Reloj binario Arduino - Impreso en 3D: 5 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:43

He estado buscando relojes binarios durante algún tiempo para mi escritorio de oficina, sin embargo, son bastante caros y / o no tienen una gran cantidad de funciones. Así que decidí hacer uno en su lugar. Un punto a considerar al hacer un reloj, Arduino / Atmega328 no es muy preciso durante períodos de tiempo más largos (algunas personas han visto más de 5 minutos de error en 24 horas), por lo que para este proyecto usaremos un RTC (Real Time Reloj) Módulo para mantener el tiempo. Estos también tienen una ventaja adicional de que tienen su propia batería de respaldo para que no se pierda el tiempo en caso de falla de energía. Opté por el módulo DS3231 porque tiene una precisión de 1 minuto por año, pero también podría usar un DS1307, pero no es tan preciso. Obviamente, no necesita usar todas estas funciones, simplemente puede hacer el reloj binario básico y ahorrar tal vez entre £ 10 y £ 12 en el proceso. Opté por un formato de reloj de 12 horas para mantener el tamaño bajo y reducir los recuentos de LED, y también es más fácil de leer. (¡¡El sentido común es todo lo que necesitas para saber si es AM o PM !!)

Solía:

1 x Arduino Nano (uno de los baratos de eBay) - Aproximadamente £ 3

1 x Módulo RTC (i2C) - Aproximadamente £ 3

1x Sensor de temperatura / humedad RHT03 - Aproximadamente £ 4

1x Módulo de pantalla OLED de 0.96 (i2C) - Aproximadamente £ 5

11 x LED de sombrero de paja azul - Aproximadamente £ 2

Resistencia de 11 x 470 Ohmios - Aproximadamente £ 1

1 x Resistencia de 10KOhmios - Aproximadamente £ 0.30

1 x carcasa impresa en 3D - Aproximadamente £ 12

más una pequeña cantidad de placa de tira y soldadura

Costo total de construcción = £ 30

Paso 1: construya los módulos LED

Los módulos LED se componen de 3 o 4 LED que tienen las patas positivas conectadas entre sí y las patas negativas conectadas a una resistencia de 470 ohmios. Esta resistencia limita la corriente a través del LED a aproximadamente 5 mA. El número máximo de LED que pueden estar encendidos en cualquier momento es 8, por lo que el consumo máximo de corriente en el Arduino es de aproximadamente 40 mA de entrada y 40 mA de salida, por lo que un total de 80 mA, dentro de la región de comodidad del arduino.

A continuación, se sueldan los cables de conexión y se cubren las resistencias con tubos termorretráctiles.

Paso 2: Circuito de reloj binario

El eje de este proyecto es Arduino Nano. Vamos a utilizar la mayoría de sus pines aquí. El módulo RTC y la pantalla están en el bus i2C para que puedan compartir todas las conexiones. Simplemente conecte las conexiones 5v, 0v, SDA y SCL a ambos módulos (conecté el mío en cadena para mantener el cableado abajo). Luego, SDA se conecta al pin A4 en el arduino y SCL se conecta al pin A5.

A continuación, conecte el RHT03 (DHT22). nuevamente, esto fue conectado en cadena para conexiones de 5v y 0v, pero el pin 2 se conectó directamente al pin D12 de Arduino. No olvide agregar la resistencia de 10KOhm entre 5V y la conexión de señal como se muestra en el diagrama.

A continuación, conecte los módulos LED. La alimentación de cada módulo está conectada a los pines 9, 10 u 11 (no importa cuál, ya que solo proporcionan una señal PWM para ajustar el brillo del LED).

Conecte el lado negativo de cada LED a los pines correspondientes en el diagrama.

Paso 3: Diseñe e imprima la carcasa

En primer lugar, mida todos los módulos de modo que tenga calculadas las posiciones de montaje y los tamaños de las aberturas.

Usé el software CAD 3D DesignSpark Mechanical para crear mi reloj y mi base, pero también podrías usar cualquier buen software 3D. DesignSpark Mechanical se puede descargar y usar de forma gratuita y hay muchos tutoriales sobre cómo hacer las cosas. Otro software 3D gratuito es SketchUp, nuevamente tiene muchos tutoriales en línea, por lo que casi todas las tareas están cubiertas.

Al final, debe tener un archivo de salida que esté en formato. STL para que pueda imprimirse. He incluido mis archivos para mayor facilidad.

Si no tiene la suerte de tener una impresora 3D, puede realizar impresiones 3D a través de Internet. Hay bastantes impresoras en línea disponibles con tarifas muy razonables. Usé un sitio web llamado 3Dhubs y me costó poco menos de £ 15 imprimir ambas partes.

Imprimí ambas partes en ABS técnico ya que la tasa de contracción es muy pequeña en comparación con otros materiales.

Una vez que regrese de las impresoras, deberá limpiar las piezas y tal vez sea necesario un lijado ligero. También le di al mío una capa ligera de pintura en aerosol, pero quería mantener el aspecto "impreso", así que no fui demasiado duro en el lijado.

Paso 4: Montaje

Simplemente coloque todos los módulos / circuito en la carcasa impresa limpia. Se requiere una pequeña cantidad de pegamento para unirlos en su lugar a las clavijas de localización internas. También se utilizó una pequeña cantidad de pegamento para unir los módulos LED en su lugar. (sí, es una tachuela azul que se puede ver en la imagen. Yo la usé para sujetar los módulos mientras se fraguaba el pegamento)

No olvide colocar la batería en el módulo RTC durante la instalación.

Luego, coloque el Arduino en su posición de modo que el puerto mini USB se asoma por la parte posterior del reloj.

Finalmente, coloque la base y atornille en su posición (asegúrese de tener un buen tamaño de orificio para los tornillos para que no muerdan demasiado el plástico, ya que se fracturará fácilmente)

Paso 5: Encendido y configuración de la hora

Antes de encender, deberá obtener algunas bibliotecas de Arduino para que esto funcione.

Necesitarás:

RTClib

Biblioteca DHT22

Biblioteca de pantalla OLED (es posible que también necesite la biblioteca adafruit GFX)

Puede encontrar muchos tutoriales en línea sobre cómo agregar estas bibliotecas, por lo que no entraré aquí.

El reloj se alimenta del puerto Mini USB en la parte posterior. Simplemente conecte esto a su computadora y abra Arduino Sketch 'Binary_Clock_Set.ino'

Este boceto tomará la fecha y hora actual configuradas en la PC en el momento en que se compila el boceto y lo cargará en el reloj en el ciclo de configuración. Cargue esto en el reloj y se establecerá la hora. Sin desconectar el reloj (para que el ciclo de configuración no se inicie nuevamente), abra el otro boceto de Arduino 'Binary_Clock.ino' y cárguelo en el reloj. Este es el boceto de ejecución normal

Si se pierde la alimentación (usb) entre estos 2 pasos, deberá repetir ambos, ya que la hora será incorrecta.

El boceto 'Binary_Clock_Set.ino' ahora solo es necesario si el reloj debe configurarse nuevamente, es decir, horario de verano, etc.