初遇JS，做一個(gè)簡(jiǎn)易數(shù)字時(shí)鐘

遇JS，做一個(gè)簡(jiǎn)易數(shù)字時(shí)鐘。

《JavaScript》學(xué)習(xí)過程中的心得與總結(jié)

1、做一個(gè)數(shù)字時(shí)鐘，首先我們先放上圖片，給他的背景加點(diǎn)顏色

<body style="color: #FF9900; background-color: #cccccc">

<img src="images/0.jpg" />

時(shí)

<img src="images/0.jpg" />

分

<img src="images/0.jpg" />

秒

</body>

現(xiàn)在是這個(gè)樣子：

在給他設(shè)置一個(gè)按鈕，用更新系統(tǒng)時(shí)間：

<input id="btn1" type="button" value="更新時(shí)間">

2、想做一個(gè)數(shù)字時(shí)鐘，最重要的是先想辦法獲取系統(tǒng)時(shí)間。

所以我們寫一個(gè)JS，來獲取系統(tǒng)時(shí)間

<script type="text/javascript">

window.onload=function (){

//上一篇文章已經(jīng)講過，windows.onload的作用

var Img=document.getElementsByTagName('img');

var Btn=document.getElementById('btn1');

var i=0;

Btn.onclick=function() {

var oDate=new Date();

//初始化創(chuàng)建一個(gè)新對(duì)象(獲取系統(tǒng)時(shí)間

var str=oDate.getHours()+'點(diǎn)'+oDate.getMinutes()+'分'+oDate.getSeconds()+'秒';

</script>

現(xiàn)在當(dāng)我們點(diǎn)擊更新按鈕時(shí)，我們的程序顯示如下：

3、獲取系統(tǒng)時(shí)間之后我們發(fā)現(xiàn)，我們的時(shí)間是有六張圖片的，可是我們?cè)诟孪到y(tǒng)時(shí)間時(shí)發(fā)現(xiàn)當(dāng)一秒鐘時(shí)我們的系統(tǒng)時(shí)間顯示為21點(diǎn)10分4秒

我們?nèi)绻胱屗@示21時(shí)10分04秒應(yīng)該怎么做呢？

我們應(yīng)該創(chuàng)建一個(gè)函數(shù)，讓他去判斷

function toDouble(num) {

if (num<10)

{

return '0'+num;

}

else

{

return ''+num;

} ｝

 var str=toDouble(oDate.getHours())+toDouble(oDate.getMinutes())+toDouble(oDate.getSeconds());

alert(str);

</script>
</head>

此時(shí)，獲取系統(tǒng)時(shí)間就完成了

anvas是HTMl5中的重要標(biāo)簽之一，它可以在瀏覽器中繪制圖形。canvas標(biāo)簽需要指定一個(gè)寬度和高度。

本文將包括以下內(nèi)容：

準(zhǔn)備canvas
繪制時(shí)鐘外框
繪制刻度
繪制時(shí)針、分針和秒針
更新時(shí)鐘

1、準(zhǔn)備canvas

<canvas id="canvas" width="200" height="200"></canvas>

var canvas=document.getElementById("canvas");
var ctx=canvas.getContext("2d");

我們首先獲取到canvas元素，然后使用 getContext方法獲取2D上下文，從而可以控制canvas。

2、繪制時(shí)鐘外框

// 繪制時(shí)鐘外框
function drawBorder(){
    ctx.beginPath(); //開始繪制路徑  
    ctx.arc(100, 100, 90, 0, Math.PI * 2); //繪制圓形  
    ctx.strokeStyle='black'; //設(shè)置顏色  
    ctx.lineWidth=5; //設(shè)置線條寬度  
    ctx.stroke(); //繪制路徑  
}

這個(gè)代碼塊中，我們使用 beginPath()方法開始繪制，然后使用arc()方法繪制圓形。圓心的坐標(biāo)為(100, 100)，半徑為90像素。我們還使用strokeStyle屬性設(shè)置顏色，使用lineWidth屬性設(shè)置線條寬度，并最終使用stroke()方法繪制。

3、繪制刻度

//繪制刻度
function drawTicks() {
  for (var i=0; i < 60; i++) {
    ctx.beginPath(); //開始繪制路徑
    ctx.lineWidth=(i%5==0) ? 5 : 2; //設(shè)置線條寬度
    ctx.strokeStyle=(i%5==0) ? '#e2e2e2' : '#f2f2f2'; //設(shè)置顏色
    var angle=(i/60) * (2*Math.PI); //計(jì)算角度
    var x=100 + Math.cos(angle) * 80; //計(jì)算X坐標(biāo)
    var y=100 + Math.sin(angle) * 80; //計(jì)算Y坐標(biāo)
    ctx.moveTo(x, y); //移動(dòng)到刻度點(diǎn)
    ctx.lineTo(100, 100); //向圓心連線
    ctx.stroke(); //繪制路徑
  }
}

這個(gè)代碼塊中，我們使用for循環(huán)來繪制60個(gè)刻度。在每個(gè)迭代中，我們?cè)O(shè)置線條寬度和顏色，然后計(jì)算出刻度點(diǎn)的坐標(biāo)，并使用moveTo()方法移動(dòng)到該點(diǎn)。接下來，我們使用lineTo()方法將該點(diǎn)與圓心連線，并使用stroke()方法繪制路徑。

4、繪制時(shí)針、分針和秒針

//繪制指針
function drawHands() {
  var now=new Date(); //獲取當(dāng)前時(shí)間
  var hour=now.getHours(); //獲取小時(shí)
  var minute=now.getMinutes(); //獲取分鐘
  var second=now.getSeconds(); //獲取秒鐘
  var hourAngle=(hour/12) * (Math.PI*2) - (Math.PI/2); //計(jì)算時(shí)針角度
  var minuteAngle=(minute/60) * (Math.PI*2) - (Math.PI/2); //計(jì)算分針角度
  var secondAngle=(second/60) * (Math.PI*2) - (Math.PI/2); //計(jì)算秒針角度
  
  //繪制時(shí)針
  ctx.beginPath(); //開始繪制路徑
  ctx.lineWidth=8; //設(shè)置線條寬度
  ctx.strokeStyle='black'; //設(shè)置顏色
  ctx.moveTo(100, 100); //移動(dòng)到圓心
  ctx.lineTo(100 + Math.cos(hourAngle) * 60, 100 + Math.sin(hourAngle) * 60); //繪制路徑
  ctx.stroke(); //繪制路徑
  
  //繪制分針
  ctx.beginPath(); //開始繪制路徑
  ctx.lineWidth=5; //設(shè)置線條寬度
  ctx.strokeStyle='black'; //設(shè)置顏色
  ctx.moveTo(100, 100); //移動(dòng)到圓心
  ctx.lineTo(100 + Math.cos(minuteAngle) * 80, 100 + Math.sin(minuteAngle) * 80); //繪制路徑
  ctx.stroke(); //繪制路徑
  
  //繪制秒針
  ctx.beginPath(); //開始繪制路徑
  ctx.lineWidth=2; //設(shè)置線條寬度
  ctx.strokeStyle='red'; //設(shè)置顏色
  ctx.moveTo(100, 100); //移動(dòng)到圓心
  ctx.lineTo(100 + Math.cos(secondAngle) * 90, 100 + Math.sin(secondAngle) * 90); //繪制路徑
  ctx.stroke(); //繪制路徑
  
  //繪制圓心
  ctx.beginPath(); //開始繪制路徑
  ctx.arc(100, 100, 5, 0, Math.PI * 2); //繪制圓形
  ctx.fillStyle='black'; //設(shè)置填充色
  ctx.fill(); //填充路徑
}

在這個(gè)代碼塊中，我們首先獲取當(dāng)前的時(shí)間，然后計(jì)算時(shí)針、分針和秒針的角度。我們使用beginPath()方法開始繪制路徑，然后使用moveTo()方法移動(dòng)到圓心。使用lineTo()方法繪制指針，并使用stroke()方法繪制路徑。最后，我們使用arc()方法繪制圓心，并使用fill()方法填充路徑。

5、更新時(shí)鐘

setInterval(function() {
  ctx.clearRect(0, 0, canvas.width, canvas.height); //清空畫布
  drawBorder(); //繪制時(shí)鐘外框
  drawTicks(); //繪制刻度
  drawHands(); //繪制指針
}, 1000);

在這個(gè)代碼塊中，我們使用clearRect()方法清空畫布，讓我們可以重新繪制指針。然后，每秒鐘調(diào)用drawBorder、drawTicks、drawHands函數(shù)，以重新繪制時(shí)鐘。

希望本文能夠?qū)δ兴鶐椭兄x您的閱讀！

人人為我，我為人人，謝謝您的瀏覽，我們一起加油吧。

周和大家介紹一個(gè)漂亮的墨水屏電子鐘，兼具氣象站功能（可以通過GPS自動(dòng)設(shè)置），用4節(jié)AAA電池可以續(xù)航6個(gè)月左右，而且，為了保證安全和可靠性，它不需要任何網(wǎng)絡(luò)連接。

特點(diǎn)包括：

自動(dòng)設(shè)置（通過GPS）
當(dāng)前溫度。
當(dāng)前的濕度。
顯示過去25小時(shí)內(nèi)壓力的壓力圖。
日出和日落時(shí)間
當(dāng)前的月相
在12小時(shí)或24小時(shí)模式之間選擇。
在英文和公制單位之間選擇。

這個(gè)項(xiàng)目有兩個(gè)不同的版本，分別是 “簡(jiǎn)易”版本 和 “低功率”版本。

“簡(jiǎn)易”版本是基于Arduino Nano的。這個(gè)版本的目的是盡量減少成本、零件數(shù)量和制作的復(fù)雜性；缺點(diǎn)是你需要用一個(gè)USB 5V適配器來給時(shí)鐘供電。

“低功率”版本使用一個(gè)32k的振蕩器，以極小的功率保持精確的計(jì)時(shí)。這個(gè)振蕩器讓時(shí)鐘可以用電池運(yùn)行。

第1步："簡(jiǎn)易 "版零件清單

Arduino Nano
Waveshare 2.9 in EPaper模塊
Adafruit MS8607壓力/濕度/溫度傳感器
任何帶有9600 Baud TX的GPS模塊
電路板（可以是一塊原型板或一塊用于CNC的銅板）
幾個(gè)按鈕開關(guān)（用來改變UTC時(shí)間偏移和顯示偏好的）
制作外殼的材料（文末會(huì)有提供.3mf、.scad和.dxf文件)
USB充電器和充電線

第2步："低功率 "版本

這些材料和上面的簡(jiǎn)易版本一樣：

Waveshare 2.9 in EPaper Module
Adafruit MS8607壓力/濕度/溫度傳感器
電路板
幾個(gè)按鈕開關(guān)
制作外殼的材料

此外，你還需要：

Atmega328P DIP版（你也可以選擇SMD封裝版本，但在32K晶體上焊接會(huì)更難）
32768 Hz晶體（這個(gè)振蕩器是設(shè)計(jì)中低功率的關(guān)鍵）
Adafruit GPS模塊（這個(gè)模塊比 "簡(jiǎn)易 "版中的模塊質(zhì)量要高一些，因?yàn)樗梢愿櫢嗟男l(wèi)星（以便更快地鎖定），提供一個(gè)使能引腳（用于低功耗）和一個(gè)用于保持其內(nèi)存活動(dòng)的端口（用于快速重新鎖定）。如果所有這些功能對(duì)你來說不值得增加成本，你可以通過添加你自己的使能FET，魔改一個(gè)更便宜的模塊來完成這項(xiàng)工作。后面會(huì)解釋怎么做）
LED+電阻（光禿禿的Atmega328P沒有辦法告訴你它是否在工作，閃爍的燈可以提供一個(gè)1ms/秒的 "心跳"，幾乎不耗電，但提供了有用的反饋）
幾個(gè)10uF和100nF的電容來平滑電源電壓
電池（我用的是4個(gè)AAA電池，但任何能可以獲得5-7伏電壓的電池都可以使用）
（可選）一個(gè)用于通過ICSP對(duì)芯片進(jìn)行編程的3x2針頭（如果你可以拆下Atmega328P重新編程，那么你可以跳過這個(gè)連接器）
（可選）一個(gè)用于UART調(diào)試的1x2針腳接頭（只有在板子運(yùn)行不穩(wěn)定的情況下才需要這個(gè)）

第3步：Arduino Mini版本

前面說有兩個(gè)版本，這個(gè)是一個(gè)額外的版本，之所以會(huì)有這么一個(gè)額外的版本，就是因?yàn)槲覀儸F(xiàn)在處于 "零件荒 "，像Atmega328P這樣的芯片會(huì)長期缺貨。

你可以用 "簡(jiǎn)單 "版本的固件運(yùn)行這個(gè)版本，或者，如果你對(duì)自己的焊接技術(shù)有信心，你可以在微控制器上焊接一個(gè)32k的晶體（如上圖所示），并使用32k版本的固件（更多細(xì)節(jié)見下節(jié)）。

上面的原理圖是用一個(gè) "便宜的GPS "解決方案來連接的，但是如果你用了別的（比如Adafruit）的設(shè)置來替換原理圖中的GPS部分，你也可以使用別的（比如Adafruit的）GPS（如上一步的原理圖所示）。

第4步：便宜的GPS（可選）

與競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手（12美元）相比，Adafruit的GPS裝置很貴（30美元）。如果你認(rèn)為增加的功能（在低功耗部件部分有描述）不 "值得"，你可以把任何能以9600波特傳輸NMEA字符串的GPS模塊丟進(jìn)去（大多數(shù)的GPS模塊都可以）。

但現(xiàn)在有一個(gè)新的問題需要解決：這些單元中的大多數(shù)缺乏一個(gè)啟用/禁用引腳，而GPS單元通常消耗30-100毫安的電力。我們可以用一個(gè)N-MOSFET（或類似的）黑掉一個(gè)禁用開關(guān)。上面的原理圖顯示了基本的想法。我們也可以在falstad[1]中進(jìn)行嘗試。

這個(gè)電源開關(guān)電路是有取舍的。如果你有興趣了解更多細(xì)節(jié)，請(qǐng)參見附錄B。

第5步：低功率硬件修改

如果你正在制作 "簡(jiǎn)易 "版本，你不需要閱讀這一部分。對(duì)于“低功率”版本，這些改裝將大大改善電池壽命。

為了說明問題，我們將假設(shè)電源來自一組AAA電池，可以提供1000毫安時(shí)。讓我們假設(shè)你使用的是32K的Adafruit版本，并且沒有做任何修改。下面是一個(gè)電源分解的例子。

"睡眠/關(guān)閉 " CPU、GPS、MS8607和EPaper：測(cè)量值為30-70uA（我們認(rèn)為是50uA）。
屏幕更新：5毫安，每分鐘2秒一次：5 * 2 / 60=166 uA
GPS更新：每天一次，每次50毫安，每次10秒。50 * 10 / 86400=6 uA
MS8607 LED：100 uA
Adafruit GPS上拉電阻：500 uA

因此，我們有（50 + 166 + 6 + 100 + 500）=822 uA的平均電流消耗，相當(dāng)于約50天的功率。

如果去掉MS8607 LED和GPS上拉電阻，我們的用電量就會(huì)減少到222 uA，也就是大約187天的用電量，大大增加了使用時(shí)間。

1、首先，建議從MS8607上拆下LED（具體如上圖所示）

2、Adafruit GPS上的上拉電阻是由Adafruit的設(shè)計(jì)人員添加的，使得EN引腳變成一個(gè)可選項(xiàng)。不過它也有一個(gè)缺點(diǎn)，就是當(dāng)你把它拉到地（禁用GPS）時(shí)，大約有500uA的電流在上拉電阻中被消耗掉了。由于這個(gè)設(shè)計(jì)的使能引腳是主動(dòng)驅(qū)動(dòng)的，你可以去掉這個(gè)電阻（具體如上圖所示）

3、專業(yè)的迷你修改。搜索引擎搜索 "Arduino mini低功耗 "了解詳情，基本上，你會(huì)想去掉電壓調(diào)節(jié)器和LED，來減少電源使用。我們改用MS8607的電壓調(diào)節(jié)器（3.3V，空閑時(shí)損失35-55uA的功率）為pro mini供電。

4、在pro mini的照片中，我還去掉了晶體振蕩器，為32K晶體的芯片做準(zhǔn)備。只有在32K晶體版本的情況下才去掉這個(gè)晶體，而且只有在對(duì)pro mini的內(nèi)熔絲進(jìn)行重新編程后才去掉，后面會(huì)解釋。

第6步：固件

在這個(gè)步驟中，我附上了nano和32k晶體版本的.hex文件（這兩個(gè)版本都適用于pro-mini，如果你不確定使用哪個(gè)版本，就使用nano版本）。

如果想自己構(gòu)建/修改源代碼，可以訪問GitHub：https://github.com/mattwach/epaper_clock

自己構(gòu)建.hex固件文件（可選）

注意，這段代碼沒有使用Arduino庫，因?yàn)楫a(chǎn)生的代碼太大，無法在Atmega328P上安裝（而且這是我的個(gè)人偏好）。它是用C語言編寫的，使用了Arduino[2]也使用的AVR基礎(chǔ)庫作為基礎(chǔ)。如果你想編譯代碼，你需要安裝（免費(fèi)的）avr-gcc工具[3]，克隆epaper項(xiàng)目[4]的源碼。然后進(jìn)入firmware/[5]目錄并輸入。

make

如果代碼建立了，可以打開Makefile[6]，看看這些選項(xiàng)。

# This is the Low-power stand alone chip configuration.
CLOCK_MODE ?=USE_32K_CRYSTAL
UART_MODE ?=HARDWARE_UART
F_CPU ?=8000000

# This is the easy-to-build firmware that is based on an Ardino Nano
#CLOCK_MODE ?=USE_CPU_CRYSTAL
#UART_MODE ?=SOFTWARE_UART
#F_CPU ?=16000000

如果你正在構(gòu)建32k晶體固件，配置已經(jīng)正確了。如果構(gòu)建nano的版本，你需要注釋32k那段，取消注釋nano那段代碼，然后再次make。

還有一個(gè)特殊的調(diào)試模式，通過硬件UART以9600波特的速度轉(zhuǎn)儲(chǔ)日志信息。你現(xiàn)在可以忽略，但要記住它，因?yàn)樗院罂赡軙?huì)有用。

# Uncomment to activate debug via the UART TX (9600 baud)
#DEBUG_CFLAG :=-DDEBUG

最后，你可以通過改變幾個(gè)變量來決定GPS應(yīng)該多長時(shí)間被激活。默認(rèn)每天運(yùn)行一次，但如果GPS需要很長時(shí)間鎖定，它會(huì)減少運(yùn)行頻率，從而減少電池的消耗。請(qǐng)?jiān)?/span>src/gps.c[7]中閱讀所有相關(guān)內(nèi)容。

這部分的文件可以在文末下載！

第7步：使用ICSP上傳固件

本節(jié)是為那些上傳代碼到獨(dú)立的Atmega328P芯片的小伙伴準(zhǔn)備的，如果你要上傳到Arduino Nano，請(qǐng)?zhí)较乱粋€(gè)步驟。

你需要一個(gè)ISP（或ICSP）編程器。可以用一個(gè)備用的Aruino Uno/Nano自己做一個(gè)。可以在搜索引擎搜索"Arduino ISP Programmer" 請(qǐng)注意，這些指南中的很多內(nèi)容都假定你的真正目的是安裝一個(gè)引導(dǎo)程序，但對(duì)于我們來說，不需要引導(dǎo)程序，因?yàn)槲覀儗⒅苯佑肐CSP上傳.hex文件。

斷電檢測(cè)

在我的Atmega328P上，斷電檢測(cè)設(shè)置為3.5V（貌似是舊版本），所以我用這個(gè)命令禁用斷電檢測(cè)。

/usr/bin/avrdude -patmega328p -cusbasp -Uefuse:w:0xFF:m

你的可能不一樣，這取決于你的“ISP programmer”（-c選項(xiàng)）。也有可能你不需要設(shè)置，只是以防萬一。

第8步：使用Avrdude

我們可以使用一個(gè)叫avrdude的免費(fèi)工具，來把它創(chuàng)建的十六進(jìn)制文件上傳到你的Uno/Nano/。我們也可以直接用命令行下載并使用avrdude。

用Arduino IDE在輸出記錄打開的情況下運(yùn)行一個(gè)上傳（點(diǎn)燈的demo或者其他的demo），然后復(fù)制它使用的命令。或者
閱讀官方的avrdude文檔[8]或者
閱讀參考網(wǎng)上使用avrdude的教程

這里是我在nano版本中使用的avrdude命令（通過make上傳）。

供參考：

/usr/bin/avrdude \
  -v \
  -patmega328p \
  -carduino \
  -P/dev/ttyUSB0 \
  -b57600 \
  -D \
  -Uflash:w:epaper_firmware_using_arduino_nano.hex:i

這個(gè)是我在ISP版本中使用的：

/usr/bin/avrdude \
  -v \
  -patmega328p \
  -cusbasp \
  -Uflash:w:epaper_firmware_using_32k_crystal.hex:i

這邊使用的是Linux。Mac和Windows也能正常工作，但像-P這樣的選項(xiàng)會(huì)有所不同（即在Windows中可能是-PCOM1）。

同樣，這部分的文件可以在文末下載！

第9步：32K晶振

如果你正在制作 "簡(jiǎn)易 "版本，請(qǐng)?zhí)^這一步。如果你使用的是32k晶體固件，則需要安裝晶體以使固件發(fā)揮作用。

首先（！） 你還需要配置ATMega328P的內(nèi)部?jī)?nèi)熔絲，以使用內(nèi)部的8Mhz晶體。

先做這一步很重要，因?yàn)?2K晶體將取代任何現(xiàn)有晶體。如果你不改變這些內(nèi)熔絲，芯片會(huì)變得沒有反應(yīng)，直到你重新連接一個(gè)8或16Mhz的振蕩器。

據(jù)我所知，Arduino pro mini也需要ISP來改變內(nèi)熔絲（但我可能是錯(cuò)的）。我查找了 "Arduino ISP"，來獲得正確的引腳映射，以便將ISP連接器與面包板對(duì)接（如上圖所示）。

在連接了我的ISP programmer后，可以用這個(gè)命令檢查當(dāng)前的內(nèi)熔絲配置。

$ avrdude -patmega328p -cusbasp
...
avrdude: safemode: Fuses OK (E:FF, H:DE, L:E2)

L:E2是我們想要的內(nèi)部8mhz的設(shè)置。如果你的值不一樣，可以用類似于這個(gè)的命令來更新它。

/usr/bin/avrdude -patmega328p -cusbasp -Ulfuse:w:0xE2:m

然后重新檢查。

內(nèi)熔絲設(shè)置完畢后，你就可以焊接晶體了。建議將晶體直接連接到微控制器引腳上，以減少雜散電容。太多的電容會(huì)使晶體需要更長的時(shí)間來開始振蕩（或無法啟動(dòng)）。

第10步：（可選）第一個(gè)步驟

請(qǐng)參考步驟1、步驟2或步驟3中你所選擇的設(shè)計(jì)原理圖。

你可以在面包板上驗(yàn)證到目前為止的情況，只需將一個(gè)LED/Resistor從D5連接到地，然后上傳固件。如果一切正常，LED將每秒短暫地閃爍一次；
接下來，你可以添加EPaper顯示屏。顯示器上的數(shù)據(jù)都不會(huì)是正確的，但它應(yīng)該顯示一些一些數(shù)據(jù)；
然后，添加PHT模塊，并驗(yàn)證它是否工作；
最后是GPS模塊。

如果測(cè)試正常，我們可以把所有東西轉(zhuǎn)移到一個(gè)更“永久”的固定裝置上。

第11步：線路板組裝

你可以選擇使用perf板，用CNC切割板子，或者把設(shè)計(jì)送到工廠去制造。

Kicad設(shè)計(jì)文件可以在schematic/目錄[9]中找到。有三種硬件可供選擇（都是從后面顯示的，因?yàn)檫@是你手工布線的方式）。

我用我的CNC機(jī)器制作ATMega328P版本。如果你沒有用CNC切割過PCB而又感興趣，可以嘗試在搜索引擎上搜索 "3018 PCB"，你會(huì)發(fā)現(xiàn)很多關(guān)于這個(gè)主題的視頻和文章。

間隙設(shè)置0.4毫米，但你可以更窄（可能不會(huì)更寬）。我使用Flatcam將Kicad的Gerber輸出轉(zhuǎn)換為G代碼。

相關(guān)文件可以在文末下載到。

第12步：案例設(shè)計(jì)

你可以設(shè)計(jì)你想要的任何類型的外觀，非常鼓勵(lì)大家發(fā)揮創(chuàng)意!

這里分享一下我是怎么制作的（所有的設(shè)計(jì)文件都可以在文末下載到）。

我的設(shè)計(jì)使用了一個(gè)3D打印的支撐結(jié)構(gòu)和兩個(gè)CNC部件：一個(gè)頂蓋和前面板。數(shù)控部件是用木頭做的，因?yàn)槲艺J(rèn)為它比塑料看起來更漂亮。我在OpenSCAD中預(yù)先設(shè)計(jì)了整個(gè)東西。

我用0.2毫米的層高打印了主要結(jié)構(gòu)。在我的3D打印機(jī)上，打印花了5個(gè)小時(shí)多一點(diǎn)。

我使用OpenSCAD的 "projection"[10] 功能，為頂蓋和前板創(chuàng)建了2D DXF文件。

我通常會(huì)使用一個(gè)名為 "Carbide Create"[11]的免費(fèi)程序，為數(shù)控機(jī)床制作G代碼。但面板有一個(gè)45度的倒角，而Carbide Create是一個(gè)太基本的程序，不能很好地處理這個(gè)問題（至少我通過谷歌搜索他們網(wǎng)站上的論壇，得出了這個(gè)結(jié)論）。所以我嘗試了一個(gè)不同的程序，叫做"CamBam"[12]，它的效果非常好。（CamBam不是免費(fèi)的，但可以免費(fèi)使用40次）

第13步：附錄A：時(shí)鐘漂移校正（可選）

你的32k/CPU晶體不會(huì)是完美的。當(dāng)GPS開啟時(shí)，它將修正漂移。但是如果漂移不好或者你的GPS信號(hào)不好，你也可以在固件中應(yīng)用一個(gè)校正。目前這需要構(gòu)建代碼。在main.c的頂部，有一些被注釋掉的定義。

// Clock drift correction
// If your clock runs too fast or too slow, then you can enable these
//#define CORRECT_CLOCK_DRIFT
// number of seconds that a second should be added or removed
//#define CLOCK_DRIFT_SECONDS_PER_CORRECT 1800
// define this if the clock is too slow, otherwise leave it commented out
//#define CLOCK_DRIFT_TOO_SLOW

你可以取消對(duì)上面兩個(gè)#define語句的加注，以啟用校正。

只需取消對(duì)CLOCK_DRIFT_TOO_SLOW的注釋（你的時(shí)鐘已經(jīng)慢了的話）。

如果你的時(shí)鐘太快了，就不要注釋。唯一要做的是設(shè)置CLOCK_DRIFT_SECONDS_PER_CORRECT...

數(shù)學(xué)方法

等了大約一天，然后看看時(shí)鐘漂移了多少。例如，你可能要等23個(gè)小時(shí)。如果這時(shí)你看到時(shí)鐘慢了10秒，那么你的修正將是。

(3600 * 23) / 10=8280秒，每次修正。

#define CORRECT_CLOCK_DRIFT
#define CLOCK_DRIFT_SECONDS_PER_CORRECT 8280
#define CLOCK_DRIFT_TOO_SLOW

非數(shù)學(xué)的方法

只需嘗試一個(gè)像5000這樣的數(shù)字，并在你注意到時(shí)鐘仍然過快或過慢時(shí)對(duì)其進(jìn)行完善。還是太慢？試試2,500。太快了？試試10,000。保持記錄，并反復(fù)完善到可接受的數(shù)值，就像你在某些時(shí)候可能玩過的猜數(shù)字游戲一樣。

第14步：附錄B：廉價(jià)的GPS電源控制（關(guān)于BS170 N-MOSFET）

重溫一下第四步"便宜GPS " 里描述的電源控制電路，上面的電源切斷電路被稱為 "low side switch"。它的好處是比較容易理解，而且零件數(shù)量少。盡管如此，還是有一些設(shè)計(jì)上的問題。

GPS的地線并不與GND相連，而是與MOSFET相連。這意味著從GPS到微控制器的UART信號(hào)會(huì)有MOSFET的壓降加在上面（Vds），增加了噪聲的敏感性，并可能造成的錯(cuò)誤。
如果你的微控制器的輸入被規(guī)定為3.3V的最大值，你就不會(huì)想使用這種設(shè)計(jì)（我選擇的ATMega328P沒有這個(gè)限制）。
3.3V（上面的EN引腳）對(duì)每個(gè)MOSFET來說都不是一個(gè)很強(qiáng)的開啟電壓。

但是，UART是一個(gè)數(shù)字信號(hào)，地線的差異并不大，所以也許它無論如何都會(huì)工作？我試過了，而且工作得很好......起初，但隨著時(shí)間的推移，我逐漸發(fā)現(xiàn)它并不可靠。為了了解原因，我們參考一下我最初選擇的BS170作為我的N-MOSFET的特性曲線[13]。

在X軸的3.3V時(shí)，我們將坐在圖上的3.0和4.0V線之間。因此，也許我們會(huì)得到100mA？也許足夠？

萬用表告訴我，GPS消耗40-60mA，但我認(rèn)為這是一個(gè)平均值。根據(jù)GPS試圖做什么，它只是需要比晶體管能夠允許的更多的電流，因此GPS的地（MOSFET漏極）電壓會(huì)上升。這既造成了UART錯(cuò)誤，又降低了GPS裝置的整體電壓，而GPS裝置有時(shí)仍然可以工作，有時(shí)則進(jìn)入復(fù)位循環(huán)。

一個(gè)解決方案是使用一個(gè) "high side"電源電路，在上面增加一個(gè)P-MOSFET來實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)。見上面的原理圖。這消除了單獨(dú)接地的問題，并提供一個(gè)完整的5V（電池）柵極電壓波動(dòng)，這將使相關(guān)的P-MOSFET完全打開。

這里[14]是falstad中的一個(gè)高邊設(shè)計(jì)實(shí)例。

目前我已經(jīng)訂購了帶有低端布線的PCB，所以我的次要解決方案是放棄BS170，而用FQP30N06L代替。這種較高電流的MOSFET（最大30A！）似乎嚴(yán)重過剩，而且確實(shí)如此，但其曲線看起來要好得多。在3.3V電壓下，大約有10A的電流余量，比BS170改進(jìn)了100倍，現(xiàn)在應(yīng)該足夠了；而且確實(shí)沒有恢復(fù)不穩(wěn)定。

參考資料

[1]falstad: http://www.falstad.com/circuit/circuitjs.html?ctz=CQAgjCAMB0l3BWcMBMcUHYMGZIA4UA2ATmIxAUgoqoQFMBaMMAKADMLiUQUAWKwvx5Ds3MNCQwELAEoUMhEIIphuyqlSGSoUCSwBOSoczVCUfHZRYAPJQnJpeIDJAeuQTiwHEACgGUWACMlfHAUPGcwRRQwJ0gWAHd5RWVBATjEo3Ss8FUoFgBzHJQEFJFIOPzDBC5hTWJooSoweFkPZT5NUTqdTSpsaGxe3WkAZ3bPIV4GnuaQNgBDABtRugMPGc6NxVENZHg4Qu2QXePsbEUNFiA

[2]Arduino: https://www.arduino.cc/

[3]avr-gcc工具: https://www.pololu.com/docs/0J61/6.3

[4]epaper項(xiàng)目: https://github.com/mattwach/epaper_clock

[5]firmware目錄: https://github.com/mattwach/epaper_clock/tree/main/firmware

[6]Makefile: https://github.com/mattwach/epaper_clock/blob/main/src/Makefile

[7]src/gps.c: https://github.com/mattwach/epaper_clock/blob/main/src/gps.c

[8]https://www.nongnu.org/avrdude/: https://www.nongnu.org/avrdude/

[9]schematic/: https://github.com/mattwach/epaper_clock/tree/main/schematic

[10]projection功能: https://en.wikibooks.org/wiki/OpenSCAD_User_Manual/Using_the_2D_Subsystem#3D_to_2D_Projection

[11]Carbide Create: https://carbide3d.com/carbidecreate/

[12]CamBam: http://www.cambam.info/

[13]N-MOSFET的特性曲線: https://www.onsemi.com/pdf/datasheet/mmbf170-d.pdf

[14]falstad中的一個(gè)高邊設(shè)計(jì)實(shí)例: http://www.falstad.com/circuit/circuitjs.html?ctz=CQAgjCAMB0l3BWcMBMcUHYMGZIA4UA2ATmIxAUgoqoQFMBaMMAKADMLiUQUAWKwvx5Ds3MNCQxIKdiEFUwGQnKFgUeELwjjJsGQCcVCpRULHlC+JBYB3OX3DrTCp9bsIzjjR-NQWAJWcvTWJlNQ0qKiFJKCgJFkMMNHATJKp1CJoWAA8QHHIiDQw8AowIXmEQAHEABQBlFgAjOTwNMC480J5ivwBzPOSMgapRSL87Qg9gtOC3YenkxQtbIxTleR4Ha36NlCmN3ArIhM5uPiiu89iweADNQWEo0UfYqJHobFe4hBYAZ3uKldeJchAoQGwAIYAG1+dBYQA

原文鏈接：https://www.instructables.com/E-Paper-Clock/

原文作者：mattwach

譯文首發(fā)：DF創(chuàng)客社區(qū) https://mc.dfrobot.com.cn/thread-313226-1-1.html

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第1步："簡(jiǎn)易 "版零件清單

第2步："低功率 "版本

第3步：Arduino Mini版本

第4步：便宜的GPS（可選）

第5步：低功率硬件修改

第6步：固件

自己構(gòu)建.hex固件文件（可選）

第7步：使用ICSP上傳固件

斷電檢測(cè)

第8步：使用Avrdude

第9步：32K晶振

第10步：（可選）第一個(gè)步驟

第11步：線路板組裝

第12步：案例設(shè)計(jì)

第13步：附錄A：時(shí)鐘漂移校正（可選）

數(shù)學(xué)方法

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