Miniaturowy zegar wielomodowy M-Clock: 11 kroków

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:31

Minimalistyczny zegar? Zegar wielotrybowy? Zegar matrycowy?

Jest to projekt zegara wielotrybowego oparty na MSP430G2432. Można go montować bez lutowania i przy minimalnym użyciu narzędzi. Przy ograniczonej rozdzielczości wyświetlania 8x8 pikseli, ten 12-godzinny zegar pokazuje czas w 6 różnych trybach. Wykorzystuje minimalne komponenty (tylko 5 do 7 części) i minimalne okablowanie (4 przewody). Cały projekt wraz z baterią mieści się w płytce stykowej 1,5" x 2". Bonusowe jajko „Tetris” jak gra, zobacz ostatnie kroki projektu.

Cechy

• Minimalna ilość komponentów, 5 części.
• Minimalne okablowanie, wymagane tylko 4 przewody. Zasilanie bateryjne od 3V do 3,6V.
• Korzystanie z timera watchdoga, aby zachować czas, tryb uśpienia wyłączania (LPM3) pobiera moc uA.
• Kryształ 32 Khz, aby zachować dokładny czas podczas snu.
• Uruchamia zegar kalibrowany 1Mhz DCO, gdy jest aktywny (wyświetla czas).
• Jest to zegar 12H, a nie 24H i nie ma wskaźnika AM/PM.
• Aplikacja pisanka gry Tetris.

Krok 1: Tryb GGMM

Tryb HHMM, typowe godziny plus minuty przewijania cyfr z separatorem dwukropka. Zdjęcie poniżej nie jest jasne, ponieważ cyfry się przewijają.

Krok 2: Tryb sekund

Tryb sekund, pokazuje tylko sekundy

Krok 3: Tryb Tix

Tryb Tix, matryca led jest podzielona na ćwiartki, górne ćwiartki pokazują godzinę w wartościach bcd (dziesiętne zakodowane binarnie). są one reprezentowane przez liczbę kropek wskazujących cyfry. dolne kwadranty pokazują minuty w bcd. tj. dla 4:32 pokazuje brak kropki + 4 kropki w górnej połowie i 3 kropki + 2 kropki w dolnej połowie.

Krok 4: Tryb kości

Tryb kości, matryca led jest podzielona na dwa zestawy „kostek”. przy czym górna para pokazuje godziny od 1 do 12, dolna para kostek pokazuje minuty w 5-minutowych odstępach. Co sekundę kostka będzie się obracać pomiędzy możliwymi wartościami. Na przykład czwarta godzina może być reprezentowana przez kombinacje 0 + 4, 1 + 3 i 2 + 2 z 1 lub 2 kostkami. Poniżej, dla 4:32 pokazuje wartość kości górne 4 + dolne 6 (5 + 1), wylicza się na 4 godziny, 6 x 5 = 30 min, z obciętymi nieparzystymi 2 minutami, ponieważ reprezentujemy tylko wartości 5-minutowych przyrostów.

Krok 5: Tryb cyfr

Tryb cyfr, mała skondensowana czcionka 3x3 służy do wyświetlania godzin i minut bez konieczności przewijania cyfr. Cyfry minut przesuwają się w lewo i prawo na sekundę, a cyfra godziny (w godzinach od 1 do 9) przesuwa się od prawej do lewej, wskazując co 10 sekund przesunięcie w ciągu minuty. Na zdjęciu widać 4:33 i około 30+ sekund.

Krok 6: Tryb binarny

W trybie binarnym (naprawdę jest to bcd lub kodowane binarnie dziesiętne), cyfry godziny, minuty i sekundy są wyświetlane jako binarne kropki w różnych kolumnach w matrycy led. kolumny 0 i 1 (od lewej) reprezentują cyfry godziny, kolumna 2 jest wygaszona, kolumny 3 i 4 oznaczają cyfry minut, kolumna 5 jest wygaszona, kolumny 6 i 7 oznaczają drugie cyfry. Poniżej przedstawiamy czas 4:34:16.

Krok 7: Jak to działa

Obwód wykorzystuje multipleksowanie rzędów i kolumn do sterowania diodami LED, jeden rząd na raz, co daje 12,5% cyklu pracy, gdy „zestawy” diod led (8 z nich w każdym z 8 rzędów) są włączane na krótko. Rezystory ograniczające prąd są eliminowane, aby oszczędzić nieruchomość płytki stykowej, a ponieważ nie sterujemy ciągle pojedynczymi diodami, nie ulegną one uszkodzeniu.

Kontrolka (interfejs użytkownika) jest również zaaranżowana tak, że do wprowadzania danych używamy tylko jednego przycisku dotykowego. firmware przechwytywanie długich naciśnięć przycisków (naciśnij i przytrzymaj) w celu obracania menu i normalnych naciśnięć przycisków w celu wyboru menu. Migrując ten projekt z mcu AVR do mcu msp430, umożliwiłem znacznie dokładniejsze śledzenie czasu. Podczas wyświetlania (tj. świecenia) projekt działa z częstotliwością 1 MHz DCO. MSP430 mcu ma fabrycznie skalibrowane wartości zegara. Gdy nie jest wyświetlany, ten projekt przechodzi do LPM3 (tryb niskiego poboru mocy 3), aby oszczędzać energię. W LPM3 nie można użyć zegara DCO, a projekt przełącza się na użycie AClk opartego na krysztale 32 Khz, aby zachować czas.

Krok 8: Komponenty/Części

• MSP430G2432 (lub inne 20-pinowe urządzenia serii G z lampą błyskową 4k+)
• Wyświetlacz matrycowy LED 8x8 (tylko czerwony, jest to projekt 3V)
• przycisk dotykowy, potrzebujesz 3, jeśli chcesz włączyć grę Tetris
• Kryształ zegara 32 Khz;
• CR2032 lub inne źródło baterii 3 V

Krok 9: Układ tabliczki chlebowej

Matryca led 8x8 ma rozmiar kropki 1,9mm i jest wspólną katodą, jeśli masz wspólny typ anody, możesz zmienić kilka wierszy w kodzie do przyjęcia. Zobacz załączone zdjęcia i schemat i sprawdź, czy masz odpowiednie wyprowadzenia. Wygląda na to, że są one dość powszechne i jeśli kupujesz przez eBay, większość dostawców ma takie same piny, nawet jeśli numer modelu jest inny.

Krok 10: Schemat / Montaż

• Postępuj zgodnie z układem płytki prototypowej i umieść dwa przewody połączeniowe na mini płytce prototypowej
• Umieść MSP430G2432 mcu
• Umieść kryształ 32 Khz
• Umieść przycisk dotykowy
• Umieść źródło zasilania (używam ogniwa guzikowego CR2032)
• Na koniec umieść matrycę led 8x8 na górze MSP430G2432

Kod źródłowy i firmware dla projektu można pobrać z mojego repozytorium github, potrzebne pliki to mclock.c (źródło) i M-Clock.hex (binarny firmware)

Krok 11: Easter Egg / Tetris Like Game

Dzięki dodatkowej przestrzeni flash na MCU jestem w stanie zmieścić się w grze podobnej do Tetrisa. Ta aplikacja z jajkiem wielkanocnym jest możliwa dzięki umieszczeniu dodatkowych / opcjonalnych przycisków dotykowych we właściwych pozycjach płytki stykowej.

Naciśnięcie dowolnego przycisku gry (lewego lub prawego), gdy zegar pokazuje, rozpocznie grę. Sterowanie grą odbywa się za pomocą lewego i prawego przycisku, aby przesuwać pionek w poziomie, a przycisk zegara w trybie gry działa jak przycisk obracania pionkiem. W tej implementacji nie ma spadku prędkości. Po zakończeniu gry (pionki ułożone do sufitu) wynik (liczba wyeliminowanych rzędów) zostanie krótko pokazany jako 2 migające cyfry.