时钟怎么画简单又漂亮

时钟简单又漂亮的画法如下：首先画一个较大的圆圈，在圆圈内部画一个较小的圆圈，这样就形成了圆环，在圆环内部画出钟表的标线，之后再画出时针和分针，这样钟表就画好了。

时钟是一种信号设备，可以告知人们准确的时间。在过去长达几千年的时间里，没有任何测定时间的精确方法。人们通过太阳在天空中的位置，或者通过像日晷或沙漏这样的装置来判断时间。在沙漏中，是通过沙子从一个双头玻璃容器中漏落下来来指示时间的。

至今为止，在中国历史上有留下记载的四代计时器分别为：日晷、沙漏、机械钟、石英钟。在中国市场上石英钟最热销。

据分析，从区域格局来看，全国已形成以广州、深圳为龙头的珠三角地区、福建、浙江、江苏、山东、天津等6大钟表主产区；从产量来看，我国已成为世界钟表生产大国，钟表产量稳居世界第一。监测数据显示，2011年，我国钟和表的产量分别达到1.59亿只和1.3亿只。

中国是世界上制造石英钟最多的国家。中国制造的石英钟比例，约为全球的95%。全中国制造石英钟数量最多的省份依次为福建、广东、山东。尤其是福建，制造的石英钟数量约为全球的80%。其中，最为有名的是鹰高电子，时尚家居类时钟占据了欧洲的大部分市场份额。据商务部统计数据，2011年度，中国石英钟出口额约为10亿美元。

10个日本大师设计的时钟，时间真的太美了！

早上六点，雨果被堡垒的枪声唤醒，开始读信、吃了两个生鸡蛋，十点他在屋顶冲了个露天的冷水澡（洗澡水是昨夜剩下的）；而“精致男孩”贝多芬的早上六点钟，则在精心准备早餐咖啡，每杯咖啡精选的60颗咖啡豆甚至都是他自己一颗颗亲自挑选的；九点半到下午四点半，当莫扎特在教课、狄更斯才开始吃早餐、达尔文偶尔吸鼻烟时，巴尔扎克已经在写作中喝掉了50杯黑咖啡……

Mason Currey

《Daily Rituals: How Artists Work》

——

Lucie Rie

如果时间流逝的痕迹是一幅画板，人人所拥有的同样24小时，被时间管理者施以不同的表达和填充方式，因而成为了各自不同的时间画作。

而在艺术家和设计师的手里，当他们的“时间画作”被具象成时钟、腕表等计时工具时，又如何更好表达他们眼里的时间？日本著名钟表厂牌Lemnos，联合渡边力、安积伸、奈良雄一等10位日本设计大师共同打造的经典时钟是这样告诉你的。

01.

渡边力 Riki Watanabe

Lemnos | 极简主义风格代表派时钟

作为日本最早的自由设计大师，日本最早的设计商店，是渡边力和柳宗理一起开的。

1972年，渡边力受邀为日本东京日比谷火车站设计大钟，并最终完成了世界经典名作Pole clock。

钟盘设计保持了渡边力一贯的极简主义风格，白色背景上用简单清晰的灰色方块示意数字。时钟中央12点的位置有一个红色小灯不断闪烁，象征着时间的分秒流逝。清晰的读表方式将功能发挥到了极致，可称为公共时钟设计的典范。

Pole clock 被纽约现代艺术博物馆（MOMA），伦敦设计博物馆（The Design Museum in London）评为“杰出的20世纪设计”（An example of outstanding 20th-Century design）。

Pole clock后被改成家用时钟，通过日本著名钟表厂牌LEMNOS进行贩售。

日本LEMNOS，以"把时钟做为生活重心"作为设计主轴来从事时钟等产品设计，生产，贩售。1974年成立于日本富山，66年前与现在的精工株式会社合作进行表框的制作工作。

自此期间LEMNOS曾获得国际上多个重要的设计殊荣，成为许多国际美术馆的永久馆藏，在国际上拥有极佳的评价。并且长期与设计大师合作。其合作者包括了渡边力、安积伸、奈良雄一等日本设计大师。至今已推出了许多以时钟为主轴的经典之作。

“作为钟表，看得清楚是最基本的”，RIKI钟表系列出自日本设计大师渡边力的经典作品，以大样式的12个数字强调它的厚度、长度和清晰的辨识度，延续百年的计时精神，是一款简单且兼具美观实用的基本时钟。曾荣获2004年优秀设计奖。

同时考虑到设计上的简洁、轻盈，Lemnos 让时间不只是片刻的量化，也是生活精神的传递，将极简设计应用回归素材本体，表现自然的设计意念，精致的木质盘架耐人寻味。

技术方面严格要求木材工人与制作乐器的专家合作，坚持做到能表达出框架的胶合板光洁度和精确的圆，体现传统工艺之美，也令人更珍惜分秒永恒。

同一系列的RIKI小时钟，延续渡边力推崇的包豪斯设计风格，12个稍大的罗马数字，指针在长度和厚度上的和谐搭配，现代、前卫、简洁又个性化。

02.

佐藤大 DaiSato

Lemnos | 用蒲公英当指针

佐藤大，一位出生于加拿大的日本鬼才设计师，一手创办了设计工作室nendo。建筑系专业高材生，曾经以第一名的成绩毕业于早稻田大学，获奖无数，年纪轻轻就被Newsweek杂志评为“最受世界尊敬的100位日本人”之一。

佐藤大设计的作品以清丽、简约但富含变化层次的线条风格着称。他为Lemnos设计的这款钟表，用蒲公英毛绒绒的种子头代替罗马数字，代表12时制的12根蒲公英，顶端种籽数量也从1~12呈现，形象地传达出蒲公英随风吹散在田地上轻盈地跳舞，隐喻时光不复返的意象。

表盘上没有数字，只有那些竖线，像是正在随风而逝的蒲公英，长长的蒲公英尾巴让时间的可读性大大增加。给处女座症候群这类人设计的时钟，充分满足了这些既爱好简单生活，却又担心乏味的怪咖们。

03.

安积伸 Shin Azumi

Lemnos | 忠于材质本身的美学纹理

Shin Azumi安积伸1965年出生于日本，1992年开始来到伦敦皇家艺术学院学习工业设计，从最初的工业设计师发展到跨界设计师，安积伸早已成了各类媒体报道和机构介绍里频繁出现的名字，就连英国设计节的创始人之一约翰·索瑞（John Sorrell）在《Creative Island（创意之岛）》一书中也将其作为对英国创意产业有所影响的驻岛设计师予以了收录。

其个人设计风格严谨优雅而不失趣味性，赢得人们的喜爱。

edge clock时钟系列由活动在伦敦的安积伸和安积朋子设计。其特点是力图强调自然材料的魅力。

富有特色的纹理由黄铜铸造技术打造，通过黄铜和它的原始色彩之间的对比来提升表盘的可观赏性。高品质的铝制内嵌式装饰线经立体结构与抛光过的黄铜表盘完美结合，表达出简洁而有力量的美学特征。

如果你的家居空间或办公空间是坚实材料的墙面（如水泥或砖石），则更能凸显这款钟表丰富的纹理特色。

04.

寺田尚树 Naoki TERADA

Lemnos | 建筑师眼中的时间是有光影的

“我想，如果你学习的是建筑，总有一天你会有机会做多种领域的设计。”这是日本建筑师Naoki Terada自己的设计哲学。

这一系列的钟表给人一种印象：在表盘上凿出了数字。就像我们将图标转换成表格一样。雕刻成型的数字和它们的阴影给表盘带来了立体的感觉，随着周围光线的变化，表盘也呈现出丰富的表情。

在用材方面的新颖以及在技术方面的转化，也让这款钟表获得了2010年的“好设计”奖。

05.

角田阳太 Yota Kakuda

Lemnos | 复古和经典的时钟就是日常美

日本当红产品设计师角田阳太，师承安积伸与Ross Lovegrove，并于Ron Arad and Sir Kenneth Grange担任产品设计，2008年回到日本，先是担任无印良品的产品设计师，曾为无印良品设计了数件作品，例如水果刀、玻璃杯…等等作品。现已成立自己的设计事务所，并为日本的docomo、IDEE、JT、KDDI、无印良品等企业进行许多设计专案。

他为Lemnos设计的A/B/C时钟系列，尽管尺寸都不大，但是由于数字很大，位置均匀排列，让它们非常容易被识别和读取。人们每天都和时钟相望，这款经典的时钟就像一朵优雅的花朵，创造日复一日的美感生活。

06.

奈良雄一 Yuichi Nara

Lemnos | 一只表达木头表情的挂钟

日本设计师奈良雄一的知名代表作品之一，正是Lemnos的咕咕钟，而他为Lemnos设计的另一款THOMSON时钟，依然秉承着浓浓的日系简洁自然色调。

这款时钟的表盘外框模仿了手鼓的圆形外框，就连指针也是木头做的。数字的轮廓柔和，并且是凿刻在表盘上，有立体的感觉，仿佛是一只表达着木头表情的挂钟。从实用角度来讲，也极大重视了钟表可视性的特点。

07.

山本章 Akira Yamamoto

Lemnos | 拥有好看拉丁数字的颠簸时钟

设计大师渡边力的得力助手Akira Yamamoto为Lemnos设计的AY系列时钟的最大特点在于其优美的拉丁数字字体。

大小、表针、文字盘细节处理等，都经过反复吟咏，是电波时钟历史上的一个更新。上市10年，获得越来越高的评价。

白色、红色、棕色三种经典的颜色，为不同风格的家居空间带去丰富的时间印记，和经久不息的美丽。

08.

土桥阳子 Yoko Dobashi

Lemnos | 让孩子想读时间的教育时钟

Yoko Dobashi 土桥阳子，1975 年生于日本东京，是一位家具设计师，也是一位母亲，她重视情境想像与亲子意涵，让作品具有亲和特色。

带着母亲的独有视角，她与日本蒙特梭利研究所（Montessori 教育）资深研究专家樱井美砂共同研究打造的fun pun clock 时钟系列，是一款让孩子想读钟表上时间、更有时间观念的教育性质的挂钟。

代表“时针”的是 1-12 的文字，代表“分针”的是 0~55 的文字，让小孩更容易理解。采用亮色系的颜色搭配，浅显易懂的数字表现方式，更能增加亲子之间的互动，让孩子对时钟/时间产生兴趣～

fun pun clock 名字来源于日语关于“分”的发音。在日语里，5分读作5fun，10分读作10pun，15分读作15fun,20分读作20pun。也就是说“分”这个字有两种发音“fun”和“pun”，这一点向孩子解释起来很方便，也有助于他们记住日语的变音。采用亮色系的颜色搭配，浅显易懂的数字表现方式，更能增加亲子之间的互动，让孩子对时钟/时间产生兴趣～

这是一款用材和设计都很简洁大方的钟表，适合于任何氛围的家居环境。对于正处于识别时间发育时期的孩子来说，这款时钟更能帮助促进他们对于时刻的理解。当你的孩子开始对时间感兴趣的时候，请一定要把握时机，和孩子一起创造读取时间的亲子时刻。

09.

栗辻设计 AWATSUJIdesign

Lemnos | 典雅配色的家居装饰利器

Awatsuji Design是由日本设计师 Hiroshi Awatsuji 成立的设计工作室。Hiroshi Awatsuji 1929 年生于日本东京，主修应用美术，1950 年毕业于京都市立大学，毕业后成立了 Awatsuji Design Studio。1971 年曾获 Mainichi Industrial Design Award。1992 年 ID 设计金奖殊荣。

Awatsuji Design清新的设计风格与线条元素，为室内家居打造一份典雅气息。

Awatsuji Design为Lemnos设计的SOSO’ s系列时钟的特征是：数字和刻度配置在中心位置，表盘上留有大胆的余白设计。浮在盘面上的指针给人留下刻画时间的余韵。其自然的色调可以很快融入到各种环境。

10.

Lemnos Design Group

Lemnos | 时钟就是时间的调色盘！

“时间的美，用心聆听”，Lemnos 不仅仅附庸时尚，而力求带来崭新而持久的美感。

来自Lemnos设计团队的palette调色盘钟表系列，五颜六色的数字就像是陈列在调色盘里的颜料一样，与你一起完成你的“时间画作”。

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制作一个漂亮的墨水屏电子钟（附两种版本）

这周和大家介绍一个漂亮的墨水屏电子钟，兼具气象站功能（可以通过GPS自动设置），用4节AAA电池可以续航6个月左右，而且，为了保证安全和可靠性，它不需要任何网络连接。

特点包括：

• 自动设置（通过GPS）
• 当前温度。
• 当前的湿度。
• 显示过去25小时内压力的压力图。
• 日出和日落时间
• 当前的月相
• 在12小时或24小时模式之间选择。
• 在英文和公制单位之间选择。

这个项目有两个不同的版本，分别是 “简易”版本 和 “低功率”版本。

“简易”版本是基于Arduino Nano的。这个版本的目的是尽量减少成本、零件数量和制作的复杂性；缺点是你需要用一个USB 5V适配器来给时钟供电。

“低功率”版本使用一个32k的振荡器，以极小的功率保持精确的计时。这个振荡器让时钟可以用电池运行。

第1步："简易 "版零件清单

• Arduino Nano
• Waveshare 2.9 in EPaper模块
• Adafruit MS8607压力/湿度/温度传感器
• 任何带有9600 Baud TX的GPS模块
• 电路板（可以是一块原型板或一块用于CNC的铜板）
• 几个按钮开关（用来改变UTC时间偏移和显示偏好的）
• 制作外壳的材料（文末会有提供.3mf、.scad和.dxf文件)
• USB充电器和充电线

第2步："低功率 "版本

这些材料和上面的简易版本一样：

• Waveshare 2.9 in EPaper Module
• Adafruit MS8607压力/湿度/温度传感器
• 电路板
• 几个按钮开关
• 制作外壳的材料

此外，你还需要：

• Atmega328P DIP版（你也可以选择SMD封装版本，但在32K晶体上焊接会更难）
• 32768 Hz晶体（这个振荡器是设计中低功率的关键）
• Adafruit GPS模块（这个模块比 "简易 "版中的模块质量要高一些，因为它可以跟踪更多的卫星（以便更快地锁定），提供一个使能引脚（用于低功耗）和一个用于保持其内存活动的端口（用于快速重新锁定）。如果所有这些功能对你来说不值得增加成本，你可以通过添加你自己的使能FET，魔改一个更便宜的模块来完成这项工作。后面会解释怎么做）
• LED+电阻（光秃秃的Atmega328P没有办法告诉你它是否在工作，闪烁的灯可以提供一个1ms/秒的 "心跳"，几乎不耗电，但提供了有用的反馈）
• 几个10uF和100nF的电容来平滑电源电压
• 电池（我用的是4个AAA电池，但任何能可以获得5-7伏电压的电池都可以使用）
• （可选）一个用于通过ICSP对芯片进行编程的3x2针头（如果你可以拆下Atmega328P重新编程，那么你可以跳过这个连接器）
• （可选）一个用于UART调试的1x2针脚接头（只有在板子运行不稳定的情况下才需要这个）

第3步：Arduino Mini版本

前面说有两个版本，这个是一个额外的版本，之所以会有这么一个额外的版本，就是因为我们现在处于 "零件荒 "，像Atmega328P这样的芯片会长期缺货。

你可以用 "简单 "版本的固件运行这个版本，或者，如果你对自己的焊接技术有信心，你可以在微控制器上焊接一个32k的晶体（如上图所示），并使用32k版本的固件（更多细节见下节）。

上面的原理图是用一个 "便宜的GPS "解决方案来连接的，但是如果你用了别的（比如Adafruit）的设置来替换原理图中的GPS部分，你也可以使用别的（比如Adafruit的）GPS（如上一步的原理图所示）。

第4步：便宜的GPS（可选）

与竞争对手（12美元）相比，Adafruit的GPS装置很贵（30美元）。如果你认为增加的功能（在低功耗部件部分有描述）不 "值得"，你可以把任何能以9600波特传输NMEA字符串的GPS模块丢进去（大多数的GPS模块都可以）。

但现在有一个新的问题需要解决：这些单元中的大多数缺乏一个启用/禁用引脚，而GPS单元通常消耗30-100毫安的电力。我们可以用一个N-MOSFET（或类似的）黑掉一个禁用开关。上面的原理图显示了基本的想法。我们也可以在falstad[1]中进行尝试。

这个电源开关电路是有取舍的。如果你有兴趣了解更多细节，请参见附录B。

第5步：低功率硬件修改

如果你正在制作 "简易 "版本，你不需要阅读这一部分。对于“低功率”版本，这些改装将大大改善电池寿命。

为了说明问题，我们将假设电源来自一组AAA电池，可以提供1000毫安时。让我们假设你使用的是32K的Adafruit版本，并且没有做任何修改。下面是一个电源分解的例子。

• "睡眠/关闭 " CPU、GPS、MS8607和EPaper：测量值为30-70uA（我们认为是50uA）。
• 屏幕更新：5毫安，每分钟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上拉电阻：500 uA

因此，我们有（50 + 166 + 6 + 100 + 500）= 822 uA的平均电流消耗，相当于约50天的功率。

如果去掉MS8607 LED和GPS上拉电阻，我们的用电量就会减少到222 uA，也就是大约187天的用电量，大大增加了使用时间。

1、首先，建议从MS8607上拆下LED（具体如上图所示）

2、Adafruit GPS上的上拉电阻是由Adafruit的设计人员添加的，使得EN引脚变成一个可选项。不过它也有一个缺点，就是当你把它拉到地（禁用GPS）时，大约有500uA的电流在上拉电阻中被消耗掉了。由于这个设计的使能引脚是主动驱动的，你可以去掉这个电阻（具体如上图所示）

3、专业的迷你修改。搜索引擎搜索 "Arduino mini低功耗 "了解详情，基本上，你会想去掉电压调节器和LED，来减少电源使用。我们改用MS8607的电压调节器（3.3V，空闲时损失35-55uA的功率）为pro mini供电。

4、在pro mini的照片中，我还去掉了晶体振荡器，为32K晶体的芯片做准备。只有在32K晶体版本的情况下才去掉这个晶体，而且只有在对pro mini的内熔丝进行重新编程后才去掉，后面会解释。

第6步：固件

在这个步骤中，我附上了nano和32k晶体版本的.hex文件（这两个版本都适用于pro-mini，如果你不确定使用哪个版本，就使用nano版本）。

如果想自己构建/修改源代码，可以访问GitHub：https://github.com/mattwach/epaper_clock

自己构建.hex固件文件（可选）

注意，这段代码没有使用Arduino库，因为产生的代码太大，无法在Atmega328P上安装（而且这是我的个人偏好）。它是用C语言编写的，使用了Arduino[2]也使用的AVR基础库作为基础。如果你想编译代码，你需要安装（免费的）avr-gcc工具[3]，克隆epaper项目[4]的源码。然后进入firmware/[5]目录并输入。

make

如果代码建立了，可以打开Makefile[6]，看看这些选项。

# This is the Low-power stand alone chip configuration.CLOCK_MODE ?= USE_32K_CRYSTALUART_MODE ?= HARDWARE_UARTF_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

如果你正在构建32k晶体固件，配置已经正确了。如果构建nano的版本，你需要注释32k那段，取消注释nano那段代码，然后再次make。

还有一个特殊的调试模式，通过硬件UART以9600波特的速度转储日志信息。你现在可以忽略，但要记住它，因为它以后可能会有用。

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

最后，你可以通过改变几个变量来决定GPS应该多长时间被激活。默认每天运行一次，但如果GPS需要很长时间锁定，它会减少运行频率，从而减少电池的消耗。请在src/gps.c[7]中阅读所有相关内容。

这部分的文件可以在文末下载！

第7步：使用ICSP上传固件

本节是为那些上传代码到独立的Atmega328P芯片的小伙伴准备的，如果你要上传到Arduino Nano，请跳到下一个步骤。

你需要一个ISP（或ICSP）编程器。可以用一个备用的Aruino Uno/Nano自己做一个。可以在搜索引擎搜索"Arduino ISP Programmer" 请注意，这些指南中的很多内容都假定你的真正目的是安装一个引导程序，但对于我们来说，不需要引导程序，因为我们将直接用ICSP上传.hex文件。

断电检测

在我的Atmega328P上，断电检测设置为3.5V（貌似是旧版本），所以我用这个命令禁用断电检测。

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

你的可能不一样，这取决于你的“ISP programmer”（-c选项）。也有可能你不需要设置，只是以防万一。

第8步：使用Avrdude

我们可以使用一个叫avrdude的免费工具，来把它创建的十六进制文件上传到你的Uno/Nano/。我们也可以直接用命令行下载并使用avrdude。

• 用Arduino IDE在输出记录打开的情况下运行一个上传（点灯的demo或者其他的demo），然后复制它使用的命令。或者
• 阅读官方的avrdude文档[8]或者
• 阅读参考网上使用avrdude的教程

这里是我在nano版本中使用的avrdude命令（通过make上传）。

供参考：

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

这个是我在ISP版本中使用的：

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

这边使用的是Linux。Mac和Windows也能正常工作，但像-P这样的选项会有所不同（即在Windows中可能是-PCOM1）。

同样，这部分的文件可以在文末下载！

第9步：32K晶振

如果你正在制作 "简易 "版本，请跳过这一步。如果你使用的是32k晶体固件，则需要安装晶体以使固件发挥作用。

首先（！） 你还需要配置ATMega328P的内部内熔丝，以使用内部的8Mhz晶体。

先做这一步很重要，因为32K晶体将取代任何现有晶体。如果你不改变这些内熔丝，芯片会变得没有反应，直到你重新连接一个8或16Mhz的振荡器。

据我所知，Arduino pro mini也需要ISP来改变内熔丝（但我可能是错的）。我查找了 "Arduino ISP"，来获得正确的引脚映射，以便将ISP连接器与面包板对接（如上图所示）。

在连接了我的ISP programmer后，可以用这个命令检查当前的内熔丝配置。

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

L:E2是我们想要的内部8mhz的设置。如果你的值不一样，可以用类似于这个的命令来更新它。

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

然后重新检查。

内熔丝设置完毕后，你就可以焊接晶体了。建议将晶体直接连接到微控制器引脚上，以减少杂散电容。太多的电容会使晶体需要更长的时间来开始振荡（或无法启动）。

第10步：（可选）第一个步骤

请参考步骤1、步骤2或步骤3中你所选择的设计原理图。

• 你可以在面包板上验证到目前为止的情况，只需将一个LED/Resistor从D5连接到地，然后上传固件。如果一切正常，LED将每秒短暂地闪烁一次；
• 接下来，你可以添加EPaper显示屏。显示器上的数据都不会是正确的，但它应该显示一些一些数据；
• 然后，添加PHT模块，并验证它是否工作；
• 最后是GPS模块。

如果测试正常，我们可以把所有东西转移到一个更“永久”的固定装置上。

第11步：线路板组装

你可以选择使用perf板，用CNC切割板子，或者把设计送到工厂去制造。

Kicad设计文件可以在schematic/目录[9]中找到。有三种硬件可供选择（都是从后面显示的，因为这是你手工布线的方式）。

我用我的CNC机器制作ATMega328P版本。如果你没有用CNC切割过PCB而又感兴趣，可以尝试在搜索引擎上搜索 "3018 PCB"，你会发现很多关于这个主题的视频和文章。

间隙设置0.4毫米，但你可以更窄（可能不会更宽）。我使用Flatcam将Kicad的Gerber输出转换为G代码。

相关文件可以在文末下载到。

第12步：案例设计

你可以设计你想要的任何类型的外观，非常鼓励大家发挥创意!

这里分享一下我是怎么制作的（所有的设计文件都可以在文末下载到）。

我的设计使用了一个3D打印的支撑结构和两个CNC部件：一个顶盖和前面板。数控部件是用木头做的，因为我认为它比塑料看起来更漂亮。我在OpenSCAD中预先设计了整个东西。

我用0.2毫米的层高打印了主要结构。在我的3D打印机上，打印花了5个小时多一点。

我使用OpenSCAD的 "projection"[10] 功能，为顶盖和前板创建了2D DXF文件。

我通常会使用一个名为 "Carbide Create"[11]的免费程序，为数控机床制作G代码。但面板有一个45度的倒角，而Carbide Create是一个太基本的程序，不能很好地处理这个问题（至少我通过谷歌搜索他们网站上的论坛，得出了这个结论）。所以我尝试了一个不同的程序，叫做"CamBam"[12]，它的效果非常好。（CamBam不是免费的，但可以免费使用40次）

第13步：附录A：时钟漂移校正（可选）

你的32k/CPU晶体不会是完美的。当GPS开启时，它将修正漂移。但是如果漂移不好或者你的GPS信号不好，你也可以在固件中应用一个校正。目前这需要构建代码。在main.c的顶部，有一些被注释掉的定义。

// 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

你可以取消对上面两个#define语句的加注，以启用校正。

只需取消对CLOCK_DRIFT_TOO_SLOW的注释（你的时钟已经慢了的话）。

如果你的时钟太快了，就不要注释。唯一要做的是设置CLOCK_DRIFT_SECONDS_PER_CORRECT...

数学方法

等了大约一天，然后看看时钟漂移了多少。例如，你可能要等23个小时。如果这时你看到时钟慢了10秒，那么你的修正将是。

(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

非数学的方法

只需尝试一个像5000这样的数字，并在你注意到时钟仍然过快或过慢时对其进行完善。还是太慢？试试2,500。太快了？试试10,000。保持记录，并反复完善到可接受的数值，就像你在某些时候可能玩过的猜数字游戏一样。

第14步：附录B：廉价的GPS电源控制（关于BS170 N-MOSFET）

重温一下第四步"便宜GPS " 里描述的电源控制电路，上面的电源切断电路被称为 "low side switch"。它的好处是比较容易理解，而且零件数量少。尽管如此，还是有一些设计上的问题。

• GPS的地线并不与GND相连，而是与MOSFET相连。这意味着从GPS到微控制器的UART信号会有MOSFET的压降加在上面（Vds），增加了噪声的敏感性，并可能造成的错误。
• 如果你的微控制器的输入被规定为3.3V的最大值，你就不会想使用这种设计（我选择的ATMega328P没有这个限制）。
• 3.3V（上面的EN引脚）对每个MOSFET来说都不是一个很强的开启电压。

但是，UART是一个数字信号，地线的差异并不大，所以也许它无论如何都会工作？我试过了，而且工作得很好......起初，但随着时间的推移，我逐渐发现它并不可靠。为了了解原因，我们参考一下我最初选择的BS170作为我的N-MOSFET的特性曲线[13]。

在X轴的3.3V时，我们将坐在图上的3.0和4.0V线之间。因此，也许我们会得到100mA？也许足够？

万用表告诉我，GPS消耗40-60mA，但我认为这是一个平均值。根据GPS试图做什么，它只是需要比晶体管能够允许的更多的电流，因此GPS的地（MOSFET漏极）电压会上升。这既造成了UART错误，又降低了GPS装置的整体电压，而GPS装置有时仍然可以工作，有时则进入复位循环。

一个解决方案是使用一个 "high side"电源电路，在上面增加一个P-MOSFET来实现这个目标。见上面的原理图。这消除了单独接地的问题，并提供一个完整的5V（电池）栅极电压波动，这将使相关的P-MOSFET完全打开。

这里[14]是falstad中的一个高边设计实例。

目前我已经订购了带有低端布线的PCB，所以我的次要解决方案是放弃BS170，而用FQP30N06L代替。这种较高电流的MOSFET（最大30A！）似乎严重过剩，而且确实如此，但其曲线看起来要好得多。在3.3V电压下，大约有10A的电流余量，比BS170改进了100倍，现在应该足够了；而且确实没有恢复不稳定。

参考资料

[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项目: https://github.com/mattwach/epaper_clock

[5]firmware目录: 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的特性曲线: https://www.onsemi.com/pdf/datasheet/mmbf170-d.pdf

[14]falstad中的一个高边设计实例: http://www.falstad.com/circuit/circuitjs.html?ctz=CQAgjCAMB0l3BWcMBMcUHYMGZIA4UA2ATmIxAUgoqoQFMBaMMAKADMLiUQUAWKwvx5Ds3MNCQxIKdiEFUwGQnKFgUeELwjjJsGQCcVCpRULHlC+JBYB3OX3DrTCp9bsIzjjR-NQWAJWcvTWJlNQ0qKiFJKCgJFkMMNHATJKp1CJoWAA8QHHIiDQw8AowIXmEQAHEABQBlFgAjOTwNMC480J5ivwBzPOSMgapRSL87Qg9gtOC3YenkxQtbIxTleR4Ha36NlCmN3ArIhM5uPiiu89iweADNQWEo0UfYqJHobFe4hBYAZ3uKldeJchAoQGwAIYAG1+dBYQA

原文链接：https://www.instructables.com/E-Paper-Clock/

原文作者：mattwach

译文首发：DF创客社区 https://mc.dfrobot.com.cn/thread-313226-1-1.html

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