Вращающиеся часы своими руками

Самодельные электронные часы, элементная база — часть 2

Привет, geektimes! В первой части статьи были рассмотрены принципы получения точного времени на самодельных часах. Пойдем дальше, и рассмотрим, как и на чем это время лучше выводить.

1. Устройства вывода

Итак, у нас есть некая платформа (Arduino, Raspberry, PIC/AVR/STM-контроллер, etc), и стоит задача подключить к нему некую индикацию. Есть множество вариантов, которые мы и рассмотрим.

Сегментная индикация

Тут все просто. Сегментный индикатор состоит из обычных светодиодов, которые банально подключаются к микроконтроллеру через гасящие резисторы. Осторожно, траффик! Плюсы: простота конструкции, хорошие углы обзора, невысокая цена. Минус: количество отображаемой информации ограничено.

Конструкции индикаторов бывают двух видов, с общим катодом и общим анодом, внутри это выглядит примерно так (схема с сайта производителя). Есть 1001 статья как подключить светодиод к микроконтроллеру, гугл в помощь. Сложности начинаются тогда, когда мы захотим сделать большие часы — ведь смотреть на мелкий индикатор не особо удобно.

Тогда нам нужны такие индикаторы (фото с eBay):

Они питаются от 12В, и напрямую от микроконтроллера просто не заработают. Тут нам в помощь приходит микросхема CD4511, как раз для этого предназначенная. Она не только преобразует данные с 4-битной линии в нужные цифры, но и содержит встроенный транзисторный ключ для подачи напряжения на индикатор.

Таким образом, нам в схеме нужно будет иметь «силовое» напряжение в 9-12В, и отдельный понижающий преобразователь (например L7805) для питания «логики» схемы.

Матричные индикаторы

По сути, это те же светодиоды, только в виде матрицы 8х8. Фото с eBay:

Продаются на eBay в виде одиночных модулей либо готовых блоков, например по 4 штуки.

Управление ими весьма просто — на модулях уже распаяна микросхема MAX7219, обеспечивающая их работу и подключение к микроконтроллеру с помощью всего лишь 5 проводов.

Для Arduino есть много библиотек, желающие могут посмотреть код.

Плюсы: невысокая цена, хорошие углы обзора и яркость. Минус: невысокое разрешение. Но для задачи вывода времени вполне достаточно.

ЖК-индикаторы

ЖК-индикаторы бывают графические и текстовые. Графические дороже, однако позволяют выводить более разнообразную информацию (например график атмосферного давления).

Текстовые дешевле, и с ними проще работать, они также позволяют выводить псевдографику — есть возможность загружать в дисплей пользовательские символы.

Работать с ЖК-индикатором из кода несложно, но есть определенный минус — индикатор требует много управляющих линий (от 7 до 12) от микроконтроллера, что неудобно.

Поэтому китайцы придумали совместить ЖК-индикатор с i2c-контроллером, получилось в итоге очень удобно — для подключения достаточно всего 4х проводов (фото с eBay). ЖК-индикаторы достаточно дешевые (если брать на еБее), крупные, их просто подключать, и можно выводить разнообразную информацию. Единственный минус это не очень большие углы обзора.

OLED-индикаторы

Являются улучшенным продолжением предыдущего варианта. Варьируются от маленьких и дешевых с диагональю 1.1″, до больших и дорогих. Фото с eBay. Собственно, хороши всем кроме цены. Что касается мелких индикаторов, размером 0.9-1.1″, то (кроме изучения работы с i2c) какое-то практическое применение им найти сложно.

Газоразрядные индикаторы (ИН-14, ИН-18)

Эти индикаторы сейчас весьма популярны, видимо из-за «теплого лампового звукасвета» и оригинальности конструкции.
(фото с сайта nocrotec.com)

Схема их подключения несколько сложнее, т.к. эти индикаторы для зажигания используют напряжение в 170В.

Преобразователь из 12В=>180В может быть сделан на микросхеме MAX771. Для подачи напряжения на индикаторы используется советская микросхема К155ИД1, которая специально для этого и была создана.

Цена вопроса при самостоятельном изготовлении: около 500р за каждый индикатор и 100р за К155ИД1, все остальные детали, как писали в старых журналах, «дефицитными не являются».

Основная сложность тут в том, что и ИН-хх, и К155ИД1, давно сняты с производства, и купить их можно разве что на радиорынках или в немногих специализированных магазинах.

2. Выбор платформы

С индикацией мы более-менее разобрались, осталось решить, какую аппаратную платформу лучше использовать. Тут есть несколько вариантов (самодельные я не рассматриваю, т.к. тем кто умеет развести плату и припаять процессор, эта статья не нужна).

Arduino

Самый простой вариант для начинающих. Готовая плата стоит недорого (около 10$ на eBay с бесплатной доставкой), имеет все необходимые разъемы для программирования.

Фото с eBay: Под Arduino есть огромное количество разных библиотек (например для тех же ЖК-экранов, модулей реального времени), Arduino аппаратно совместима с различными дополнительными модулями.

Главный минус: сложность отладки (только через консоль последовательного порта) и довольно-таки слабый по современным меркам процессор (2КБайт RAM и 16МГц). Главный плюс: можно сделать много чего, практически не заморачиваясь с пайкой, покупкой программатора и разводкой плат, модули достаточно соединить друг с другом.

32-разрядные процессоры STM

Для тех кто захочет что-то помощнее, есть готовые платы с процессорами STM, например плата с STM32F103RBT6 и TFT-экраном.

Фото с eBay: Здесь мы уже имеем полноценную отладку в полноценной IDE (из всех разных мне больше понравилась Coocox IDE), однако понадобится отдельный программатор-отладчик ST-LINK с разъемом JTAG (цена вопроса 20-40$ на eBay).

Как вариант, можно купить отладочную плату STM32F4Discovery, на которой этот программатор уже встроен, и его можно использовать отдельно.

Raspberry PI

И наконец, для тех кто хочет полной интеграции с современным миром, есть одноплатные компьютеры с Linux, всем уже наверное известные Raspberry PI. Фото с eBay: Это полноценный компьютер с Linux, гигабайтом RAM и 4х-ядерным процессором на борту.

С краю платы выведена панель из 40 пинов, позволяющая подключать различную периферию (пины доступны из кода, например на Python, не говоря о C/C++), есть также стандартный USB в виде 4х разъемов (можно подключить WiFi). Так же есть стандартный HDMI.

Мощности платы хватит к примеру, не только чтобы выводить время, но и чтобы держать HTTP-сервер для настройки параметров через web-интерфейс, подгружать прогноз погоды через интернет, и так далее. В общем, простор для полета фантазии большой.

С Raspberry (и процессорами STM32) есть одна единственная сложность — ее пины используют 3-вольтовую логику, а большинство внешних устройств (например ЖК-экраны) работают «по старинке» от 5В.

Можно конечно подключить и так, в принципе заработает, но это не совсем правильный метод, да и испортить плату за 50$ как-то жалко. Правильный способ — использовать «logic level converter», который на eBay стоит всего 1-2$. Фото с eBay: Теперь достаточно подключить наше устройство через такой модуль, и все параметры будут согласованы.

ESP8266

Способ скорее экзотический, но довольно-таки перспективный в силу компактности и дешевизны решения. За совсем небольшие деньги (около 4-5$ на eBay) можно купить модуль ESP8266, содержащий процессор и WiFi на борту.

Фото с eBay: Изначально такие модули предназначались как WiFi-мост для обмена по serial-порту, однако энтузиастами было написано множество альтернативных прошивок, позволяющих работать с датчиками, i2c-устройствами, PWM и пр. Гипотетически вполне возможно получать время от NTP-сервера и выводить его по i2c на дисплей.

Для тех кто хочет подключить много различной периферии, есть специальные платы NodeMCU с большим числом выводов, цена вопроса около 500р (разумеется на eBay): Единственный минус — ESP8266 имеет очень мало памяти RAM (в зависимости от прошивки, от 1 до 32КБайт), но задача от этого становится даже интересней.

Модули ESP8266 используют 3-вольтовую логику, так что вышеприведенный конвертор уровней тут также пригодится. На этом вводный экскурс в самодельную электронику можно закончить, автор желает всем удачных экспериментов.

Вместо заключения

Я в итоге остановился на использовании Raspberry PI с текстовым индикатором, настроенным на работу с псевдографикой (что вышло дешевле чем графический экран той же диагонали). Сфоткал экран настольных часов во время написания этой статьи.

Часы выводят точное время, взятое из Интернета, и погоду которая обновляется с Яндекса, все это написано на Python, и вполне работает уже несколько месяцев. Параллельно на часах запущен FTP-сервер, что позволяет (вкупе с пробросом портов на роутере) обновить на них прошивку не только из дома, но и из любого места где есть Интернет.

Как бонус, ресурсов Raspberry в принципе хватит и для подключения камеры и/или микрофона с возможностью удаленного наблюдения за квартирой, или для управлением различными модулями/реле/датчиками. Можно добавить всякие «плюшки», типа светодиодной индикации о пришедшей почте, и так далее. PS: Почему eBay?

Как можно было видеть, для всех девайсов приводились цены или фото с ебея.

Да, придется подождать месяц чтобы забрать посылку на почте, но такая разница в цене думаю, того стоит. Но впрочем, если кому-то надо прямо сейчас и срочно, то наверно и в местных магазинах есть выбор, тут каждый решает сам.

• diy или сделай сам
• часы для гиков
• электроника для начинающих

Часы своими руками: 105 фото и пошаговое описание как изготовить самодельные часы

На сегодняшний день рынок богат различными настенными часами. Казалось бы, можно каждому найти то, что подходит и под настроение, и под интерьер. Но все не так просто.

В погоне за количеством и разнообразием часто страдает качество изделий. Поэтому современные часы недолговечны и совсем не практичны, и часто в них нет души.

Поэтому призываем вас решиться и создать часы самостоятельно. В этой статье вы определенно найдете ответы на вопросы о создании часов своими силами.

Преимущества творчества перед покупкой

Во-первых, это новый опыт и новые знания. Вы разберетесь в механизмах, начнете понимать, как все работает, что немаловажно.

Также, это отличный шанс воплотить любую вашу идею, сделать персонализированную вещь, подобрать нужный размер и цветовую палитру.

В общем, создать именно то, что подходит именно вашему дому и конкретно вам.

Техники декорирования. Что выбрать?

В целом, все зависит от вас, вашей фантазии и ваших желаний.

Перечислим несколько базовых техник, к которым можно присмотреться:

• Декупаж – присоеденение рисунка или орнамента к основе, покрытие лаком;
• Квиллинг – процесс создания узора путем скручивания полосок бумаги;
• Элементы скрапбукинга – создание коллажей с использованием фотографий или рисунков ;
• Работа с эпоксидной смолой – залитие формы смолой с добавлением различных украшений (блестки, стразы, сушенные цветы);
• Роспись акриловыми красками в разнообразных стилях;
• Использование штаммов для отбивки орнамента;
• Вышивка;
• Использование деревянных заготовок.

Решите, что  вам ближе и понятнее. Возможно, с какой-то техникой вы уже знакомы, а может давно хотели попробовать себя в новом стиле – это хорошая возможность.

Основа под часы – какая она?

Обязательно проштудируйте все ваши закрома, сундуки и кладовые. Вполне возможно, вы найдете что-то, что можно использовать в дальнейшем декорировании.

А именно:

• Пуговицы, которые давно залежались, ленты и кусочки тканей (отлично подойдут для декора)
• Старые пластинки разных размеров ( чем вам не основа под часы?)
• Вырезки из журналов, газет, старые фотографии.
• Засушенные цветы и листья.
• Кусочки фанеры, которые остались после ремонта , спилы древесины, пеньки ( тоже могут послужить хорошей основой)
• Плотный картон (обратите внимание, не завалялись ли коробки из-под техники – отличный расходный материал под основу)
• Ракушки, камешки и различные мелкие детальки.

Часовые механизмы

Главный элемент любых часов. В наше время много разновидностей механизмов, они отличаются качеством используемых материалов и небольшими тонкостями.

Но, в целом, выделяют два основных вида – механический и кварцевый.

Взглянув на часы, вы быстро определите, какой механизм внутри: если секундная стрелка движется непрерывно и почти бесшумно, то это часы с механической «начинкой», если секундная стрелка дергается резко и «нервно», то это часы с кварцевым содержимым.

В чем их отличие и чему отдать предпочтение?

Кварцевый. Он сейчас распространен, так как является достаточно дешевым и при этом отличается неисправной работой. В качестве источника питания используется батарейка, которую необходимо вовремя менять.

Почему кварцевый? Потому, что для создания энергии батарейка пропускает заряд через кварцевый кристалл. Кристалл, в свою очередь, начинает вибрировать и приводит в движение все устройство, и стрелки начинают свой путь.

Механический. Считается произведением искусства, тонкой работой мастера. Именно его вы встретите в самых дорогих и элитных часах.

Суть работы в том, что всеми шестеренками и деталями управляет пружинка, которая постепенно раскручивается.

Такой механизм достаточно капризен, на его точность могут влиять и температура, и положение самих часов и прочее факторы. Поэтому считается нормой, что такие часы будут немного отставать.

Если заглянуть в творческие магазины, то вы обнаружите там наборы именно с кварцевым механизмом. Они бывают различного качества, от этого зависит и их цена. Но, в целом, это надежный вариант для творчества.

Если вы решили отдать предпочтение механической «начинке», то у вас есть два пути решения – создать механический механизм своими силами или же обратиться к мастеру, так как, в основном, такие механизмы делаются на заказ.

Вы сможете найти подобную конструкцию и в наличии, но не факт, что она будет нужного размера.

В первом случае, вам понадобиться много времени, желания и терпения, чтобы освоить мастерство. А работа мастера может обойтись вам в копеечку, вы должны быть к этому готовы.

Но если у вас механический механизм, то не стоит самостоятельно пытаться решить проблему, лучше обратиться за помощью к специалисту.

Особенности, на которые нужно обратить внимание во время творчества

Перед тем, как начать, если вы совсем зеленый новичок, полистайте фото head made часов в интернете. Присмотритесь к деталям. Это может вам помочь определиться со стилистикой, ну и непременно вдохновит вас на дальнейшее творчество.

А также не забудьте сделать отверстие в основе, чтобы оно соответствовало диаметру резьбы. И подобрать шток так, чтобы было удобно завинтить гайкой, чтобы все крепилось плотно и надежно.

Правильнее всего было бы сначала выбрать часовой механизм, а после подбирать основу с необходимой толщиной

Стрелки должны располагаться по порядку: сначала часовая, затем минутная, последняя- секундная. Проследите, чтобы стрелки не соприкасались друг с другом, иначе часы работать не будут.

Тонкости наручных часов. Как с ними быть?

Нет предела творчеству! Даже наручные часы вы сможете сделать оригинальными и эксклюзивными. Но в творческих магазинах вы вряд ли встретите нужный механизм. Для этого вам придется либо разобрать ваши старые часы, либо намеренно купить старенькие на барахолке.

Но, чтобы выполнить данную работу, вам нужно обладать специальными навыками и инструментами. Такой вид работы уже сложнее и серьезнее, так как считается ремеслом.

Если вы сомневаетесь, загляните в интернет, полистайте фотографии эскизов различных часов на руке, присмотритесь. Вполне возможно, вы решитесь освоить это искусство.

Правила пользования наручными часами

Есть стереотип, что наручные часы нужно носить только на левой руке независимо от пола. Но на самом деле это не столь важно. Вы никого не обидите, если вам гораздо комфортнее носить часы на правой руке.

У мужчин, в основном, выбор руки зависит от функциональности, удобства и сохранности часов. Для женщины важнее сочетание с другими аксессуарами. Поэтому все зависит от вас. Творческих успехов!

Фото часов своими руками

Часы пропеллер на Atmega8

Роман Галимов

Привет всем! Хочу предложить Вашему вниманию простые часы-пропеллер, которые я собрал на контроллере Atmega8. Они изготовлены из доступных деталей и их легко повторить и изготовить. Единственное что — необходим программатор для прошивки контроллера часов и пульта управления.

Для основания часов был использован обычный вентилятор 120 мм (кулер). Вентиляторы для этих часов можно использовать любые, как с вращением по часовой стрелке, так и против, потому что пока собирал эти часы, программу немного переделал и сделал переключение отображения символов с пульта программно.

Схема самих часов довольно простая и собрана на микроконтроллере Atmega8, для синхронизации работы которого использован часовой кварц с частотой 32768 Гц.

Часы питаются от приёмной катушки, энергия на которую передаётся с генератора с передающей катушкой.

Обе эти катушки составляют воздушный трансформатор.

Со схемой и конструкцией генератора, особых проблем не возникло, так как был использован генератор от плазменного шара.

Генератор собран на распространённой микросхеме TL494 и позволяет менять ширину и частоту выходных импульсов в широких пределах .
Даже с зазором в сантиметр между катушками — напряжения вполне хватает для пуска часов. Только следует учесть, что чем больше зазор между катушками, тем больше нужно делать ширину импульса и соответственно от этого растёт и потребление тока от источника.

При включении генератора в первый раз, ширину импульсов (скважность) ставим на минимум (ручка регулятора в верхнем по схеме положении, то есть 4 нога через резистор R7 притянута к 14, 15, 2 ноге TL-494).

Частоту генератора крутим, пока не исчезнет писк, это примерно 18-20 Кгц (настройка на слух), а если есть чем измерить частоту, то настраиваем её соответственно в этих пределах.

На плате генератора ещё дополнительно собран регулятор напряжения на LM317, предназначенный для регулировки скорости вращения вентилятора. На схеме его нет, не дорисовал

. Посмотрите демонстрационное видео работы часов.

Плата самих часов крепится к основанию вентилятора. Я закрепил её двухсторонним скотчем.

Потом переделал немного схему часов с фоторезистора на инфракрасный фотодиод (рисунок ниже). В передатчике вместо простого светодиода, у меня теперь стоит инфракрасный.

Резистор вместо 2к поставил 100к.

Ответственными моментами при изготовлении часов являются — изготовление воздушного трансформатора и центровка ( вернее балансировка) платы часов на основании вентилятора.

К этим моментам отнеситесь серьёзнее.

Воздушный трансформатор

В основу взял кулер 120 мм обычный с бронзовыми втулками. Плата часов к основанию приклеена на двусторонний скотч.
С кулера откусываем лопасти и обтачиваем и выравниваем напильником, наждачкой. Катушки сделаны на каркасе из кабельного канала.

Придумал такую конструкцию не я, просто взял эту идею из инета. Для намотки трансформатора делается основа из кабельного канала.

Через каждые 5 мм на бортиках канала делаем надрез и аккуратно сворачиваем его в круг, диаметр подберите так, чтоб он плотно сел на пластмассовое основание вентилятора.

В целом вместе с двигателем вентилятора, ток потребления получается  в районе 0.4-0.5А. Первичную (передающую) катушку делаем также, но стараемся сделать минимальный зазор между катушками. Передающая катушка тоже содержит 100 витков провода 0.3 (можно тем-же 0.25).

На схеме у меня немного другие моточные данные этих катушек.

Плата часов

Планка со светодиодами сделана на стеклотекстолите. В ней сверлится отверстие, в это отверстие вставляется кусок трубки от телескопической антенны и припаивается к плате (трубочку антенны нужно зачистить от блестящего покрытия).

Можно использовать любую подходящую трубочку, или прикрепить плату другим способом, например с помощью винта с гайками.

Плату со светодиодами соединил с платой часов обычным эмалированным (намоточным) проводом, он более жёсткий по сравнении с монтажным и не трепится при вращении.

Для балансировки всей платы, с другой её стороны приклеиваем термоклеем винт, диаметром 3-4 мм, накручивая с другой стороны на винт различные гайки — добиваемся минимальной вибрации.

Для проверки работоспособности платы часов — коротим фоторезистор отверткой, пинцетом, светодиоды при этом должны моргнуть. Часы начинают работать при появлении 5В (логическая единица) на 5 ноге атмеги.

То есть при освещении фоторезистора — на 5 ноге должно быть 5В, Когда фоторезистор не освещён, на 5-й ноге атмеги должен быть логический 0 (около 0В), для этого подбираем резистор на землю с 5 ноги. На схеме стоит 2 кОм, у меня получилось 2.5 Ком.

Внизу на основании вентилятора приклеиваем светодиод так, чтобы при каждом обороте двигателя вентилятора резистор проходил как можно ближе к источнику света (светодиоду).

Пульт управления

Пульт управления предназначен для управления работой часов, переключения режимов отображения индикацией (смена направления вращения вентилятора), установки времени часов.

Схема пульта собрана на микроконтроллере ATTINY2313. На плате установлен сам МК с обвязкой и шесть кнопок, предназначенных для управления часами.

Корпус для пульта собирать не стал, поэтому только фото самой платы.

Информация по назначению кнопок пульта; H+ и  Н- настройка часов М+ и М- настройка минут R/L смена направления (для винтов крутящихся по часовой и против часовой) font  смена шрифта (тонкий, жирный и надпись VPRL.ru)

при надписи VPRL.ru кнопками H+ и H — регулируется ширина надписи.

В прикреплённом архиве содержатся все необходимые файлы для сборки часов; Архив

Архив для статьи

Если у Вас возникнут какие либо вопросы по конструкции часов, задавайте их ЗДЕСЬ на форуме, постараюсь по возможности помочь и ответить на возникшие вопросы.

Часы своими руками — 75 фото лучших идей создания настенных часов из подручных средств

Самый близкий всем символ вечности – часы. Они так настроены мастерами, что не возвращают нас назад, а считают секунды, минуты на будущее. Их носят на руках, в кармане, сумочке, они тикают дома на стене, тумбочке. О них спорят мудрецы, современные психологи, ну и владельцы: на какую руку надеть на работу, по этикету или для красоты?

Девушки чаще, чем юноши, заказывают эскизы часов на руке в виде тату. Интернет просто забит фото таких «часов» на любой вкус.

Споры о часах

Прежде чем подойти к теме изготовления нестандартных хронометров дома, несколько слов о спорах вокруг того, на каких руках носят часы мужчины и женщины.

Начнем с шутки: мужчины должны носить на правой руке, женщины – на левой, дамы в положении — в кармане, пенсионерам — все равно.

С изобретением часовой пружины хронометры стали носить на руке. Постоянно требовалось подзаводить её, а вращать головку можно только правой рукой. Многие часы сегодня тикают до года (на батарейке), и их носить можно на разных руках. И предпочтение – левой руке. Хотя о вкусах не спорят.

А что мудрецы говорили? Древнейшие китайцы установили наличие энергетических мест на запястьях рук. Активируя их, можно либо улучшать состояние человека, либо ухудшать.

Одна из трех точек отвечает за сердце.  Мужская находится на левой руке, а женская – на правой. Понятно, где кому носить часы.

Подтверждают эту теорию современные следователи-криминалисты: часы останавливаются в момент смерти преступника или потерпевшего. Сердце перестает биться — механизм замирает.

А теперь вернемся к теме часовщиков-самодельщиков и расскажем о лучших вариантах тикающих поделок. И проиллюстрируем многочисленными фото часов, изготовленных своими руками.

Стильные хронометры – элемент дизайна

Часы в интерьере пригодятся практически везде. Они нужны на кухне, в спальне, детской комнате, общей зале. Для каждого такого помещения можно изготовить «их» часы и вписать в интерьер: на кухне подчеркнуть её особенность циферблатным фоном из ложек и вилок, в спальне – с романтическим уклоном, в детской – украшенным элементами флоры или фауны.

Собственноручно создать оригинальный хронометр можно с использованием отремонтированных китайских часовых корпусов из переставших ходить часов, валявшихся в кладовке. На них только стрелки свои установить из чего пожелаете.

Материала полно там же или в гараже от ремонта квартиры, велосипедов, кухонных аксессуаров – то есть из всего хлама, выбросить который руки не дошли.

Также красивым будет циферблат, связанный из кружев, интересных страниц старых журналов, да и просто обычной бумаги в стиле квиллинга. Все просто, если задуматься над тем, как сделать часы своими руками.

Из дерева

Дерево — натуральный материал, традиционно используемый для десятков видов домашних поделок. Только один пример хронометра из него.

Вырезаете на ваш вкус форму циферблата из спила дерева с интересными возрастными кольцами или остатками сучков – круглую, овальную, ромбом или иную геометрическую фигуру. Оригинально будет смотреться деревянный циферблат наборный. Покажем на круглом фоне.

Кругов-спилов вырезаете два, оба идеально, первый диаметром 20 см, второй – 22. Первый должен быть из бревна светлого цвета, второй – из темного.

Со второго электролобзиком вырезаете двухсантиметровое кольцо. Отделываете обе части циферблата тонкой наждачной шкуркой, полируете, кольцо аккуратно надеваете на основу на клей, если ложится не очень плотно.

На кольцо крепите часовые цифры. Может сделать несколько колец также из разных пород дерева. Вешайте такой хронометр, где хотите.

Символы кухни

Основа циферблата любая, форма – круглая, диаметром не менее 30 см. Стрелки сами изготовьте из пластиковых вилок и ложек.

В местах часовых отрезков плотно друг к другу укрепите круглые ячейки либо из колец из спила лобзиком, либо из мисочек игрового набора детской посуды.

В них разместите зерна кофе, риса, высушенного шиповника или боярышника, собственно, что есть под руками их пищевых продуктов. Заполните до краев и скрепите клеем.

Если такие часы намечаются не для кухни, то ячейки заполните разноцветными бусинками, шариками.

Ходики оживут

Такие часы с гирями для хода редко где увидите работающими. А найти на барахолке или даже в сараях бабушек и дедушек еще можно. Они просто заржавели от времени или их место более современные заняли.

Оживить их можно, обработав механизм антиржавчиной или смазав детали машинным маслом (не автомобильным!). Из них и делаем механические часы. Нужно вместо жестяного циферблата изготовить новый, на ваш вкус. Гирьки раскрасьте ярко.

Запустим и другие хронометры

С ходиками разобрались, как самостоятельно ремонтировать настенные часы? Можно оживить и китайские часовые механизмы на батарейках от замерших хронометров.

Многие буквально запаяны в пластик. На таких срежьте ножом часть, близкую к отсеку, где расположена батарейка. Откроется механизм. Если не видно заклинивания движущихся частей, достаточно обработать автоаэрозолью «ВД».

Она расслабляет любые соединения, а также размягчает ржавчину. Чаще других выходят из строя такие часы на кухне. Ведь газ при сгорании выделяет некий жировой налет. Достаточно смыть его в часовом механизме, и он снова заработает.

Вращающиеся часы своими руками — Справочник металлиста

В данном проекте часов-пропеллера используется так называемый POV (Persistence Of Vision)-эффект или говоря по русски: эффект персистенции. Эффект основан на возможности нашего мозга и глаз соединять в одно изображение быстро меняющиеся (движущиеся или мерцающие) картинки. К примеру на этом основан эффект кинематографа.

На ютубе представлено множество различных видеороликов с POV-эффектом, однако среди них мало информации как сделать такие устройства своими руками. В нижеприведенном проекте я постараюсь описать процесс создания POV-устройства.

Цели и задачи проекта

Целью данного проекта является создание часов-пропеллера, использующих один цвет, с использованием POV-эффекта для создания оптической иллюзии.

Устройство должно отображать изображение (точнее его часть в определенной точке) по всей окружности от 0° до 360° с точностью 1°.

ИК-передатчик в паре с ИК-приемником, образуют нулевую точку для отслеживания местоположения пропеллера.

В нашем POV-девайсе используется два источника питания: один находится на плате пропеллера, второй управляет моторчиком, который вращает пропеллер. Принцип работы POV будет следующий: старт с нулевой точки, затем каждый 1° светодиоды будут загораться в зависимости от местоположения пропеллера в круге 360°.

Используемые радиоэлементы

PIC18F252 — микроконтроллер. Основной элемент нашего устройства.

74LS373 (отечественный аналог 555ИР22) — регистр-защелка для управления светодиодами.

Компьютерный вентилятор (3800 об/мин) — я выбрал вентилятор с встроенным контроллером скорости и питания. Для POV-эффект требуется вентилятор с скоростью вращения не менее 3600 об/мин.

Инфракрасный светодиод и фототранзистор — пара этих элементов предназначена для отслеживания нулевой точки. Когда пропеллер пересекает нулевую точку, то в микроконтроллере срабатывает прерывание, по которому программа визуализации начинается с 0°.

Также, в проекте используются: 7805 +5В преобразователь 47мкФ конденсатор 40 МГц кварц 2x 330 резисторы 16x зеленые LED ИК-диод Фототранзистор Макетная плата Соединительные провода 9В держатель батарейки

PICkit2 программатор

Принципиальная схема POV

Схема устройства не сложная и содержит три основных компонента: преобразователь 7805 в источнике питания, микроконтроллер PIC18F252 и регистр 74LS373 для управления светодиодами и ИК-диод и фототранзистор для отслеживания нулевой точки.

Вкратце об основных модулях устройства:

Источник питания
Стандартные +5В для питания микроконтроллера получаем через преобразователь LM7805 (корпус Т220). Выходной конденсатор служит для фильтрации бросков напряжения.

Управление светодиодами
В PIC18F252 использована 8-бит шина данных с 2 линиями управления 74LS373, которые включают или выключают светодиоды, в зависимости от пришедших данных. При данном схемотехническом решении в один момент времени возможно управление только одной микросхемой 74LS373, поэтому светодиоды загораются не со 100% синхронностью.

Отслеживание нулевой точки
Синхронизации изображения осуществляется при помощи нулевой точки, для отслеживания которой используется ИК-диод и фототранзистор.

Когда свет от диода попадает на транзистор, он открывается и +5В от коллектора идут к +0В эмиттера.

Контроллер PIC обнаруживает спад сигнала и отрабатывает программу возврата к нулевой точке.

О микросхеме 74LS373

Микросхема 74LS373 (отечественный аналог 555ИР22) представляет собой регистр-защелку с тремя состояниями выходов, содержащая в себе 8 D-триггеров. Даташит PDF.

Данную микросхему я использовал в качестве LED-драйвера. Выхода м/с включают или выключают соответствующие светодиоды. Каждая м/с имеет два входа управления: LE (Latch Enable) и OE (Output Enable). Ниже, я кратко опишу как применять эти входы в нашем проекте.

Output Enable (OE) — подключает/отключает выхода микросхемы. Вход инверсный. Если на входе 1, то выхода имеет состояние высокого сопротивления, если на входе 0, то данные передаются от входа к выходу (см. таблицу истинности в даташите).

Latch Enable (LE) — вход, в зависимости от состоянии которого м/с будет сохранять текущее состояние выходов, либо устанавливать новое состояние выходов, в зависимости от данных на входе. Если вход LE активен (логическая 1 на входе), то данные свободно передаются от входа к выходу. Если на входе 0, то данные не передаются, а выходное состояние зависит от предыдущего значения входов.

Расчет таймингов POV

Для того, чтобы в определенном положении POV отображать соответствующие данные, мы должны очень точно рассчитать все тайминги и задержки. К счастью, контроллер PIC содержит встроенный таймер, который мы и будем использовать.

Частота вращения вентилятора = 3800 об/мин Найдем частоту вращения в секунду 3800/60 = 63.3333 об/сек. 1 полный круг = 1/63.3333 = 0.015789 секунд 1° вращения = 0.

015789/360 = 0.000043859 секунд Частота выполнения инструкции 40 МГц/4 = 10 МГц Инструкций на 1° вращения = 43.86 мкс/10000000 = 438.

6

Получается 438 инструкций на каждый 1° вращения

86 мкс, это будет интервал вызова прерывания микроконтроллера, по которому будет обновляться состояние светодиодов.

Для получения полной картинки, нам нужно будет выводить для каждого из 360 градусов свое состояние светодиодов.

Отслеживание нулевой позиции

Для того, чтобы наш POV-проект был более точен в отображении картинки, я использовал контроль нулевой точки при помощи ИК-светодиода и фототранзистора. После того, как точка 0° пройдена, изображение сбрасывается и начинается новый цикл.

На видео выше показан пример простой схемы с использованием ИК светодиода. Когда ИК светодиод включен, фототранзистор детектирует излучение и выключает красный светодиод. Такой же принцип и используется в нашем проекте для обнаружения нулевой позиции.

На картинке выше показано, как реализовано отслеживание нулевой точки в нашем POV-проекте. Всякий раз, когда пропеллер проходит над ИК-светодиодом, транзистор открывается соединяя +5В с коллектора к земле эмиттера. Микроконтроллер PIC обнаруживает данный переход состояния и т.о. определяет нулевую точку.

Изготовление платформы пропеллера

На картинке ниже я собрал все детали, которые будут нужны нам для изготовления POV. Не показан только источник питания для вентилятора и ИК-диод.

Сперва мы должны прикрепить вентилятор к основе, для этого используем 4 болта и гайки.

Для этого, в основе сверлим четыре отверстия и закрепляем вентилятор в центре основы.

Прикрепляем небольшой кусок фанеры, при помощи клея или эпоксидки, к вентилятору.

Обрезаем лопасти вентилятора и прикрепляем держатель 9В батарейки.

Далее, прикрепляем при помощи болтов кусок фанеры к вентилятору.

Сверлим четыре отверстия в плате и закрепляем ее на 4-х шпильках фанеры. Стараемся соблюсти баланс.

Откручиваем плату и делаем ее прямоугольной. Затем опять прикрепляем.

Компоновка радиодеталей

При компоновке деталей на плате необходимо соблюдать баланс, чтобы при вращении не было дисбаланса. Старайтесь размещать детали ближе к центру и равномерно, в дальнейшем можно для балансировки прикрепить грузики на плату (я так и сделал, закрепив две монетки).

На макетной плате я использовал монтаж накруткой, так называемый олд-скул метод. Для микросхем использовал сокеты.

Для начала я разместил все сокеты и компоненты стабилизатора.

Следующим этапом, необходимо разместить светодиоды в один ряд на противоположной стороне платы.

После того, как все установлено, скручиваем или припаиваем все выводы согласно принципиальной схеме POV

Сначала, я соединил микроконтроллер PIC и триггеры

Затем, соединил светодиоды к источнику питания и схеме управления.

Последним шагом, я закрепил инфракрасный светодиод к основе.

ИК-светодиод должен быть закреплен очень прочно

…и должен быть размещен напротив фототранзистора на плате.

Наш проект POV почти готов!

Осталось залить прошивку и протестировать

Программное обеспечение

Основные функции в программе это: -High Priority RB0 Interrupt

-Low Priority Timer0 Interrupt

High Priority RB0 Interrupt

Работа данной функции прерывания высокого приоритета заключается в том, чтобы сбросить timer0 и начать вывод на LED с самого начала.

Когда POV-эффект формируется, его отображение происходит много раз за секунду.

Переменная led_count используется как счетчик прерываний таймера, чтобы знать какой выходной набор выводить на LED для отображения. INT0 также сбрасывается.

Low Priority Timer0 Interrupt

По прерыванию от Timer0 уменьшается переменная led_count. Условие if/else используется для вывода данных часов/текста и т.п.

Тестирование POV

Мы подошли к заключительному этапу нашего проекта POV. Осталось запустить все и наслаждаться POV-эффектом. В клипе ниже, вы можете видеть все этапы конструирования и тестирование пропеллера-часов.

Интервалы в 1° легко успевает отрабатывать 40 МГц МК. Т.о. можно выводить как графическую информацию, так и текст, флэш памяти микроконтроллера я думаю хватит для любых паттернов

В заключении хотелось бы сказать, что это очень простой POV проект, который вы можете взять за основу для каких-либо своих улучшенных POV.

А улучшать тут есть что: это может быть использование RGB-светодиодов для получения цветного изображения, или использование одного источника питания для всей системы и т.д.

Данный пропеллер от 9В батарейки работает всего несколько часов

Скачать исходники

Оригинал статьи на английском языке (перевод Колтыков А.В. для сайта cxem.net)

Список радиоэлементов

Скачать список элементов (PDF)

Оригинал статьи

Часы своими руками для детей из картона: идеи и мастер-класс

Привет! Помните, как вы научили своих малышей отсчету времени, что его можно измерять при помощи секунд, минут и т.д.; и что есть специальный прибор для этого. Или, возможно, вам предстоит еще рассказать обо всем этом своим крохам? Тогда я подскажу один очень действующий метод.

Нужно вместе сделать часы своими руками для детей из картона. Время работы можно посвятить тому, что расскажите сказку про короткие секунды, стремящиеся только вперед минуты и такие огромные часы, которые кажется, длятся бесконечно, особенно у малышей.

Да и творческая работа не останется бесследной, карапузы развиваются, занимаясь ею.

Идеи

Что скрывать для современного человека  хоть большого, хоть маленького важна обертка. Даже та же конфета может показаться вкуснее, если она завернута в фантик с любимым киногероем, а не в пергамент.