Reloj digital de madera maciza: 11 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:44

Cómo construir un reloj digital de madera alimentado por un atmega168 (arduino) con alarma y juegos integrados.

Primero pensé en hacer esto cuando vi un reloj LED cubierto por una chapa de madera. Me gustó cuando lo vi, hasta que vi el precio. Fue entonces cuando decidí construir la mía propia, quería construirla por mucho menos, ¡con madera maciza y juegos!

Paso 1: lo que necesita

Materiales: - 4 tablones de madera de 18 "x 4" x 1 "(elegí Maple) - 85 LED rojos - 85 LED verdes (opcional) - 1 Demiltiplexor de 4 a 16 pines - 15 transistores NPN (como el 2N3904) - 1 Microcontrolador ATMEGA168 (o Arduino) - 1 cristal de 20 MHz - 1 regulador de 5 voltios - 2 condensadores de 220 uF (para nivelación de picos de potencia) - 1 radio de bolsillo antigua - 2 tomas de audio de 1/8 "- 1 adaptador de pared de 5-9 V CC - 1 (o más) Controlador (s) de juego antiguo - 4 tornillos para madera de 3-1 / 2 "- Alambre de núcleo sólido (más fácil de trabajar) - Soldadura - Varillas de pegamento caliente - Pegamento blanco - Papel de lija Para el controlador de juego, uso un joystick Atari 2600 (o incluso una paleta si lo reprogramas), pero también es compatible con los controladores del sistema maestro de Sega, los joysticks Atari 7800 (teóricamente) o incluso los controladores Sega Genesis. Herramientas: - Prensa de taladro - Broca de herramienta de hobby de extremo plano - Soldador - Pistola de pegamento caliente

Paso 2: Prepare la placa frontal

Tome la mejor pieza de la tabla de 1 "x4" x1-1 / 2 'y elija el mejor lado para que sea el frente del reloj.

Trate de evitar nudos o defectos visibles en la madera porque harán que sea infinitamente más difícil perforar los agujeros del LED. Comience imprimiendo la plantilla adjunta a este paso a una escala de 1: 1. Péguelo con cinta adhesiva a la parte posterior de la placa frontal, de modo que el lado bueno quede hacia abajo cuando la impresión esté hacia arriba. Tome la tabla frontal y colóquela con la plantilla hacia arriba sobre la tabla que se ve peor. Luego pon eso en la taladradora. Tome una broca un poco más grande que la broca de hobby de punta plana y ajuste el medidor de profundidad para que la punta esté a solo 0,8-1 mm por encima de la tabla inferior, para que no atraviese completamente la tabla frontal. Sugiero encarecidamente usar primero una placa de prueba para ver si funciona. Taladre al menos 10 orificios de prueba (¡se usarán más adelante!). Una luz fuerte debe poder brillar a través de donde termina la punta del taladro. Taladre un agujero en cada uno de los círculos de la plantilla como se muestra en la imagen de abajo.

Paso 3: Termina la placa frontal

Este paso es muy desafiante, el objetivo es usar la broca de la herramienta de hobby para hacer que los extremos del orificio sean planos para que la luz brille uniformemente.

Comience colocando la broca de la herramienta de hobby en la prensa de taladro (asegúrese de dejar más de 1 fuera del portabrocas). En una nota de seguridad, esta no es la forma en que está diseñada para usarse la broca y es un peligro, así que tenga más cuidado. con cuidado. Ajuste el medidor de profundidad de modo que la broca quede apenas por encima de la tabla inferior como en la tercera imagen. Alinee la broca con un orificio de prueba y mantenga presionada suavemente durante 1 segundo y suéltela. Mantenga presionada nuevamente durante 1 segundo y luego suéltela. y apague el taladro. El taladro se apaga para que pueda raspar cualquier acumulación de la parte inferior de la broca. Si no lo hace, quemará el orificio y hará que la cara se decolore. Repita esto hasta que esté satisfecho con cuánta luz atraviesa (vea las imágenes a continuación para obtener una referencia). Una vez que se sienta cómodo con la perforación de los orificios, pase a la última pieza de madera y perfore cada orificio. Tenga en cuenta que esto requiere paciencia, no se apresure ni puede quemar un agujero y tener que reiniciar.

Paso 4: Prepare las placas intermedias

Este paso prepara las placas intermedias para acomodar la electrónica.

Si cometiste un error en el último paso, la madera no se pierde, ¡úsala aquí! Para este paso, todo lo que necesita hacer es cortar un agujero en cada una de las placas del medio un poco más grande que el tamaño de la matriz de LED, para que todos los cables y la electrónica quepan dentro. Hice esto perforando los soportes restantes de una tabla frontal defectuosa y usando un cincel para limpiarla. Repita esto para tantas tablas como desee, usé 2.

Paso 5: Prepare el tablero trasero

Para este paso, use la plantilla adjunta para perforar y tallar los orificios para el conector DB9 que se usa para el controlador y los conectores de audio de 2 1/8 que se usan para la alimentación y la radio.

Para tallar el puerto del controlador, taladre la línea interior en la plantilla. A continuación, talle la parte exterior de la plantilla a 10 mm de profundidad con un cincel (tenga cuidado con este paso, está afilado). Para perforar los orificios para los conectores de 1/8 , comience perforando un orificio lo suficientemente grande como para que entre el extremo del conector de audio. A continuación, haga un orificio más grande desde el interior de la placa hasta 3 mm de la superficie exterior (esto depende de su conector). Esto permite que el extremo del conector se asiente cómodamente en el orificio más pequeño con el resto oculto detrás de la madera. En este punto, querrá conectar los cables a los puertos de alimentación, audio y controlador. el puerto del controlador, conecte el cable del pin 5 al cable del pin 6 como se ve en la última imagen. Finalmente, fije todos los puertos a la placa trasera con pegamento caliente en el interior.

Paso 6: suelde la matriz

Para este paso, coloque uno de cada tipo de LED en cada orificio para que encajen en su lugar. Si usó 2 LED de 5 mm como yo, deberá ensanchar los orificios para los LED. Tenga cuidado al hacer esto, la broca puede agarrarse mucho más fácilmente y levantar la tabla, sacando el agujero.

Si usó 2 LED, cuando inserte los LED en los orificios, coloque los cátodos en el medio del orificio, de modo que los 2 lados planos se encuentren. Para comenzar a soldar, primero doble todos los cátodos (cables más cortos) hacia abajo para que formen 17 columnas muy cerca de la placa, luego sueldelos juntos. Para soldar los ánodos juntos, primero doble todo el ánodo de un color hacia arriba y luego dóblelo horizontalmente, de modo que haya 5 filas de ánodo para ese color. Doble los cables del otro color de ánodo hacia abajo y luego horizontalmente, de modo que formen otras 5 filas de ánodo. Ahora suelde todas las filas juntas para que haya un total de 10. La parte final de este paso es soldar cables a las filas y columnas para que se conecten los componentes electrónicos. Al elegir la longitud del cable, hágalo pasar desde la fila / columna hasta el lugar donde desea que se coloquen los componentes electrónicos y agregue 5-10 cm adicionales para trabajar.

Paso 7: Comience a ensamblar las placas

Para este paso, necesitará una tabla del medio, la tabla frontal y 2 piezas de madera 'de sacrificio' (se abollarán notablemente).

Para comenzar, tome el pegamento blanco y aplíquelo en la parte frontal de la tabla del medio, no tenga miedo de aplicar demasiado, es mejor que muy poco. Con un dedo, limpie el pegamento uniformemente por todo el lado y péguelo en la parte posterior del tablero frontal (vea las imágenes para obtener más aclaraciones). Para hacer una unión fuerte, coloque una pieza de madera 'de sacrificio' a cada lado de las piezas ahora pegadas y fíjelas juntas (asegúrese de alinearlas rápidamente, porque se seca rápido). Para hacer el mejor sello, sujételo con todo lo que tenga (vea la segunda imagen a continuación), pero tenga cuidado de no romper la madera o sacar los orificios del LED.

Paso 8: programe el microcontrolador

Este paso puede parecer simple, pero puede ser confuso si no se realiza correctamente. Cargué el programa en el atmega168 usando un avrisp mk II para eludir el cargador de arranque en la mayoría de los chips utilizados con Arduino. Esto se debe a que quería un inicio instantáneo, y también permite más espacio para el programa (aunque no mucho). Para hacer esto, hay buenos recursos aquí, aquí y aquí para grabar un gestor de arranque. En lugar del gestor de arranque, simplemente use el archivo.hex que se encuentra en la carpeta del subprograma de la carpeta de bocetos de arduino (que es la que he adjuntado a este paso y a la introducción). Para cambiar cualquier aspecto del archivo, también he incluido todos del código comentado, simplemente haga clic en 'cargar a la placa' (obtendrá un error a menos que tenga un arduino enchufado) para volver a compilar y el archivo.hex cambiará al nuevo código. ser exactamente 20.0Mhz, por lo que deberá calibrarse para mantener la hora exacta. Para hacer esto, simplemente cambie la variable oneMin en el código, la mía es 60116. La velocidad del reloj está actualmente compilada para funcionar a 20 MHz. Para cambiarlo, deberá cambiar algunos números en las preferencias de arduino y los archivos de definición de placa, como se encuentra aquí.

Paso 9: construya la electrónica

Para construir la electrónica, siga el esquema adjunto. Adjunto el esquema en formato bmp, dos tamaños diferentes de PDF y el archivo.ms10 original creado en el software multisim de national instruments, para quienes así lo deseen.

Los cátodos de los LED se conectan a las salidas del multiplexor, siendo la columna izquierda de LED la columna 0. El demultiplexor necesita hundir los LED de uno en uno, como el que se encuentra en la hoja de datos adjunta. Los ánodos de los LED están conectados a un grupo de 3 transistores. Esto es para que el primer transistor tenga la energía directamente del adaptador conectado a su pin colector, el pin del ánodo correspondiente (del microcontrolador) está conectado a la puerta. También tiene el emisor yendo directamente a la puerta del segundo transistor, y usando una resistencia de 1kOhm se conecta a la puerta del tercer transistor. El segundo transistor tiene su colector conectado al pin verde (pin 1 en el arduino) y su emisor conectado a la fila verde (o su LED de mayor consumo). El tercer transistor luego tiene su colector conectado al pin rojo (pin 0 en arduino) y su emisor conectado a la fila de LED correspondiente. Cabe señalar que ordené las filas de LED desde 0 en la parte superior hasta 4 en la parte inferior. La potencia de la radio está conectada al pin del altavoz (pin 9 en arduino), de modo que cuando suena la alarma, se enciende y sintoniza automáticamente la estación más fuerte. Todos los pines del controlador (pines analógicos 0-5) tienen una resistencia pull-up de 200 kOhmios. los pines de 0-5 (seguidos del número DB9 correspondiente) se conectan al controlador en el siguiente orden: arriba (1), abajo (2), izquierda (3), derecha (4), botón1 (5 y 6), button2 (9, también opcional). el pin 7 del conector DB9 es + 5V y el pin 8 está a tierra. Vea las imágenes para ver algunos comentarios y sugerencias, pero si algo no está claro, hágamelo saber en los comentarios y haré todo lo posible para ayudar. Para los puertos y las filas y columnas de LED, sugiero instalar enchufes para que las piezas se puedan quitar o intercambiar fácilmente. Ahora conecte el cable a los LED, alimentación y controlador y pruebe. Antes de insertar cualquier chip, asegúrese de que la potencia que está recibiendo sea la correcta de 5 V, para que no se destruya.

Paso 10: Termina el reloj

Para este paso, sujete todas las tablas juntas, luego, usando la plantilla adjunta a este paso, taladre agujeros piloto para los 4 tornillos para madera (solo hasta el comienzo de la tabla frontal, por lo que el de atrás está pegado). Si lo desea, puede avellanar los orificios para que los tornillos queden al ras.

Ahora inserte los tornillos en los agujeros. Lo último que debe hacer es limpiar los bordes. Tome la sierra ingletadora y corte los extremos a la misma distancia de los tornillos de cada lado como en la plantilla (¡tenga mucho cuidado en este punto para no hacer un agujero en la sierra!). Ahora solo lije los bordes irregulares o ásperos (no el frente) y listo.

Paso 11: Cómo usar el reloj

Para configurar la hora, presione y mantenga presionado el botón durante 3 segundos, la pantalla debería volverse negra. Para cambiar el número que parpadea, presione hacia arriba y hacia abajo. Para cambiar entre números, presione hacia la izquierda y hacia la derecha. Mientras cambia entre números, llegará a los dos puntos, cuando en los dos puntos cambie entre AM y PM presionando hacia arriba y hacia abajo, el color cambiará entre rojo y verde (AM y PM son lo que usted quiera que sean). Presione el botón nuevamente para ajustar la hora. Para cambiar entre las otras funciones, presione el botón 1. También es posible presionar el botón 2 (no en los controladores atari 2600) para encender y apagar la radio. Para volver al reloj, mantenga presionado el botón 1 en cualquier momento. El orden de las funciones del software es el siguiente: Alarma: se configura de la misma manera que el reloj. 1-D Pong: se trata de cronometraje, se reproduce presionando hacia arriba / abajo para elegir el número de jugadores y el botón de casquillo 1 para confirmar. Para tocar el pulsador 1 (para el jugador 1) o el botón 2 (para el jugador 2) cuando la pelota viene hacia ti, pero no demasiado temprano o tarde o de lo contrario te perderás. Laberinto: encuentra la salida, es un laberinto, pero Hay que recoger todas las llaves para abrir la salida. "Jump" - Un juego de plataformas, evita los puntos rojos y no te caigas para llegar lo más lejos posible. Si tienes alguna pregunta no dudes en dejar un comentario ! Déjame saber lo que piensas.