Простий та "вічний" наручний годиник з 12-ма світлодіодами(кодове ім'я проєкту "LumiTime"), має LIR2430 Li-Ion батарею та 12 мікро сонячних панелей, оснований на простому мікроконтролері від Microchip ATtiny13. Цей проєкт повністю open source(залізо та прошивка).
Кожні 0.5 секунди процесор прокидається(час ітерації циклу 100 наносекунд), інкрементує змінну мілісекунд, та швиденько засипає, весь цей процес забирає споживання від 3 до 5 мкА. Наручний годиник має кнопку "NOW" та 12 світлодіодів, якщо натиснути кнопку - показується час на світлодіодах згідно з наступним алгоритмом - спочатку показуються години(1, 2, 3, 4, 5, 6 і так далі...) і потім показуються хвилини з кроком в 5 хв(5, 10, 15, 20, 25, 30 і так далі...), час показу пів секунди для годин та стільки ж для хвилин -> знову сон.
Лицьова сторона плати:
Зворотня сторона плати:
Плата має 35 мм в діаметрі:
Товщина плати має бути 0.8 мм, інакше просто не поміститься в корпус.
Файли для виготовлення:
https://github.com/techn0man1ac/PerpetualLEDWristwatch/tree/main/LumiTime/PCB
Свіжа версія плати завжди тут:
https://oshwlab.com/raznie.podelki/attiny85binarywatches_copy
Замовити прототип для тестування можна ось тут(закінчений пристрій але без прошивки):
https://www.pcbway.com/project/shareproject/_Perpetual_Wristwatch_d14e5fc4.html
Пристрій має просту схемотехніку, для економії виходів мікроконтролера я використав Мультиплексування методом Чарлі(сумарно 35 компонентів):
https://en.wikipedia.org/wiki/Charlieplexing
В цьому проєкті, для заряджання, я використав 12 фотодіодів BPW34S(PV array), у сонячну погоду один елемент генерує 0.5-0.6 В і ~2 мА, з'єднав їх послідовно та зробив просту зарядну схему використовуючи 2 компоненти - стабілітрон ZD1 знижує напругу з 6 до 4.7 В та наявний захист від "витоку" струму в сонячні панелі з допомогою діоду D1 LL4148(саме цей має низький зворотній струм):
Діод добавляє падіння напруги в 0.7(4.7-0.7=4.0 В), відповідно, акумулятор не перезарядиться більше 4 В.
Ось розпіновка для підключення до AVR ISP програматора - відпаяйте батарею і запаяйте на ніжку 3V 5 Вольт з програматора, MI->MISO програматора(Arduino пін 11), MO->MOSI(пін 12), CK->SCK(пін 13) RS->Reset(пін 10) та GD-> земля програматора(GND).
Як запрограмувати ATtiny13 використовуючи Arduino:
Параметри для ATtiny13:
-
Плата: ATtiny 13
-
BOD: BOD Disabled
-
Частота: 1.2 MHz internal osc.
-
Compiler LTO: Enable
-
Порт: (Ваш Arduino порт)
-
Програматор: Arduino as ISP
Вихідний код(для Arduino IDE - "12LEDWachATtiny13.ino") ось тут:
https://github.com/techn0man1ac/PerpetualLEDWristwatch/tree/main/LumiTime/Code/12LEDWachATtiny13
Час з якого стартує годинник поки що задається лише в коді, це 26 та 27 стрічки.
Цей проєкт є повністю відкритим, як плата так і прошивка для мікроконтролера, тому його модернізувати може кожен. Але треба віддати належне попередньому проєкту, без якого цього б не існувало "Бінарний наручний годиник":
https://github.com/techn0man1ac/ATtiny13BinaryWatches
В режимі очікування(коли кнопка не натиснена) годинник споживає приблизно 5 мкА, ємність акумулятора 50 мА*год, під час роботи годинник споживає 2.5 мА, якщо дивитись час 6 разів на добу(0.25 разів на годину) час роботи 1.5 секунди, використовуючи ці дані можна порахувати на скільки вистачить батареї. Наприклад - калькулятором від Oregon Embedded:
https://oregonembedded.com/batterycalc.htm
Маємо майже рік роботи, звісно з падінням напруги буде падати і споживання годинника(при 2.7 В споживання вже 3 мкА), тому отримане нище значення, це гарантований час роботи:
Проте, варто лиш 5-10 хвилин на день потримати девайс на вуличному світлі(наприклад дістати його з рукава), і відразу термін роботи збильшиться в рази, ось на відео показую, як годинник заряджається навіть у похмуру погоду:
Варто зауважити, що світлодіодні лампочки, котрі зараз дуже популярні для кімнатного освітлення не дають достатній рівень світла в спектрі, при якому працюють сонячні панелі, тому зарядка можлива лиш в притул до LED лампи.
Місія:
"Розробити простий і екологічно чистий годинник, який поєднує в собі інноваційні технології з мінімальною кількістю компонентів, гарантуючи, що енергоефективність доступна для всіх.".
Візія:
"Ми прагнемо створити світ, де енергозберігаючі технології будуть доступні кожному, де наш годинник буде символом піклування про навколишнє середовище та інноваційних рішень у сфері енергоефективності."