná pre každý výskyt jednej v 4-bitovom binárnom slove.

Ľudské rozhranie sa dosahuje pomocou tlačidiel.

Tlačidlo A

Vyberie sa stĺpec, do ktorého sa zadá hodnota času, a v riadku 4 sa nad zvoleným stĺpcom zobrazí rozsvietená dióda LED.

Keď sa aktualizujú všetky časové stĺpce, zvýšením výberu do 5. stĺpca sa aktualizuje časová premenná.

Ak je režim = 1, aktualizuje sa RTC, inak sa aktualizuje čas alarmu.

Tlačidlo B

Toto je tlačidlo prírastku a zvýšenie zvoleného časového stĺpca.

Aby sa znížilo množstvo chýb a ušetril čas pri prechode na správnu hodnotu, je maximálna hodnota, ktorú je možné zadať do stĺpca, obmedzená na základe hodnoty času pre 24-hodinový časový systém.

Tieto maximálne hodnoty sú uložené v tm_max , jedna pre časový stĺpec a sú automaticky vybrané na základe časového stĺpca.

Maximálne hodnoty sú H = 2, H = 9, M = 5, M = 9

Hodnota prírastku sa prevedie na binárne v dec2bin a aktualizuje sa zobrazenie.

Tlačidlo A+B Voľba režimu

Súčasné stlačenie oboch tlačidiel umožňuje výber medzi režimom času alebo režimom alarmu a príslušným režimom sa zobrazí na displeji.

V závislosti od zvoleného režimu sa displej aktualizuje tak, aby zobrazoval buď čas, alebo nastavený čas budíka.

Krok 4: Prevádzka

Stiahnite hex súbor do Microbitu, vložte batériu CR2032 do RTC.

Pripojte Microbit k RTC a napájajte dosku RTC cez USB alebo skrutkové svorky.

LED dióda Tick začne blikať a krátko na to sa zobrazí čas.

Pokiaľ ide o prvé použitie, je veľmi pravdepodobné, že zobrazený čas bude nesprávny a bude potrebné ho nastaviť na správny čas.

Voľba režimu

Súčasné stlačenie tlačidiel výberu (A) a prírastku (B) umožní striedanie možností režimu medzi časom a alarmom.

Nastavenie času

Nastavenie času je v režime 24H.

Pomocou tlačidla výberu (A) presuňte diódu LED v hornom riadku. Označuje stĺpec, v ktorom je možné zmeniť čas. Selektívne stĺpce zodpovedajú H, H, M & M.

Kde H = hodiny a M = minúty.

Po výbere stĺpca stlačte tlačidlo Inkrementovať (b), opakovaným zvýšením počtu o jedno stlačenie pri každom stlačení. Počty sú uvedené v binárnom čísle, koniec koncov sú to binárne hodiny.

Tlačidlo prírastku iba zvýši počet a akonáhle sa dosiahne maximum, vynuluje sa, ďalším stlačením sa počet opäť zvýši.

Hneď ako je nastavený čas prvého stĺpca, stlačte tlačidlo výberu pre ďalší stĺpec a potom pomocou tlačidla Zvýšiť nastavte čas stĺpca.

Poznámka: *** Keď nastavíte čas alebo budík, budete musieť zadať čas do vybratého stĺpca, aj keď čas v stĺpci zostane nezmenený, pretože preskočením stĺpca nastavíte čas stĺpca na nulu ****

Opakujte postup, kým nenastavíte čas pomocou všetkých 4 stĺpcov.

Piatykrát stlačte tlačidlo Výber, čím sa presunie do piateho stĺpca, a čas je nastavený.

Nastavenie budíka

Nastavenie času budíka sa vykonáva rovnakým spôsobom ako pre čas.

Aby sa alarm spustil v požadovaný čas, nechajte režim nastavený na alarm.

Ak chcete alarm vypnúť, nastavte Režim na Čas.

Ak chcete zobraziť nastavený čas budíka, prepnite režim medzi časom a budíkom a na krátky čas sa zobrazí čas budíka, potom sa vráťte k zobrazeniu aktuálneho času.

Čas alarmu nie je uložený v RTC, preto ak je odpojené napájanie, bude potrebné resetovať.

Krok 5: Zaboxujte to

Projekt bude sedieť v príslušnom uhle na zobrazenie hodín, ale krabica dodáva pocit trvalosti.

Môžete si kúpiť krabicu vhodnej veľkosti a vyrezať a vyvŕtať príslušné oblasti, aby sa Microbit zmestil do zásuvky.

Avšak; dodatočne som chcel duplikovať tlačidlá Microbit spolu s ďalšími ovládacími prvkami a indikátormi.

Na identifikáciu tlačidiel bude spravidla potrebné do poľa použiť legendy.

Tieto je možné aplikovať ručne; maľované, gravírované alebo nanášajúce štítky.

Metódou realizácie všetkých týchto možností by bola 3D tlač boxu, ale najskôr by sme museli vytvoriť súbor CAD, pomocou ktorého vytvoríme súbor tlačiarne.

Možnosti vytvárania súborov sú ručne kreslené alebo kreslené pomocou kódu.

Rozhodol som sa pre „nakreslené kódom“pomocou Tinkercad CodeBlocks

Súbory pre Box Box a Box Base nájdete na Tinkercad CodeBlocks

Krok 6: Návrh blokového kódu

Krabica je dvojdielna a pozostáva z podstavca a veka.

Štyri rohové otvory pre skrutky budú použité na zaistenie veka výrezom na ľavej strane, aby bol umožnený vstup pre konektor USB.

Veko bude mať výrez pre konektor Microbit a požadované prepínače, navyše akýkoľvek text bude vytlačený priamo na veko a otvory pre skrutky budú zarovnané so základnými stĺpikmi.

Doska RTC bude pripevnená k spodnej strane veka 4 stĺpmi a 4 skrutkami.

Veľkosť škatule a veka je 70 x 105 x 31 mm

Kód pre veko a základňu je k dispozícii v TinkerCad CodeBlocks.

Krok 7: 3D tlač

Načítajte súbory do Cura a použite vami preferované nastavenia krájača.

Použité nastavenia.

Kvalita: 0,15 mm

Výplň: 80%, Tri-Hexagon

Základ: Brim

Uložte súbory a potom ich vytlačte.

Vďaka aplikácii Cura môžete načítať oba súbory naraz na rovnakú oblasť tlače a tlačiť naraz.

Krok 8: Vyplňte

Veko škatule je potlačené zapusteným textom, ktorý bude naplnený farebnou 2 -dielnou epoxidovou živicou.

Živica sa zmieša s pomerom 2 dielov živice k 1 dielu tvrdidla a potom sa primieša nepriehľadný farebný pigment.

Zvolená farba bola žltá, aby kontrastovala s pozadím. Biela by bola ďalšou voľbou.

Po premiešaní sa živica nakvapká do vybrania pomocou koktailovej tyčinky na prenos malých kvapiek živice, ktoré sa používajú na postupné vyplnenie vybrania v písmenách.

Odolajte vloženiu príliš veľkého množstva živice naraz, pretože pravdepodobne skončíte so vzduchovými bublinami alebo príliš veľkým prepadom na okolitý povrch, čo znamená, že po vytvrdnutí budete musieť viac odstraňovať čistenie a brúsenie.

Vyplňujte teda pomaly, aby bola zakrytá spodná časť písmena, a dokončite ho s mierne vyvýšeným povrchom.

Akonáhle je živica vytvrdená, na vyrovnanie povrchu bude potrebné ľahké brúsenie, začnite s triedou P240, ktorá postupuje k jemnejším stupňom podľa potreby, aby ste dosiahli hladký povrch, a nakoniec dokončite leštením.

Nevyvíjajte príliš veľký tlak a otáčky, inak dôjde k prehriatiu PLA a živice vzniknutej na matnom povrchu v dôsledku zachytávania zrnitosti. Trocha vody nanesená počas procesu brúsenia bude pôsobiť ako mazivo a chladivo.

Krok 9: Zostavenie

Microbit sa zmestí do zásuvky v dvoch smeroch tak, aby smeroval k hlavnej časti RTC, aby smeroval von.

Ak sú však otočené k hlavnej časti RTC, prepojovacie spojenia nie je možné použiť, ak je Microbit odvrátený od hlavnej časti dosky, môžeme tieto spojenia využiť.

Zostava sa začína spájkovaním pravouhlého konektora SIL kolíka na RTC, čo má umožniť vytváranie spojení pomocou konektorov push fit.

RTC je vybavený 4 * M3 (10+6 mm), M/F podperami s maticami M3, ktoré sú pripevnené k veku pomocou 4 * M3 (8 mm), skrutiek v prefabrikovaných otvoroch.

Spínače sú osadené v prefabrikovaných otvoroch veka.

Potrebné pripojenia sú tieto:

GND, 3V, P1 (sada), P2 (výstraha), P5 (sel) a P11 (vrátane)

Poznámka *** Rezistory (1R) na diagrame pre P5 a P11 sú jednoducho referenčné body pripojenia, pretože priame pripojenie k týmto kolíkom na blokoch Microbit v kóde nie je v súčasnej dobe k dispozícii. ***

P5 je externé pripojenie pre tlačidlo A, ktoré je prepojené dočasným prepínačom SPST. Jedno pripojenie na P5 a druhý pin je pripojený na GND, toto tlačidlo slúži na výber stĺpcov počas nastavovania času.

P11 je externé pripojenie pre tlačidlo B, ktoré je prepojené dočasným prepínačom SPST. Jedno pripojenie na P11 a druhý pin je pripojený na GND, jeho tlačidlo slúži na zvýšenie počtu počas nastavovania času.

P1 je prepínač SPDT (zapnutý-zapnutý), ktorý sa používa na povolenie alebo zakázanie možností nastavenia. Stredový kolík ide na P1, zatiaľ čo jeden kolík je pripojený k GND a druhý k 3 V cez 10k odpor. To umožňuje, aby sa na tento kolík aplikovali H (3V) a L (0V). Keď je P1 pripojený k 3 V, umožní to možnosti nastavenia času a keď 0 V vypne nastavenie času. Tým sa kontroluje, či tlačidlá A & B majú nejaký účinok.

P2 je prepínač SPDT (on-off-on), ktorý sa používa na zapnutie alebo vypnutie výstražného signalizátora a voliteľných externých svetiel.

Výstražný signál je Piezo bzučiak (jednoducho pripevnený obojstrannou lepiacou podložkou), ktorý vyžaduje impulzný pohon, ktorý poskytuje Microbit.

Krok 10: Nakoniec

Zostavili ste prvky v krabici, naprogramovali ste Microbit a zasunuli ju do zásuvky na krabici.

Potom použite napájanie a nastavte čas.

Užite si to.

Druhý v súťaži o blokový kód