Šokantna matematika iza digitalnih tajmera
Profesionalni kuhinjski ili laboratorijski tajmer košta u proseku 4.500 dinara. Delovi za isti takav uređaj, ako znate gde da gledate, koštaju manje od 1.500 dinara. Vi plaćate 3.000 dinara marže samo zato što neko drugi zna da spoji tri žice na štampanu ploču. U narednih 20 minuta, naučiću vas kako da zadržite taj novac u svom džepu i napravite uređaj koji je precizniji od bilo kog plastičnog smeća sa oglasa. Do worda 150, znaćete tačno koju lemilicu da uključite.
Zašto vam treba precizna štoperica, a ne telefon
Korišćenje telefona u radionici ili kuhinji dok su vam ruke od brašna ili ulja je recept za ekran koji će pući ili se trajno zaprljati. Pravi, namenski digitalni tajmer mora da bude robustan. Ako ste već savladali kako se pravi stoperica od arduina, ovaj projekat će vam biti prirodan nastavak. Ovaj tajmer koristi kvarcni kristal koji osciluje na 16MHz, što znači da je greška u merenju manja od jedne milisekunde po satu. Vaš telefon, opterećen aplikacijama u pozadini, ne može da garantuje tu stabilnost u realnom vremenu.
WARNING: Nikada ne testirajte strujna kola dok su povezana na mrežni napon od 220V bez izolacionog transformatora. Kontakt sa nezaštićenim kondenzatorom u napajanju može izazvati srčanu aritmiju ili ozbiljne opekotine. Radite isključivo sa 5V ili 9V baterijskim napajanjem dok projekat ne bude u kućištu.
Gde iskopati delove: Strategija sakupljača
Nemojte odmah trčati u prodavnicu elektronike. Za ovaj projekat, tražite stare, odbačene uređaje. Digitalni satovi iz starih mikrotalasnih rerni su rudnik sedmosegmentnih displeja. Ako nađete stari ruter, verovatno unutra ima stabilizator napona koji vam treba. Ja sam svoj prvi prototip sklopio koristeći delove iz razbijenog kalkulatora i staru bateriju od telefona. Ako vas zanima šira slika reciklaže, pogledajte kako funkcioniše recikliranje starih tegli za skladištenje sitnih elektronskih komponenti. Miris starog kalaja i spaljene plastike je prvi znak da štedite ozbiljan novac.
Hardverski kavez: Mikrokontroler i displej
Srce vašeg tajmera je mikrokontroler. Ja preferiram ATmega328P jer je neuništiv. Ako pogrešno povežete polove, on će se zagrejati, ali retko kada će odmah pregoreti. Povezivanje displeja zahteva strpljenje i mirnu ruku. Koristite tanke žice, po mogućstvu one iz starog mrežnog (LAN) kabla. One su idealne debljine za protobord ploče. Svaki spoj mora da bude čvrst. Ako žica landara, tajmer će se resetovati baš kad vam je najpotrebniji. Ne štedite na kalaju, ali ne dozvolite da se naprave “hladni lemovi” koji izgledaju sivo i krto. Pravi spoj mora da sija kao ogledalo.
Zašto ovo radi: Nauka o frekvenciji
Unutar svakog digitalnog tajmera nalazi se mali komad kvarca. Kada propustite struju kroz njega, on vibrira fiksnom brzinom. Mikrokontroler broji te vibracije. Kada izbroji 16.000.000 treptaja, on zna da je prošla tačno jedna sekunda. To je fizika, nema mesta za softverske greške. Razumevanje ovog procesa je ključno ako želite da vaš tajmer bude više od igračke. Sličan princip preciznosti se primenjuje i kada pravite solarni punjac od starih panela, gde kontrola napona mora biti apsolutno tačna da ne biste uništili baterije.
Anatomija katastrofe: Kako spaliti displej za 2 sekunde
Najčešća greška početnika je zaboravljanje otpornika na katodama displeja. Ako direktno povežete 5V na LED segment bez otpornika od 220 oma, videćete kratak, svetao bljesak, a onda će nastupiti tišina. Displej je mrtav. Ja sam to uradio tri puta dok nisam naučio lekciju. Šest meseci kasnije, taj displej će imati crne mrlje unutra i pola cifara neće raditi ako preskočite ovaj korak. To je klasičan primer “uštede” vremena koja vas košta novog dela i tri dana čekanja na dostavu. Nemojte biti taj tip majstora. Koristite otpornike.
Podešavanje koda i finalno testiranje
Kada sve povežete, vreme je za kod. Ne koristite gotove biblioteke koje zauzimaju previše memorije. Napišite jednostavnu petlju. Kod mora da bude čist, bez nepotrebnih funkcija koje usporavaju procesor. Prvi put kada vidite cifre kako otkucavaju, osetićete ono što nijedna kupovina ne može da pruži – moć nad mašinom. Ako vam je potreban odmor od ekrana, uvek možete naučiti kucno vezenje da smirite ruke pre sledećeg lemljenja. Vaš tajmer je sada spreman za radnu klupu. Izdržljiv je, precizan i, što je najvažnije, popravljiv.
Da li digitalni tajmer troši bateriju brzo?
Ne, ako koristite režim spavanja (sleep mode) mikrokontrolera. Pravilno programiran tajmer može raditi mesecima na jednoj 9V bateriji jer većinu vremena provodi u stanju niske potrošnje dok čeka na pritisak dugmeta.
Mogu li koristiti stari LCD od kalkulatora?
Možete, ali to zahteva poseban drajver jer LCD bez pozadinskog osvetljenja koristi drugačiji naponski nivo. Za početnike je uvek lakše početi sa LED sedmosegmentnim displejima jer su vizuelno jasniji u tamnijim radionicama.