Jam Biner Mikro: 10 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:53

Proyek Tinkercad »

Setelah sebelumnya membuat Instructable (Binary DVM), yang memanfaatkan area tampilan terbatas menggunakan biner.

Itu hanya langkah kecil setelah sebelumnya membuat modul kode utama untuk konversi Desimal ke Biner untuk membuat Jam Biner tetapi satu-satunya hal yang hilang adalah RTC (Jam Waktu Nyata).

Namun, Microbit tidak memiliki build di RTC.

RTC memungkinkan realisasi proyek jam dengan cadangan baterai.

Dengan demikian, proyek berikut menggunakan Microbit dan Kitronik RTC untuk membuat jam 24 jam dengan tampilan Biner dan juga memiliki opsi alarm.

Perangkat lunak proyek yang akan dijalankan di Microbit akan dibuat di Blok Makecode.

Perlengkapan:

MicroBit V1 atau V2

Casing pelindung MicroBit (opsional)

Buat kode

Kitronik RTC

CR2032

Blok kode

Cura

pencetak 3D

1 * sakelar SPDT (hidup-hidup)

1 * sakelar SPDT (hidup - mati - hidup)

2 * SPST (biasanya terbuka), sakelar sesaat

4 * M3 (10+6mm), kebuntuan M/F dengan mur M3

4 * M3 (8mm), sekrup

Konektor M/F kabel jumper, 100mm, 28AWG pra-dibuat dengan steker dan soket.

1 * Piezo Buzzer (tidak ada Drive)

Persediaan ini tersedia dari sejumlah outlet dan Anda mungkin memiliki pemasok pilihan Anda sendiri.

Langkah 1: Menentukan Area Tampilan

Meskipun area tampilan terbatas dalam jumlah data yang dapat ditampilkan pada satu waktu, itu cocok untuk tampilan data bit.

Dengan demikian ada area yang cukup untuk menampilkan kata biner 4 x 4 bit untuk mewakili waktu dengan mode notifikasi dan pemilihan.

Layar dibagi menjadi 3 area utama; Waktu, Seleksi dan Mode.

Waktu

Enam belas LED ditetapkan ke Waktu, setiap kolom dari 4 LED ditetapkan ke interval waktu, intervalnya dalam bentuk H, H, M & M.

Setiap bit dari kata Biner memiliki bobot 1, 2, 4 & 8 dengan LSB pada baris 4 dan MSB pada baris 1

Setiap kata biner 4 bit memungkinkan hitungan 0 hingga 15, yang lebih dari cukup untuk format waktu 24 jam, membutuhkan jumlah maksimum per kolom 2, 9, 5 & 9.

Pilihan

Satu baris dari 4 LED pada baris 0 digunakan untuk mengidentifikasi kolom waktu yang dipilih saat memasukkan waktu.

Mode

Satu kolom 5 LED pada kolom 4 digunakan untuk mengidentifikasi Mode, Fungsi dan Operasi.

Centang - LED 4, 0 berkedip on & off digunakan untuk menunjukkan Detik dan operasi.

Waktu - LED 4, 1 menunjukkan mode Waktu saat aktif. (Mode default saat dinyalakan)

Alarm - LED 4, 2 menunjukkan mode Alarm saat aktif.

Pemberitahuan Alarm - LED 4, 3 & LED 4, 4 berkedip saat Alarm dipicu.

Langkah 2: RTC (Jam Waktu Nyata)

RTC adalah detak jantung aplikasi, memungkinkan pengaturan & menjaga waktu yang akurat.

Rincian lebih lanjut dari RTC dapat ditemukan di Kitronik.

RTC menyediakan pasokan teregulasi yang meniadakan kebutuhan untuk memberi daya pada Microbit dengan konektor USB atau JST-nya sendiri dan cadangan baterai disediakan untuk mempertahankan waktu jika terjadi kehilangan daya.

Sebelum menggunakan RTC, Anda perlu memuat paket Ekstensi.

Menggunakan Makecode dari ikon Pengaturan, pilih Ekstensi dan ketik Kitronik RTC dalam pencarian.

Pilih paket untuk menginstalnya dan itu akan ditambahkan ke ekstensi lainnya.

Ada sejumlah blok kode untuk membaca dan menulis ke RTC.

Kami hanya akan membutuhkan 4 blok kode ini untuk Jam Biner.

Ini akan digunakan untuk menulis waktu yang disetel ke RTC dan membaca waktu kembali untuk memperbarui tampilan jam.

Langkah 3: Mengkodekan Jam

Bagian pertama dari kode ini adalah program inisialisasi variabel, array dan teks informatif.

init

Bclk – Jam Biner

<Sel - Tombol memilih kolom yang akan disesuaikan untuk pengaturan waktu.

Inc – tombol B menambah waktu.

Menekan kedua tombol A & B bersamaan akan mengubah mode antara Waktu & Alarm.

Strval – adalah nilai string yang berisi waktu dalam bentuk “HH:MM:SS” yang dikembalikan dari RTC

Hanya HH & MM yang digunakan untuk menampilkan atau mengatur waktu.

Mode – mempertahankan nilai mode untuk Waktu = 1 dan Alarm = 2 dipilih dengan kombinasi tombol A+B.

Periode – adalah nilai untuk kolom waktu, dipilih dengan tombol A.

0 = kolom 0 (H), 1 = kolom 1 (H), 2 = kolom 2 (M), 3 = kolom 3 (M)

Tick_en – Mengaktifkan = 1 atau Menonaktifkan = 0 indikator centang (detik).

Inc – Penyimpanan antara nilai pengaturan waktu tambahan.

Tm_list – menyimpan nilai setiap kolom waktu selama pengaturan.

Alarm – Mengaktifkan atau Menonaktifkan indikator Alarm.

Selamanya terus memanggil fungsi centang.

Kutu

Fungsi centang yang biasanya diaktifkan, menampilkan LED hidup/mati bergantian di sudut kanan atas untuk menunjukkan operasi dan detik.

Selain itu, ia memanggil fungsi showtm yang membaca RTC dan memprosesnya untuk ditampilkan dalam biner, sementara juga memanggil mode_alarm, jika ini diaktifkan menampilkan LED pemberitahuan alarm di sudut kanan bawah.

pertunjukan

Fungsi showtm, memanggil rdtime dan nilai yang digunakan dari ini adalah strval yang berisi string waktu.

Sebuah loop dibuat yang bertambah melalui strval mengekstraksi setiap nomor tunggal dan mengabaikan pemisah ":"

Setiap nomor tunggal kemudian diubah menjadi setara biner dengan fungsi dec2bin dan ditugaskan ke kolom yang benar.

Waktu

Fungsi rdtime, membaca 5 karakter pertama dalam string yang dikembalikan dari RTC (mengabaikan bagian detik), dan meneruskannya ke strval.

Jika alarm disetel (Mode = 2), maka nilai yang disetel alarm dibandingkan dengan nilai yang dikembalikan oleh RTC, jika ada kecocokan maka alarm = 1 jika tidak ada kecocokan alarm = 0.

Alarm_mode saat diaktifkan menampilkan dua LED bergantian hidup/mati di sudut kanan bawah kolom 4.

Des2bin

Fungsi dec2bin mengubah angka desimal menjadi biner dan menampilkannya di kolom yang benar.

Angka yang akan dikonversi diteruskan melalui nilai dan kolom tampilan diteruskan melalui col.

List2 adalah larik di mana kata biner 4-bit dari proses konversi biner disimpan.

Sebuah loop dimulai yang hasil untuk membagi nilai dengan 2 sisanya disimpan dalam elemen array nilai integer dibagi 2, ini diulang sampai nilai integer <=1 dan nilai terakhir ini ditempatkan dalam array.

Nilai desimal satu digit terbesar adalah 9 dan dalam biner ini adalah 1001 sebagai kata 4-bit.

Array kemudian perlu diproses dalam urutan terbalik untuk hasil yang benar.

Sebuah loop kemudian dimulai untuk menyalakan LED yang benar di kolom yang sesuai, ini dilakukan untuk setiap kemunculan satu dalam kata biner 4-bit.

Antarmuka manusia dilakukan dengan tombol.

Tombol A

Ini memilih kolom di mana nilai waktu akan dimasukkan dan menampilkan LED yang menyala di atas kolom yang dipilih pada baris 4.

Setelah semua kolom waktu diperbarui, penambahan pilihan ke kolom ke-5 akan memperbarui variabel waktu.

Jika mode = 1 RTC diperbarui jika tidak, waktu Alarm diperbarui.

tombol B

Ini adalah tombol kenaikan dan penambahan kolom waktu yang dipilih.

Untuk mengurangi kesalahan dan menghemat waktu untuk mendapatkan nilai yang benar, nilai maksimum yang dapat dimasukkan per kolom dibatasi berdasarkan nilai waktu untuk sistem waktu 24 jam.

Nilai maksimum ini disimpan di tm_max, satu per kolom waktu dan dipilih secara otomatis berdasarkan kolom waktu.

Nilai maksimumnya adalah H = 2, H = 9, M = 5, M = 9

Nilai kenaikan dikonversi ke biner di dec2bin dan tampilan diperbarui.

Tombol A+B Pemilihan mode

Menekan kedua tombol secara bersamaan memungkinkan pemilihan antara mode Waktu atau mode Alarm mode yang sesuai ditampilkan di layar.

Tergantung pada mode mana yang dipilih, tampilan diperbarui untuk menunjukkan Waktu atau waktu yang disetel Alarm.

Langkah 4: Operasi

Unduh file Hex ke Microbit, masukkan baterai CR2032 ke RTC.

Colokkan Microbit ke RTC dan nyalakan papan RTC melalui USB atau terminal sekrup.

LED Tick akan mulai berkedip dan segera setelah ini waktu akan ditampilkan.

Jika ini adalah penggunaan pertama kali, waktu yang ditampilkan kemungkinan besar salah dan perlu diatur ke waktu yang benar.

Mode pilihan

Menekan tombol Seleksi (A) & Kenaikan (B) bersama-sama akan memungkinkan siklus opsi Mode antara Waktu & Alarm.

Mengatur Waktu

Pengaturan waktu dalam mode 24H.

Gunakan tombol Pilihan (A), untuk memindahkan LED melintasi baris atas, ini menunjukkan kolom di mana waktu dapat diubah. Kolom pilihan sesuai dengan H, H, M & M.

Dimana H = Jam dan M = Menit.

Setelah memilih kolom, tekan tombol Increment (b), berulang kali untuk menambah hitungan satu per satu pada setiap penekanan. Hitungannya ditunjukkan dalam biner, setelah semua itu adalah Jam Biner.

Tombol kenaikan hanya menambah hitungan dan setelah maksimum tercapai diatur ulang ke nol, penekanan lebih lanjut akan menambah hitungan lagi.

Setelah waktu kolom pertama diatur, tekan tombol Pilihan untuk kolom berikutnya kemudian gunakan tombol Kenaikan untuk mengatur waktu kolom.

Catatan: *** Saat Anda menyetel Waktu atau Alarm, Anda harus memasukkan waktu di kolom yang dipilih meskipun waktu di kolom tidak berubah karena melewatkan kolom menyetel waktu kolom itu ke nol ****

Ulangi proses sampai waktu telah ditetapkan menggunakan semua 4 kolom.

Tekan tombol Pilihan untuk kelima kalinya untuk memindahkannya ke kolom kelima dan waktunya diatur.

Menyetel Alarm

Menyetel waktu Alarm dilakukan dengan cara yang persis sama seperti untuk Waktu.

Agar Alarm terpicu pada waktu yang diperlukan, biarkan Mode disetel ke Alarm.

Untuk mematikan Alarm, atur Mode ke Waktu.

Untuk menampilkan pengaturan waktu Alarm, siklus Mode antara Waktu dan Alarm dan waktu Alarm akan ditampilkan untuk waktu yang singkat sebelum kembali ke tampilan waktu saat ini.

Waktu Alarm tidak disimpan di RTC, oleh karena itu jika daya dimatikan akan memerlukan pengaturan ulang.

Langkah 5: Kotak Itu

Proyek akan duduk pada sudut yang tepat untuk melihat jam tetapi sebuah kotak menambahkan rasa keabadian.

Anda dapat membeli kotak berukuran sesuai dan memotong dan mengebor area yang sesuai untuk memungkinkan Microbit masuk ke dalam soket.

Namun; selain itu saya ingin menduplikasi tombol Microbit bersama dengan kontrol dan indikator lainnya.

Biasanya, legenda perlu diterapkan ke kotak untuk mengidentifikasi tombol.

Ini bisa diterapkan dengan tangan; dicat, terukir atau menerapkan label.

Metode untuk mewujudkan semua opsi ini adalah dengan mencetak kotak 3D tetapi pertama-tama kita perlu membuat file CAD untuk membuat file printer.

Opsi pembuatan file digambar tangan atau digambar dengan kode.

Saya memilih "digambar dengan kode" menggunakan Tinkercad CodeBlocks

File untuk Box Lid dan Box Base dapat ditemukan di Tinkercad CodeBlocks

Langkah 6: Blok Desain Kode

Kotak adalah desain dua bagian yang terdiri dari alas dan penutup.

Empat lubang sekrup sudut akan digunakan untuk mengamankan tutupnya dengan lubang di sisi kiri untuk memungkinkan masuknya colokan USB.

Tutupnya akan memiliki potongan untuk konektor Microbit dan sakelar yang diperlukan, selain itu teks apa pun akan dicetak langsung pada tutupnya dan lubang sekrup akan sejajar dengan pilar dasar.

Papan RTC akan dipasang ke bagian bawah tutup dengan 4 pilar dan 4 sekrup.

Ukuran kotak plus tutup adalah 70 x 105 x 31 mm

Kode untuk Tutup dan Basis tersedia di CodeBlocks TinkerCad.

Langkah 7: Pencetakan 3D

Muat file ke Cura dan terapkan pengaturan alat pengiris pilihan Anda.

Pengaturan yang diterapkan.

Kualitas: 0.15mm

Isi: 80%, Tri-Hexagon

Dasar: Brim

Simpan file Anda lalu cetak.

Dengan Cura, Anda dapat memuat kedua file secara bersamaan di area cetak yang sama dan mencetak sekaligus.

Langkah 8: Isi

Tutup kotak dicetak dengan teks tersembunyi yang akan diisi dengan resin epoksi 2 bagian berwarna.

Resin dicampur dengan perbandingan 2 bagian resin dengan 1 bagian pengeras kemudian dicampur dengan pigmen warna buram.

Warna yang dipilih adalah Kuning untuk kontras dengan latar belakang. Putih akan menjadi pilihan lain.

Setelah dicampur resin diteteskan ke dalam ceruk dengan menggunakan tongkat koktail untuk mentransfer gumpalan kecil resin yang digunakan untuk secara bertahap mengisi ceruk dalam huruf.

Tahan memasukkan terlalu banyak resin dalam sekali jalan karena Anda mungkin akan berakhir dengan gelembung udara dan atau membuat terlalu banyak luapan ke permukaan sekitarnya yang berarti Anda akan memiliki lebih banyak pembersihan dan pengamplasan setelah sembuh.

Jadi isi perlahan untuk memastikan bagian bawah surat tertutup dan bangun dengan finishing dengan permukaan yang sedikit terangkat.

Setelah resin mengeras, beberapa pengamplasan ringan akan diperlukan untuk meratakan permukaan, mulai dengan grade P240 berlanjut ke grade yang lebih halus seperti yang diperlukan untuk mendapatkan hasil akhir yang halus dan akhirnya finishing dengan poles.

Jangan terlalu banyak menekan dan terlalu cepat atau Anda akan memanaskan PLA dan resin yang mengakibatkan permukaan kusam karena pengambilan grit, sedikit air yang diterapkan selama proses pengamplasan akan bertindak sebagai pelumas dan pendingin.

Langkah 9: Perakitan

Microbit akan masuk ke dalam soket dalam dua orientasi, menghadap bagian utama RTC menghadap jauh.

Jika menghadap bagian utama RTC, sambungan link tidak dapat digunakan, namun jika Microbit menghadap jauh dari bagian utama papan maka kita dapat menggunakan sambungan ini.

Perakitan dimulai dengan menyolder pin header SIL sudut kanan ke RTC, ini untuk memungkinkan koneksi dibuat dengan konektor push fit.

RTC dilengkapi dengan 4 * M3 (10+6mm), M/F standoffs dengan mur M3 yang diamankan ke tutupnya dengan 4 * M3 (8mm), sekrup di lubang prefabrikasi.

Sakelar dipasang di lubang prefabrikasi di tutupnya.

Koneksi yang diperlukan adalah:

GND, 3V, P1 (set), P2 (waspada), P5 (sel) & P11 (termasuk)

Catatan *** Resistor (1R), pada diagram untuk P5 & P11 hanyalah titik koneksi referensi karena koneksi langsung ke pin ini pada blok Microbit in Code tidak tersedia saat ini. ***

P5 adalah koneksi eksternal untuk Tombol A yang dihubungkan oleh sakelar sesaat SPST. Satu koneksi ke P5 dan pin lainnya terhubung ke GND tombol ini untuk pemilihan kolom selama pengaturan waktu.

P11 adalah koneksi eksternal untuk Tombol B yang dihubungkan oleh sakelar sesaat SPST. Satu koneksi ke P11 dan pin lainnya terhubung ke GND tombolnya adalah untuk penambahan angka selama pengaturan waktu.

P1 adalah sakelar SPDT (on-on) yang digunakan untuk mengaktifkan atau menonaktifkan opsi pengaturan. Pin tengah menuju ke P1 sementara satu pin terhubung ke GND dan yang lainnya ke 3V melalui resistor 10k. Hal ini memungkinkan H (3V) dan L (0V) untuk diterapkan pada pin ini. Ketika P1 terhubung ke 3V, ini mengaktifkan opsi pengaturan waktu dan ketika 0V menonaktifkan pengaturan waktu. Dengan demikian mengontrol apakah tombol A & B memiliki efek.

P2 adalah sakelar SPDT (on-off-on) yang digunakan untuk mengaktifkan atau menonaktifkan sounder peringatan dan lampu eksternal opsional.

Sounder peringatan adalah Piezo Buzzer (cukup ditempelkan dengan bantalan tempel dua sisi), membutuhkan penggerak pulsa yang disediakan oleh Microbit.

Langkah 10: Akhirnya

Anda telah mengumpulkan elemen-elemen di dalam kotak, memprogram Microbit dan memasangnya ke dalam soket pada kotak.

Selanjutnya menerapkan kekuatan dan mengatur waktu.

Menikmati.

Runner Up dalam Kontes Kode Blok