الساعة الرقمية التناظرية: 4 خطوات (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:40

كان سبب صنع هذه الساعة هو أن ساعتي الأصلية من ايكيا لم تعد تعمل وأحببت حقًا هيكل هذه الساعة. لقد وجدت أنه من الضياع التخلص من الساعة وقررت إعادة استخدامها لساعة تناظرية / رقمية.

كان بإمكاني صنع ساعة عادية لكنني قررت صنع شيء مختلف. مثل أي ساعة أخرى ، فإنها تظهر الوقت ولكن ليس بطريقة قياسية. باستخدام 60 مصباحًا ثنائي اللون أحمر / أخضر ، تعرض الساعة الوقت. تُستخدم المصابيح الحمراء لإظهار الساعات وتعرض المصابيح الخضراء الدقائق. تتم الإشارة إلى الثواني بمصباح LED أصفر (أحمر + أخضر) يمشي ومصباح LED أصفر وامض في وسط الساعة.

يتطلب بعض الممارسة لمعرفة كيفية قراءة الساعة. نظرًا لاستخدام مصابيح LED لإظهار كل من الساعات والدقائق ، فإنها تحتاج إلى طريقة خاصة لعرض الوقت. يتم عرض الوقت على شكل شريط من مصابيح LED حيث يظهر الشريط الأطول إما الساعات أو الدقائق. إذا تم تقديم الشريط الأطول بالساعات ، فإن الشريط الأقصر يعرض الدقائق باللون الأخضر ويظهر الجزء المتبقي الساعات باللون الأحمر. من أجل جعل الساعة أكثر قابلية للقراءة في الحالات التي تكون فيها الأشرطة قصيرة ، أضفت مؤشر ساعة باستخدام مؤشر LED الأحمر. إذا أصبحت الدقائق أكبر من الساعات ، يتم تبديل الأشرطة ، أي تصبح جميع الدقائق الخضراء السابقة حمراء لإظهار الساعات وسيظهر الجزء المتبقي الدقائق ، لذا في الواقع ، يصبح اللون الأخضر كله أحمر والعكس صحيح.

من الصعب إلى حد ما شرح كيفية عملها ، لذا يرجى مشاهدة الفيديو. نظرًا لتعدد إرسال مصابيح LED ، يبدو كما لو أن مصابيح LED تومض في الفيديو. يتم التقاط هذا بالكاميرا فقط وليس بالعين المجردة.

كما هو الحال دائمًا ، قمت ببناء هذا المشروع حول وحدة التحكم الصغيرة المفضلة لدي ، وهي PIC ، باستخدام لغة برمجة JAL ولكن يمكنك أيضًا استخدام Arduino.

الخطوة 1: التصاميم

في المجموع ، صنعت ثلاثة إصدارات مختلفة من الساعة قبل أن أشعر بالرضا. تم تصميم هذه الإصدارات على النحو التالي:

1. استخدام بلورة قياسية 20 ميجا هرتز للموافقة المسبقة عن علم. مع هذا التصميم ، كانت الساعة غير متزامنة بعد ثانية واحدة من التشغيل. كان هذا كثيرًا. إلى جانب ذلك ، ضاع الوقت عند إيقاف تشغيل الساعة نظرًا لعدم وجود بطارية احتياطية في التصميم.
2. باستخدام وحدة ساعة DS1302. الشيء الجميل في هذه الوحدة هو أنها تحتوي على بطارية احتياطية حتى لا يضيع الوقت عند إيقاف تشغيل الساعة. عندما اختبرت الساعة مع هذه الوحدة ، كانت الساعة غير متزامنة لمدة 7 ثوانٍ! بعد يوم واحد. أعتقد أن السبب في ذلك هو وجود الكريستال الخاطئ أو التصميم السيئ لثنائي الفينيل متعدد الكلور.
3. باستخدام وحدة ساعة DS3231. تحتوي هذه الوحدة أيضًا على بطارية احتياطية وهي أكثر دقة من DS1302. عملت الساعة بشكل جيد مع هذه الوحدة ، لذلك استخدمت هذا للتصميم النهائي. وبسبب ذلك ، لم تعد الموافقة المسبقة عن علم بحاجة إلى بلورة.

تم وضع التصميم الكامل في ثلاثة مخططات تخطيطية:

1. مراقب الساعة باستخدام الموافقة المسبقة عن علم
2. قيادة السائق باستخدام سجلات التحول
3. 60 مصباح ثنائي اللون

الخطوة 2: المكونات المطلوبة

يجب أن يكون لديك المكونات التالية لهذا المشروع:

• قطعة من اللوح
• متحكم PIC 16F1823
• 3 سجل التحول 74HC595
• 1 صفيف دارلينجتون الترانزستور ULN2803A
• مقابس IC: 1 * 14-pin، 3 * 16-pin، 1 * 18-pin
• وحدة الساعة DS3231
• 2 مفاتيح الضغط
• المقاومات: 2 * 33 كيلو ، 8 * 100 أوم ، 8 * 47 أوم
• 1 مكثف إلكتروليتي 100 فائق التوهج / 16 فولت
• 4 مكثفات 100 nF
• المصابيح: 60 2 ملم ثنائي اللون (أحمر / أخضر) ، 1 5 ملم أصفر
• قابس جاك 3 مم
• محول 5 فولت ، على سبيل المثال الذي يستخدم لشحن الهاتف الذكي. تأكد من أنه مصدر طاقة حقيقي 5 فولت.
• اختياري: رؤوس لتوصيل الأجزاء الخارجية باللوحة
• قشارة الأسلاك والأسلاك كينار
• مسكن لساعتك.

شاهد المخططات التخطيطية حول كيفية توصيل المكونات. يتطلب بعض اللحام ، خاصة لتوصيل 60 LEDs. يتم تضمين الرسوم التخطيطية في الملف المضغوط.

الخطوة الثالثة: بناء الساعة

الق نظرة على الصور حول كيفية بناء الساعة. لقد بدأت بإزالة الأجزاء الداخلية للساعة الأصلية وبعد ذلك قمت بحفر 60 ثقبًا بحجم 2 مم لمصابيح LED ثنائية اللون في اللوحة الأمامية. ثم قمت بطلاء اللوحة الأمامية باللون الأسود وأضفت قطعة من البلاستيك لتغطية الفتحة حيث تم وضع العقارب الأصلية للساعة. الآن يوجد مؤشر LED أصفر في هذا الموضع.

ثم قمت بتركيب جميع مصابيح LED الـ 60 ، واستخدمت بعض الغراء الساخن لإبقائها في موقعها وربطها بسلك Kynar ببعضها البعض. أخيرًا وليس آخرًا ، قمت بتجميع اللوح بجميع المكونات.

على الغطاء الخلفي ، قمت بتركيب زري الضغط ومقبس الطاقة. انس أمر اللوح الإضافي الذي قمت بلصقه على الظهر كما هو موضح في الصورة. لقد أضفت ذلك لأنه في تصميمي الأول ، كانت الأزرار الانضغاطية موجودة هناك ولكنني كنت بحاجة إلى نقلها لأنه كان علي إضافة وحدة DS3231 ولم أتمكن من العثور إلا على مكان كانت فيه تلك الأزرار عندما قمت بتصميم أول تصميم لي.

الخطوة 4: البرنامج

كما ذكرنا سابقًا ، تمت كتابة البرنامج لـ PIC16F1823 باستخدام لغة البرمجة JAL. تعمل الموافقة المسبقة عن علم على ساعة داخلية تبلغ 32 ميجاهرتز. كما ذكرنا سابقًا ، يتم توقيت الساعة بواسطة وحدة الساعة DS3231.

يقوم البرنامج بالمهام الرئيسية التالية:

• تهيئة وحدة DS3231 باستخدام واجهة I2C. ستولد الوحدة إشارة مدتها ثانية واحدة متصلة بدبوس المقاطعة للموافقة المسبقة عن علم. تستخدم الموافقة المسبقة عن علم هذه المقاطعة 1 ثانية لقراءة الوقت من وحدة DS3231.
• قيادة 60 LEDs ثنائية اللون عبر مسجلات الإزاحة. في الرسم التخطيطي ، يمكن ملاحظة أن مصابيح LED متصلة في مصفوفة 16 × 8. هذا يقلل من عدد الأسلاك اللازمة لتوصيل جميع مصابيح LED. يتطلب تصميم المصفوفة هذا أن تحتاج الموافقة المسبقة عن علم إلى مضاعفة مصابيح LED حتى تتمكن من إضاءتها بشكل فردي. يتم مضاعفة مصابيح LED على أساس المقاطعة حيث يكون تردد التحديث 70 هرتز غير مرئي للعين البشرية.
• التعامل مع الأزرار الانضغاطية. تستخدم هذه لتعيين الوقت ، واحد لضبط الساعات والآخر لضبط الدقائق. يجب الضغط على كلا الزرين لتنشيط وضع ضبط الوقت. عند تحديد وضع ضبط الوقت ، سيظل المصباح الأصفر قيد التشغيل باستمرار. بعد 5 ثوانٍ من عدم استخدام الأزرار الانضغاطية ، تعود الساعة إلى وضع التشغيل العادي وسيبدأ مؤشر LED الأصفر في الوميض.

شاهد الفيديو الثاني حول كيفية ضبط الوقت.

يتم إرفاق ملف مصدر JAL وملف Intel Hex لبرمجة الموافقة المسبقة عن علم في الملف المضغوط. إذا كنت مهتمًا باستخدام متحكم الموافقة المسبقة عن علم مع JAL - لغة برمجة تشبه باسكال - قم بزيارة موقع JAL.

استمتع ببناء مشروعك الخاص وتطلع إلى ردود أفعالك.