Zegar biurkowy na atmega328 i woltomierzach analogowych – akt trzeci

Przedstawiam Wam trzecią część opisu budowy mojego zegara. Jeżeli chodzi o część elektroniczno-mechaniczną będzie to ostatnia część, ale możliwe, że pojawi się jeszcze jedna w której zajmiemy się „bajerami” do naszego zegara. Ale wszystko po kolei.

Po poprzedniej części mamy złożony nasz zegar na płytce prototypowej. Oczywiście nie chcemy go zostawiać w ten sposób, więc stajemy przed wyborem – trawienie własnej płytki, lub użycie gotowej płytki uniwersalnej i lutowanie na tzw. „pająka”. Jako, że całość ma być możliwie „profesjonalna” wybrałem stworzenie własnej płytki. Osobiście do stworzenia wzoru ścieżek użyłem programu Eagle, ale programów tego typu jest naprawdę spory wybór i nic nikomu nie narzucam. Nie będę także próbował napisać tutaj poradnika na temat projektowania płytek w Eagle – tego typu materiałów w Internecie jest naprawdę bardzo dużo (także w naszym ojczystym języku). Po niedługiej zabawie z programem, wielokrotnym przesuwaniu ścieżek i elementów doszedłem do następującego wzoru płytki:

Płytkę postanowiłem wytrawić popularną metodą termo transferu, ale jako że była to moja pierwsza w ten sposób robiona płytka nie będę poddawał tutaj żadnych sugestii  – powiem tylko że jestem w miarę zadowolony z efektu końcowego, jak na pierwsze trawienie nie wyszła (przetrawiła) się tylko jedna ścieżka na całej płytce i nadtrawiło się w jednym miejscu pole „rozlanej” masy.

Korzystałem z poradnika zamieszczonego tutaj, na majsterkowie – o dokładnie tutaj. Dla osób, które chciałyby wykorzystać mój projekt płytki – zamieszczam plik PDF gotowy do wydruku.

schemat płytki drukowanej

Po wytrawieniu płytki, musimy ją oczywiście nawiercić – BARDZO dużym ułatwieniem w tym procesie jest posiadanie (albo możliwość wypożyczenia) statywu do wiertarki – oszczędność czasu, oraz bardzo łamliwych wierteł.

Po nawierceniu zabieramy się za lutowanie – polecam nie lutować mikrokontrolera bezpośrednio do płytki, zamiast tego proponuję wykorzystanie podstawki – dzięki temu nie nagrzewamy niepotrzebnie mikrokontrolera (co może mu zaszkodzić), a także w przypadku jakiegoś uszkodzenia mikrokontrolera nie stanowi żadnego problemu jego wymiana.

Jak widzicie – na płytce zamieściłem 12 złączy śrubowych – dzięki tym złączom podłączymy do płytki rzeczy umieszczone w obudowie urządzenia – pięć przycisków, złącze zasilania (+ oraz -), fotorezystor (obie jego nóżki), dwa woltomierze oraz diody umieszczone w woltomierzach.

Zanim zabierzemy się za projektowanie obudowy do cięcia laserowego musimy wybrać elementy, które się w niej znajdą. Mamy już woltomierze oraz fotorezystor – musimy jeszcze wybrać gniazdo zasilania (w wersji nakręcanej, do obudowy) oraz przyciski do zmiany godziny. Oprócz tego postanowiłem jeszcze dodać do tego zestawu przycisk on/off – tak aby można było wyłączyć zegar bez odłączania wtyczki zasilania.

Po zakupie przycisków, gniazd i innych rzeczy, które mamy zamiar osadzić w obudowie możemy przystąpić do projektowania rzeczonej obudowy.

Możemy oczywiście samemu wszystko policzyć i zaprojektować od podstaw, ale mija się to z celem, w momencie, gdy lwią część pracy może za nas wykonać proste narzędzie dostępne on-line. Wchodzimy więc na stronę http://boxmaker.rahulbotics.com/

Jako że w naszym kraju nad Wisłą używamy „normalnych” jednostek miar jak centymetry, metry i ich pochodne – pierwsze co robimy to przełączamy u góry strony jednostkę z cali na centymetry. Następnie wypełniamy następne cztery pola – są to po kolei 3 wymiary projektowanego pudełka (szerokość/wysokość/głębokość – chodzi o pożądane wymiary ZEWNĘTRZNE tworzonego pudełka), oraz grubość użytego materiału. W efekcie otrzymamy plik PDF z zaprojektowanym pudełkiem, w którym poszczególne elementy zazębiać się będą niczym puzzle.

Następnym krokiem jest zaimportowanie naszego pliku PDF do programu graficznego, który pozwoli na jego obróbkę. Ja, podobnie jak w przypadku tarcz woltomierzy, użyłem programu CorelDraw X6. Po zaimportowaniu zaprojektowanego pudełka należy rozmieścić na nim wszystkie elementy, na które ma być przewidziany otwór w obudowie. Oczywiście przy tym etapie potrzebna nam będzie suwmiarka (lub alternatywnie kupienie przycisków/gniazd o dokładnie znanych wymiarach). Wiedząc, że w firmie w której będę wykonywał cięcie sklejki można zamówić także wygrawerowanie laserowe napisu/grafiki, na obudowie umieściłem opisy złączy i przycisków znajdujących się z tyłu obudowy. U mnie ostateczny projekt obudowy wygląda tak:

Wyjaśnienia mogą wymagać dwa elementy – otwór w górnej ściance obudowy, oraz 4 otwory w dnie obudowy.

W otworze w „dachu” będzie umieszczony fotorezystor, podklejony taśmą tak, aby trzymał się w zaplanowanym dla niego miejscu.

Otwory w dnie – są to otwory montażowe, w których osadzona będzie (na dystansach) płytka ze wszystkimi elementami. Żeby zapewnić sobie ich precyzyjne rozstawienie wyłączyłem w programie Eagle wszystkie warstwy oprócz tej, na której zaznaczone były te otwory, wydrukowałem ten obraz do PDF i zaimportowałem go do pliku z obudową.

Cięcie zleciłem firmie w swojej okolicy, tak aby móc odebrać zamówienie osobiście i nie dopłacać za koszty przesyłki. Co miłe – po wspomnieniu, że obudowa będzie prezentowana na majsterkowie i poparciu tego paroma linkami dostałem 10% rabatu ;) Dla osób z okolicy Poznania (ale nie tylko, ponieważ w tej firmie można zamówić cięcie z przesyłką) podrzucam link http://laserowadolina.pl/. Ceny przystępne, czas oczekiwania niedługi.

Po wysłaniu zamówienia mamy trochę czasu wolnego, który postanowiłem spożytkować na przygotowanie elementów do montażu w obudowie. W tym celu wydrukowałem sobie rzut tylnej ścianki, nakleiłem go na kawałek kartonu, wyciąłem w tym kartonie otwory i umieściłem w nich wszystkie elementy, łącząc je następnie odpowiednio kabelkami.

Po przygotowaniu tylnej ścianki „na warsztat” wziąłem woltomierze – w okolicznym sklepie udało mi się kupić bardzo profesjonalnie wyglądające nakładki, które można dokręcić nakrętką na śrubę i do których można przylutować kabelek. Jak to mówią jeden obraz jest warty tysiąca słów:

Po przygotowaniu tego wszystkiego nie pozostaje nam nic innego, niż czekać na możliwość odbioru zamówionej obudowy. Części obudowy po odebraniu wyglądały w moim przypadku tak:

Nad resztą procesu nie ma co się rozwodzić – montujemy wszystkie elementy w przewidzianych dla nich miejscach, a następnie sklejamy poszczególne fragmenty obudowy ze sobą przy pomocy niewielkiej ilości kleju do drewna. Ja na razie skleiłem ze sobą 5 elementów – nie wklejałem na stałe jednej ze ścian bocznych, tak aby mieć jeszcze dostęp do wnętrza obudowy. Prawdopodobnie tak to zostawię – niewklejony element wchodzi na tyle sztywno pomiędzy swoich sąsiadów, że nie potrzeba tam dodawać kleju, a zostawiając to tak zachowam możliwość zmienienia czegoś we wnętrzu obudowy.

A to efekt końcowy:

Osoby uważnie analizujące powyższe schematy i zdjęcia wychwyciły zapewne dodatkowe złącze 5 goldpinów (obok podstawki na mikrokontroler, naprzeciwko złącza dla układu RTC). Pod to złącze podpiąć mogę konwerter USB<->UART, dzięki któremu będę miał możliwość ustawić godzinę w zegarku przy pomocy komputera.

Ale o tym w następnej, ostatniej już części mojego cyklu.