Ceas cu indicatoare LED. Ceas LED DIY

Nu cu mult timp în urmă a devenit nevoie să avem un ceas în casă, ci doar unul electronic, pentru că nu-mi plac ceasurile, pentru că bifează. Am destulă experiență în circuite de lipit și gravare. După ce am căutat pe internet și am citit ceva literatură, am decis să aleg cel mai mult schema simpla, pentru că nu am nevoie de ceas cu alarmă.

Am ales această schemă pentru că este ușoară fă-ți propriul ceas

Să începem, deci de ce avem nevoie pentru a face un ceas cu propriile mâini? Ei bine, bineînțeles, mâini, pricepere (nici măcar grozave) în citirea schemelor de circuite, fier de lipit și piese. Iată o listă completă cu ceea ce am folosit:

Cuarț 10 MHz – 1 buc., microcontroler ATtiny 2313, rezistențe 100 Ohm – 8 buc., 3 buc. 10 kOhm, 2 condensatoare de 22 pF, 4 tranzistoare, 2 butoane, indicator LED KEM-5641-ASR pe 4 biți (RL-F5610SBAW/D15). Am efectuat instalarea pe un PCB unilateral.

Dar există un defect în această schemă: pinii microcontrolerului (denumit în continuare MK), care sunt responsabili pentru controlul descărcărilor, primesc o sarcină destul de decentă. Curentul total este mult mai mare decât curentul maxim de port, dar cu indicație dinamică, MK nu are timp să se supraîncălzească. Pentru a preveni funcționarea defectuoasă a MK, adăugăm rezistențe de 100 ohmi la circuitele de descărcare.

În această schemă, indicatorul este controlat conform principiului indicației dinamice, conform căruia segmentele indicatorului sunt controlate de semnale de la ieșirile corespunzătoare ale MK. Rata de repetiție a acestor semnale este mai mare de 25 Hz și, din această cauză, strălucirea numerelor indicatorului pare continuă.

Ceasuri electronice realizate conform schemei de mai sus poate afișa doar timpul (ore și minute), iar secundele sunt afișate printr-un punct între segmente, care clipește. Pentru a controla modul de funcționare al ceasului, în structura acestuia sunt prevăzute întrerupătoare cu buton, care controlează setarea orelor și minutelor. Acest circuit este alimentat de la o sursă de alimentare de 5V. În timpul producției placa de circuit imprimatÎn circuit a fost inclusă o diodă zener de 5V.

Deoarece am o sursă de alimentare de 5V, am exclus dioda zener din circuit.

Pentru realizarea plăcii, circuitul a fost aplicat folosind un fier de călcat. Adică circuitul imprimat a fost tipărit pe o imprimantă cu jet de cerneală folosind hârtie lucioasă poate fi luată din reviste lucioase moderne; După aceea, textolitul de dimensiunea necesară a fost tăiat. Dimensiunea mea s-a dovedit a fi 36*26 mm. Astfel de dimensiuni mici datorită faptului că toate piesele sunt selectate într-un pachet SMD.

Placa a fost gravată folosind clorură ferică (FeCI3). Gravura a durat aproximativ o oră, deoarece baia cu taxă era pe șemineu, temperatură ridicată afectează timpul de gravare a cuprului neutilizat din placă. Dar nu exagera cu temperatura.

În timp ce procesul de gravare se desfășura, pentru a nu-mi strânge mintea și a scrie firmware pentru ca ceasul să funcționeze, am mers pe Internet și am găsit firmware pentru această schemă. Cum să flash MK poate fi găsit și pe Internet. Am folosit un programator care aprinde doar ATMEGA MK-uri.

Și, în sfârșit, placa noastră este gata și putem începe să ne lipim ceasurile. Pentru lipit ai nevoie de un fier de lipit de 25 W cu intepatura subtire pentru a nu arde MK și alte părți. Efectuăm lipirea cu atenție și, de preferință, lipim toate picioarele MK prima dată, dar numai separat. Pentru cei care nu sunt la curent, să știți că piesele realizate într-un pachet SMD au tablă pe terminale pentru o lipire rapidă.

Și așa arată placa cu părțile lipite.

Ceas cu indicator LED cu șapte segmente pe cip K145IK1911

Istoricul acestor ceasuri care apar pe site este ușor diferit de alte diagrame de pe site.

Este o zi liberă normală, mă duc la oficiul poștal, scotocesc și cititorul nostru dă peste Fedorenko Evgeniy, trimis diagrama ceasului, cu descrierea si toate fotografiile.

Pe scurt despre schemă sistem ceas electronic lor mâinile completat pe cipul K145IK1911, iar ora este afișată pe indicatori LED cu șapte segmente. Și la fel și articolul lui.

Diagrama ceasului:

Pentru a mări o imagine, faceți clic pe ea pentru a o mări și salvați computerul.

Nu cu mult timp în urmă m-am confruntat cu sarcina fie de a cumpăra un ceas nou, fie de a asambla eu unul nou. Cerințele pentru ceas au fost simple - afișajul ar trebui să afișeze ore și minute, ar trebui să existe un ceas cu alarmă, iar indicatoarele LED cu șapte segmente ar trebui să fie folosite ca dispozitiv de afișare. Nu am vrut să adun o grămadă de cipuri logice și nu am vrut să mă implic în programarea controlerelor. Alegerea a fost făcută cu privire la dezvoltarea industriei electronice sovietice - cip K145IK1901.

Nu era în magazin la acel moment, dar era un analog, într-un pachet cu 40 de pini - K145IK1911. Numele pinii acestui microcircuit nu este diferit de cel anterior, diferența este în numerotare.

Dezavantajul acestor microcircuite este că funcționează doar cu indicatori fluorescenți în vid. Pentru a asigura andocarea cu indicatorul LED, a fost necesar să se construiască un circuit de potrivire folosind comutatoare cu semiconductor.

Ca drivere de șir – J1-J7 pot fi utilizați tranzistori KT3107 cu indicele literei I, A, B. Pentru driverele pentru selectarea segmentelor D1-D4, KT3102I sau KT3117A, KT660A, precum și orice altele cu o tensiune maximă colector-emițător de cel puțin 35 V și un curent de colector de la se vor folosi cel puțin 100 mA. Curentul segmentelor indicatoare este reglat de rezistențele din circuitele colectoare ale driverelor de rând.

Un punct care clipește la o frecvență de 1 Hz este folosit pentru a separa cifrele orei și minutelor.

Această frecvență este prezentă la pinul Y4 după ce cronometrarea a început. Această schemă oferă, de asemenea, posibilitatea de a afișa pe afișaj în loc de ore și minute - minute și, respectiv, secunde. Trecerea la acest mod se realizează prin apăsarea butonului „Sec.” Revenirea la afișarea orei și minutelor se efectuează după apăsarea butonului „Întoarcere”. Acest cip oferă posibilitatea de a seta două ceasuri cu alarmă simultan, dar în această schemă al doilea ceas cu alarmă nu este folosit ca fiind inutil. Ca emițător de sunet este folosit un tweeter piezo cu generator încorporat, cu o tensiune de alimentare de 12V. Semnalul ceasului cu alarmă este eliminat de la pinul Y5 al microcircuitului. Pentru a furniza un sunet intermitent, semnalul este modulat la o frecvență de 1 Hz, folosită pentru a indica al doilea ritm (punct). Pentru un studiu mai detaliat al funcționalității microcircuitului K145IK1901(11), puteți consulta documentația, care este în în ultima vreme poate fi găsit cu ușurință online. Microcircuitul trebuie alimentat cu o tensiune negativă de -27V±10%. Conform experimentelor efectuate, microcircuitul rămâne funcțional chiar și la o tensiune de -19V, iar precizia ceasului nu este deloc afectată.

Diagrama ceasului este prezentată în figura de mai sus. În circuit au fost utilizate rezistențe cu cip de dimensiune standard 1206, ceea ce face posibilă reducerea semnificativă a dimensiunilor dispozitivului. Orice indicator cu șapte segmente cu un anod comun este potrivit.

Ei bine, acesta este sfârșitul poveștii deocamdată. Va fi dezvoltat și completat și îmi exprim recunoștința către autorul ei, Evgeniy Fedorenko, pentru toate întrebările Această adresă de e-mail este protejată de spamboți. Trebuie să aveți JavaScript activat pentru a-l vizualiza.

După cum sugerează și numele, scopul principal al acestui dispozitiv este să recunoască ora curentăși data. Dar are multe alte caracteristici utile. Ideea creării lui a apărut după ce am dat peste un ceas pe jumătate spart cu o carcasă metalică relativ mare (pentru încheietura mâinii). M-am gândit că aș putea introduce acolo un ceas de casă, ale cărui posibilități sunt limitate doar de propria mea imaginație și pricepere. Rezultatul a fost un dispozitiv cu următoarele funcții:

1. Ceas - calendar:

Numărarea și afișarea orelor, minutelor, secundelor, zilei săptămânii, datei, lunii, anului.

Disponibilitatea ajustării automate a orei curente, care se efectuează în fiecare oră (valori maxime +/-9999 unități, 1 unitate = 3,90625 ms.)

Calcularea zilei săptămânii de la o dată (pentru secolul curent)

Tranziție automată între ora de vară și cea de iarnă (poate fi dezactivată)

• Se iau în considerare anii bisecți

2. Două ceasuri cu alarmă independente (se aude o melodie când este declanșată)
3. Temporizator cu trepte de 1 secundă. (Timp maxim de numărare 99h 59m 59s)
4. Cronometru cu două canale cu rezoluție de numărare de 0,01 sec. (timp maxim de numărare 99h 59m 59s)
5. Cronometru cu rezoluție de numărare de 1 secundă. (timp maxim de numărare 99 de zile)
6. Termometru în intervalul de la -5°C. până la 55°C (limitat de intervalul de temperatură de funcționare normală a dispozitivului) în trepte de 0,1°C.
7. Cititor și emulator chei electronice- tablete de tip DS1990 care utilizează protocolul Dallas 1-Wire (memorie pentru 50 de bucăți, care conține deja mai multe „chei pentru toate terenurile”) cu posibilitatea de a vizualiza codul cheii octet cu octet.
8. Telecomandă IR (este implementată doar comanda „Fă o poză”) pentru camerele digitale „Pentax”, „Nikon”, „Canon”
9. Lanterna LED
10. 7 melodii
11. Semnal sonor la începutul fiecărei ore (poate fi oprit)
12. Confirmare sonoră a apăsărilor butoanelor (poate fi dezactivată)
13. Monitorizarea tensiunii bateriei cu functie de calibrare
14. Reglarea luminozității indicatorului digital

Poate o astfel de funcționalitate este redundantă, dar îmi plac lucrurile universale, și plus satisfacția morală că acest ceas va fi făcut cu mâinile mele.

Schema schematică a ceasului

Dispozitivul este construit pe microcontrolerul ATmega168PA-AU. Ceasul bifează în funcție de cronometrul T2, funcționând în modul asincron de la un ceas cuarț la 32768 Hz. Microcontrolerul este aproape tot timpul în modul de repaus (indicatorul este stins), trezindu-se o dată pe secundă pentru a adăuga chiar această secundă la ora curentă și adoarme din nou. În modul activ, MK este tactat de la oscilatorul RC intern la 8 MHz, dar prescalerul intern îl împarte la 2, ca urmare, nucleul este tactat la 4 MHz. Pentru indicare, sunt utilizate patru indicatoare digitale LED cu o singură cifră, cu șapte segmente, cu un anod comun și un punct zecimal. Există, de asemenea, 7 LED-uri de stare, al căror scop este următorul:
D1- Semnul valorii negative (minus)
D2- Semnul unui cronometru care rulează (intermitent)
D3- Semnul pornirii primului ceas cu alarmă
D4- Semnul pornirii celei de-a doua alarme
D5- Semn de semnal sonor la începutul fiecărei ore
D6- Semnul unui cronometru care rulează (intermitent)
D7- Indicator de tensiune scăzută a bateriei

R1-R8 - rezistențe limitatoare de curent ale segmentelor indicatoarelor digitale HG1-HG4 și LED-uri D1-D7. R12,R13 – divizor pentru monitorizarea tensiunii bateriei. Deoarece tensiunea de alimentare a ceasului este de 3V, iar LED-ul alb D9 necesită aproximativ 3,4-3,8V la consumul de curent nominal, acesta nu strălucește la putere maximă (dar este suficient pentru a evita poticnirea în întuneric) și, prin urmare, este conectat fără curent -rezistor limitator. Elementele R14, Q1, R10 sunt proiectate pentru a controla LED-ul infraroșu D8 (implementare telecomanda pentru camere digitale). R19, ​​​​R20, R21 sunt folosite pentru împerechere atunci când comunicați cu dispozitive care au o interfață cu 1 fir. Controlul se realizează prin trei butoane, pe care le-am numit convențional: MOD (mod), SUS (sus), JOS (jos). Primul dintre ele este, de asemenea, conceput pentru a trezi MK-ul printr-o întrerupere externă (în acest caz, indicația se aprinde), deci este conectat separat la intrarea PD3. Apăsarea butoanelor rămase este determinată folosind un ADC și rezistențele R16, R18. Dacă butoanele nu sunt apăsate în decurs de 16 secunde, MK intră în stare de repaus și indicatorul se stinge. Când este în modul „Comandă de la distanță pentru camere” acest interval este de 32 de secunde, iar cu lanterna aprinsă - 1 minut. De asemenea, MK poate fi oprit manual folosind butoanele de control. Când cronometrul funcționează cu o rezoluție de numărare de 0,01 sec. Dispozitivul nu intră în modul de repaus.

PCB

Dispozitivul este asamblat pe o placă de circuit imprimat cu două fețe, de formă rotundă, la dimensiunea diametrului interior al carcasei ceasului de mână. Dar în producție am folosit două plăci cu o singură față cu o grosime de 0,35 mm. Această grosime a fost obținută din nou prin decojirea acesteia din laminatul din fibră de sticlă cu două fețe cu o grosime de 1,5 mm. Plăcile au fost apoi lipite împreună. Toate acestea au fost făcute pentru că nu aveam fibră de sticlă subțire cu două fețe și fiecare milimetru de grosime salvat în spațiul interior limitat al carcasei ceasului este foarte valoros și nu a fost nevoie de aliniere la fabricarea conductorilor imprimați folosind LUT. metodă. Desenul plăcii de circuit imprimat și locația pieselor sunt în fișierele atașate. Pe o parte există indicatoare și rezistențe de limitare a curentului R1-R8. Pe spate sunt toate celelalte detalii. Există două găuri de trecere pentru LED-urile albe și infraroșii.

Contactele butoanelor si suportul bateriei sunt realizate din tabla de otel flexibila cu arc, cu o grosime de 0,2...0,3 mm. si conservat. Mai jos sunt fotografii ale panoului de pe ambele părți:

Design, piese și posibila înlocuire a acestora

Microcontrolerul ATmega168PA-AU poate fi înlocuit cu ATmega168P-AU, ATmega168V-10AU ATmega168-20AU. Indicatoare digitale - 4 bucăți KPSA02-105 strălucire roșu super strălucitor cu o înălțime a cifrelor de 5,08 mm. Poate fi furnizat din aceeași serie KPSA02-xxx sau KCSA02-xxx. (doar nu cele verzi - vor străluci slab) Nu cunosc alți analogi de dimensiuni similare cu luminozitate decentă. În HG1, HG3, conexiunea segmentelor catodice este diferită de HG2, HG4, deoarece mi-a fost mai convenabil pentru cablarea plăcii de circuit imprimat. În acest sens, un alt tabel generator de caractere este folosit pentru ei în program. Rezistoare și condensatoare SMD folosite pentru montaj la suprafață de dimensiuni standard 0805 și 1206, LED-uri D1-D7 de dimensiune standard 0805. LED-uri albe și infraroșii cu diametrul de 3 mm. Placa are 13 găuri de trecere în care trebuie instalate jumperi. Un DS18B20 cu o interfață cu 1 fir este utilizat ca senzor de temperatură. LS1 este un tweeter piezoelectric obișnuit, introdus în capac. Cu un contact este conectat la placă folosind un arc instalat pe ea, iar cu celălalt este conectat la corpul ceasului prin capacul propriu-zis. Rezonator de cuarț de la un ceas de mână.

Programare, firmware, sigurante

Pentru programarea în circuit, placa are doar 6 puncte de contact rotunde (J1), deoarece un conector complet nu se potrivește la înălțime. Le-am conectat la programator folosind un dispozitiv de contact realizat dintr-un ștecher PLD2x3 și arcuri lipite pe ele, apăsându-le cu o mână pe puncte. Mai jos este o fotografie a dispozitivului.

L-am folosit pentru că în timpul procesului de depanare a trebuit să reflashez MK-ul de multe ori. Când se afișează un firmware unic, este mai ușor să lipiți firele subțiri conectate la programator la patch-uri și apoi să le dezlipiți din nou. Este mai convenabil să flash-ul MK fără baterie, dar astfel încât puterea să provină fie de la o sursă externă de +3V, fie de la un programator cu aceeași tensiune de alimentare. Programul este scris în asamblator în mediul VMLAB 3.15. Coduri sursă, firmware pentru FLASH și EEPROM în aplicație.

Biții FUSE ai microcontrolerului DD1 trebuie programați după cum urmează:
CKSEL3...0 = 0010 - tactarea de la oscilator RC intern 8 MHz;
SUT1...0 =10 - Timp de pornire: 6 CK + 64 ms;
CKDIV8 = 1 - divizorul de frecvență cu 8 este dezactivat;
CKOUT = 1 - Ceas de ieșire pe CKOUT dezactivat;
BODLEVEL2…0 = 111 - controlul tensiunii de alimentare este dezactivat;
EESAVE = 0 - stergerea EEPROM la programarea cristalului este interzisa;
WDTON = 1 - Timer-ul Watchdog nu este întotdeauna pornit;
Biții FUSE rămași sunt cel mai bine lăsați neatinse. Bitul FUSE este programat dacă este setat la „0”.

Este necesară intermiterea EEPROM-ului cu dump-ul inclus în arhivă.

Primele celule ale EEPROM conțin parametrii inițiali ai dispozitivului. Tabelul de mai jos descrie scopul unora dintre ele, care pot fi modificate în limite rezonabile.

	Adresa celulei	Scop	Parametru	Nota
		Cantitatea de tensiune a bateriei la care apare un semnal de nivel scăzut	260 (104 USD) (2,6 V)
		coeficient de corectare a valorii tensiunii măsurate a bateriei
		interval de timp pentru trecerea în modul de repaus		1 unitate = 1 sec
		interval de timp pentru trecerea în modul de repaus când lanterna este aprinsă		1 unitate = 1 sec
		interval de timp pentru trecerea în modul de repaus în modul telecomandă pentru camere		1 unitate = 1 sec
		Numerele tastelor Ibutton sunt stocate aici

Mici explicații asupra punctelor:

1 punct. Aceasta indică nivelul de tensiune de pe baterie la care LED-ul se va aprinde, semnalând valoarea sa scăzută. L-am setat la 2,6V (parametru - 260). Dacă aveți nevoie de altceva, de exemplu 2,4V, atunci trebuie să scrieți 240 ($00F0). Octetul mic este stocat în celulă la adresa $0000, iar octetul mare este stocat în $0001.

2 puncte. Deoarece nu am instalat o rezistență variabilă pe placă pentru a regla acuratețea măsurării tensiunii bateriei din cauza lipsei de spațiu, am introdus calibrarea software. Procedura de calibrare pentru măsurarea precisă este următoarea: inițial, coeficientul 1024 (400 USD) este scris în această celulă EEPROM, trebuie să comutați dispozitivul în modul activ și să vă uitați la tensiunea de pe indicator, apoi să măsurați tensiunea reală pe bateria cu un voltmetru. Factorul de corecție (K), care trebuie setat, se calculează prin formula: K=Uр/Ui*1024 unde Uр este tensiunea reală măsurată de voltmetru, Ui este tensiunea care a fost măsurată de dispozitivul însuși. După calcularea coeficientului „K”, acesta este introdus în dispozitiv (așa cum este menționat în instrucțiunile de utilizare). După calibrare, eroarea mea nu a depășit 3%.

3 puncte. Aici puteți seta timpul după care dispozitivul va intra în modul de repaus dacă nu este apăsat niciun buton. Al meu costă 16 secunde. Dacă, de exemplu, trebuie să adormi în 30 de secunde, atunci trebuie să notezi 30 (26 USD).

La punctele 4 și 5 la fel.

6 puncte. La adresa $0030 este stocat codul familiei de chei zero (Dallas 1-Wire), apoi numărul său de 48 de biți și CRC. Și așa 50 de taste în secvență.

Configurare, caracteristici de operare

Configurarea dispozitivului se reduce la calibrarea măsurării tensiunii bateriei, așa cum este descris mai sus. De asemenea, este necesar să detectați abaterea frecvenței ceasului timp de 1 oră, să calculați și să introduceți valoarea de corecție corespunzătoare (procedura este descrisă în instrucțiunile de utilizare).

Dispozitivul este alimentat de o baterie cu litiu CR2032 (3V) și consumă aproximativ 4 µA în modul repaus și 5...20 mA în modul activ, în funcție de luminozitatea indicatorului. Cu utilizarea zilnică de cinci minute a modului activ, bateria ar trebui să dureze aproximativ 2...8 luni, în funcție de luminozitate. Carcasa ceasului este conectată la negativul bateriei.

Citirea cheii a fost testată pe DS1990. Emularea a fost testată pe interfoanele METAKOM. Sub numerele de serie de la 46 la 49 (ultimele 4) sunt intermitente cheile universale pentru interfoane (toate cheile sunt stocate în EEPROM, pot fi schimbate înainte de a clipi). Cheia inregistrata sub numarul 49 a deschis toate interfoanele METAKOM pe care le-am intalnit, nu am avut sansa sa testez restul cheilor universale, le-am luat codurile din retea.

Telecomanda pentru camere a fost testată pe modelele Pentax optio L20 și Nikon D3000. Canon nu a putut fi obținut pentru revizuire.

Manualul de utilizare ocupă 13 pagini, așa că nu l-am inclus în articol, ci l-am inclus într-o anexă în format PDF.

Arhiva contine:
Scheme in și GIF;
Desenul plăcii de circuit imprimat și dispunerea elementelor în format;
Firmware și cod sursă în asamblator;

Lista radioelementelor

Desemnare	Tip	Denumirea	Cantitate	Nota	Magazin	Blocnotesul meu
DD1	MK AVR pe 8 biți	ATmega168PA	1	PA-AU		La blocnotes
U2	Senzor de temperatura	DS18B20	1			La blocnotes
Î1	tranzistor MOSFET	2N7002	1			La blocnotes
C1, C2	Condensator	30 pF	2			La blocnotes
C3, C4	Condensator	0,1 uF	2			La blocnotes
C5	Condensator electrolitic	47 uF	1			La blocnotes
R1-R8, R17	Rezistor	100 ohmi	9			La blocnotes
R9	Rezistor	10 kOhm	1			La blocnotes
R10	Rezistor	8,2 ohmi	1			La blocnotes
R11	Rezistor	300 ohmi	1			La blocnotes
R12	Rezistor	2 MOhm	1			La blocnotes
R13	Rezistor	220 kOhm	1			La blocnotes
R14	Rezistor	30 kOhm	1			La blocnotes
R15, R19	Rezistor	4,7 kOhmi	2			La blocnotes
R16	Rezistor	20 kOhm	1

Concept de ceas cu numere mari

Din punct de vedere structural, dispozitivul va consta din două plăci - una deasupra celeilalte. Prima placă este o matrice de LED-uri care formează orele și minutele, a doua este partea de alimentare (control LED), logica și sursa de alimentare. Acest design va face ceasul mai compact (fără carcasă, aproximativ 22cm x 9cm, 4-5 centimetri grosime) + va face posibilă înșurubarea matricei la alt proiect dacă ceva nu merge bine.

Partea de putere va fi construită pe baza unui driver UL2003 și a comutatoarelor cu tranzistori. Logic - pe Atmega8 și DS1307. Alimentare: 220V - transformator; logic 5V (prin 7805), partea de alimentare - 12V (prin LM2576ADJ). Va exista un compartiment separat pentru o baterie de 3V pentru alimentarea autonomă a ceasului în timp real - DS1307.

Mă gândesc să folosesc Atmega8 și DS1307 (planuiesc să atârn ceasul de tavan, astfel încât în ​​cazul unei pene de curent să nu fiu nevoit să caut setări de fiecare dată), totuși, aspectul plăcii va implica posibilitatea de a opera dispozitivul fără DS1307 (pentru prima dată și poate pentru totdeauna - cum va funcționa).

Astfel, în funcție de configurație, algoritmul de funcționare al programului de ceas va fi următorul:

Atmega8– contor de timp cu temporizator. Lucrați într-un ciclu fără pauze: interogarea tastaturii, ajustarea timpului (dacă este necesar), afișarea a 4 cifre și un separator.

Atmega8+DS1307. Lucrați într-un ciclu fără pauze: interogarea tastaturii, ajustarea orei DS1307 (dacă este necesar), citirea orei din DS1307, afișarea a 4 cifre și un separator. Sau o altă opțiune - citirea de la DS1307 pe un cronometru, restul într-o buclă (nu știu încă cum este cel mai bine).

Segmentul este format din 4 LED-uri roșii conectate în serie. O cifră – 7 segmente cu un anod comun. Nu intenționez să separ segmentele folosind modelul în formă de opt, așa cum se face în indicatorii convenționali.

Partea de alimentare a ceasului

Partea de putere a ceasului este construită pe un driver UL2003 și comutatoare cu tranzistori VT1 și VT2.

UL2003 este responsabil pentru controlul segmentelor indicatoare, tastele sunt pentru controlul cifrelor.

Separatorul de ore și minute este controlat separat (semnal K8).

Segmentele, biții și separatorul sunt controlați de la microcontroler prin aplicarea unui potențial pozitiv (adică aplicarea +5V) la K1-K8, Z1-Z4.

Furnizarea de semnale către segmente și biți trebuie efectuată sincron și cu o anumită frecvență pentru a asigura o ieșire dinamică a informațiilor (ore și minute).

Tranzistorul BCP52 poate fi folosit ca tranzistor VT1 (BCP53).

Schema părții de putere a ceasului cu numere mari

Placă de circuit imprimat a unui indicator cu șapte segmente pentru un ceas cu numere mari

După cum am spus mai devreme, ceasul va fi format din două plăci de circuite imprimate - o placă indicatoare + logică și o parte de alimentare.

Să începem cu proiectarea și fabricarea plăcii de circuite indicatoare.

Dezvoltarea unei plăci de circuit imprimat pentru un indicator cu șapte segmente pentru un ceas cu numere mari

Placa de circuit imprimat a unui indicator cu șapte segmente pentru un ceas cu numere mari în format „lay” se află la sfârșitul articolului, în fișierele atașate. Puteți citi despre tehnologia de fabricație a plăcilor de circuite imprimate folosind metoda LUT.

Dacă ați făcut totul corect, PCB-ul finit va arăta cam așa.

Placă de circuit imprimată terminată a unui indicator cu șapte segmente pentru un ceas cu numere mari

Asamblarea unui indicator cu șapte segmente

Deoarece panoul indicator este cu două fețe, primul lucru de făcut este să faceți tranziții între straturi. Fac asta folosind picioarele pieselor inutile - le trec prin găuri și le lipim pe ambele părți. Când toate tranzițiile sunt finalizate, le curăț cu o pilă plată și fină - se dovedește foarte îngrijită și drăguță.

Flacoane interstrat pe placa indicatoare

Următorul pas, de fapt, este asamblarea indicatorului. De ce avem nevoie de un pachet de LED-uri roșii (verzi, albe, albastre). De exemplu, am luat astea.

Pregătirea pentru asamblarea indicatorului

Când instalați diode, nu uitați că facem un indicator cu un anod comun - adică. Diodele „+” trebuie conectate între ele. Anozii comuni de pe un PCB sunt bucăți mari de cupru. Asigurați-vă că acordați atenție anodului punctului de divizare.

Amplasarea anozilor pe placa de circuit imprimat indicator

Ca urmare, după 2 ore de muncă minuțioasă, ar trebui să obțineți acest lucru:

Indicator cu șapte segmente

Partea digitală a ceasului

Vom asambla partea digitală a ceasului cu numere mari conform următoarei scheme:

Diagrama ceasului cu numere mari

Circuitul ceasului este destul de transparent, așa că nu văd niciun rost să explic cum funcționează. Placa de circuit imprimat în format *.lay poate fi descărcată la sfârșitul articolului. Remarc că placa de circuit imprimat este proiectată în principal pentru piese montate pe suprafață.

Aşa, element de bază pe care l-am folosit:

1. Punte de diode DFA028 (orice compact pentru montaj la suprafață va face);
2. Regulatoare de tensiune LM2576ADJ în carcasă D2PAK, 78M05 în carcasă HSOP3-P-2.30A;
3. Comutatoare cu tranzistori BCP53 (carcasa SOT223) si BC847 (carcasa SOT23);
4. Microcontroler Atmega8 (TQFP);
5. Ceas în timp real DS1307 (SO8);
6. Alimentare 14V 1.2A de la un dispozitiv vechi;
7. Părțile rămase sunt de orice tip, potrivite ca dimensiune pentru instalare pe o placă de circuit imprimat.

Desigur, dacă doriți să utilizați alte pachete de piese, va trebui să faceți câteva modificări la PCB.

Acordați atenție valorilor de rezistență R3 și R4 - acestea trebuie să fie exact așa cum sunt indicate pe diagramă - nici mai mult, nici mai puțin. Acest lucru se face pentru a furniza exact 12V la ieșirea regulatorului de tensiune LM2576ADJ. Dacă tot nu puteți găsi astfel de valori ale rezistenței, atunci valoarea rezistenței R4 poate fi calculată folosind formula:

R4=R3(12/1,23-1) sau R4=8,76R3

Asamblarea piesei digitale. Versiunea 1, fără DS1307

Dacă, atunci când realizați o placă de circuit imprimat pentru un ceas, ați urmat recomandările expuse în, atunci este inutil să vă amintiți că înainte de asamblare, placa de circuit imprimat trebuie să fie găurită, toate scurtcircuitele vizibile de pe ea trebuie eliminate și placa trebuie acoperita cu colofoniu lichid? Apoi începem asamblarea ceasului.

Recomand să începeți cu asamblarea sursei de alimentare și abia apoi să instalați partea digitală. Acest recomandare generală De auto-asamblare dispozitive. De ce? Pur și simplu pentru că dacă sursa de alimentare este asamblată cu o eroare, puteți arde toate electronicele de joasă tensiune care ar trebui să fie alimentate de această sursă de alimentare.

Dacă totul este făcut corect, sursa de alimentare ar trebui să funcționeze imediat. Verificăm asamblarea sursei de alimentare - măsuram tensiunea la punctele de testare.

Figura arată punctele de testare la care trebuie verificată tensiunea de alimentare. Dacă tensiunea corespunde cu cea declarată, puteți începe asamblarea părții digitale a ceasului. În caz contrar, verificăm instalarea și funcționalitatea elementelor de alimentare.

Puncte de testare și valori ale tensiunii pentru alimentarea ceasului

După verificarea sursei de alimentare, trecem la asamblarea părții digitale a ceasului - instalând toate celelalte elemente pe placa de circuit imprimat. Verificăm scurtcircuite, în special în picioarele microcontrolerului Atmega și driverul UL2003.

Instalarea părții digitale a ceasului

Vă rugăm să rețineți că asamblam ceasul FĂRĂ instalarea ceasului în timp real DS1307, totuși, toate cablările acestui cip trebuie să fie finalizate. În viitor, dacă va fi nevoie, acest lucru ne va economisi timp la modificarea ceasului pentru cea de-a doua versiune, unde va fi folosit în continuare un ceas în timp real separat, independent de pe DS1307.

Testarea preliminară a microcontrolerului ATMEGA8

Pentru a verifica corectitudinea și funcționalitatea microcontrolerului, avem nevoie de:

1. Programator, de exemplu.
2. pentru programarea în circuit a microcontrolerului.
3. Programul AVRDUDESHELL.

Conectam placa ceasului la cablul de date. Conectam cablul de date la programator. Programator pentru un computer pe care este instalat programul AVRDUDESHELL. Placa ceasului nu trebuie conectată la o sursă de alimentare de 220 V.

Citirea cu succes a datelor de la microcontroler de către programul AVRDUDESHELL

Dacă apar probleme la citirea siguranțelor, verificați instalația - poate exista un scurtcircuit sau o „conexiune lipsă” undeva. Un alt sfat - poate că microcontrolerul este în modul de programare la viteză mică, apoi comutați programatorul în acest mod (

Pentru cei care au măcar puține cunoștințe de microcontrolere și doresc, de asemenea, să creeze un dispozitiv simplu și util pentru casă, nimic mai bun decât un ansamblu cu indicatoare LED. Așa ceva vă poate decora camera sau poate fi folosit ca un cadou unic lucrat manual, din care va dobândi valoare suplimentară. Circuitul funcționează ca un ceas și ca un termometru - modurile sunt comutate cu un buton sau automat.

Schema electrică a unui ceas de casă cu un termometru

Microcontroler PIC18F25K22 se ocupă de toată procesarea și sincronizarea datelor și de o partajare ULN2803A Tot ce rămâne este să-și coordoneze ieșirile cu indicatorul LED. cip mic DS1302 funcționează ca un cronometru al semnalelor secunde precise, frecvența sa este stabilizată de un rezonator cu cuarț standard de 32768 Hz. Acest lucru complică oarecum designul, dar nu va trebui să ajustați și să reglați în mod constant timpul, care inevitabil va fi întârziat sau grăbit dacă vă descurcați cu un rezonator de cuarț neacordat aleatoriu de câțiva MHz. Un ceas ca acesta este mai mult o jucărie simplă decât un ceas precis și de înaltă calitate.

Dacă este necesar, senzorii de temperatură pot fi amplasați departe de unitatea principală - sunt conectați la aceasta cu un cablu cu trei fire. În cazul nostru, un senzor de temperatură este instalat în bloc, iar celălalt este amplasat în exterior, pe un cablu de aproximativ 50 cm Când am încercat un cablu de 5 m, a funcționat și el perfect.

Afișajul ceasului este format din patru indicatoare digitale mari LED. Au fost inițial catozi obișnuiți, dar s-au schimbat în anod comun în versiunea finală. Puteți instala oricare altele, apoi selectați pur și simplu rezistențele de limitare a curentului R1-R7 în funcție de luminozitatea necesară. L-ai putea așeza pe o placă comună cu partea electronică a ceasului, dar aceasta este mult mai universală - dintr-o dată vrei să pui un indicator LED foarte mare, astfel încât să poată fi văzute de la distanță mare. Un exemplu de astfel de design al unui ceas stradal este aici.

Electronica în sine pornește de la 5 V, dar pentru ca LED-urile să strălucească puternic este necesar să se folosească 12 V. Din rețea, alimentarea este furnizată printr-un adaptor de transformare coborâtor către stabilizator. 7805 , care produce o tensiune de strict 5 V. Acordați atenție bateriei mici cilindrice de culoare verde - servește ca sursă putere de rezervă, în cazul în care se stinge rețeaua de 220 V Nu este necesar să o duceți la 5 V - este suficientă o baterie litiu-ion sau Ni-MH de 3,6 volți.

Pentru corp puteți folosi diverse materiale- lemn, plastic, metal sau integrați întreaga structură a unui ceas de casă într-unul industrial gata făcut, de exemplu, de la un multimetru, tuner, receptor radio și așa mai departe. L-am făcut din plexiglas deoarece este ușor de prelucrat și vă permite să vedeți interiorul, astfel încât toată lumea să poată vedea - acest ceas a fost asamblat cu propriile mâini. Și, cel mai important, era disponibil :)

Aici puteți găsi toate detaliile necesare despre designul propus de ceas digital de casă, inclusiv schema de circuit, aspectul PCB, firmware-ul PIC și