Цифровых настольных деревянных часов как-то мало в продаже, в основном имитация пластика под дерево. Нет, не нужен WiFi и Bluetooth, радио и радужный дисплей, будильник и метеостанция. Просто часы, точно показывающие время. Так началась история разработки миниатюрных цифровых часов в деревянном корпусе. Нацелившись на результат, но больше ради процесса, был спроектирован описанный далее прибор для точного измерения времени.
Разработка
Отправной точкой стал дизайн корпуса, в котором необходимо спрятать светодиодный индикатор с управляющей электроникой. Деталь должна иметь форму, доступную для производства, сохранив при этом эстетическую привлекательность. Среди нескольких карандашных эскизов, выигрышно смотрелись часы простой овальной формы. Минимальная толщина стенки корпуса составляет 3 мм, что накладывает ограничения на выбор материала (можно использовать только твёрдые породы древесины), зато простота конструкции позволяет выточить его без смены фрезы.
Для установки времени используются пружинные сенсорные кнопки. Таким способом мы убираем ощущение дешевизны изделия, одновременно решая проблему удержания корпуса на месте. Нажатие на тактовую кнопку будет смещать корпус в силу его малого веса. При отладке выяснилось, что между нажатием кнопки и реакцией устройства нужен временной интервал в 2...3 секунды, иначе очистка стекла от пыли будет сопровождаться сменой настроек.
В мире коммерции, такие важнейшие характеристики часов как надежность и точность, приносятся в жертву низкой розничной цене. Мы пойдем по другому пути и сделаем время по-настоящему точным. Установим микросхему DS3231SN, а управлять всем будет микроконтроллер STM32G030. Дополнительно добавим датчик освещённости, ионистор и миниатюрный динамик.
Сборка
Найти исполнителя для изготовления корпуса из массива дуба оказалось на удивление сложно. Тем, у кого есть хорошее оборудование, единичный заказ не интересен, а те, у кого в распоряжении полукустарные ЧПУ станки, не могут обеспечить нужную точность. И все же, после некоторых скитаний в моём распоряжении оказался прототип деревянного корпуса. Поверхность детали «из-под станка», требует последующей обработки. Для этих целей использовалась пневматическая угловая шлифовальная машинка. Смазка сего механизма происходит за счёт небольшого количества масла, которое нужно вносить перед каждым использованием. Поэтому помимо тарахтения промышленного компрессора при обработке корпуса пришлось пережить испытание масляным туманом. Работы по приданию корпусу товарного вида проводились в зимнее время, поэтому не было возможности выполнить их на улице.
Шлифовка и полировка увенчались успехом, а после лакировки внешний вид корпуса порадовал эстетическими качествами.
Лицевую сторону часов планировалось закрыть кусочком темного оргстекла. Вот только приобретенное оргстекло оказалось монолитным поликарбонатом – материал, который нельзя нагревать (резать лазером), т.к. при его этом выделяются ядовитые газы. В городе нашлась небольшая контора, взявшаяся изготовить деталь нужной формы методом фрезерования и выполнила заказ, используя лазерную резку. С настоящим же оргстеклом (extruded acrylic sheets), которое было заказано для сравнения, не возникло трудностей. Спустя пару недель я получил в распоряжении следующие варианты.
Деталь слева – затененное оргстекло, деталь в центре – белое оргстекло с наклеенной поляризационной пленкой, деталь справа – монолитный поликарбонат. Образцы различны не только материалом, но и цветом, бронзовый оттенок поликарбоната оказался самым интересным в сочетании с деревом.
Оригинальные микросхемы maxim integrated отличатся характерным вырезом на краю корпуса, наличием лазерной гравировки, более высокой стоимостью и редко встречаются на готовых модулях. Именно такая установлена на печатную плату часов.
После установки платы в корпус потребовалась замена фотодиода на более чувствительный BPW34, который удалось смонтировать в текущее посадочное место, немного подогнув выводы. В остальной части, сборка часов оказалась достаточно простой. Программа построена на базе невытесняющего диспетчера задач, с общим размером кода 15 кБ. Прошивка знает, как работать с RTC, умеет регулировать яркость индикаторов по сигналу фотодиода и воспроизводит звук при нажатии кнопок. Кстати, звук воспроизводится функцией sin нисходящей амплитуды (связка TIM PWM и DMA), т.е. имитируется затухающая нота ЛЯ, а функция подстройки яркости индикаторов линеаризована.
Результаты
Уже который месяц часики красуются на книжной полке, доказав потребительскую пользу. Часы микроволновки спешат, мобильный телефон вечно теряется. Совсем другое дело точные настольные миниатюрные часы в корпусе из дуба. Вы можете собрать такие самостоятельно, исходники кода, gerber, BOM и step находятся в репозитории.
Комментарии (22)
anonymous
28.06.2025 09:48
Bagatur
28.06.2025 09:48NTP, как минимум, требует установки временнОй зоны так-то...
randomsimplenumber
28.06.2025 09:48Временная зона задаётся не так часто, чтобы в нее специально заморачиваться.
eimrine
28.06.2025 09:48Тем, у кого есть хорошее оборудование, единичный заказ не интересен, а те, у кого в распоряжении полукустарные ЧПУ станки, не могут обеспечить нужную точность. И все же, после некоторых скитаний в моём распоряжении оказался прототип деревянного корпуса.
Это какой-то гайд по рисованию совы получается. Непонятно почему наличие фрезера с ЧПУ не позволяет добиться точности, какого станочника надо искать и как подготовить заготовку помимо того чтобы принести кусок дерева да чертёж.
Но я понимаю что если бы часы были прямоугольными внешне и прямоугольные с закругленными углами внутри то для фрезеровщика это была бы самая простейшая работа, то есть проблема заключается в округлой форме. Возможно, понадобился сложный станок вроде того который умеет подделать металлическую печатку при наличии шаблона.
Pondesss
28.06.2025 09:48Да просто никому не интересно ваять цацу за шапку сухарей. Можно было не выделываться и бахнуть из пластика, облепить шпоном и результат получился копейка в копейку,
Ну или купить кусок слэба и при помощи стамески, наждачки, напильника (забыл, как он по дереву называется), рубанка и такой то матери сделать самому xD
xSVPx
28.06.2025 09:48Позволяет оно добиться. Причем даже такого результата, что никакая шлифмашинка в целом не нужна. Ну т.е. только как финишная отделка.
Однако люди, которые так могут в единичных экземплярах, обычно, берут дороже сеньеров. И времени им на такой корпус может потребоваться с учетом согласований итп и одна и две смены. Подозреваю, в результате платить за это особо не хочется :). Есть "кто подешевле", но после них приходится обрабатывать напильником.
Ну т.е. тут классические проблемы изготовления эксклюзива. Все риски и согласования входят в стоимость единственного экземпляра.
xSVPx
Совершенно не понимаю зачем часам кнопки. Ониж должны точное время по ntp брать...
duselguy
В начале статьи: "Нет, не нужен WiFi и Bluetooth".
xSVPx
Если у кого-то какие-то проблемы именно с wifi, то есть еще как минимум радио сигналы точного времени, ну и в gps онож вроде есть ? Это навскидку прям. Уверен, есть и еще варианты даже для ненавидящих вайфай :). Да и кнопки есть на что заменить, даже если хочется их. (начиная от ir и кончая радиопультами).
Бывает еще и проводной интернет :). И даже вместе с питанием... Хотя именно это решение было бы странным.
Впрочем, я подхожу ко всему с позиций "не надо увеличивать количество железок за которыми надо следить", возможно кто-то любит время подводить, батарейки менять итд итп.
ЗЫ. Пока писал, понял, что лично для себя сделал бы на зигби и так, чтобы время и яркость брались из mqtt, а туда уже умный дом устанавливал бы то, что нужно показать(не только время, но и разное другое, скажем алармы от датчика со2 итп ). Надо, наверное, запилить...
nextbystander
В квартире вряд ли можно рассчитывать на GPS.
radioxoma
Теперь в России GPS у многих ловит через 2 стены в туалете. Но вот какое время там спуфят, никто не смотрел?
Pondesss
Теперь в России GPS даже на улице далеко не всегда работает (про мобильный интернет я ваще молчу). Понятно, что в Сибири и дальше все нормально с этим, но от Краснодара до мск лучше уж часы с кнопочками)))
xSVPx
Вам скорее всего координаты не нужны, а один какой-то спутник поймать раз в сутки может оказаться вполне реальным. Только вот можно ли получить в этом случае время... Скорее всего зависит от конкретной реализации.
У меня, когда пробовал ингресс ловило в квартире, но возможно это результат не работы gps, а работы вайфая...
radioxoma
Вы уверены, что поняли моё сообщение, знаете, что такое глушение сигнала, чем оно отличается от спуфинга?
GPS в Москве прекрасно ловит. И теперь ещё и в подмосковье через стены. Настолько прекрасно, что уровень сигнала стал выше уровня шума sic! Мой вопрос про то, есть ли в этом сигнале хоть что-то полезное, например, время.
А вот мобильный интернет и правда стал сотовым - чёткие границы во время мероприятий.
Если кто знает, ткните в статью, как дела с другими GNSS.
darkxanter
Да, можно сделать часы с GPS-модулем чтобы из него получать время.
Я давно сделал себе такие часы, и сейчас иногда замечаю, что время некорректно отображается на несколько минут, похоже, из-за спуфинга, но пока было лень разбираться.
BSOZ
Синхронизация времени по GPS довольно специфично работает вблизи границы часового пояса. Поэтому часовой пояс желательно иметь возможность установить вручную. Плюс все эти переходы на летнее время, где это ещё актуально, традиционно в автоматическом режиме подкидывали проблем. У меня до сих пор сохранилось устройство, которое при последнем своём обновлении получило конфиг времени, когда там временно что-то меняли несколько раз подряд с переходами зима/лето, а после срок поддержки завершился и это устройство при включении до сих пор пытается на час сдвинуть время по правилам того времени.
darkxanter
Я посередине часового пояса нахожусь. И наблюдал смещение времени где-то на 5-15 минут.
xSVPx
:). Кстати да. Лет 10 назад был в гостях у человека делавшего механические деревянные часы. Довольно успешно. Думал может он...
slonopotamus
Но там в следующем предложении "Просто часы, точно показывающие время".
Bagatur
Справедливости ради, в европейской части РФ (правда, не знаю, где географически находится автор), ловится DCF77. В ленобласти (родители туда переехали) метеостанция Oregon периодически синхронизируются с этим источником. Собственно, есть у меня подозрение, что при некоторой доработке часы автора могут корректироваться по GPS/ГЛОНАСС или по DCF77 безо всяких интернетов.
А вот в нашем азиатском регионе немецкая синхронизация уже не ловится. А станции типа Oregon популярность имеют. Есть дальняя идея реализовать такой же источник синхронизации (маломощный, конечно, в пределах квартиры), который бы сам синхронизировался, например, по ntp. Или сотовой. Или спутнику, тоже вариант. Когда-нибудь...