Horloge numérique en bois massif : 11 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:10

Comment construire une horloge numérique en bois alimentée par un atmega168 (arduino) avec une alarme intégrée et des jeux.

J'ai d'abord pensé à le faire lorsque j'ai vu une horloge LED recouverte d'un placage de bois. Je l'ai aimé quand je l'ai vu, jusqu'à ce que je voie le prix. C'est à ce moment-là que j'ai décidé de construire le mien, je voulais qu'il le construise pour beaucoup moins cher, en bois massif et pour jouer à des jeux !

Étape 1: ce dont vous avez besoin

Matériaux:- 4 planches de bois de 18" x 4" x 1" (je suis allé avec de l'érable)- 85 LED rouges- 85 LED vertes (en option)- 1 Demiltiplexeur 4 à 16 broches- 15 transistors NPN (comme un 2N3904)- 1 Microcontrôleur ATMEGA168 (ou Arduino) - 1 cristal 20 MHz - 1 régulateur 5 volts - 2 condensateurs 220 uF (pour le nivellement des pointes de puissance) - 1 ancienne radio de poche - 2 prises audio 1/8 "- 1 adaptateur mural 5-9V DC- 1 (ou plus) Ancien(s) contrôleur(s) de jeu- 4 vis à bois 3-1/2"- Fil à âme pleine (plus facile à travailler)- Soudure- Bâtons de colle chaude- Colle blanche- Papier de verrePour le contrôleur de jeu, j'utilise un joystick Atari 2600 (ou même paddle si vous reprogrammez), mais il est également compatible avec les contrôleurs Sega Master System, les joysticks Atari 7800 (théoriquement) ou même les contrôleurs Sega Genesis. - Pistolet à colle chaude - Scie à onglet

Étape 2: préparer le panneau avant

Prenez le meilleur morceau de la planche de 1"x4"x1-1/2' et choisissez le meilleur côté pour être le devant de l'horloge.

Essayez d'éviter les nœuds ou les défauts visibles dans le bois car ils rendront infiniment plus difficile le perçage des trous des LED. Commencez par imprimer le modèle joint à cette étape à une échelle de 1:1. Collez-le à l'arrière du panneau avant, de sorte que le bon côté soit orienté vers le bas lorsque l'impression est orientée vers le haut. Prenez la planche avant et placez-la côté gabarit vers le haut sur la plus mauvaise planche. Ensuite, placez-le sur la perceuse à colonne. Prenez un foret légèrement plus grand que le foret à bout plat et ajustez la jauge de profondeur de manière à ce que la pointe se trouve à seulement 0,8 à 1 mm au-dessus de la planche inférieure, afin qu'elle ne traverse pas complètement la planche avant. Je suggère fortement d'utiliser d'abord une carte de test pour voir si cela fonctionne. Percez au moins 10 trous d'essai (ils seront utilisés plus tard !). Une lumière forte devrait pouvoir briller à l'endroit où la pointe de la perceuse s'est terminée. Percez un trou dans chacun des cercles du gabarit comme sur l'image ci-dessous.

Étape 3: Terminer le panneau avant

Cette étape est très difficile, le but est d'utiliser le foret de passe-temps pour rendre le trou se termine à plat afin que la lumière brille uniformément.

Commencez par mettre le foret de passe-temps dans la perceuse à colonne (assurez-vous de laisser plus de 1 hors du mandrin). Sur une note de sécurité, ce n'est pas ainsi que le foret est conçu pour être utilisé, et c'est un danger, alors soyez prudent. attention. Ajustez la jauge de profondeur de sorte que le foret soit à peine au-dessus de la planche inférieure comme sur la 3ème photo. Alignez le foret avec un trou d'essai et maintenez doucement enfoncé pendant 1 seconde et relâchez. Maintenez-le enfoncé pendant 1 seconde puis relâchez et éteignez la perceuse. La perceuse est éteinte pour que vous puissiez gratter toute accumulation au bas de la mèche. Si vous ne le faites pas, cela brûlera le trou et décolorera le visage. Répétez cette opération jusqu'à ce que vous soyez satisfait de combien de lumière traverse (voir les images ci-dessous pour une référence). Une fois que vous êtes à l'aise avec le perçage des trous, passez au dernier morceau de bois et percez chaque trou. Soyez averti que cela demande de la patience, ne vous précipitez pas ou vous pouvez brûler un trou et devoir redémarrer.

Étape 4: préparer les planches du milieu

Cette étape prépare les cartes du milieu pour accueillir l'électronique.

Si vous vous êtes trompé lors de la dernière étape, le bois n'est pas perdu, utilisez-le ici ! Pour cette étape, tout ce que vous avez à faire est de découper un trou dans chacune des cartes du milieu légèrement plus grand que la taille de la matrice LED, de sorte que tous les fils et l'électronique s'adaptent à l'intérieur. Je l'ai fait en perçant les supports restants d'une planche avant défaillante et en utilisant un ciseau pour la nettoyer. Répétez ceci pour autant de planches que vous le souhaitez, j'en ai utilisé 2.

Étape 5: préparer le panneau arrière

Pour cette étape, utilisez le gabarit ci-joint pour percer et découper les trous pour le connecteur DB9 utilisé pour le contrôleur et les 2 prises audio 1/8 utilisées pour l'alimentation et la radio.

Pour sculpter le port du contrôleur, percez la ligne intérieure sur le gabarit. Ensuite, taillez la partie extérieure du gabarit à 10 mm de profondeur à l'aide d'un ciseau (attention à cette étape, c'est tranchant). Pour percer les trous des prises jack 1/8 , commencez par percer un trou juste assez grand pour que l'extrémité de la prise audio s'y glisse. Ensuite, percez un trou plus grand de l'intérieur de la carte jusqu'à 3 mm de la surface extérieure (cela dépend de votre prise). Cela permet à l'extrémité de la prise de s'asseoir confortablement dans le petit trou avec le reste caché derrière le bois. À ce stade, vous voudrez attacher les fils aux ports d'alimentation, audio et contrôleur. le port du contrôleur, connectez le fil de la broche 5 au fil de la broche 6 comme on le voit sur la dernière image. Enfin, fixez tous les ports à la carte arrière en utilisant de la colle chaude à l'intérieur.

Étape 6: souder la matrice

Pour cette étape, placez une LED de chaque type dans chaque trou afin qu'elles se calent en place. Si vous avez utilisé 2 LED de 5 mm comme moi, vous devrez alors élargir les trous pour les LED. Soyez prudent lorsque vous faites cela, le foret peut attraper beaucoup plus facilement et tirer la planche vers le haut, en faisant sortir le trou.

Si vous avez utilisé 2 LED, alors lorsque vous insérez les LED dans les trous, placez les cathodes au milieu du trou, de sorte que les 2 côtés plats se rejoignent. Pour commencer à souder, pliez d'abord toutes les cathodes (fils plus courts) vers le bas pour qu'elles forment 17 colonnes très proches de la carte, puis soudez-les ensemble. Pour souder les anodes ensemble, pliez d'abord toutes les anodes d'une couleur vers le haut, puis pliez-les horizontalement, il y a donc 5 rangées d'anodes pour cette couleur. Pliez les fils de l'autre couleur d'anode vers le bas, puis horizontalement, afin qu'ils forment 5 autres rangées d'anodes. Maintenant, soudez toutes les rangées ensemble pour qu'il y en ait un total de 10. La dernière partie de cette étape consiste à souder les fils aux rangées et aux colonnes pour que l'électronique se connecte. Lorsque vous choisissez la longueur du fil, faites passer le fil de la rangée/colonne à l'endroit où vous souhaitez placer l'électronique et ajoutez 5 à 10 cm supplémentaires pour travailler.

Étape 7: Commencez à assembler les planches

Pour cette étape, vous aurez besoin d'une planche du milieu, de la planche avant et de 2 morceaux de bois « sacrificiels » (ils seront sensiblement bosselés).

Pour commencer, prenez la colle blanche et appliquez-la sur la face avant de la planche du milieu, n'ayez pas peur d'en appliquer trop, c'est mieux que trop peu. À l'aide d'un doigt, essuyez la colle uniformément sur tout le côté et collez-la à l'arrière du panneau avant (voir les images pour plus de précisions). Pour créer un lien solide, placez un morceau de bois « sacrificiel » de chaque côté des pièces maintenant collées et serrez-le ensemble (assurez-vous de l'aligner rapidement, car il sèche rapidement). Pour faire le meilleur joint, serrez-le avec tout ce que vous avez (voir la deuxième photo ci-dessous), mais faites attention à ne pas casser le bois ou percer les trous de LED.

Étape 8: programmer le microcontrôleur

Cette étape peut sembler simple, mais elle peut être source de confusion. J'ai chargé le programme sur l'atmega168 en utilisant un avrisp mk II pour contourner le chargeur de démarrage sur la plupart des puces utilisées avec Arduino. C'est parce que je voulais un démarrage instantané, et cela permet également d'avoir plus d'espace de programme (bien que pas beaucoup). Pour ce faire, il existe de bonnes ressources ici, ici et ici pour graver un chargeur de démarrage. À la place du chargeur de démarrage, utilisez simplement le fichier.hex trouvé dans le dossier applet du dossier de croquis arduino (qui est celui que j'ai joint à cette étape et à l'introduction). Pour modifier tous les aspects du fichier, j'ai également inclus tous du code commenté, cliquez simplement sur "télécharger sur le tableau" (vous obtiendrez une erreur à moins que vous n'ayez un arduino branché) pour recompiler et le fichier.hex changera pour le nouveau code. Il y a de fortes chances que votre cristal ne le soit pas être exactement de 20,0 Mhz, il devra donc être calibré pour conserver une heure précise. Pour ce faire, il suffit de modifier la variable oneMin dans le code, la mienne est 60116. La vitesse d'horloge est actuellement compilée pour fonctionner à 20 MHz. Pour le changer, vous devrez modifier certains numéros dans les préférences arduino et les fichiers de définition de carte, comme indiqué ici.

Étape 9: Construisez l'électronique

Pour construire l'électronique, suivez le schéma ci-joint. J'ai joint le schéma au format bmp, deux tailles de PDF différentes et le fichier.ms10 original créé dans le logiciel multisim de National Instruments, pour ceux qui souhaitent l'utiliser.

Les cathodes des LED se connectent aux sorties du multiplexeur, la colonne de gauche des LED étant la colonne 0. Le démultiplexeur doit absorber les LED une par une, comme celle de la fiche technique jointe. Les anodes des LED sont attachées à un cluster de 3 transistors. C'est ainsi que le 1er transistor est alimenté directement par l'adaptateur attaché à sa broche de collecteur, la broche d'anode correspondante (du microcontrôleur) est attachée à la grille. Il a également l'émetteur allant directement à la grille du 2ème transistor, et à l'aide d'une résistance de 1kOhm, il est connecté à la grille du 3ème transistor. Le 2ème transistor a son collecteur attaché à la broche verte (broche 1 sur l'arduino) et son émetteur attaché à la rangée verte (ou votre LED de tirage le plus élevé). Le 3ème transistor a alors son collecteur attaché à la broche rouge (pin 0 sur arduino) et son émetteur attaché à la rangée de LED correspondante. A noter que j'ai commandé les rangées de LED de 0 en haut à 4 en bas. L'alimentation radio est attachée à la broche du haut-parleur (broche 9 sur l'arduino), de sorte que lorsque l'alarme retentit, elle s'allume et règle automatiquement la station la plus puissante. Les broches du contrôleur (broches analogiques 0-5) ont toutes une résistance de rappel de 200 kOhm. les broches de 0 à 5 (suivies du numéro DB9 correspondant) se fixent au contrôleur dans l'ordre suivant: haut (1), bas (2), gauche (3), droite (4), bouton 1 (5 et 6), button2(9, également en option). la broche 7 du connecteur DB9 est à +5V et la broche 8 est à la masse. Voir les photos pour quelques commentaires et conseils, mais si quelque chose n'est pas clair, faites-le moi savoir dans les commentaires et je ferai de mon mieux pour vous aider. Pour les ports et les rangées et colonnes de LED, je suggère d'installer des prises afin que les pièces puissent être facilement retirées ou échangées. Maintenant, attachez le fil aux LED, à l'alimentation et au contrôleur et testez. Avant d'insérer des puces, assurez-vous que l'alimentation qu'elles reçoivent est le bon 5V, afin qu'elles ne soient pas détruites.

Étape 10: Terminer l'horloge

Pour cette étape, serrez toutes les planches ensemble, puis à l'aide du gabarit attaché à cette étape, percez des trous pilotes pour les 4 vis à bois (uniquement jusqu'au début de la planche avant, c'est pourquoi celle derrière est collée). Si vous le souhaitez, vous pouvez fraiser les trous pour que les vis affleurent.

Insérez maintenant les vis dans les trous. La dernière chose à faire est de nettoyer les bords. Prenez la scie à onglet et coupez les extrémités à égale distance des vis de chaque côté comme dans le gabarit (faites très attention à ce stade à ne pas percer un trou sur la scie !). Maintenant, poncez simplement les bords inégaux ou rugueux (pas le devant) et le tour est joué !.

Étape 11: Comment utiliser l'horloge

Pour régler l'heure, appuyez sur le bouton et maintenez-le enfoncé pendant 3 secondes, l'écran doit devenir noir. Pour modifier le numéro clignotant, appuyez vers le haut et vers le bas. Pour basculer entre les chiffres, appuyez sur la gauche et la droite. En basculant entre les chiffres, vous arriverez au côlon, lorsque sur le côlon basculez entre AM et PM en appuyant de haut en bas, la couleur changera entre le rouge et le vert (AM et PM sont ce que vous voulez qu'ils soient). Appuyez à nouveau sur le bouton pour régler l'heure. Pour basculer entre les différentes autres fonctions, appuyez sur le bouton 1. Il est également possible d'appuyer sur le bouton 2 (pas dans les contrôleurs atari 2600) pour allumer et éteindre la radio. Pour revenir à l'horloge, appuyez sur le bouton 1 et maintenez-le enfoncé à tout moment. L'ordre des fonctions du logiciel est le suivant: Alarme - réglez de la même manière que l'horloge. 1-D Pong - Tout est une question de timing, Joué en poussant vers le haut /bas pour choisir le nombre de joueurs et le bouton bushing 1 pour valider. Pour jouer au bouton 1 (pour le joueur 1) ou au bouton 2 (pour le joueur 2) lorsque la balle arrive vers vous, mais pas trop tôt ni trop tard, sinon vous manquerez. Labyrinthe - Trouvez votre sortie, c'est un labyrinthe, mais toutes les clés doivent être récupérées pour ouvrir la sortie. "Jump" - Un jeu de plateforme, évitez les points rouges et ne tombez pas pour aller le plus loin possible. Si vous avez des questions n'hésitez pas à laisser un commentaire ! Laissez-moi savoir ce que vous pensez.