[ЗАВЕРШЕНО] Наручные часы из METRO: Last light.

[OwlMadMax]

Здравствуйте. Развел тут схему часов на 7сегментных индикаторах, копировал стиль часов Артема из игры МЕТРО 2033.
Мозг платы - atmega328, мимикрирует под плату arduino pro mini 3.3v 8 Mhz.
Разведена микросхема RTC DS1307 для точности хода, и TP4056 для зарядки литиевого аккумулятора. синяя колба также присутствует. Плата вписана в круг 40мм.

ПРОЕКТ ПОЛНОСТЬЮ ЗАВЕРШЕН
фотосессия здесь


Как выглядит плата (версии 3.4):

Спойлер: Принципиальная схема (для версий 3.4, 3.5)

Уже работающий прототип, все еще в перемычках и навесном монтаже, но уже полностью соответствует финальной версии платы (версии 3.4)




Обновление от 16.12.2020. Перезалил архив с платой (версия 3.1).
Исправил ошибки связанные с ограничениями контроллера, переназначил некоторое количество ножек, что позволит использовать просыпание по прерыванию кнопки, и ШИМ как для колбы так и для точек. Добавил опциональные подтягивающие резисторы на линию I2C и детекцию заряда аккума. Изменил номиналы делителя напряжения.

Обновление от 10.03.2021. Финальная (надеюсь) плата (версия 3.4).
- Добавлен *.lay файл платы версии 3.4 (формат Sprint Layout 5)
- Добавлен GERBER файл платы версии 3.4
Спустя некоторое количество итераций прошедших за кадром готов представить плату в её окончательном виде.
На плату вернулся фоторезистор, переназначены некоторые ножки, питание микросхемы ds 1307 теперь осуществляется напрямую от мк.
В данный момент активно тестируется прошивка от уважаемого человека под ником Sergo_ST, в ближайшее время будет выложена прошивка с инструкцией по пользованию, и FAQ по сборке, в котором постараюсь пояснить неочевидные моменты.
Так же есть продвижение в сторону корпуса, есть идеи по изготовлению его из листового железа, без использования токарных станков и сложного оборудования. Если идея окажется жизнеспособной постараюсь оформить чертежи.

Обновление от 28.03.2021. Прошивка
Прикрепляю прошивку к этому посту для того чтобы все было в одном месте.

Обновление от 04.05.2021. Корпус
Завершен корпус и выполнено финальное оформление темы, с этого дня надеюсь увидеть много красивых и разных часов в вашем исполнении.

Обновление от 28.09.2021. 3d модель корпуса для печати
Смоделировал корпус под размеры своей платы, к сожалению принтера у меня нет поэтому проверить в пластике не могу. В архиве (3dprint_metro.zip) 3 Stl файла, корпус, крышка и кнопки. Крепление крышки осуществляется винтами м3, в крышке надо нарезать под них резьбу.


Обновление от 17.09.2022. Плата от пользователя Gioco v3.5
Плата одностороннего монтажа на СМД индикаторах из Китая либо АЛС320. Контроллер заряда заменен на TP4057. Диаметр платы уменьшен до 38мм. Прошивка оригинальная за исключением порядка катодов.

Обновление от 2.10.2022. Плата версии 3.6
Плата без DS1307, используется новая версия прошивки из папки metro_clock_no_rtc.

Обновление от 16.03.2023. Набор плат от пользователя Джо
Плата под версию прошивки 3.6, диаметр платы 36мм, односторонний монтаж компонентов. Несколько вариантов реализации зарядки аккумулятора, microUSB, typeC, беспроводная зарядка (отдельной платой). Так же имеются платы для самостоятельного изготовления семисегментных индикаторов.


ОПИСАНИЕ ФУНКЦИОНАЛА ПРОШИВКИ

FAQ ПО СБОРКЕ ЧАСОВ И СПИСОК ДЕТАЛЕЙ

ИЗГОТОВЛЕНИЕ КОРПУСА

 

[enemy_krs]

И сколько они протикают от одной зарядки?

 

[OwlMadMax]

Мало, при условии что в прошивке не используется никаких фишек для экономии энергии часы идут двое суток. Надеюсь что это не предел и возможно программно уводить часы в сон для экономии заряда.

 

[Timon_132]

Как на счет добавить акселерометр, чтоб не кнопкой включать?

 

[OwlMadMax]

Свободной осталась только одна нога МК, если этого совместно с шиной I2C хватит, то можно попробовать и акселерометр встроить.
Погуглил, для модуля ADXL335 должно хватить одной ноги, но она должна быть аналоговой, у меня свободен только цифровой.

 

[b707_2]

А в чем выражается "полуготовая прошивка" для первых и вторых часов?

 

[Un_ka]

Аккумулятор какой?

 

[enemy_krs]

В любом случае интересная тема
Мот и я когда собирусь сделать часы
Только индикаторы хочу поставить HPDL-1414

 

[OwlMadMax]

Аккумулятор литиевый, 200ма/ч, типоразмера 502025.
В полуготовой прошивке есть сам счетчик времени, меню с настройками времени, вкл. и выкл. стелс мода, и поправкой точности хода. Мигание синей колбой по сигналу от фоторезистора (индикатор стелса), динамическая индикация на 4 цифровых индикатора по нажатию кнопки либо в постоянном режиме, мигают секундные точки, обрабатываются 2 кнопки. Не хватает организации кода для сохранения энергии, индикации процентов заряда аккума, обработки энкодера. Для выложенной версии кода нет вообще, как дойдет дело до рабочего прототипа возможно перепишу, если найду силы и время, не дается мне программирование.

 

[b707_2]

а энкодер там зачем?

 

[Un_ka]

а энкодер там зачем?

Где там энкодер?
А что за штырьки по бокам - кнопки?

 

[OwlMadMax]

Просто "чтобы был", фишка которой еще ни у кого не было. Устанавливать поворотным кольцом таймер обратного отсчета как в игре, настраивать время, и прочие вещи ограниченые только фантазией.
энкодер - четыре пружинных пина возле индикаторов, кнопки с обратной стороны платы.

 

[Un_ka]

А внешний кварцевый резонатор есть или он только на схеме?
Если есть на 8Мгц, то зачем, внутренний столько же выдаёт.

 

[b707_2]

Устанавливать поворотным кольцом таймер обратного отсчета как в игре, настраивать время, и прочие вещи ограниченые только фантазией.

ну идейка прикольная. согласен... только что-то не видел таких кольцевых энкодеров..

 

[OwlMadMax]

@Un_ka, кварц 8мгц есть, да от него можно отказаться с помощью прошивки, но мне это не под силу, плюс я все таки верю в то, что от внешнего кварца часы будут идти точнее.
@b707_2, а таких энкодеров и нет, я просто сделал свой с нуля, электрическая часть с контактами на плате, а на корпусе кольцо поделеное на проводящие и изолирующие сегменты поочередно, идея такая, до реализации еще не дошел.

 

[OwlMadMax]

Пока из Китая едут детали для сборки прототипа расскажу как сделать элементы, отличающие часы из вселенной метро 2033 от любых других часов, а именно индикаторы стилизованные под ГРИ и синяя светящаяся колба.
Начну с индикаторов. В моей плате используются индикаторы 0.3 дюйма по длинной стороне, желтого цвета с общим катодом. Найти такие индикаторы в продаже не просто, единственное место где я смог их купить это ибэй, и даже там сначала прислали красные, только со второй попытки купил именно желтые.
Для переделки их под имитацию ГРИ нам потребуется сетка, эпоксидный клей и оргстекло 2мм толщиной. Где достать сетку отдельная история, можно разбить сами ГРИ и достать сетку оттуда, можно приобрести сетку в магазинах для масштабного моделирования, там есть на выбор почти любая форма и размер ячейки. Я же упоролся на отличненько и вытравил сетку сам, из алюминиевой фольги по технологии ЛУТ.

Итак все необходимое достали, можно приступать.
Первым шагом идет уменьшение высоты индикатора, если мы не хотим часы которые торчат на 3 сантиметра вверх от руки этот шаг необходим. Высоту индикатора можно убирать с обоих сторон, с лицевой стороны просто наждачной бумагой, главное осторожно, надо следить за тем насколько сильно вы приблизились к светодиодам. Со стороны ножек также можно убрать приличное количество миллиметров, но это будет сложнее, потребуется тонкий надфиль и куча терпения. Так же на этом этапе закругляем углы индикатора, добиваясь схожести по форме с лампой ИН-12.

Примерно так выглядит сточенная лицевая сторона, слой черной краски придется восстановить, я остановился на акриловой краске. Так же пробовал перманентный маркер, но краска маркера растворяется эпоксидкой.
Когда индикатор подготовлен, можно приступить к следующему этапу.
Под размер индикатора вырезается кусочек сетки и оргстекла, из оргстекла в последствии мы сформируем выпуклую линзу.
Примерив все на сухую и убедившись что все ок (следите за направлением рисунка сетки) можно приклеивать. Желательно использовать прозрачную смолу, я же снова упоролся и взял обычный желтый клей ЭДП.
Нанесите слой клея на индикатор, утопите в этом клее сетку и прижмите сверху кусочком оргстекла. Проследите что в ячейках сетки не осталось пузырьков воздуха. Для схватывания оргстекла к индикатору поверхность стекла нужно заматовать наждачкой. Ничего страшного в том что стекло потеряет прозрачность нет, после того как клей смочит оргстекло прозрачность вернется. Прижмите чем нибудь этот бутерброд, следя чтобы детали не сместились и оставьте высыхать на сутки.

После высыхания клея осталась финишная обработка.
Сточите выступающие за края индикатора сетку, оргстекло и выдавившийся лишний клей, и сформируйте профиль линзы, закруглив края оргстекла. Восстановить прозрачность можно постепенно уменьшая зерно наждачной бумаги, финишную полировку можно провести с помощью пасты ГОИ или автомобильных полиролей.

Итоговый результат. На самом правом индикаторе можно заметить потемнение - это растворился маркер которым я закрасил лицевую часть индикатора.

Сравнение исходной толщины индикатора и после обработки. Оригинальная толщина 7мм, после обработки 3мм, плюс 2мм на линзу - итого 5мм.

 

[OwlMadMax]

Итак, как же сделать светящуюся синюю колбу.
Для корпуса колбы идеально подходит стержень от гелевой ручки. Он в меру матовый, и внутренний диаметр его ровно 3мм, как раз чтобы вставить туда светодиоды. Для колбы понадобится орезок примерно 16мм.
Если оставить внешний диаметр как есть то колба будет выше чем индикаторы, поэтому придется сточить немного высоты как на рисунке:


Если кто то внимательно рассматривал плату, то становится ясно что тут не все так просто, ибо плюс светодиода находится в одном месте, а минус аж в 18 мм, с другой стороны колбы.
Это обусловлено тем, что в колбу спрятано по светодиоду с двух сторон, от одного светодиода берется всего одна ножка, вторая обрезается почти под корень, оставляя небольшой кусочек для пайки перемычки межу диодами.

Как это выгладит на схеме:

Перемычки две, соединяют аноды и катоды обоих светодиодов, проходят они крест накрест по плоской (прилегающей к плате) стороне колбы. В качестве перемычек следует использовать максимально тонкий провод, я использовал обмоточный эмалированный провод (в простонародье проволока).

Светодиоды я вклеил на ту же эпоксидку, при вклеивании надо следить за тем чтобы напротив плюсовой ножки левого светодиода была минусовая ножка правого, иначе получится перекос и вы не сможете запаять колбу в плату ровно.
Имитацию железных гильз я сделал из фольги, обернув вокруг колбы, но оставив пробел на внутренней части, там где проходят перемычки. Чтобы закрыть полностью светодиоды может потребоваться слишком широкая полоса фольги, что выглядит уже не очень аутентично, поэтому можно сточить линзы светодиодов, убрав около 2мм высоты, этого будет достаточно, чтобы спрятать светодиоды и сохранить оригинальный внешний вид.

Как выглядит итог в живую:


Последним шагом закрашиваем торцы колбы черной краской, это замаскирует следы пайки и не позволит диодам светиться через дно. Так же торцы можно залить эпоксидной смолой, чтобы вместо неровных выводов получить ровную каплю смолы, при этом можно подкрасить саму смолу, черной пастой из той же гелевой ручки, или масляной краской.

 

[Un_ka]

Как выглядит итог в живую:

А есть фото, где он светится?

 

[OwlMadMax]

Примерно так, только есть нюанс, колба изнутри полностью заполнена эпоксидной смолой, если делать полую возможно свет будет распределяться по другому.

 

[stepko]

Часы вот с этого?

Мне вот показалось знакомым с тем, что там тоже не выдерживает заряд

 

[OwlMadMax]

@stepko, нет, часы не с этого. Изучал данное видео, треш, угар и нежизнеспособность. Сделано только ради видео, под конец видоса вообще подменяется плата на другую.

 

[stepko]

@stepko, нет, часы не с этого. Изучал данное видео, треш, угар и нежизнеспособность. Сделано только ради видео, под конец видоса вообще подменяется плата на другую.

Кстати там еще меньше энергосбережение - 2 часа автономной работы....

 

[OwlMadMax]

@stepko, ничего удивительного, учитывая размер аккума там около 50 ма/ч, естественно его не хватает.

 

[OwlMadMax]

Итак, прототип собран, готовлю прошивку под часы. К сожалению по закону Мерфи выполз ряд ошибок, поэтому пришлось резать дорожки и бросать перемычки, но на то он и прототип.
По незнанию подключал пины А6 и А7 как выходы, оказалось что это невозможно, и данные пины работают только на вход, штош, теперь на А7 кнопка, А6 остался не подключеным. вторая кнопка переехала на D2, дабы обрабатывать прерывания с этой кнопки, по ней будем выходить из сна и демонстрировать время на 3 секунды, после чего засыпать обратно. Так же в новой версии платы поменяны выходы на точки и колбу, теперь они могут управляться с помощью ШИМ, но на прототипе я не стал резать эти дорожки, поэтому отладку шима оставлю на потом.
Номиналы делителя напряжения так же пришлось поменять, в процессе курения мануалов по опорным напряжениям выяснилось что на выходе делителя мне необходим 1.1В при полностью заряженом аккуме. поэтому первый резистор теперь 200к а второй 75к.





Советский конденсатор опциональный, хоть он и функционален, фильтрует напряжение приходящее с ЗУ, его можно не впаивать и заменить смд кондером, площадки под него есть.

 

[Un_ka]

Советский конденсатор опциональный, хоть он и функционален, фильтрует напряжение приходящее с ЗУ,

Он для шарма.