ساعة رقمية من الخشب الصلب: 11 خطوة (مع صور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:41

كيفية بناء ساعة رقمية خشبية تعمل بالطاقة بواسطة atmega168 (اردوينو) مع منبه وألعاب مدمجة.

فكرت لأول مرة في صنع هذا عندما رأيت ساعة LED مغطاة بقشرة خشبية. أحببته عندما رأيته حتى رأيت السعر. هذا عندما قررت بناء بلدي ، كنت أرغب في بنائه مقابل أقل من ذلك بكثير ، من الخشب الصلب ولعب الألعاب!

الخطوة 1: ما تحتاجه

المواد: - ألواح خشبية مقاس 4 ، 18 بوصة × 4 بوصة × 1 بوصة (ذهبت مع خشب القيقب) - 85 مصباح LED أحمر - 85 مصباح LED أخضر (اختياري) - 1 4 إلى 16 سنًا من Demiltiplexer - 15 ترانزستورات NPN (مثل 2N3904) - 1 متحكم ATMEGA168 (أو Arduino) - 1 20 ميجا هرتز كريستال - 1 5 Volt Regulator - 2220 فائق التوهج (لتسوية ارتفاع الطاقة) - 1 راديو الجيب القديم - مقابس صوت 2 1/8 بوصة - محول حائط تيار مستمر 5-9 فولت - 1 (أو أكثر) وحدة تحكم (أذرع) الألعاب القديمة - 4 3-1 / 2 براغي خشبية - سلك صلب صلب (أسهل في العمل معه) - لحام - عصي غراء ساخنة - غراء أبيض - ورق رملي لوحدة التحكم في اللعبة أستخدم عصا تحكم أتاري 2600 (أو حتى مجداف إذا قمت بإعادة البرمجة) ، ولكنه متوافق أيضًا مع وحدات تحكم نظام Sega Master ، أو عصا التحكم Atari 7800 (نظريًا) أو حتى وحدات تحكم Sega Genesis. - مسدس الغراء الساخن

الخطوة 2: تحضير اللوحة الأمامية

خذ أفضل قطعة من لوحة 1 "x4" x1-1 / 2 'واختر أفضل جانب ليكون مقدمة الساعة.

حاول تجنب أي عقدة أو عيوب مرئية في الخشب لأنها ستجعل من الصعب للغاية حفر ثقوب LED. ابدأ بطباعة القالب المرفق بهذه الخطوة بمقياس 1: 1. ألصقه على الجانب الخلفي من اللوحة الأمامية ، بحيث يكون الجانب الجيد متجهًا لأسفل عندما تكون النسخة المطبوعة متجهة لأعلى. خذ اللوحة الأمامية وضعها على جانب القالب أعلى اللوحة ذات المظهر الأسوأ. ثم ضع ذلك على مكبس الحفر. خذ مثقابًا أكبر قليلاً من لقمة الهواية ذات النهايات المسطحة واضبط مقياس العمق بحيث يكون الطرف على بعد 0.8-1 مم فقط فوق اللوحة السفلية ، وهذا حتى لا يمر عبر اللوحة الأمامية. أقترح بشدة استخدام لوحة اختبار أولاً لمعرفة ما إذا كانت تعمل. حفر ما لا يقل عن 10 ثقوب اختبار (سيتم استخدامها لاحقًا!). يجب أن يكون الضوء القوي قادرًا على السطوع من حيث انتهى طرف المثقاب. قم بعمل ثقب واحد في كل دائرة على القالب كما في الصورة أدناه.

الخطوة 3: قم بإنهاء اللوحة الأمامية

هذه الخطوة صعبة للغاية ، والهدف منها هو استخدام أداة الهواية لجعل نهايات الثقب مسطحة بحيث يضيء الضوء بشكل متساوٍ.

ابدأ بوضع أداة الهواية في مكبس الحفر (تأكد من ترك أكثر من 1 بوصة من الظرف). في ملاحظة السلامة ، هذه ليست الطريقة التي تم تصميم القطعة لاستخدامها ، وهي تشكل خطرًا ، لذا كن إضافيًا دقيق. اضبط مقياس العمق بحيث يكون البت بالكاد فوق اللوحة السفلية كما في الصورة الثالثة. قم بربط البت بفتحة اختبار واضغط برفق لمدة ثانية واحدة واتركها. اضغط عليها لأسفل لمدة ثانية واحدة مرة أخرى ثم اتركها وأوقف المثقاب. تم إيقاف المثقاب حتى تتمكن من كشط أي تراكم من أسفل القطعة. إذا لم تقم بذلك ، فسيؤدي ذلك إلى حرق الفتحة مما يؤدي إلى تغير لون الوجه. كرر هذا حتى تشعر بالرضا مقدار الضوء الذي يضيء من خلاله (انظر الصور أدناه للحصول على مرجع). بمجرد أن تشعر بالراحة في حفر الثقوب ، انتقل إلى القطعة الأخيرة من الخشب وحفر كل حفرة. كن حذرًا من أن هذا يتطلب الصبر ، فلا تتعجل فيه أو قد تحرق حفرة وتضطر إلى إعادة التشغيل.

الخطوة 4: تحضير الألواح الوسطى

تُعد هذه الخطوة الألواح الوسطى لاستيعاب الإلكترونيات.

إذا أخطأت في الخطوة الأخيرة ، فلن يتم فقد الخشب ، فاستخدمه هنا! في هذه الخطوة ، كل ما عليك فعله هو قطع ثقب في كل من الألواح الوسطى أكبر قليلاً من حجم مصفوفة LED ، بحيث تتلاءم جميع الأسلاك والإلكترونيات بالداخل. لقد فعلت ذلك عن طريق حفر الدعامات المتبقية للوحة الأمامية الفاشلة واستخدام إزميل لتنظيفها. كرر هذا لأكبر عدد تريده من اللوحات ، لقد استخدمت 2.

الخطوة 5: تحضير اللوحة الخلفية

في هذه الخطوة ، استخدم القالب المرفق للحفر وإخراج الثقوب لموصل DB9 المستخدم لوحدة التحكم ، ومقبس الصوت 2 1/8 المستخدم للطاقة والراديو.

لنحت منفذ وحدة التحكم ، قم بالبحث عن الخط الداخلي في القالب. بعد ذلك ، قم بنحت الجزء الخارجي من القالب بعمق 10 مم باستخدام إزميل (كن حذرًا في هذه الخطوة ، إنها حادة). لحفر الثقوب للمقابس 1/8 بوصة ، ابدأ بحفر حفرة كبيرة بما يكفي لتناسب طرف مقبس الصوت. بعد ذلك ، قم بحفر ثقب أكبر من داخل اللوحة إلى مسافة 3 مم من السطح الخارجي (هذا يعتمد على المقبس الخاص بك). هذا يسمح لطرف المقبس بالجلوس بشكل مريح في الفتحة الأصغر مع إخفاء الباقي خلف الخشب. في هذه المرحلة ، ستحتاج إلى توصيل الأسلاك بمنافذ الطاقة والصوت ووحدة التحكم. منفذ وحدة التحكم ، قم بتوصيل السلك من السن 5 إلى السلك من السن 6 كما هو موضح في الصورة الأخيرة.أخيرًا ، اربط جميع المنافذ باللوحة الخلفية باستخدام الغراء الساخن من الداخل.

الخطوة 6: جندى المصفوفة

في هذه الخطوة ، ضع واحدًا من كل نوع من مصابيح LED في كل فتحة حتى تثبت في مكانها. إذا كنت تستخدم 2 من مصابيح LED مقاس 5 مم مثلي ، فستحتاج إلى توسيع الثقوب الخاصة بمصابيح LED. كن حذرًا عند القيام بذلك ، يمكن أن يمسك لقمة الحفر بسهولة ويسحب اللوحة لأعلى ، مما يؤدي إلى ثقب الفتحة.

إذا كنت تستخدم 2 من مصابيح LED ، فعند إدخال مصابيح LED في الفتحات ، ضع الكاثودات في منتصف الفتحة ، بحيث يلتقي الجانبان المسطحان. لبدء اللحام ، قم أولاً بثني جميع الكاثودات (خيوط أقصر) لأسفل بحيث تشكل 17 عمودًا قريبًا جدًا من اللوحة ، ثم قم بلحامها معًا. لتلحيم الأنودات معًا ، قم أولاً بثني كل أنود لون واحد لأعلى ثم ثنيها أفقيًا ، لذلك هناك 5 صفوف أنود لهذا اللون. قم بثني أطراف ألوان الأنود الأخرى لأسفل ثم أفقيًا ، بحيث تشكل 5 صفوف أخرى من الأنود. الآن قم بلحام جميع الصفوف معًا بحيث يكون هناك ما مجموعه 10. الجزء الأخير من هذه الخطوة هو لحام الأسلاك في الصفوف والأعمدة لتوصيل الإلكترونيات بها. عند اختيار طول السلك ، قم بتشغيل السلك من الصف / العمود إلى المكان الذي تريد وضع الإلكترونيات فيه وإضافة 5-10 سم إضافية للعمل بها.

الخطوة 7: ابدأ في تجميع اللوحات

في هذه الخطوة ، ستحتاج إلى لوحة وسطى واحدة ولوحة أمامية وقطعتين من الخشب "قربانيتين" (سيتم انحشارها بشكل ملحوظ).

للبدء ، خذ الغراء الأبيض وقم بتطبيقه على الجانب الأمامي من اللوحة الوسطى ، ولا تخف من تطبيق الكثير ، إنه أفضل من القليل جدًا. باستخدام إصبع ، امسح الغراء بالتساوي عبر الجانب كله والصقه على الجانب الخلفي من اللوحة الأمامية (انظر الصور لمزيد من التوضيح). لتكوين رابطة قوية ، ضع قطعة واحدة من الخشب "المضحي" على جانبي القطع الملصقة الآن وقم بربطها معًا (تأكد من محاذاتها بسرعة ، لأنها تجف بسرعة). للحصول على أفضل ختم ، قم بتثبيته بكل ما لديك (انظر الصورة الثانية أدناه) ، ولكن احرص على عدم كسر الخشب أو ثقب فتحات LED.

الخطوة الثامنة: برمجة المتحكم الدقيق

قد تبدو هذه الخطوة بسيطة ، ولكن يمكن أن تكون محيرة إذا لم يتم إجراؤها بشكل صحيح ، لقد قمت بتحميل البرنامج على atmega168 باستخدام avrisp mk II للتحايل على محمل الإقلاع على معظم الشرائح المستخدمة مع Arduino. هذا لأنني كنت أرغب في بدء التشغيل الفوري ، كما أنه يتيح مساحة أكبر للبرنامج (على الرغم من أنه ليس كثيرًا). للقيام بذلك ، هناك موارد جيدة هنا وهنا وهنا لنسخ محمل الإقلاع. بدلاً من أداة تحميل التشغيل ، ما عليك سوى استخدام ملف.hex الموجود في مجلد التطبيق الصغير لمجلد رسم اردوينو (وهو المجلد الذي أرفقته بهذه الخطوة والمقدمة). لتغيير أي جوانب من الملف ، قمت أيضًا بتضمين الكل من الكود المعلق ، ما عليك سوى النقر فوق `` تحميل إلى اللوحة '' (ستحصل على خطأ ما لم يكن لديك اردوينو متصل) لإعادة الترجمة وسيتغير ملف.hex إلى الكود الجديد. 20.0 ميجا هرتز بالضبط ، لذلك ستحتاج إلى معايرتها للحفاظ على دقة الوقت. للقيام بذلك ، فقط قم بتغيير متغير oneMin في الكود ، لي هو 60116. يتم تجميع سرعة الساعة حاليًا لتعمل عند 20 ميجاهرتز. لتغييره ، ستحتاج إلى تغيير بعض الأرقام في تفضيلات اردوينو وملفات تعريف اللوحة ، كما هو موجود هنا.

الخطوة 9: بناء الإلكترونيات

لبناء الإلكترونيات ، اتبع التخطيطي المرفق. لقد أرفقت المخطط كملف bmp ، وحجمين مختلفين من PDF ، وملف.ms10 الأصلي الذي تم إنشاؤه في برنامج متعدد الوسائط للأدوات الوطنية ، لأولئك الذين يرغبون في استخدامه.

ترتبط كاثودات مصابيح LED بمخرجات مُضاعِف الإرسال ، حيث يكون العمود الأيسر من مصابيح LED هو العمود 0. يحتاج مزيل تعدد الإرسال إلى غرق مصابيح LED واحدًا تلو الآخر ، مثل الموجود في ورقة البيانات المرفقة. يتم توصيل أنودات مصابيح LED بمجموعة من 3 ترانزستورات. هذا يعني أن الترانزستور الأول لديه الطاقة مباشرة من المحول المتصل بدبوس المجمع الخاص به ، ويتم توصيل دبوس الأنود المقابل (من وحدة التحكم الدقيقة) بالبوابة. كما أن الباعث يذهب مباشرة إلى بوابة الترانزستور الثاني ، وباستخدام المقاوم 1 كيلو أوم يتم توصيله ببوابة الترانزستور الثالث. يحتوي الترانزستور الثاني على جامعه متصل بالدبوس الأخضر (الدبوس 1 على اردوينو) وباعثه متصل بالصف الأخضر (أو أعلى رسم LED). ثم يتم توصيل جامع الترانزستور الثالث بالدبوس الأحمر (دبوس 0 في اردوينو) وباعثه متصل بصف LED المقابل. تجدر الإشارة إلى أنني طلبت صفوف LED من 0 في الأعلى إلى 4 في الأسفل. يتم توصيل طاقة الراديو بدبوس السماعة (رقم 9 في اردوينو) ، بحيث يتم تشغيله عند سماع صوت الإنذار ويقوم تلقائيًا بضبط أقوى محطة. تحتوي جميع دبابيس وحدة التحكم (المسامير التناظرية 0-5) على مقاوم سحب 200 كيلو أوم. تعلق المسامير من 0-5 (متبوعة برقم DB9 المقابل) بوحدة التحكم بالترتيب التالي: أعلى (1) ، أسفل (2) ، يسار (3) ، يمين (4) ، زر 1 (5 و 6) ، button2 (9 ، اختياري أيضًا). دبوس 7 على موصل DB9 هو + 5V والدبوس 8 أرضي. شاهد الصور للحصول على بعض التعليقات والمؤشرات ، ولكن إذا كان هناك شيء غير واضح فأعلمني في التعليقات وسأبذل قصارى جهدي للمساعدة. بالنسبة للمنافذ وصفوف وأعمدة LED ، أقترح تثبيت مآخذ بحيث يمكن إزالة الأجزاء بسهولة أو تبديلها. الآن قم بتوصيل السلك بمصابيح LED والطاقة ووحدة التحكم والاختبار. قبل إدخال أي رقائق ، تأكد من أن الطاقة التي يتلقونها هي 5 فولت الصحيحة ، حتى لا يتم إتلافها.

الخطوة 10: قم بإنهاء الساعة

في هذه الخطوة ، قم بتثبيت كل الألواح معًا ، ثم باستخدام القالب المرفق بهذه الخطوة ، قم بحفر ثقوب تجريبية لأربعة براغي خشبية (فقط حتى بداية اللوحة الأمامية ، وهذا هو سبب لصق اللوح الخلفي). إذا كنت ترغب في ذلك ، يمكنك غرق الثقوب بشكل عكسي حتى تستقر البراغي.

الآن أدخل البراغي في الثقوب. آخر شيء يجب فعله هو تنظيف الحواف. خذ المنشار الميتري وقم بقص النهايات بمسافة متساوية من المسامير الموجودة على كلا الجانبين كما في القالب (كن حذرًا جدًا في هذه المرحلة حتى لا تحدث ثقبًا في المنشار!). الآن فقط قم برمل أي حواف غير مستوية أو خشنة (وليس الحواف الأمامية) وانتهى الأمر!.

الخطوة 11: كيفية استخدام الساعة

لضبط الوقت ، اضغط مع الاستمرار على الزر لمدة 3 ثوانٍ ، يجب أن تتحول الشاشة إلى اللون الأسود. لتغيير الرقم الوامض ، ادفع لأعلى ولأسفل. للتبديل بين الأرقام ادفع إلى اليسار واليمين. أثناء التبديل بين الأرقام ، ستأتي إلى النقطتين ، عندما تقوم بالتبديل بين النقطتين صباحًا ومساءً بالضغط لأعلى ولأسفل ، سيتغير اللون بين الأحمر والأخضر (صباحًا ومساءً هما ما تريدهما أن يكونا). اضغط على الزر مرة أخرى لضبط الوقت. للتبديل بين الوظائف الأخرى المختلفة ، اضغط على الزر 1. من الممكن أيضًا الضغط على الزر 2 (ليس في وحدات التحكم atari 2600) لتشغيل الراديو وإيقافه. للعودة إلى الساعة ، اضغط مع الاستمرار على الزر 1 في أي وقت. ترتيب وظائف البرنامج على النحو التالي: المنبه - اضبط نفس طريقة الساعة.1-D Pong - الأمر كله يتعلق بالتوقيت ، يتم تشغيله عن طريق الضغط / لأسفل لاختيار عدد اللاعبين وزر البطانة 1 للتأكيد. للعب زر الضغط 1 (للاعب 1) أو الزر 2 (للاعب 2) عندما تأتي الكرة نحوك ، ولكن ليس مبكرًا أو متأخرًا وإلا ستفوتك. يجب جمع جميع المفاتيح لفتح المخرج. "القفز" - لعبة منصة ، تجنب النقاط الحمراء ولا تسقط للوصول إلى أبعد ما يمكن. إذا كان لديك أي أسئلة ، فلا تتردد في ترك تعليق ! اسمحوا لي أن أعرف ما هو رأيك.