Horloge multimode miniature M-Clock : 11 étapes

2025 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2025-01-23 14:46

Horloge minimaliste ? Horloge multimode ? Horloge matricielle ?

Il s'agit d'un projet d'horloge multimode basé sur le MSP430G2432. Il peut être assemblé sans soudure et avec un minimum d'outils. Avec une résolution d'affichage limitée de 8x8 pixels, cette horloge de 12 heures affiche l'heure dans 6 modes différents. Il utilise un minimum de composants (seulement 5 à 7 pièces) et un minimum de câblage (4 fils). L'ensemble du projet, y compris la batterie, est logé dans une planche à pain de 1,5 "x 2". Bonus easter egg "Tetris" comme jeu, voir les dernières étapes du projet.

Caractéristiques

• Nombre minimal de composants, 5 pièces.
• Câblage minimal, seulement 4 fils requis. Fonctionne sur batterie de 3V à 3,6V.
• Utilisation d'une minuterie de surveillance pour garder l'heure, le mode veille (LPM3) prend uA de puissance.
• Cristal 32Khz pour garder l'heure précise lorsque vous dormez.
• Exécute une horloge calibrée DCO 1Mhz lorsqu'elle est active (affichage de l'heure).
• Il s'agit d'une horloge 12H, pas 24H et n'a pas d'indicateur AM/PM.
• Application d'oeufs de Pâques du jeu Tetris.

Étape 1: Mode HHMM

Mode HHMM, heures typiques et chiffres défilants des minutes avec séparateur deux-points. La photo ci-dessous n'est pas claire car les chiffres défilent.

Étape 2: Mode secondes

Mode secondes, n'affiche que les secondes

Étape 3: Mode Tix

Mode Tix, la matrice LED est divisée en quadrants, les quadrants supérieurs indiquent l'heure en valeurs bcd (décimales codées binaires). ils sont représentés par le nombre de points pour indiquer les chiffres. les quadrants inférieurs indiquent les minutes en bcd. c'est-à-dire que pour 4:32, il n'affiche aucun point + 4 points sur la moitié supérieure et 3 points + 2 points sur la moitié inférieure.

Étape 4: Mode dés

En mode dés, la matrice LED est divisée en deux ensembles de « dés ». avec la paire supérieure indiquant l'heure de 1 à 12, la paire de dés inférieure affiche les minutes par incréments de 5 minutes. À chaque seconde, les dés tourneront entre les valeurs possibles. Par exemple, la 4ème heure peut être représentée par 0 + 4, 1 + 3 et 2 + 2 combinaisons de 1 ou 2 dés. Ci-dessous, pour 4:32, il montre la valeur des dés supérieure 4 + inférieure 6 (5 + 1), cela équivaut à 4 heures, 6 x 5 = 30 min, avec les 2 minutes impaires tronquées car nous ne représentons que des valeurs d'incréments de 5 minutes.

Étape 5: Mode Chiffres

Mode chiffres, une petite police condensée 3x3 est utilisée pour afficher à la fois l'heure et les minutes sans avoir besoin de faire défiler les chiffres. Les chiffres des minutes se déplacent vers la gauche et la droite sur la seconde et le chiffre des heures (lorsqu'il est de 1 à 9) glisse de droite à gauche pour indiquer toutes les 10 secondes d'avance pendant la minute. 4:33 et environ 30 secondes et plus sont affichés sur la photo.

Étape 6: Mode binaire

Mode binaire (en réalité c'est bcd, ou décimal codé binaire), les chiffres de l'heure, des minutes et des secondes sont affichés sous forme de point binaire sur différentes colonnes de la matrice LED. les colonnes 0 et 1 (à partir de la gauche) représentent les chiffres des heures, la colonne 2 est vide, les colonnes 3 et 4 représentent les chiffres des minutes, la colonne 5 est vide, les colonnes 6 et 7 représentent les seconds chiffres. Ci-dessous représentant le temps de 4:34:16.

Étape 7: Comment ça marche

Le circuit utilise un multiplexage de rangées et de colonnes pour piloter les LED, une rangée à la fois, ce qui donne un cycle de service de 12,5% lorsque des "ensembles" de LED (8 d'entre eux dans chacune des 8 rangées) sont brièvement allumés. les résistances de limitation de courant sont éliminées pour économiser le domaine de la planche à pain et comme nous ne conduisons pas constamment des LED individuelles, elles ne seront pas endommagées.

Le contrôle (interface utilisateur) est également agencé de manière à ce que nous n'utilisions qu'un seul bouton tactile pour la saisie. le micrologiciel capture les appuis longs sur les boutons (appuyez et maintenez) pour la rotation du menu et les appuis normaux sur les boutons pour la sélection du menu. En migrant ce projet d'un microcontrôleur AVR vers un microcontrôleur msp430 j'avais permis de garder l'heure beaucoup plus précisément. Pendant l'affichage (c'est-à-dire le voyant allumé), le projet fonctionne à 1Mhz DCO. Le MSP430 mcu a des valeurs d'horloge calibrées en usine. Lorsqu'il n'est pas affiché, ce projet entre en LPM3 (mode basse consommation 3) pour économiser l'énergie. Au LPM3, l'horloge DCO ne peut pas être utilisée et le projet passe à l'utilisation d'un AClk à base de cristal 32Khz pour garder l'heure.

Étape 8: Composants / Pièces

• MSP430G2432 (ou autres appareils 20 broches de la série G avec flash 4k+)
• Affichage matriciel LED 8x8 (rouge uniquement, il s'agit d'un projet 3V)
• bouton tactile, il vous en faut 3 si vous voulez activer le jeu Tetris
• cristal d'horloge 32Khz
• CR2032 ou autre source de batterie 3V

Étape 9: Disposition de la planche à pain

La matrice de LED 8x8 a une taille de point de 1,9 mm et est de cathode commune, si vous avez un type d'anode commun, vous pouvez modifier quelques lignes dans le code pour adoption. Voir les photos et le diagramme ci-joints et voir si vous avez les bons brochages. Il semble qu'ils soient assez courants et si vous achetez via ebay, la plupart des fournisseurs ont le même brochage même si le numéro de modèle est différent.

Étape 10: Schéma / Assemblage

• Suivez la disposition de la planche à pain et placez deux fils de connexion sur la mini planche à pain
• Placer MSP430G2432 mcu
• Placer le cristal 32Khz
• Placer le bouton tactile
• Placez la source d'alimentation (j'utilise une pile bouton CR2032)
• Enfin, placez la matrice led 8x8 sur le MSP430G2432

Le code source et le firmware du projet peuvent être téléchargés à partir de mon référentiel github, les fichiers nécessaires sont mclock.c (source) et M-Clock.hex (firmware binaire)

Étape 11: Easter Egg / Tetris Like Game

Avec un espace flash supplémentaire sur le MCU, je peux intégrer un jeu de type Tetris. Cette application d'œuf de Pâques est activée en plaçant les boutons tactiles supplémentaires / optionnels dans les bonnes positions de la planche à pain.

Appuyez sur l'un des boutons du jeu (gauche ou droite) lorsque l'horloge est affichée pour démarrer le jeu. Le contrôle du jeu se fait via les boutons gauche et droit pour déplacer la pièce de jeu horizontalement, et le bouton de l'horloge, en mode jeu, agira comme le bouton de rotation de la pièce de jeu. Il n'y a pas de baisse de vitesse dans cette implémentation. A la fin du jeu (pièces empilées jusqu'au plafond), le score (nombre de rangées éliminées) s'affichera brièvement sous la forme de 2 chiffres clignotants.