Um relógio com voltímetros melhor
(lcamtuf.substack.com)- O novo relógio com voltímetros exibe horas, minutos e segundos com 3 voltímetros analógicos de painel, e foi documentado de forma mais simples e agradável de ver do que projetos anteriores da internet
- Um medidor de painel Baomain 65C5 5V foi desmontado para medir as dimensões frontais, e um mostrador substituto foi impresso em papel adesivo para virar a exibição do relógio
- O ponteiro das horas é dividido em 13 segmentos de 0 a 12, e os de minutos e segundos em 61 segmentos de 00 a 60, para que os ponteiros se movam continuamente entre os números
- O gabinete foi usinado em bordo com uma fresa CNC, e as paredes laterais arredondadas foram curvadas com entalhes internos, umedecimento e grampos para criar um exterior sem emendas
- O circuito é simples, com um AVR128DB28, um cristal, 2 botões e 3 pinos digitais, e aciona os medidores pelo ciclo de trabalho de uma sequência de pulsos de 1 bit, sem DAC
Projeto e fabricação
- O primeiro relógio com voltímetros, feito em 2019, mostrava as horas usando voltímetros analógicos de painel em vez de um mostrador de relógio tradicional, e esta nova versão foi criada com o objetivo de ser mais simples e esteticamente melhor do que projetos existentes na internet
- O novo projeto começou com uma maquete grosseira no Rhino3D e usa 3 voltímetros genéricos de painel de 90° da Amazon
- O Baomain 65C5 5V panel meter é um componente de cerca de US$ 9; depois de desmontá-lo, as dimensões frontais foram medidas e um mostrador substituto foi impresso em papel adesivo para personalizá-lo
- Um modelo PDF para impressão é fornecido em meter_clock2.pdf
- O medidor das horas é composto por 13 segmentos de 0 a 12, e os medidores de minutos e segundos por 61 segmentos de 00 a 60
- Essa foi uma escolha para que cada ponteiro se mova de forma contínua, sem saltos
- Por exemplo, às 11:30, o ponteiro das horas não deve parar no 11, mas avançar em direção ao 12º segmento
- Para esconder a flange plástica dos medidores Baomain 65C5 de baixo custo e evitar que o painel frontal parecesse monótono, foi aplicado um padrão decorativo rebaixado
- Em vez de fazer o gabinete à mão, como na primeira versão, as partes frontal e traseira foram usinadas em uma fresa CNC
- O material é madeira de bordo reaproveitada na oficina, recortada novamente, esquadrejada e aplainada
- As paredes laterais arredondadas foram feitas curvando uma peça plana de madeira de acordo com um molde de forma, para obter um exterior sem emendas
- Para fazer isso sem um gabarito de curvatura a vapor, foram cortados vários entalhes internos na parte de dentro das paredes laterais para que a madeira dobrasse com mais facilidade
- A madeira foi umedecida, fixada com grampos e deixada secar; alguns dias depois, as laterais curvadas foram coladas às partes frontal e traseira
- Para um encaixe preciso, foi usado um molde externo feito de compensado descartado, evitando lidar novamente com grampos e cintas de catraca de forma complicada
- O corpo montado foi lixado e recebeu laca de nitrocelulose, completando o estado inicial de montagem
Circuito e modo de funcionamento
- O circuito é uma configuração simples que levou cerca de uma hora para ser montada, usa um MCU AVR128DB28 e é alimentado por um adaptador de parede
- O MCU foi conectado a um cristal de 8MHz ECS-80-18-4X-CKM, embora também seja possível usar um cristal de 32.768kHz
- Os três medidores de painel são conectados aos pinos de saída digital PC0, PC1 e PC2
- Dois pequenos botões de pressão na parte traseira são conectados aos pinos de entrada PD6 e PD7 e são usados para ajustar a hora
- O acionamento dos medidores não requer DAC nem componentes adicionais
- É usada uma sequência de pulsos digitais de 1 bit em frequência relativamente alta
- A inércia dos medidores e a indutância das bobinas internas cuidam do restante, estabilizando os ponteiros em posições intermediárias de acordo com o ciclo de trabalho controlado por software
- O código pode ser visto em meter_clock2.c e é curto e bem comentado
- O núcleo do funcionamento é um timer interrupt sincronizado com o cristal que incrementa um contador de 10Hz
- Depois disso, o loop principal de eventos calcula o ciclo de trabalho apropriado e alterna manualmente os pinos de saída
- O chip tem módulos de PWM em hardware, mas como a aplicação é simples, usar o circuito PWM não traz vantagem prática significativa
- Um vídeo do rollover gravado perto de 11:59:59 está disponível em Video 3
1 comentários
Comentários do Hacker News
Por volta de 2014 vi um relógio com voltímetros baseado em Arduino feito por alguém, acho que talvez tenha sido este aqui: https://maniacallabs.com/2014/07/08/meter-clock-pt1/
Achei bem legal, mas um pouco caro para o que era
Então fiz o meu próprio com um chip PIC: https://www.n1kdo.com/meter-clock/index.html
O meu é menos um relógio preciso e mais um enfeite interessante de mesa que puxa conversa
Projetos assim são sempre divertidos. São artisticamente legais e é ótimo como fazem surgir todo tipo de ideia
Também é uma forma de fazer várias áreas do cérebro trabalharem ao mesmo tempo
Curiosamente eu também estava mexendo com medidores de painel
Agora estou terminando um computador analógico e liguei um ADC para converter valores analógicos em digital e exibi-los num LCD. Usei uma placa de desenvolvimento ESP32, que era mais flexível que um medidor de painel e mais barata que um osciloscópio
Mas ver um medidor de painel “simulado” parecia ir um pouco contra a proposta de um computador analógico, então fiz uma pequena PCB para conectar meu computador analógico a medidores de painel reais como os usados neste relógio
Rodando uma simulação de mola + massa no computador analógico e vendo ao mesmo tempo a representação no LCD/ESP32 e os medidores reais se moverem, tudo fez sentido
Muito legal! O circuito eletrônico provavelmente eu conseguiria fazer sem tanta dificuldade, mas projetos assim exigem ferramentas de marcenaria e não tenho espaço para elas no meu pequeno apartamento de um cômodo
E minha esposa provavelmente também não gostaria que eu comprasse essas ferramentas, o que é outro problema
No pior caso, talvez você tenha que aprender FreeCAD e comprar uma pinça ($10~$50) e fresas (duas sairiam por cerca de $50~$75). Com sorte, o software e as ferramentas de que você precisa já podem estar disponíveis
Digo isso pela minha experiência de fabricar móveis profissionalmente, de já ter trabalhado em makerspace e de ter feito lá projetos de complexidade parecida numa Shopbot
Complementando, se você eliminar o rebaixo ao redor dos medidores no painel frontal, dá para fazer com CNC de face única, o que fica muito mais fácil. Com cuidado, também daria para fazer com uma tupia manual e uma fresa de rebaixo
Recentemente a Princess Auto vendeu um monte desses medidores excedentes por um preço baixíssimo, então fiz um. Custavam pouco mais de 1 dólar cada, então comprei vários
O meu não ficou tão bonito quanto este, mas como forma de mostrar as horas é realmente muito bom e as pessoas acham meio curioso quando veem
Muito bom! Só faltaria um pequeno ajuste para evitar overshoot e trancos ao ir de um valor alto para um valor baixo
Como outra pessoa comentou, o overshoot pode até ficar legal, mas eu me preocuparia se esses voltímetros de painel baratos aguentariam muito tempo esse tipo de pancada
;-)
Legal! Mesmo assim eu esperava ver pelo menos um ou dois amplificadores operacionais no circuito ;)
Ideia aleatória:
usar tensão para as horas, corrente para os minutos
e fazer a potência resultante acionar uma lâmpada arco-íris
Acabei de descobrir que em inglês ammeter é mais comum que ‘amperemeter’, mas eu prefiro ‘amperemeter’ porque parece mais intuitivo
Gosto da ideia de acionar esse tipo de dispositivo analógico com saída digital. Foi inteligente usar PWM
A construção em si ficou realmente excelente! Isto é totalmente uma implicância pessoal minha, mas o jeito como o ponteiro dos segundos reseta me incomoda sem parar :/