Ako už z názvu vyplýva, hlavným účelom tohto zariadenia je zistiť aktuálny čas a dátum. Má však oveľa viac užitočných funkcií. Myšlienka jeho vytvorenia sa objavila potom, čo som narazil na polorozbité hodinky s pomerne veľkým (na náramkové hodinky) kovovým puzdrom. Napadlo ma, že by som tam mohol vložiť domáce hodinky, ktorých možnosti sú obmedzené len mojou vlastnou fantáziou a zručnosťou. Výsledkom je zariadenie s nasledujúcimi funkciami:
1. Hodiny - kalendár:
- Prestupné roky sa počítajú
Počítanie a výstup do ukazovateľa hodiny, minúty, sekundy, deň v týždni, deň, mesiac, rok.
Prítomnosť automatického nastavenia aktuálneho času, ktoré sa vykonáva každú hodinu (maximálne hodnoty +/-9999 jednotiek, 1 jednotka = 3,90625 ms.)
Výpočet dňa v týždni z dátumu (pre aktuálne storočie)
Automatické prepínanie na letný a zimný čas (prepínateľné)
2. Dva nezávislé budíky (pri spustení zaznie melódia)
3. Časovač s rozlíšením 1 sek. (Maximálny čas odpočítavania 99h 59m 59s)
4. Dvojkanálové stopky s rozlíšením počítania 0,01 sek. (maximálny čas počítania 99h 59m 59s)
5. Stopky s rozlíšením počítania 1 sek. (maximálny čas počítania 99 dní)
6. Teplomer v rozsahu od -5°С. do 55°С (obmedzené teplotným rozsahom bežnej prevádzky zariadenia) v krokoch po 0,1°С.
7. Čítačka a emulátor elektronických kľúčov - tablety typu DS1990 podľa protokolu Dallas 1-Wire (pamäť na 50 kusov, v ktorej je už niekoľko univerzálnych "kľúčov od terénnych vozidiel") s možnosťou zobrazenia kľúča kód bajt po byte.
8. IR diaľkové ovládanie (implementovaný je len príkaz „Vyfotiť obrázok“) pre digitálne fotoaparáty „Pentax“, „Nikon“, „Canon“
9. LED baterka
10. 7 melódií
11. Zvukový signál na začiatku každej hodiny (prepínateľný)
12. Zvukové potvrdenie stlačenia tlačidla (prepínateľné)
13. Kontrola napätia batérie s funkciou kalibrácie
14. Nastavenie jasu digitálneho indikátora
Možno je takáto funkčnosť zbytočná, ale mám rád univerzálne veci, no plus morálna spokojnosť z toho, že tieto hodinky budú vyrábané ručne.
Schematický diagram hodín
Zariadenie je založené na mikrokontroléri ATmega168PA-AU. Hodiny tikajú na časovači T2, ktorý pracuje v asynchrónnom režime z hodinového kremeňa pri 32768 Hz. Mikrokontrolér je takmer celý čas v režime spánku (indikátor nesvieti), prebudí sa raz za sekundu, aby sa táto sekunda pridala k aktuálnemu času a znova zaspí. MK je v aktívnom režime taktovaný z interného RC oscilátora na 8 MHz, no interná preddelička to delí 2, vo výsledku je jadro taktované od 4 MHz. Na indikáciu slúžia štyri jednomiestne LED digitálne sedemsegmentové indikátory so spoločnou anódou a desatinnou čiarkou. K dispozícii je tiež 7 stavových LED diód, ktorých účel je nasledovný:
D1- Znamienko zápornej hodnoty (mínus)
D2- Znak bežiacich stopiek (blikanie)
D3- Signál zapnutia prvého alarmu
D4- Signál zapnutia druhého budíka
D5- Signál zvukového signálu na začiatku každej hodiny
D6- Znak bežiaceho časovača (blikanie)
D7- Príznak nízkeho napätia batérie
R1-R8 - rezistory obmedzujúce prúd segmentov digitálnych indikátorov HG1-HG4 a LED D1-D7. R12, R13 - delič na ovládanie napätia batérie. Keďže napájacie napätie hodín je 3V a biela LED D9 potrebuje pri menovitom odbere prúdu cca 3,4-3,8V, nesvieti v plnej sile (ale stačí v tme nezakopnúť) a preto je pripojený bez odporu obmedzujúceho prúd. Prvky R14, Q1, R10 sú určené na ovládanie infračervenej LED D8 (implementácia diaľkového ovládania pre digitálne fotoaparáty). R19, R20, R21 sa používajú na párovanie pri komunikácii so zariadeniami, ktoré majú rozhranie 1-Wire. Správa sa vykonáva pomocou troch tlačidiel, ktoré som podmienečne nazval: MODE (režim), UP (hore), DOWN (dole). Prvý z nich je určený aj na zobudenie MK externým prerušením (v tomto prípade sa rozsvieti indikácia), preto sa pripája samostatne na vstup PD3. Stlačenie zostávajúcich tlačidiel je určené pomocou ADC a odporov R16, R18. Ak sa tlačidlá nestlačia do 16 sekúnd, MK zaspí a indikátor zhasne. Keď je v režime „Diaľkové ovládanie kamier“ tento interval je 32 sekúnd a pri zapnutej baterke - 1 minúta. Taktiež je možné MK uspať manuálne pomocou ovládacích tlačidiel. Keď stopky bežia s rozlíšením počítania 0,01 sek. Zariadenie neprejde do režimu spánku.
Vytlačená obvodová doska
Zariadenie je zostavené na obojstrannej doske plošných spojov okrúhleho tvaru podľa veľkosti vnútorného priemeru puzdra hodiniek. Ale pri výrobe som použil dve jednostranné dosky s hrúbkou 0,35 mm. Táto hrúbka bola opäť získaná odlúpnutím z obojstranného sklolaminátu s hrúbkou 1,5 mm. Dosky sa potom lepia. Toto všetko bolo urobené preto, lebo som nemal tenký obojstranný sklolaminát a každý ušetrený milimeter hrúbky v obmedzenom vnútornom priestore puzdra hodiniek je veľmi cenný a nebolo potrebné kombinovať pri výrobe tlačených vodičov pomocou tzv. LUT metóda. Výkres PCB a umiestnenie dielov sú v priložených súboroch. Na jednej strane sú indikátory a odpory obmedzujúce prúd R1-R8. Na zadnej strane sú všetky ostatné detaily. K dispozícii sú dva priechodné otvory pre biele a infračervené LED diódy.
Kontakty tlačidiel a držiak batérie sú vyrobené z pružného oceľového plechu hrúbky 0,2…0,3 mm. a pocínované. Nižšie sú fotografie dosky z oboch strán:
Dizajn, diely a ich možná výmena
Mikrokontrolér ATmega168PA-AU je možné nahradiť ATmega168P-AU, ATmega168V-10AU ATmega168-20AU. Digitálne ukazovatele - 4 kusy KPSA02-105 super-jasná červená žiara s výškou číslic 5,08 mm. Môže byť dodaný z rovnakej série KPSA02-xxx alebo KCSA02-xxx. (iba nie zelené - budú slabo svietiť) Iné analógy podobných veľkostí so slušným jasom sú mi neznáme. Pre HG1, HG3 sa zapojenie segmentových katód líši od HG2, HG4, pretože mi to vyhovovalo viac pre rozloženie DPS. V tomto smere sa pre ne v programe používa iná tabuľka generátora znakov. Použité odpory a kondenzátory SMD pre povrchovú montáž veľkosti 0805 a 1206, LED D1-D7 veľkosti 0805. Biele a infračervené LED s priemerom 3mm. Na doske je 13 priechodných otvorov, do ktorých je potrebné nainštalovať prepojky. Ako snímač teploty sa používa DS18B20 s 1-Wire rozhraním. LS1 - konvenčný piezoelektrický bzučiak, vložený do krytu. Jedným kontaktom je spojený s doskou pomocou na ňom nainštalovanej pružiny, druhým je spojený s puzdrom hodiniek samotným krytom. Quartzový rezonátor z náramkových hodiniek.
Programovanie, firmware, poistky
Pre in-circuit programovanie je na doske len 6 okrúhlych kontaktných plôšok (J1), keďže plnohodnotný konektor sa na výšku nezmestil. Pripojil som ich k programátoru pomocou kontaktného zariadenia vyrobeného z kolíkovej zástrčky PLD2x3 a na nich prispájkovaných pružín, pričom som ich jednou rukou pritlačil na záplaty. V prílohe je fotografia zariadenia.
Použil som to, pretože počas procesu ladenia som musel mnohokrát preflashovať MK. S jednorazovým firmvérom je jednoduchšie prispájkovať tenké vodiče pripojené k programátoru k záplatám a potom ich znova spájkovať. Výhodnejšie je flashovať MK bez batérie, ale tak, aby napájanie išlo buď z externého + 3V zdroja alebo z programátora s rovnakým napájacím napätím. Program je napísaný v assembleri v prostredí VMLAB 3.15. Zdrojové kódy, firmware pre FLASH a EEPROM v aplikácii.
Bity FUSE mikrokontroléra DD1 musia byť naprogramované nasledovne:
CKSEL3...0 = 0010 - taktovanie z interného RC oscilátora 8 MHz;
SUT1...0 =10 - Čas spustenia: 6 CK + 64 ms;
CKDIV8 = 1 - delič frekvencie 8 je vypnutý;
CKOUT = 1 - Výstupné hodiny na CKOUT sú vypnuté;
BODLEVEL2…0 = 111 - ovládanie napájacieho napätia vypnuté;
EESAVE = 0 - vymazanie EEPROM počas programovania čipu je zakázané;
WDTON = 1 - Žiadna trvalá aktivácia Watchdog Timer;
Zvyšok FUSE - bitov je lepšie nechať nedotknutý. Bit FUSE je naprogramovaný, ak je nastavený na "0".
Vyžaduje sa flashovanie EEPROM s výpisom z archívu.
Prvé bunky EEPROM obsahujú počiatočné parametre zariadenia. Nižšie uvedená tabuľka popisuje účel niektorých z nich, ktoré je možné v rozumných medziach zmeniť.
|
adresa bunky |
Účel |
Parameter |
Poznámka |
|
|
Množstvo napätia batérie, pri ktorom sa objaví signál o jej nízkej úrovni |
260 (104 USD) (2,6 V) |
|||
|
koeficient pre korekciu hodnoty nameraného napätia batérie |
||||
|
časový interval spánku |
1 jednotka = 1 sek |
|||
|
časový interval prepnutia do režimu spánku pri zapnutej baterke |
1 jednotka = 1 sek |
|||
|
čas potrebný na prechod do režimu spánku v režime diaľkového ovládania fotoaparátu |
1 jednotka = 1 sek |
|||
|
Tu sú uložené čísla klávesov IButton |
Malé vysvetlenie k bodom:
1 položka. Tá indikuje veľkosť napätia na batérii, pri ktorej sa rozsvieti LED dióda signalizujúca jej nízku hodnotu. Nastavil som 2,6V (parameter - 260). Ak potrebujete niečo iné, napríklad 2,4 V, musíte napísať 240 ($ 00F0). Dolný bajt sa zadá do bunky na adrese $0000, respektíve vysoký bajt sa zadá do $0001.
2 bod. Keďže som kvôli nedostatku miesta na dosku neosadil premenný rezistor na úpravu presnosti merania napätia batérie, zaviedol som softvérovú kalibráciu. Postup kalibrácie pre presné meranie je nasledovný: na začiatku je v tejto bunke EEPROM zaznamenaný koeficient 1024 (400 $), musíte uviesť zariadenie do aktívneho režimu a pozrieť sa na napätie na indikátore a okamžite zmerať skutočné napätie. na batériu pomocou voltmetra. Korekčný faktor (K), ktorý je potrebné nastaviť, sa vypočíta podľa vzorca: K \u003d Up / Ui * 1024, kde Up je skutočné napätie namerané voltmetrom, Ui je napätie namerané samotným zariadením. Po výpočte koeficientu "K" sa zadá do zariadenia (ako je to urobené v návode na použitie). Po kalibrácii moja chyba nepresiahla 3%.
3 bod. Tu môžete nastaviť čas, po ktorom zariadenie prejde do režimu spánku, ak nestlačíte žiadne tlačidlo. Mám 16 sek. Ak predpokladáme, že je potrebné, aby zaspal do 30 sekúnd, potom je potrebné zapísať 30 (26 USD).
V odsekoch 4 a 5 je to podobné.
6 bodov. Adresa $0030 ukladá nulový kód skupiny kľúčov (dallas 1-Wire), potom jeho 48-bitové číslo a CRC. A tak 50 kľúčov v sérii.
Nastavenie, funkcie práce
Nastavenie zariadenia spočíva v kalibrácii merania napätia batérie, ako je popísané vyššie. Taktiež je potrebné zistiť odchýlku hodín na 1 hodinu, vypočítať a zadať príslušnú korekčnú hodnotu (postup je popísaný v návode na použitie).
Zariadenie je napájané lítiovou batériou CR2032 (3V) a spotrebuje približne 4 μA v režime spánku a 5 ... 20 mA v aktívnom režime v závislosti od jasu indikátora. Pri každodennom päťminútovom používaní aktívneho režimu by batéria mala vydržať približne 2 .... 8 mesiacov v závislosti od jasu. Puzdro hodiniek je pripojené k mínusu batérie.
Čítanie kľúčov bolo testované na DS1990. Emulácia bola testovaná na interkomoch METAKOM. Pod sériovými číslami od 46 do 49 (posledné 4) blikajú (všetky kľúče sú uložené v EEPROM, možno ich pred blikaním zmeniť) univerzálne kľúče pre interkomy. Kľúč registrovaný na čísle 49 mi otvoril všetky interkomy METAKOM, na ktoré som narazil, zvyšok univerzálnych kľúčov som nemal šancu otestovať, ich kódy som zobral zo siete.
Diaľkové ovládanie pre fotoaparáty bolo testované na modeloch Pentax optio L20, Nikon D3000. Canon sa nepodarilo získať na kontrolu.
Návod na použitie zaberá 13 strán, preto som ho do článku nevložil, ale dal som ho do prílohy vo formáte PDF.
Archív obsahuje:
Schéma v a GIF;
výkres DPS a usporiadanie prvkov vo formáte ;
Firmvér a zdrojové kódy v assembleri;
Zoznam rádiových prvkov
| Označenie | Typ | Denominácia | Množstvo | Poznámka | skóre | Môj poznámkový blok |
|---|---|---|---|---|---|---|
| DD1 | MK AVR 8-bit | ATmega168PA | 1 | PA-AU | Do poznámkového bloku | |
| U2 | teplotný senzor | DS18B20 | 1 | Do poznámkového bloku | ||
| Q1 | MOSFET tranzistor | 2N7002 | 1 | Do poznámkového bloku | ||
| C1, C2 | Kondenzátor | 30 pF | 2 | Do poznámkového bloku | ||
| C3, C4 | Kondenzátor | 0,1 uF | 2 | Do poznámkového bloku | ||
| C5 | elektrolytický kondenzátor | 47uF | 1 | Do poznámkového bloku | ||
| R1-R8, R17 | Rezistor | 100 ohmov | 9 | Do poznámkového bloku | ||
| R9 | Rezistor | 10 kOhm | 1 | Do poznámkového bloku | ||
| R10 | Rezistor | 8,2 ohmov | 1 | Do poznámkového bloku | ||
| R11 | Rezistor | 300 ohmov | 1 | Do poznámkového bloku | ||
| R12 | Rezistor | 2 MΩ | 1 | Do poznámkového bloku | ||
| R13 | Rezistor | 220 kOhm | 1 | Do poznámkového bloku | ||
| R14 | Rezistor | 30 kOhm | 1 | Do poznámkového bloku | ||
| R15, R19 | Rezistor | 4,7 kOhm | 2 | Do poznámkového bloku | ||
| R16 | Rezistor | 20 kOhm | 1 |
Hodiny so zvukovým signálom budíka časovača na ovládanie domácich spotrebičov.
Časovač je zariadenie, ktoré v nastavenom čase zapína alebo vypína zariadenie s jeho spínacími kontaktmi. Časovače v reálnom čase umožňujú nastaviť čas prevádzky v nastavený čas dňa. Najjednoduchším príkladom takéhoto časovača by bol budík.
Rozsah časovača je rozsiahly:
- správa osvetľovacích zariadení;
- riadenie zavlažovania izbových a záhradných rastlín;
- ovládanie ventilácie;
- manažment akvárií;
- ovládanie elektrických ohrievačov a pod.
Navrhovaný časovač môže rýchlo a lacno vyrobiť aj začiatočník rádioamatér.
Urobil som to na základe konštruktora hodín. ()
Potreboval som použiť časovač na kontrolu zavlažovania rastlín v krajine.
Pozrite si celý proces výroby vo videu:
Zoznam nástrojov a materiálov
- akékoľvek elektronické hodinky s poplašným signálom;
-skrutkovač;
- nožnice;
- spájkovačka;
- cambric;
- dve relé pre 12V;
- napájanie 12V z adaptéra;
- spojovacie vodiče;
- fóliový textolit na dosku plošných spojov alebo dosku na chlieb;
- časové relé priemyselné alebo domáce;
-odpor;
- KT815 tranzistory (alebo analógy);
- dióda.
Krok jedna. Odspájkovanie dosky časovača.
Časovač obvod
Všetko, čo je potrebné, je prispájkovať súčiastky na doštičku podľa schémy a prispájkovať dva vodiče z hodinového piezo žiariča. Zhromažďujeme najjednoduchší obvod s medziľahlým relé a tranzistorovým spínačom. Keď sa z hodín vydá prvý impulz zvukového signálu, relé P1 sa zapne, normálne otvorený kontakt sa zatvorí a zapne záťaž súčasne cez druhý normálne otvorený kontakt relé P1 a normálne zatvorený kontakt času relé, relé P1 samosvorky. Spolu so záťažou sa zapne časové relé RV - začne sa odpočítavanie zadaného času prevádzky záťaže. Po uplynutí tejto doby PB rozpojí kontakt a relé P1 sa vypne, záťaž sa vypne. Okruh je pripravený na ďalší cyklus. Dióda slúži na zamedzenie spätného impulzu v hodinovom obvode (môžete použiť akúkoľvek nízkopríkonovú diódu). LED pre indikáciu zaradenia záťaže. V tomto obvode je potrebné medzirelé s dvoma normálne otvorenými kontaktmi, ale nemal som ho - použil som dve čínske relé (cievky sú zapojené paralelne) Ak je záťaž výkonnejšia, musíte použiť relé s výkonnejšími kontaktmi. Mal som 12V adaptér, jeho obvod som nainštaloval priamo na breadboard. V zásade je možné použiť akýkoľvek nízkoenergetický 12V zdroj.
Ak je kratší, potom hodiny zapnú záťaž a časové relé sa po uplynutí expozičného času vypne.
Ak nemáte priemyselné časové relé, môžete to urobiť sami podľa jednoduchej schémy. So zvýšením kapacity kondenzátora C1 sa prevádzkový čas relé zvyšuje.
Krok dva. Kontrola činnosti časovača.
Môj okruh fungoval, keď som ho prvýkrát zapol.
Zostáva nastaviť čas budíka. Moje hodinky majú dve nastavenia času budíka. V mojom prípade stačí zapnúť zavlažovanie, napríklad ráno o 7:00 na jednu hodinu a večer o 20:00 znova zaliať. Po stlačení tlačidiel hodín sa ozve pípnutie, preto pri nastavovaní musí byť obvod časovača vypnutý, aby sa predišlo falošným pozitívam. Moje hodinky majú funkciu „zvonky“ - každú hodinu od 8 do 20 hodín, to znamená, že okrem budíka môžete v prípade potreby použiť aj tieto signály. Ak to nie je potrebné, to znamená, že funkcia „zvonky“ je deaktivovaná.
Takto dopadol dizajn víkendu. Bolo zaujímavé bežať v novej schéme, takže všetko bolo rýchlo hotové. V budúcnosti bude potrebné vyrobiť puzdro a umiestniť tam dosku a časové relé. Vyrobiť si takýto časovač svojpomocne je v silách začiatočníka bez toho, aby musel minúť veľa času a peňazí. A kde ich aplikovať, už rozhodnite sami.
Všetka práca trvala pár víkendových večerov a 75 rubľov (
Pre tých, ktorí sú aspoň trochu zbehlí v mikrokontroléroch a chcú si tiež vytvoriť nekomplikované a užitočné zariadenie do domácnosti, nie je nič lepšie ako stavať na LED indikátory. Takáto vec môže zdobiť vašu izbu alebo môže ísť o jedinečný ručne vyrobený darček, z ktorého získa ďalšiu hodnotu. Obvod funguje ako hodiny a ako teplomer - režimy sa prepínajú tlačidlom alebo automaticky.
Elektrický obvod domáce hodiny s teplomerom
mikrokontrolér PIC18F25K22 sa stará o všetko spracovanie a načasovanie údajov a ULN2803A zostáva koordinovať jeho výstupy s LED indikátorom. malý čip DS1302 funguje ako časovač pre presné sekundové signály, jeho frekvencia je stabilizovaná štandardným 32768 Hz quartz rezonátorom. To trochu komplikuje dizajn, ale nemusíte neustále upravovať a korigovať čas, ktorý bude nevyhnutne meškať alebo sa ponáhľať, ak si vystačíte s náhodne nevyladeným kremenným rezonátorom niekoľkých MHz. Takéto hodinky pripomínajú skôr jednoduchú hračku ako kvalitný presný chronometer.
V prípade potreby môžu byť snímače teploty umiestnené ďaleko od hlavnej jednotky - sú k nej pripojené pomocou trojvodičového kábla. V našom prípade je jeden snímač teploty inštalovaný v jednotke a druhý je umiestnený vonku, na kábli dlhom cca 50 cm.Keď sme vyskúšali 5 m kábel, fungoval tiež perfektne.
Displej hodiniek tvoria štyri veľké LED digitálne indikátory. Pôvodne boli spoločnou katódou, ale vo finálnej verzii sa zmenili na spoločnú anódu. Môžete dať akékoľvek iné, potom stačí vybrať odpory obmedzujúce prúd R1-R7 na základe požadovaného jasu. Dalo sa to umiestniť na spoločnú dosku s elektronickou časťou hodín, ale je to oveľa všestrannejšie - zrazu chcete dať veľmi veľký LED indikátor, aby ich bolo vidieť na veľkú vzdialenosť. Príklad takéhoto dizajnu pouličných hodín je tu.
Samotná elektronika začína od 5 V, ale pre jasnú žiaru LED je potrebné použiť 12 V. Zo siete je napájanie dodávané cez redukciu transformátora do stabilizátora 7805 , ktorá generuje napätie striktne 5 V. Pozor na malú zelenú cylindrickú batériu - slúži ako záložný zdroj pre prípad výpadku siete 220 V. Nie je potrebné ju brať na 5 V - lítium-iónová 3,6 alebo Ni-MH batéria má dostatočný volt.
Na puzdro môžete použiť rôzne materiály - drevo, plast, kov, alebo zapustiť celý dizajn domácich hodiniek do hotových priemyselných hodiniek, napríklad z multimetra, tunera, rádiového prijímača a pod. Vyrobili sme ich z plexiskla, pretože sa ľahko opracujú, umožňujú vidieť vnútro, takže každý vidí - tieto hodiny sú zostavené ručne. A čo je najdôležitejšie, bolo to dostupné :)
Tu nájdete všetky potrebné detaily navrhovaného domáceho dizajnu digitálnych hodín, vrátane schém, rozloženia PCB, firmvéru PIC a
Pamätám si... Pred tridsiatimi rokmi bolo šesť ukazovateľov malým pokladom. Každý, kto potom dokázal vyrobiť hodiny na TTL logike s takýmito indikátormi, bol považovaný za sofistikovaného odborníka vo svojom odbore.
Žiara indikátorov vypúšťania plynu sa zdala teplejšia. Po pár minútach som bol zvedavý, či tieto staré lampy budú fungovať a chcel som s nimi niečo urobiť. Teraz je veľmi jednoduché vyrobiť takéto hodiny. Stačí si vziať mikrokontrolér ...
Keďže som mal v tom čase záľubu v programovaní mikrokontrolérov vo vyšších jazykoch, rozhodol som sa, že sa trochu pohrám. Pokúsil som sa navrhnúť jednoduché digitálne hodiny s plynovým výbojom.
Účel dizajnu
Rozhodol som sa, že hodiny by mali mať šesť číslic a čas by sa mal nastavovať minimálnym počtom tlačidiel. Tiež som chcel vyskúšať a použiť niekoľko najbežnejších rodín mikrokontrolérov od rôznych výrobcov. Chcel som napísať program v C.
Indikátory vybitia vyžadujú na svoju činnosť vysoké napätie. Ale nechcel som riešiť nebezpečné sieťové napätie. Hodiny museli byť napájané nezávadným 12V.
Keďže mojím hlavným cieľom bolo hrať, nenájdete tu popisy mechanického prevedenia a nákresy puzdra. Ak si želáte, môžete si sami zmeniť hodiny podľa svojho vkusu a skúseností.
To som urobil:
- Časová indikácia: HH MM SS
- Indikácia alarmu: HH MM --
- Režim zobrazenia času: 24 hodín
- Presnosť ±1 sekunda za deň (v závislosti od kremenného rezonátora)
- Napájacie napätie: 12V
- Prúdový odber: 100 mA
Schéma hodín
Pre zariadenie so šesťmiestnym digitálnym displejom bol režim multiplex prirodzeným riešením.
Účel väčšiny prvkov vývojového diagramu (obrázok 1) je jasný bez komentára. Do určitej miery neštandardnou úlohou bolo vytvorenie TTL prevodníka úrovne na riadiace signály vysokonapäťových indikátorov. Anódové budiče sú vyrobené na vysokonapäťových tranzistoroch NPN a PNP. Schéma je požičaná od Stefana Knellera (http://www.stefankneller.de).
Čip 74141 TTL obsahuje dekodér BCD a vysokonapäťový ovládač pre každú číslicu. Môže byť ťažké objednať jeden čip. (Aj keď neviem, či ich teraz skutočne niekto vyrába.) Ale ak nájdete indikátory vypúšťania plynu, 74141 môže byť niekde nablízku :-). V časoch TTL logiky prakticky neexistovala alternatíva k čipu 74141. Skúste teda niekde nájsť jednu vec.
Indikátory vyžadujú napätie približne 170 V. Nemá zmysel vyvíjať špeciálny obvod pre menič napätia, pretože existuje veľké množstvo čipov zosilňovača. Vybral som si lacný a široko dostupný čip MC34063. Obvod prevodníka je takmer úplne skopírovaný z údajového listu MC34063. Pribudol v ňom len vypínač T13. Interný kľúč nie je vhodný pre také vysoké napätie. Ako indukčnosť pre menič som použil tlmivku. Je znázornené na obrázku 2; jeho priemer je 8 mm a jeho dĺžka je 10 mm.
Účinnosť meniča je celkom dobrá a výstupné napätie je relatívne bezpečné. Pri zaťažovacom prúde 5 mA výstupné napätie klesne na 60 V. R32 funguje ako rezistor snímania prúdu.
Na napájanie logiky sa používa lineárny regulátor U4. Na schéme a na doske je miesto pre záložnú batériu. (3,6 V - NiMH alebo NiCd). D7 a D8 sú Schottkyho diódy a rezistor R37 slúži na obmedzenie nabíjacieho prúdu podľa charakteristík batérie. Ak si staviate hodinky len tak pre zábavu, nebudete potrebovať batériu, D7, D8 ani R37.
Konečný obvod je znázornený na obrázku 3.
| Obrázok 3 | ||
Tlačidlá nastavenia času sú pripojené cez diódy. Stav tlačidiel sa kontroluje nastavením logickej „1“ na príslušnom výstupe. Ako bonus je na výstup mikrokontroléra pripojený piezo žiarič. Ak chcete zastaviť toto nepríjemné škrípanie, použite malý spínač. Na to by sa celkom hodilo kladivo, ale toto je extrémny prípad :-).
Schematický zoznam súčiastok, výkres DPS a rozloženie súčiastok nájdete v sekcii Na stiahnutie.
CPU
Toto jednoduché zariadenie dokáže ovládať takmer každý mikrokontrolér s dostatočným počtom pinov, ktorých minimálny požadovaný počet je uvedený v tabuľke 1.
| Stôl 1. | ||||||||||||||||
|
Každý výrobca vyvíja svoje vlastné rodiny a typy mikrokontrolérov. Umiestnenie záverov je pre každý typ individuálne. Snažil som sa navrhnúť univerzálnu dosku pre niekoľko typov mikrokontrolérov. Doska má 20-pinovú päticu. Pomocou niekoľkých drôtových prepojok ho môžete prispôsobiť rôznym mikrokontrolérom.
Mikrokontroléry testované v tomto obvode sú uvedené nižšie. Môžete experimentovať s inými typmi. Výhodou schémy je možnosť využitia rôznych procesorov. Rádioamatéri spravidla používajú jednu rodinu mikrokontrolérov a majú vhodný programátor a softvérové nástroje. Mikrokontroléry iných výrobcov môžu spôsobovať problémy, preto som vám dal možnosť vybrať si procesor z vašej obľúbenej rodiny.
Všetky špecifiká zahrnutia rôznych mikrokontrolérov sú uvedené v tabuľkách 2 ... 5 a na obrázkoch 4 ... 7.
| Tabuľka 2 | ||||||||||||
|
Poznámka: Paralelne s kremenným rezonátorom je zapojený odpor 10 MΩ.
| Tabuľka 3 | ||||||||||||
|
Poznámka: Mikroobvod musí byť v zásuvke otočený o 180°.
| Tabuľka 4 | ||||||||||||
|
Poznámka: Pridajte SMD súčiastky R a C na kolík RESET (10 kΩ a 100 nF).
| Tabuľka 5 | ||||||||||||
|
Poznámka: Pridajte SMD komponenty R a C na kolík RESET (10 kΩ a 100 nF); pripojte kolíky označené hviezdičkami k napájacej zbernici +Ub cez 3,3 kΩ SMD odpory.
Porovnaním kódov pre rôzne mikrokontroléry zistíte, že sú si veľmi podobné. Rozdiely existujú v prístupe k portom a definícii funkcií prerušenia, ako aj v tom, čo závisí od komponentov zväzku.
Zdrojový kód pozostáva z dvoch častí. Funkcia hlavné() nakonfiguruje porty a spustí časovač, ktorý generuje signály prerušenia. Potom program prehľadá stlačené tlačidlá a nastaví zodpovedajúce hodnoty času a budíka. Na rovnakom mieste v hlavnej slučke sa aktuálny čas porovná s budíkom a zapne sa piezožiarič.
Druhá časť je rutina prerušenia časovača. Podprogram, ktorý sa volá každú milisekundu (v závislosti od možností časovača), zvyšuje časové premenné a manipuluje so zobrazovanými číslicami. Okrem toho sa kontroluje stav tlačidiel.
Beh po okruhu
Inštalácia a nastavenie komponentov začína napájaním. Spájkujte regulátor U4 a okolité komponenty. Skontrolujte 5V pre U2 a 4,6V pre U1. Ďalším krokom je zostavenie vysokonapäťového meniča. Trimrom odporom R36 nastavte napätie na 170 V. Ak rozsah ladenia nestačí, mierne zmeňte odpor odporu R33. Teraz nainštalujte čip U2, tranzistory a odpory obvodu anódy a číslicového ovládača. Pripojte vstupy U2 na zbernicu GND a jeden z odporov R25 - R30 zapojte do série s napájacou zbernicou +Ub. V príslušných polohách by sa mali rozsvietiť čísla indikátorov. V poslednej fáze testovania obvodu pripojte kolík 19 čipu U1 k zemi - piezožiarič by mal pípnuť.
Zdrojové kódy a skompilované programy nájdete v príslušnom ZIP súbore v sekcii "Na stiahnutie". Po flashovaní programu do mikrokontroléra starostlivo skontrolujte každý kolík v polohe U1 a nainštalujte potrebné drôtové a spájkovacie prepojky. Pozrite si obrázky mikrokontroléra vyššie. Ak je mikrokontrolér správne naprogramovaný a pripojený, jeho generátor by mal fungovať. Môžete nastaviť čas a budík. Pozor! Na doske je miesto ešte na jeden gombík - to je náhradný gombík pre budúce nadstavce :-).
Skontrolujte presnosť frekvencie generátora. Ak nie je v očakávanom rozsahu, mierne zmeňte hodnotu kondenzátorov C1 a C2. (Spájajte malé kondenzátory paralelne alebo ich nahraďte inými). Presnosť hodín by sa mala zlepšiť.
Záver
Malé 8-bitové procesory sú celkom vhodné pre jazyky na vysokej úrovni. C nebol pôvodne určený pre malé mikrokontroléry, ale pre jednoduché aplikácie ho v pohode využijete. Assembler je vhodnejší pre zložité úlohy, ktoré vyžadujú kritické načasovanie alebo maximálne využitie procesora. Pre väčšinu amatérov budú stačiť freeware aj shareware obmedzené verzie kompilátora C.
Programovanie v C je rovnaké pre všetky mikrokontroléry. Musíte poznať funkcie hardvéru (registre a periférie) zvoleného typu mikrokontroléra. Pozor na bitové operácie – jazyk C nie je prispôsobený na manipuláciu s jednotlivými bitmi, čo je vidieť na príklade originálu pri ATtiny.
Hotovo? Potom sa nalaďte na kontempláciu vákuových trubíc a uvidíte ...
...staré časy sa vracajú... :-)
Redakčná poznámka
Úplným analógom SN74141 je mikroobvod K155ID1, vyrobený softvérom Minsk "Integral".
Čip sa dá ľahko nájsť na internete.
Jednoduché LED hodiny je možné vyrobiť na lacnom ovládači PIC16F628A. Samozrejme, obchody sú plné rôznych elektronických hodiniek, no z hľadiska funkcií im môže chýbať buď teplomer, budík, alebo nesvietia v tme. Každopádne, niekedy chcete len niečo spájkovať sami a nie kupovať hotové. Pre zväčšenie výkresu schémy - kliknite.
Ponúkané hodinky majú kalendár. Má dve možnosti zobrazenia dátumu - mesiac ako číslica alebo slabika, to všetko sa konfiguruje po zadaní dátumu prepnutím ďalej tlačidlom S1 pričom sa zobrazuje požadovaný parameter, teplomer. Existuje firmvér pre rôzne senzory. Pozrite si zariadenie vo vnútri puzdra:
Každý vie, že kremenné rezonátory nie sú dokonalé v presnosti a v priebehu niekoľkých týždňov sa nahromadí chyba. Na boj proti tomuto prípadu hodiny poskytujú korekciu kurzu, ktorá je nastavená parametrami SH a SL. Viac:
SH=42 a SL=40 - to je dopredu 5 minút denne;
SH=46 a SL=40 sú späť 3 minúty denne;
SH=40 a SL=40 sú vpred o 2 minúty denne;
SH=45 a SL=40 sú späť o 1 minútu denne;
SH=44 a SL=С0 - to je dopredu o 1 minútu za deň;
SH=45 a SL=00 - táto korekcia je zakázaná.
Týmto spôsobom je možné dosiahnuť dokonalú presnosť. Aj keď korekciu budete musieť jazdiť niekoľkokrát, kým ju dokonale nenastavíte. A teraz je práca elektronických hodín jasne znázornená:
teplota 29 stupňov Celzia
Ako indikátory môžete buď umiestniť digitálne zostavy LED, ktoré sú uvedené v samotnej schéme, alebo ich nahradiť obyčajnými okrúhlymi superjasnými LED diódami - potom budú tieto hodinky viditeľné z diaľky a môžu byť dokonca zavesené na ulici.
Rozmýšľame, ako obnoviť Skype na prenosnom počítači
Fixies masters plná verzia Fixies hra plná verzia stiahnutá do vášho počítača
Inštalácia alebo aktualizácia, oprava chýb Net framework 3
Virtuálne meny a virtuálne burzy vo svete
Zlaté čísla Ako predať krásne telefónne číslo