Az analóg óra nem elég elég? Digitális dolgokat szeretne analóg órával végrehajtani?

Ez a bemutató megmutatja, hogy hogyan készítsen egy Kit Cat órát egy „meow” hangfájlban, pontos időközönként, az Atmega 328P-PU segítségével az Arduino Uno fejlesztési fórumon keresztül. Példámban a miau óránként történik. Ennek nem kell egy Kit-Cat órának is lennie, ez az ötlet mágnesmotort használó más órákkal is működhet.

Feltételezések (ugorj, ha már mindent szakértő vagy)

A projekt számos közbenső és fejlett készségre terjed ki, mint például a bootloader és a huzalok forrasztása. Ezért a folytatáshoz szükséges ismeretek és készségek szükségesek. Feltételezem, hogy tudod, hogyan, vagy legalább kész lesz arra, hogy tegye a következőket:

Egy bootloader írása az Atmel328P-PU-re (kivéve, ha már rendelkezik ilyen).

„Vázlatok” feltöltése az Atmel328P-PU-re Arduino segítségével

Parancsok beírása terminál emulátorba vagy parancssorba (ablakok)

A forrasztópáka segítségével összekapcsolható az alkatrészek között.

A fúrógép vagy a Dremel szerszám lehetséges használata műanyag részek vágásához / vágásához és fúrólyukakhoz.

anyagok

Arduino Uno R3 x 1

Breadboard x 1

Jumper drót (elég darab)

Ellenállások:

350 Ohm x 1

150 Ohm x 1

220 Ohm x 1

280 Ohm x 1

10K Ohm x 1

330 Ohm x 1 (opcionális, ha a LED-et az Arduino használata közben használja a Breadboard beállításánál)

kondenzátorok:

100 uF x 1

10 uF x 1

22 pF x 2 (lehet opcionális)

16 Mhz Crystal Oscillator

0,5 wattos kis hangszóró (kb. 50,8 mm átmérőjű) x 1

7,5 V-os váltóáramú adapter (a Vtech márkát a Toys R Us-nál használtam) x 1

7805 Feszültségszabályozó x 1

Forrasztópáka és forrasztás

Protoboard (vagy más végleges projekttábla, amely elég kicsi ahhoz, hogy illeszkedjen az óraházhoz)

pillanatragasztó

Hő zsugorodása (opcionális)

Hot Glue pisztoly (opcionális)

Takane Quartz Óra (feltételezve, hogy ki kell cserélni az alapértelmezettet a Kit Cat-ban, ahogy én is tettem)

Csarnokhatás-érzékelő x 1

Az SS41 Hall effekt érzékelők családját használtam. Ezek az érzékelők elég érzékenyek ahhoz, hogy érzékeljék az óramágneses motor viszonylag gyenge mágneses mezőjét. A konkrét, amit megvettem, itt található

kellékek:

1. lépés: A projekt általános áttekintése:

Ennek a projektnek egy érdekes aspektusa az analóg eszközök (ebben az esetben egy analóg óra) használata az Atmel 328P-PU digitális világával való együttműködésre. Arduino valószínűleg az egyik legegyszerűbb módja ennek elérésére. A klasszikus Kit Cat órákban megtalálható tipikus óramotort használom egy digitális impulzus létrehozásához, amely az Atmel chipbe kerül. Ennek az az oka, hogy az óramotor egy állandó mágnest használ, amely egy tekercs közelségében helyezkedik el, hogy létrehozza a mechanikus forgatónyomatékot, amely szükséges az óra kezek centrifugálásához. Ezt a mágneses mezőt egy Hall Effect érzékelő segítségével fogom kihasználni az óramotor mágneses fluxusának észlelésére. Az érzékelő digitális magasságot ad ki, amikor a mágnes egyik pólusa az érzékelő felé néz, majd egy LOW-t ad ki, amikor az ellenkező pólus az érzékelő közelében van. Ez a pólusváltás másodpercenként történik, vagy 1 Hz-es frekvenciájú, és ez az oka annak, hogy ez ideális motorként szolgáljon az órakezeléshez.

Megjegyzés: az érzékelő valójában nem érinti a mágnest, csak nagyon közel van hozzá. A képek azt mutatják, hogy milyen közel volt szükségem az érzékelő elhelyezéséhez, hogy leolvasjam.

Az itt látható képek a tényleges óra és a mágnesmotor jobb oldalára mutatnak. Az óra típusát "Takane Quartz" -nak nevezik, és az olcsó analóg órákban meglehetősen gyakori.

Miután egy állandó impulzus érkezik az érzékelőtől, mindenféle dolog digitálisan elvégezhető, és valójában csak a képzeletedre korlátozódik, amit tehetsz. Ebben a bemutatóban egyszerűen készítek egy számlálót, amely számolja az óra impulzusait (a Hall-érzékelőtől), majd a szám befejezése után egy „meow” hangfájlt játszik le.

Az első lépés a Hall-érzékelő közel elhelyezése a mágnesmotorhoz, hogy jó olvasást kaphasson. A kimenet eléréséhez nagyon közel kellett helyeznem az érzékelőt a mágnesmotoromhoz. Az érzékelőt úgy tesztelheti, hogy valamilyen LED-et csatlakoztat az érzékelő kimeneti érintkezőjéhez, majd kapcsolja be az órát. Ha ez működik, a LED-nek minden második másodpercben villognia kell. Ez azért van, mert a kimenet csak HIGH, míg az egyik pólus az érzékelő felé néz (mondjuk az északi pólust példaként); amikor az ellenkező pólus (dél) az érzékelő felé néz, a kimenet LOW.

Miután meghatározta a megfelelő helyet és távolságot a leolvasásokhoz, akkor kezdje el gondolkodni arról, hogyan lehet ott tartósan felszerelni. Úgy döntöttem, hogy szuper ragasztót használok az érzékelő helyére. A helyet azért is figyelembe vettem, mert a hátsó burkolat lenne. Kicsit téglalap alakú lyukat kellett kivágnom, hogy az érzékelő csapjai elérhetők legyenek. Meg kell határoznia, hogy mi működik a legjobban, mert bár ezek az órák közel azonosak, néha az elrendezés kissé különbözik benne, és az érzékelő elhelyezése az adott órától függően változhat.

2. lépés: A huzal forrasztása az érzékelő bemeneti csapjaihoz

Itt az ideje, hogy a csapokat forrasztjuk. Ennek oka két ok miatt volt: először azt szeretné, hogy tesztelje az érzékelőt, miközben folytatja a munkát, és azért is, mert szükséged lesz azokra a vezetékekre, amikor összekapcsolod őket a kenyérvágódeszkádra és végül a protoboardra. Megjegyzendő, hogy a különböző színű huzalok használata megkönnyítheti a csapok gyors azonosítását. Ezt tettem.

A webhelyen megtalálható a csípés konfigurációja

3. lépés: Az audiofájl előkészítése

Ha már tudja, hogyan konvertálhat egy.WAV fájlt C fájlba, akkor átugorhatja vagy átugorhatja ezt a lépést.

Most, hogy az érzékelőt a kenyérvágódeszka megfelelő csapjaihoz csatolja, fel kell töltenie az audio vázlatot az Atmel328P-re. Először is először néhány módosítást és „masszírozást” kell végezni. Ez az a hely, ahol néhány módosítást elvégezhet, és az Audacity és a wav2c programok használatával kapcsolatos részleteket illesztem be (de nem mindegyikre). Menj előre, és nyisd meg az Arduino IDE-ben megadott kódot. Amikor megnyitja a vázlatot az Arduino IDE-ben, az első lap egy kis változás a Michael Smith által írt PCM audio vázlatról, az eredeti az Arduino oldalon található:

playground.arduino.cc/Code/PCMAudio

Az Audacity egy hangszerkesztő program. Ez nagyon erős, és lehetővé teszi a.wav fájl 8 bites mono, aláíratlan.wav fájlként történő exportálását. Ez azért szükséges, hogy a fájlméret csökkenjen, valamint hogy az audio lejátszási vázlattal kompatibilis legyen. Előfordulhat, hogy különböző bitsebességeket és méreteket tud dolgozni, de nem kísérleteztem vele. Az Audacity-ben csak a szükséges funkciókat fogjuk használni a munkához.

A Wav2c, amint azt a neve is jelzi, egy.wav fájlt C-fájlra konvertálhat. Ez azért is szükséges, mert a.wav fájl önmagában túl nagy ahhoz, hogy illeszkedjen a 328P-PU memóriájába. Ebből az írásból közvetlenül letöltheti a forráskódot a githubból. Lehet, hogy más weboldalakról is fordított verziókat kaphat. Akárhogy is, használnia kell vagy más hasonló programot az átalakítási folyamathoz.

github.com/olleolleolle/wav2c

4. lépés: Audacity és Wav2c használata

A hangfájlok konvertálásának célja, hogy egy audio fájlt (.wav) készítsen, és hasznos C fejlécfájlvá alakítsa át. Ez lehetővé teszi, hogy az arduino a fejlécfájlban lévő információkat hangként továbbítsa hangszórón keresztül.

- Először nyisd meg az Audacity fájlban.

-Változtassa a projekt sebességét 8000 Hz-re (a bal alsó sarokban található).

- Ezután válassza ki a „számokat” a menüből, és válassza ki a „resample” opciót.

-Következő exportáljon más tömörítetlen fájlokat.

-Az opciók közül válassza a 8 bites aláírást.

Ez elkészíti a fájlt a következő lépéshez, amely a C-fájlra való átváltás.

-Következő megnyit egy terminált, és váltson ugyanarra a könyvtárra, mint a fájl.

- A következő parancsot (sox) hajtsa végre a farok vágásához (feltéve, hogy van ilyen)

- Ezután futtassa a végső parancsot az átalakítás tényleges végrehajtásához

(vegye figyelembe, hogy az eredeti fájl egy példánya ténylegesen átalakításra kerül)

- Következő, nyissa meg az arduino IDE-t, és adjon hozzá egy új üres lapot (az új lap hozzáadásának gombja az Arduino IDE jobb szélén található).

-Nyomja meg a lapot a fejlécfájl nevével.

-Kattintson és illessze be a tartalmat a lapra

5. lépés: A hang tesztelése

Most, hogy készen áll a sounddata.h fájl, és ellenőrizte az Arduino vázlatot, most töltse fel a chipjére. A kezdeti tesztek során közvetlenül használtam az Arduino-táblát, de később használtam az „Arduino on Breadboard” konfigurációt a fennmaradó tesztemhez. Itt csatoltam a diagramot.

Ha minden jól megy, kapcsolja be az órát, és tesztelje azt, hogy megbizonyosodik-e az impulzusok számításáról az óráról, majd a kimenetet. Megjegyzés: amikor először ezt tette, 60 másodpercenként beállítottam az audio lejátszási számlálót, hogy nem kellett egész órát várni, hogy megnézze, működik-e, majd később a számlálót 3600 másodpercre vagy 1 órára változtattam. A miauintervallum módosításához keresse meg a kódot az utolsó sorok közelében, és keresse meg az clockCount változót. Változtassa meg a kívánt értékre.

6. lépés: Mindennek forrasztása egy tartósabb, kompaktabb tervezéshez

Most a szórakoztató részre … minden fontos alkatrész forrasztása a kenyeretábláról egy kompaktabb fedélzetre. Nem kell mindent, mint a LED kimenet vagy a reset gomb (feltételezve, hogy az egyiket az Arduino-nál a Breadboard áramkörön). Sokkal jobb módja van ennek, de ha korlátozott mennyiségű terméke van, a protoboard valószínűleg a legjobb tét. Számos ember most saját PCB-marást és feldolgozást végez. Ha ezt megteheted, akkor mindenképpen csináld, mert sokkal jobb, mint egy protoboard.

A hálózati adaptert a protoboard pozitív és negatív csomópontjaihoz kell csatlakoztatni, ahol megfelel a feszültségszabályozó csapok. A Vtech 7,5 voltos modellt használtam. Ezek körülbelül 10 dolcsi a Targetnél, és 12 a Toys R Us-nál. Vagy használhat bármit, ami hasonló a ház körül. Figyelem: Meg kell próbálnia minimálisra csökkenteni a szabályozó és az adapter közötti feszültségkülönbséget, mert egyébként felmelegszik. Ha a különbség nagy, akkor tegyen egy hűtőbordát a szabályozóra, hogy segítsen eloszlatni a hőt. A 7805 és a Vtech váltóáramú adapter közötti feszültségkülönbség mindössze 2,5 volt 300mA-nál, de még mindig kis hűtőbordát kell helyeznie rá.

Megjegyzés: győződjön meg róla, hogy boldog vagy elégedett az Atmega chipen lévő vázlattal, mert ha egyszer már forrasztották a táblára, akkor nem lesz képes átprogramozni.

Megjegyzés: Egy dremelt is használtam, hogy egy kis lyukat készítsek az óra alján, hogy a tápegység kábele jól illeszkedjen. Másféle dolgokra is használtam, miközben módosítottam az órát, mint például az éles szélek kivágása és általában a belső tisztítás.

7. lépés: Minden rendezése és felszerelése az óra belsejében

Miután minden vezetéket és alkatrészt megfelelően forrasztott, itt az ideje, hogy megszervezzük a vezetékeket, és eldöntsük a tábla megfelelő elhelyezését a Kit Cat házban. A fő gond az, hogy mindent olyan helyre helyezünk, amely nem zavarja a farok és a szem mozgását. Nem is vettem észre, hogy milyen nehéz lesz a hangszóró beszerelése, ezért néhány furatot kellett fúrnom, hogy segítsen a hangszórót a helyére rögzíteni.

Egy hely megtalálása a fórumon trükkös lehet, és némi próbára és hibára lehet szükség. A bal oldali helyszínre telepítettem az akkumulátorház közelében. Ezután egy forró ragasztópisztolyt használtam a tábla szélén, hogy segítsen tartani a helyén. A vezetékek rendezéséhez és csoportosításához hasznos nyakkendők vagy zipkötések találhatók.

Bármi legyen is a technika, amit úgy döntött, hogy ezt megteszi, Önnek kell lennie, hiszen az óraburkolaton belül mindent be tud majd illeszteni az órájára és a benne lévő dolgok mennyiségére.

A

Érzékelők versenye