Πριν ένα χρόνο είχα πιάσει κουβέντα με έναν φίλο μου για επιτραπέζια ρολόγια και ρολόγια τοιχου. Ηθελα να αγοράσω κάτι που θα μου άρεσε και δεν εβρισκα τίποτα. Τα υπολοιπα είναι ιστορία, αποφασισα να φτιάξω ένα μόνος μου. Και τι να φτιάξεις και πως να το φτιάξεις. Ξεκίνησα το ψαξιμο στο χαβαλε, άρχισα να βρίσκω μερικά πράγματα - και να το βλέπω πιο σοβαρα. Η βασική μου αρχή ήταν να παίξω εντός έδρας με πράγματα που ξέρω, προσθέτοντας παράλληλα τις πινελιές ενός DIY για να μάθω και πράγματα που δεν ξέρω.
Κατέληξα λοιπόν στην ιδέα να φτιάξω ένα ρολόι επιτραπέζιο που θα (ήθελα) να έχει τα παρακάτω χαρακτηριστικά:
- Να είναι απλό, χωρίς πολλά μπιχλιμπίδια.
- Να είναι έξυπνο. Να μην είναι μόνο ένα ηλεκτρικο κύκλωμα που πετάει την ώρα σε μια οθόνη
- Να είναι vintage. Νο comments.
- Να έχει μεγάλη ακρίβεια.
Αρα κάνοντας μια μετατροπή των παραπάνω απαιτήσεων σε συγκεκριμένα πράγματα, άρχισα να κάνω ένα πρώτο σχεδιο για το τι θα περιλαμβάνει το ηλεκτρονικό κομμάτι του ρολογιού. Θα πρέπει να έχει μια μονάδα επεξεργασίας όπου θα του προγραμματίζω το τι θέλω να κάνει το ρολόι και πως, μια πηγή για να διαβάζει την ώρα με ακρίβεια και κάτι για να την εμφανίζει. Και όλα αυτά κάπως να στριμωχνονται σε μικρό χώρο αναλόγως το κουτί που θα επιλέξω να κλείσω το ρολόι.
Μια μικρή παρένθεση μόνο για να πω δυο-τρεις ορολογίες. Η μονάδα επεξεργασίας, που στην ουσία είναι ενα πολύ πολύ μικρός υπολογιστης, στον κόσμο των ηλεκτρονικών κτλ λέγεται microcontroller ή mcu. Η πηγή που θα μας δίνει την ώρα θα είναι ένα περιφερειακό της mcu και λέγεται Real Time Clock (rtc). Το rtc βγαίνει σε πολλους συνδιασμούς και απο πολλές εταιρείες αλλα στην ουσία είναι ένας κρύσταλλος που δίνει με μεγαλη ακρίβεια την ώρα. Το συγκεκριμένο που χρησιμοποίησα είναι απ'τα πιο γνωστά και έχει ακρίβεια +-2ppm (ή 0.17 δεύτερα την μέρα ή 1 λεπτό το χρόνο). Εχει επίσης μπαταρία που μπορεί να κρατήσει μέχρι και 3 χρόνια. Ανάλογες υλοποιήσεις χρησιμοποιούνται στα quartz ρολόγια.
Και ας έρθουμε στο κομμάτι που θα εμφανίζει την ώρα. Ναι θα μπορούσα να χρησιμοποιήσω μια οθόνη led και να κάνω την δουλειά μου μια χαρά. Θα ήταν βαρετό όμως και επιπλέον καθόλου vintage. Ψαξιμο, ξαναψάξιμο και μετά θυμάμαι έναν παλιο παλμογράφο που είχε κάτι περιεργες λυχνίες που εμφάνιζαν διάφορες αριθμητικές τιμές. Vuala!! Εψαξα λίγο και τις βρήκα. Μπορούν να εμφανίσουν όλους τους αριθμούς απ'το 0 μεχρι το 9 και στην ουσία λειτουργούν όπως ένα λεντάκι αλλα αντί για μια ανοδο και μια κάθοδο, υπάρχει μία άνοδος που δίνει το ρεύμα και 10 ή περισσότεροι κάθοδοι που ανάβουν το αντίστοιχο ψηφίο. Τα ψηφία είναι κολλητά το ένα πισω απ'το άλλο οπως φαίνεται παρακάτω.
Βγαίνουν σε πολλά διαφορετικά μεγέθη και σχήματα και πλέον δεν χρησιμοποιούνται μιας και έχουν αντικατασταθεί απο led κτλ. Χρησιμοποιούνται όμως απ'οτι είδα απο χομπίστες για να φτιάχνουν ρολόγια! Βρίσκονται εύκολα στο ebay είτε NOS είτε μεταχειρισμένες και συνήθως είναι απ'την δεκαετία του '70 και του '80. Οι περισσότερες είναι Ρώσικες.
Τώρα το μεγαλο αρνητικό με τις λυχνίες αυτές είναι ότι για να λειτουργήσουν (οποιος θέλει να μάθει την αρχή λειτουργίας τους, ας στείλει μήνυμα) χρειάζονται τάση αρχική κοντά στα 180 Volt και απο κει και πέρα αναλόγως τις λυχνίες γύρω στα 130 Volt. Η οποία παρεπιπτόντως είναι και επικίνδυνη. Αρα δεν μπορώ απλά να συνδέσω τις λυχνίες με την mcu μιας και δουλεύει στα 5 Volt. Η λύση είναι ένα κύκλωμα που μετατρέπει χαμηλή τάση των 5 Volt σε υψηλή τάση των 200 Volt για παραδειγμα.
Και εδώ μπαίνει στο παιχνίδι η πλακέτα (ή pcb). Πρώτο τέστ και απλό θα ήταν το εξής. Μια πλακέτα που θα παίρνει σαν είσοδο 5V και θα βγάζει τουλάχιστον 150V. Ταυτόχρονα πάνω στο κύκλωμα πρεπει να υπάρχει και η λογική του προγραμματισμού των λυχνιών και της εμφάνισης της ώρας. Παραγγελία στους κινέζους για την πλακέτα. Μετά απο κάμποσο καιρό είχα στα χέρια μου 10 απο αυτές. Μαζί με ένα έτοιμο microcontroller arduino (η μπλε πλακέτα) και μερικά ακόμη ηλεκτρονικά είχα κάτι στα χέρια μου που επαιζε και μου δινε την απαραίτητη τάση για να ανάψει μια λυχνία τουλάχιστον. Αρχικό proof of concept λοιπόν!
Αφου όλα πήγαν καλά με αυτό το βήμα, στην συνέχεια όμως ήθελα να πετάξω το Arduino (για λόγους χώρου) και να έχω μια μόνο πλακέτα. Κατεληξα λοιπον στην παρακάτω πλακέτα που θα έχει πάνω της και την mcu.
Αρχισα λοιπόν την πραγματική κατασκευή του ρολογιού. Μην σας πω πόσος χρόνος πέρασε, μια το πιανα και μια το αφηνα.
Εδώ ήδη έχω κολλήσει τα ηλεκτρονικά για το κύκλωμα υψηλής τάσης, έχω 170V πλέον!
Τα υπόλοιπα είναι απλά ηλεκτρονικά που οδηγούν τις λυχνίες απ'την mcu. Για να γίνει αυτό όμως πρεπει να γραφτεί το λογισμικό, το οποίο είναι σχετικά απλό αλλα γίνεται πολύπλοκο μιας και το ρολόι θα υποστηρίζει αρκετά επιπλέον settings.
Αφού περασα το λογισμικό στην mcu (το γνωστό και ώς κάψιμο, flashing κτλ), πέταξα 2 μέτρα πάνω απ'την Γη όταν είδα αυτό:
Στις παραπάνω φωτογραφίες, φαίνεται η πλακέτα με την mcu (το μεγαλο ορθογώνιο τσιπάκι), το rtc (η μικρή πλακέτα με το κοκκινο φωτάκι) και οι λυχνίες με όλη την καλωδιούρα (10 καλώδια που πάνε σε κάθε λυχνία για τα ψηφία, άλλα 10 που πάνε στην πλακέτα και άλλα 6 για τα ρεύματα).
Ομορφες ε;
Το ηλεκτρονικό κομμάτι είχε τελειώσει! Πάμε τώρα να δούμε που θα στριμωχτούν όλα αυτά. Η επιλογή ήταν ένα ξύλινο κουτί απο πούρα! Σκοπός μου είναι να μην φαίνεται τίποτα απολύτως εκτος απ'τις λυχνίες, ένα κουμπί για τα settings (τα πολλά settings) και μια υποδοχή για τροφοδοσία.
Οι λυχνίες θα επρεπε να στερεωθούν κάπως οπότε μου βγήκε κάπως έτσι (θερμοκολλα is our friend). Τις εδωσα και επιτηδες μια κλήση προς τα πίσω έτσι ώστε να βλέπω καλύτερα την ώρα.
Τώρα σε αυτά τα καλωδιακια που εξέχουν κολλησα κάτι μικρά ανταπτοράκια έτσι ώστε να κουμπώνουν όμορφα στα καλώδια. Έκανα και τις τρύπες στο κουτί για τις λυχνίες και για το κουμπί και την τροφοδοσία.
Εφαρμογή των λυχνιών στο κουτί και προσωρινή στερέωση. Φαίνονται και τα κολλημένα ανταπτοράκια στα οποία θα κουμπώσουν τα καλώδια.
Συνδεσμολογια του κουμπιού:
Συνδεσμολογία της τροφοδοσίας:
Και τελικά όλη η παρέα μαζί:
Εδώ φαίνεται το rtc:
Το καπάκι κλείνει σιγα σιγά....
Και τελικά η απόλαυση!!!! Παρατηρείστε ότι το 5 είναι το 2 ανεστραμμενο!
Το ρολόι υποστηρίζει εκτος απ'την ώρα (12h/24h), την απεικόνιση ημερομηνίας, θερμοκρασίας κτλ. Τα πάντα ρυθμίζονται πολύ εύκολα απο το ένα και μοναδικό κουμπί μιας και έχει 3 λειτουργίες (στιγμιαίο πάτημα, πάτημα για 1 δευτερο, πάτημα για 5 δεύτερα).
Ανέβασα και ένα πρόχειρο βιντεάκι για να πάρετε και λίγο το feeling της αλλαγής των ψηφίων:
https://youtu.be/NyXsZr_hQGoΥπάρχει μια σκέψη να προστεθεί Wi-Fi για να συγχρονίζει με NTP αλλα παραμένει σκέψη.
Υ.Σ.1 Προσπάθησα να γράψω το DIY έτσι ώστε να μπορούν να το καταλάβουν όλοι υπεραπλουστεύοντας πολλές φορές το τεχνικό κομμάτι. Αν καποιος έχει απορίες για το "how it's made" είτε στο λογισμικό είτε στο υλικό, θα χαρώ να σας απαντήσω.
Υ.Σ.2 Ενα DIY section στο φόρουμ θα ήταν πολύ καλό να δημιουργηθεί.
Υ.Σ.3 Το παραπάνω project χρησιμοποιεί κύκλωμα υψηλής τάσης. Εαν δεν γνωρίζετε να χειριστείτε τέτοια κυκλώματα ΜΗΝ δοκιμασετε ποτέ να το φτιάξετε, υπάρχει μέγάλος κίνδυνος. Δεν φέρω καμια ευθυνη για τυχόν προβλήματα που προκύψουν.
Υ.Σ.4 Χρησιμοποιήθηκαν διάφορα open source projects για την τελική κατασκευή του ρολογιού.