یک روز در حالی که در بازارها در حال کاوش در بریک آ براک بودم، به طور تصادفی با صفحه ای قدیمی و قدیمی باکلیت مربوط به دهه 1950 برخوردم.
Slave Dials حرکات ساعت بدون مدار نگهداری زمان واقعی هستند. تنها چیزی که در آنها وجود دارد مکانیسمی برای حرکت عقربه های ساعت و دقیقه است که با یک پالس الکتریکی قابل پیشبرد است. این پالس توسط یک مکانیسم متمرکز زمان نگهدارنده ارسال می شود. آنها اغلب از ایستگاههای راهآهن یا ساختمانهای اداری بزرگ استفاده میشدند تا اطمینان حاصل شود که همه ساعتها همزمان میخوانند. شما هنوز هم گهگاه چنین شمارهگیریهایی را در بازارها، صندوقفروشیها و فروشهای خودرو پیدا خواهید کرد.
من از ایده آوردن زندگی جدید به فناوری قدیمی خوشم می آید، و به همین دلیل ایده ادغام صفحه کلید را با یک میکروکنترلر و اتصال به اینترنت برای ایجاد یک صفحه کلید قدیمی با دقت ساعت اتمی در نظر گرفتم.
این مراحل فرآیندی را که من طی کردم توصیف میکند و شامل تمام شماتیکها و کد منبع است. همین تکنیک ممکن است با دور زدن مدار تولید پالس موجود در حرکات ساعت مدرن نیز اعمال شود.
مواد
- آردوینو با WiFi (من از یک برد YellowJacket از Async Labs استفاده کردم، اما میتوانید از هر آردوینو با WiFi یا اترنت فعال یا یک محافظ مناسب استفاده کنید).
- استریپ برد.
- رگولاتور LM317.
- ترانزیستور TIP31
- دیود 1N4004.
- LED قرمز.
- منبع تغذیه 9 ولت.
- سوکت برق DC (مناسب منبع تغذیه).
- خازن 0.1uF
- خازن الکترولیتی 1uF.
- مقاومت 22R.
- مقاومت 3 x 1K.
- مقاومت 10K.
- مقاومت 100R.
- چسب نواری چسب.
- نوار الکتریکی.
- فوم (برای عایق صدا).
مرحله 1: مشخصه های Slave Dial را شناسایی کنید
هنگامی که من شماره گیری مرکب را خریدم، بدون دستورالعمل، بسته بندی یا جزئیات دیگر ارائه شد. تنها نشانهها (غیر از پنج دهه کثیفی) روی صورت (SMITH SECTRIC، ACELEC SYDNEY) و برخی از علامتها روی براکت نگهداشتن مکانیسم روی هم بودند (ECS 205/19 MADE IN ENGLAND)). روی سیمپیچ علامتهایی وجود داشت، اما آنقدر ضعیف بودند که نتوان آنها را خواند.
برای اینکه مکانیسم را به حرکت درآورم، باید بدانم چقدر ولتاژ باید به سیم پیچ اعمال شود تا عقربه ها به طور قابل اعتماد پیش بروند، برای چه مدت و چند ثانیه عقربه ها برای هر پالس پیشروی می کنند. من نگران رانندگی بیش از حد (و در نتیجه آسیب رساندن) به سیم پیچ بودم، اما همچنین نگران رانندگی کم آن بودم که منجر به یک حرکت غیرقابل اعتماد شد.
من توانستم اطلاعات کلی در مورد این واحدها را در وب بیابم (به لطف Google ). از افرادی که وب سایت English Clock Systems را گردآوری کردند تشکر می کنم . به نظر می رسد که اکثر این ساعت ها بسته به مدل، 30 یا 60 ثانیه پیشروی می کنند. این مکانیزم به عنوان یک مقاومت ترکیبی در حدود 3.5 اهم و یک درجه جریان 0.3 آمپر برای ولتاژ کاری 1.05 ولت مشخص شد. در واقعیت، اکثر این واحدها توسط باتری های قدیمی سلول خشک با ولتاژ 1.5 ولت هدایت می شدند، بنابراین هدف من این بود.
توجه داشته باشید که صفحههای slave مانند این معمولاً دارای یک مقاومت "شنت" هستند که با سیم پیچ موازی است. دلیل این امر این بود که این ساعت ها اغلب به صورت سری سیم کشی می شدند. بدون مقاومت، اگر سیم پیچ در یک ساعت مدار باز می شد، همه ساعت ها از کار می افتادند.
مرحله 2: طراحی مدار درایو
مدار باید بتواند سیم پیچ ساعت را با ولتاژ 1.5 ولت هدایت کند. من مطمئن هستم که راه حل های ظریف تری وجود دارد، اما من به سادگی از یک تنظیم کننده متغیر (یک LM317) برای تامین ولتاژ استفاده کردم، و خروجی از آن از طریق یک ترانزیستور (TIP31) سوئیچ می شود. توجه داشته باشید که به دلیل افت ولتاژ در ترانزیستور، رگولاتور در واقع باید حدود 3 ولت را تامین کند. یک دیود در سراسر سیم پیچ ساعت قرار می گیرد تا EMF برگشتی را کاهش دهد.
ترانزیستور سوئیچینگ از طریق یکی از پایه های خروجی آردوینو هدایت می شود. من یک LED را به صورت موازی برای کمک به اشکال زدایی قرار دادم (تا بتوانم برنامه را بدون سیم کشی ساعت آزمایش کنم). در نهایت یک سوئیچ را به یکی از پایه های دیگر آردوینو وصل کردم. هدف این بود که از این برای وارد کردن یک حالت پیکربندی (مثلاً برای تنظیم تنظیمات شبکه بی سیم) استفاده کنم، اما من واقعاً هرگز از این استفاده نکردم.
آردوینو که من انتخاب کردم یک جلیقه زرد از آزمایشگاه Async است . متأسفانه آنها دیگر آنها را نمی سازند. اگر انجمنهای آنها را بررسی کنید (که برای مدتی فعال خواهند ماند)، ممکن است افرادی را بیابید که اجراهای خود را جمعآوری میکنند (سختافزار منبع باز هرگز نمیمیرد). همچنین می توان از آردوینو متفاوتی استفاده کرد. به عنوان مثال، یک آردوینو استاندارد با یک سپر اترنت میتواند استفاده شود (با برخی تغییرات کد برای تطبیق با کتابخانههای مختلف شبکه). در این حالت، استفاده از POE (Power Over Ethernet) نیز نیاز به کابل برق جداگانه را برطرف می کند. به جای استفاده از منبع زمان شبکه، می توان از یک واحد GPS متصل به آردوینو استاندارد نیز استفاده کرد.
من از نسخه رایگان Eagle برای مستندسازی مدار استفاده کردم و هر بخش را نمونهسازی کردم.
با طراحی مدار و نمونه اولیه بر روی تخته نان، من به ساخت آن روی تخته استریپ بردم. من از یک برنامه کوچک جاوا به نام DIYLC برای طراحی طرح بندی نوار استفاده می کنم.