Jam Voltmeter yang Lebih Baik

• Jam voltmeter baru menampilkan jam, menit, dan detik dengan tiga voltmeter panel analog, serta didokumentasikan dengan lebih sederhana dan lebih enak dilihat dibanding desain internet sebelumnya
• Meter panel Baomain 65C5 5V dibongkar untuk mengukur dimensi depannya, lalu skala pengganti dicetak pada kertas perekat untuk diubah menjadi tampilan jam
• Jarum jam dibagi menjadi 13 segmen dari 0~12, sedangkan jarum menit dan detik dibagi menjadi 61 segmen dari 00~60, sehingga jarum bergerak mulus di antara angka
• Enklosur dibuat dari kayu maple dengan CNC mill, dan dinding samping melengkung dibentuk dengan takikan internal, pembasahan, dan penjepitan agar menghasilkan tampilan tanpa sambungan
• Rangkaiannya sederhana dengan AVR128DB28, kristal, 2 tombol, dan 3 pin digital, serta menggerakkan meter lewat duty cycle deretan pulsa 1-bit tanpa DAC

---

Desain dan pembuatan

• Jam voltmeter pertama yang dibuat pada 2019 menampilkan waktu dengan voltmeter panel analog alih-alih dial jam tradisional, dan versi baru ini dibuat dengan tujuan menjadi lebih sederhana dan lebih baik secara estetika dibanding desain internet sebelumnya
• Desain baru dimulai dari mockup kasar di Rhino3D dan menggunakan tiga voltmeter panel universal 90° dari Amazon
• Baomain 65C5 5V panel meter adalah komponen seharga sekitar $9; setelah dibongkar, dimensi bagian depannya diukur dan skala pengganti dicetak pada kertas perekat untuk dikustomisasi
• Template PDF yang bisa dicetak disediakan di meter_clock2.pdf
• Meter jarum jam terdiri dari 13 segmen dari 0~12, sedangkan meter jarum menit dan detik terdiri dari 61 segmen dari 00~60
  • Ini dipilih agar setiap jarum bergerak terus-menerus tanpa terputus
  • Misalnya pada pukul 11:30, jarum jam tidak berhenti di 11, tetapi harus bergerak menuju segmen ke-12
• Untuk menutupi flange plastik pada meter Baomain 65C5 yang murah dan agar panel depan tidak terlihat monoton, diterapkan pola dekoratif cekung
• Alih-alih membuat enklosur dengan tangan seperti versi pertama, bagian depan dan belakang dikerjakan dengan CNC mill
  • Materialnya adalah kayu maple yang dipotong ulang, disikukan, dan diserut di bengkel
• Dinding samping melengkung dibuat dengan membengkokkan potongan kayu datar mengikuti template bentuk agar menghasilkan tampilan tanpa sambungan
  • Agar bisa dikerjakan tanpa steam bending jig, beberapa takikan internal dipotong di sisi dalam dinding samping supaya kayu lebih mudah ditekuk
  • Kayu dibasahi, dijepit, lalu dibiarkan kering; beberapa hari kemudian, dinding samping yang sudah melengkung direkatkan ke bagian depan dan belakang
  • Untuk kecocokan yang presisi, digunakan template luar dari kayu lapis bekas agar tidak perlu repot lagi dengan clamp dan ratchet strap
• Bodi yang sudah dirakit diamplas lalu dilapisi nitrocellulose lacquer untuk menyelesaikan kondisi pemasangan awal

Rangkaian dan cara kerja

• Rangkaiannya merupakan konfigurasi sederhana yang hanya memakan waktu sekitar satu jam, menggunakan MCU AVR128DB28 dan ditenagai adaptor dinding
• MCU terhubung ke kristal 8MHz ECS-80-18-4X-CKM, dan kristal 32.768kHz juga bisa digunakan
• Tiga meter panel dihubungkan ke pin output digital PC0, PC1, PC2
• Dua pushbutton kecil di bagian belakang dihubungkan ke pin input PD6, PD7 dan digunakan untuk pengaturan waktu
• Penggerakan meter tidak memerlukan DAC atau komponen tambahan
  • Yang digunakan adalah deretan pulsa digital 1-bit dengan frekuensi yang relatif tinggi
  • Inersia meter dan induktansi kumparan internal menangani sisanya, lalu meter stabil di posisi antara sesuai duty cycle yang dikendalikan perangkat lunak
• Kodenya bisa dilihat di meter_clock2.c dan singkat serta diberi komentar dengan baik
• Inti kerjanya adalah interrupt timer yang disinkronkan dengan kristal untuk menaikkan counter 10Hz
  • Setelah itu loop event utama menghitung duty cycle yang sesuai dan men-toggle pin output secara manual
  • Chip memang memiliki modul PWM perangkat keras, tetapi karena aplikasinya sederhana, penggunaan rangkaian PWM tidak memberi keuntungan nyata
• Video rollover yang direkam di sekitar 11:59:59 tersedia di Video 3

[GN⁺]

Komentar Hacker News

• Sekitar tahun 2014 aku pernah melihat jam meter volt berbasis Arduino buatan seseorang, sepertinya yang ini: https://maniacallabs.com/2014/07/08/meter-clock-pt1/
  Menurutku itu cukup keren, tapi agak mahal untuk barang seperti itu
  Jadi aku membuatnya sendiri dengan chip PIC: https://www.n1kdo.com/meter-clock/index.html
  Punyaku lebih mirip pajangan menarik di atas meja yang bisa memancing percakapan daripada jam yang benar-benar akurat

• Proyek seperti ini selalu menyenangkan. Secara artistik keren, dan enak karena memunculkan segala macam ide

  • Memang menyenangkan melihat pengerjaan kayu yang rapi dipadukan dengan desain yang sederhana dan elegan
    Ini juga cara yang membuat beberapa bagian otak bekerja sekaligus

• Lucunya aku juga sedang utak-atik panel meter
  Saat ini aku sedang menyelesaikan komputer analog, dan aku menambahkan ADC untuk mengubah nilai analog menjadi digital lalu menampilkannya di LCD. Aku memakai board pengembangan ESP32, yang lebih fleksibel daripada panel meter dan lebih murah daripada osiloskop
  Tapi melihat panel meter yang “disimulasikan” terasa agak mengaburkan tujuan komputer analog itu, jadi aku membuat PCB kecil untuk menghubungkan komputer analog milikku ke panel meter sungguhan seperti yang dipakai di jam ini
  Menjalankan simulasi pegas+massa di komputer analog sambil melihat representasi panel meter di LCD/ESP32 dan panel meter sungguhan bergerak bersamaan benar-benar membuat semuanya terasa masuk akal

• Keren banget! Rangkaian elektroniknya mungkin bisa kubuat dengan cukup mudah, tapi proyek seperti ini butuh alat pertukangan kayu, dan di apartemen studiku yang kecil tidak ada tempat untuk itu
  Istriku juga sepertinya tidak akan senang kalau aku membeli alat-alat seperti itu, dan itu masalah lain lagi

  • Kalau ada makerspace atau hackerspace di dekatmu, mungkin mereka punya router CNC. Ini kelihatannya cukup sederhana, kecuali fakta bahwa panel depannya tampak perlu dikerjakan dari dua sisi, dan semuanya bisa dibuat hanya dengan Shopbot atau mesin serupa
    Dalam skenario terburuk, kamu mungkin perlu belajar FreeCAD dan membeli collet ($10~$50) serta bit (dua buah sekitar $50~$75). Kalau beruntung, perangkat lunak dan alat yang bisa dipakai mungkin sudah tersedia
    Aku bilang ini berdasarkan pengalamanku membuat furnitur secara profesional, pernah bekerja di makerspace, dan pernah mengerjakan proyek dengan tingkat kerumitan serupa memakai Shopbot di sana
    Tambahan lagi, kalau alur bibir di sekitar gauge pada panel depan dihilangkan, ini bisa dibuat dengan pengerjaan CNC satu sisi sehingga jauh lebih mudah. Kalau dikerjakan hati-hati, ini juga bisa dilakukan dengan router genggam dan bit alur bibir
  • Coba juga cek perpustakaan daerah. Beberapa tempat punya berbagai macam alat yang bisa dipinjam atau digunakan di lokasi

• Baru-baru ini Princess Auto menjual meter surplus seperti ini dengan harga sangat murah, jadi aku membuat satu. Harganya sedikit di atas 1 dolar per buah, jadi aku membeli banyak
  Buatanku tidak secantik ini, tapi sebagai cara menampilkan waktu ini benar-benar bagus dan orang-orang agak takjub saat melihatnya

• Bagus! Hanya perlu sedikit penyetelan untuk mencegah overshoot dan pantulan saat bergerak dari nilai tinggi ke nilai rendah

  • Tidak, justru pantulannya keren
  • Untuk itu, jangan pindah seketika dari duty cycle 100% ke duty cycle 0%; cukup turunkan duty cycle secara linear selama sebagian besar 1 detik atau bahkan sepanjang 1 detik
    Seperti yang dikatakan orang lain, overshoot memang bisa terlihat keren, tapi aku khawatir panel voltmeter murah tidak akan tahan menerima hentakan seperti itu terlalu sering
  • Apa? Di dunia digital kita justru sengaja menambah beberapa baris kode untuk mendapatkan efek itu?
    ;-)
  • Tidak perlu ikut arus menambah kode sambil membuat semuanya jadi lebih buruk

• Keren! Meski begitu aku sempat berharap setidaknya ada satu atau dua op-amp di rangkaiannya ;)

• Ide acak:
  Tegangan untuk jam, arus untuk menit, lalu
  hasil dayanya dipakai untuk menyalakan bohlam pelangi

  • Sepertinya aku belum sepenuhnya paham idenya. Arus yang mengalir di amperemeter bergantung pada tegangan dan resistansi lampu pijar (?). Untuk mengubah arus per menit, sepertinya perlu resistor digital atau potensiometer, apakah itu yang kamu usulkan?
    Baru saja aku tahu bahwa dalam bahasa Inggris orang lebih sering menyebutnya ammeter daripada ‘amperemeter’, tapi karena itu kurang intuitif bagiku, aku lebih suka ‘amperemeter’

• Aku suka fakta bahwa perangkat analog seperti ini digerakkan oleh output digital. Pemakaian PWM itu cerdas

• Hasil buatannya sendiri benar-benar luar biasa! Ini murni hambatan pribadi bagiku, tapi cara jarum detik di-reset itu terasa mengganggu tanpa henti :/