Часы на DS3231-чипе своими руками

В этой статье мастер расскажет, как можно сделать свои собственные программируемые наручные часы — от процесса проектирования до поиска деталей, пайки и программирования.

Эти простые цифровые часы созданы на основе бинарных наручных часов Eiriks. Часы используют тот же микроконтроллер, что и на Arduino UNO.

Эти часы имеют толщину 10 мм, и могут работать в течение нескольких лет на одной батарее CR2032, показывать точное время и даже компенсировать температуру с помощью микросхемы DS3231 Real Time Clock (RTC) со встроенным кристаллом.
Инструменты и материалы:
-Паяльные оборудование;
-3D-принтер;
-Печатная плата;
-Электронные компоненты согласно этого списка;
Шаг первый: о некоторых особенностях
Чтобы показать время, будут использоваться 12 светодиодов, расположенных по кругу, как у простого аналогового циферблата. Мастер выбрал КРАСНЫЕ светодиоды размером 0603 в сочетании с резисторами довольно высокого значения (680 Ом). Они достаточно энергоэффективны и в то же врем, остаются видимым при прямом солнечном свете.

Для просмотра времени необходимо нажать микрокнопку на боковой части корпуса.

Как сказано для MCU, будет использоваться и программироваться чип семейства ATmega 328 (все они совместимы с 328/168/88) (32 КБ флэш-памяти, 2 КБ SRAM и 1 КБ EEPROM) с 23 GPIO.

Самый лучший RTC, который мастер смог приобрести, это DS3231, сохраняющий точное время (внутренняя температурная компенсация и встроенный кристалл делают этот чип идеальным).

Питание осуществляется 2-х вольтовым элементом CR2032.
Шаг второй: печатная плата
Мастер использует Autodesk Eagle для создания печатной платы. Сначала он рисует схему, проверяет работоспособность. После схемы (схемы) разрабатывает макет печатной платы.

Для изготовления платы отправляет файлы на JLCPCB. Стоимость печати 2 $ + стоимость доставки.
От себя: насколько я понял, на JLCPCB можно заказать и монтаж компонентов на плату, причем абсолютно бесплатно. Понятно, что комплектующие тоже нужно приобрести у них.
Шаг третий: пайка
Дальше мастер производит монтаж платы. Ниже приведены файлы, на которых указаны трассировка и расположение компонентов платы.
ShemeAndBOard.rar
GERBER.rar
Шаг четвертый: код
Теперь нужно загрузить на DS3231 код.
В загрузчике нужно установить следующие параметры.
Board: ATmega328
Bootlader: Yes
Clock: 1 Mhz internal
Compiler LTO: Disabled
Variant: 328P / 328PA
BOD: 1.8V

Скачать код, а также инструкцию по настройке часов можно здесь.
Шаг пятый: 3D моделирование и печать
Корпус разработан в Fusion 360. Все кроме платы и стекла печатается на 3D-принтере.
Корпус.
Внешнее кольцо для стекла.
Нижняя крышка.
Кнопки.
Мастер использовал следующие настройки для печати:
3D-принтер — Prusa I3 MK3S
Материал: PLA
Высота слоя — 0,1 мм
Толщина корпуса — 0,8 мм (сопло: 0,4 — 2 корпуса)
Толщина верха и низа — 0,8 мм
Плотность заполнения — 100%
Нить — 1,75 мм
Тип поддержки — везде
Тип сцепления платформы — Юбка

Стекло вставляется в корпус, а затем вставляется кольцо. Печатная плата прикручивается к нижней крышке винтами M1.4 Phillips. Затем устанавливаются кнопки и прикручивается верхняя часть корпуса.
Ниже можно скачать файл для печати корпуса часов, а также для печати корпуса в виде значка.
Все файлы STL и .f3d можно найти ЗДЕСЬ .