Kao što ime govori, glavna svrha ovaj uređaj- učiti trenutno vrijeme i datum. Ali ima mnogo više korisne karakteristike. Ideja o njegovom stvaranju pojavila se nakon što sam naišao na polupolomljen sat sa relativno velikim (za ručni zglob) metalno kućište. Mislio sam da tu mogu ubaciti domaći sat čije su mogućnosti ograničene samo mojom maštom i vještinom. Rezultat je uređaj sa sljedećim karakteristikama:

1. Sat - kalendar:

Brojanje i izlaz na indikator sati, minuta, sekundi, dan u sedmici, dan, mjesec, godina.

Dostupnost automatsko podešavanje trenutno vrijeme koje se proizvodi svaki sat ( maksimalne vrijednosti+/-9999 jedinica, 1 jedinica = 3,90625 ms.)

Izračunavanje dana u sedmici od datuma (za tekući vijek)

Automatska tranzicija za ljeto i zimsko vrijeme(promjenjivo)

• Prijestupne godine se računaju

2. Dva nezavisna budilnika (kada se aktivira, oglasi se melodija)
3. Tajmer sa rezolucijom od 1 sek. (Maksimalno vrijeme odbrojavanja 99h 59m 59s)
4. Dvokanalna štoperica sa rezolucijom brojanja od 0,01 sek. ( maksimalno vrijeme računi 99h 59m 59s)
5. Štoperica sa rezolucijom brojanja 1 sek. (maksimalno vrijeme brojanja 99 dana)
6. Termometar u opsegu od -5°S. do 55°C (ograničeno temperaturnim rasponom normalan rad uređaj) u koracima od 0,1°C.
7. Čitač i emulator elektronski ključevi- tablete tipa DS1990 prema Dallas 1-Wire protokolu (memorija za 50 komada, koja već ima nekoliko univerzalnih "ključeva za terensko vozilo") s mogućnošću pregleda šifre ključa bajt po bajt.
8. Daljinski kontrola na IC zracima (implementirana je samo komanda "Snimi sliku") za digitalni fotoaparati"Pentax", "Nikon", "Canon"
9. LED lampa
10. 7 melodija
11. Zvučni signal na početku svakog sata (prekidač)
12. Zvučna potvrda pritiska na dugme (prekidač)
13. Kontrola napona baterije sa funkcijom kalibracije
14. Podešavanje svjetline digitalnog indikatora

Možda je takva funkcionalnost suvišna, ali volim univerzalne stvari, eto, plus moralna satisfakcija od činjenice da će se ovaj sat praviti ručno.

Šematski dijagram sata

Uređaj je baziran na mikrokontroleru ATmega168PA-AU. Sat otkucava na T2 tajmeru, koji radi u asinhronom režimu od kvarca sata na 32768 Hz. Mikrokontroler je skoro sve vreme u režimu mirovanja (indikator je isključen), budi se jednom u sekundi da bi ovu sekundu dodao trenutnom vremenu i ponovo zaspi. U aktivnom režimu, MK je taktiran od internog RC oscilatora na 8 MHz, ali ga interni predskaler dijeli sa 2, kao rezultat toga, jezgra se takta od 4 MHz. Za indikaciju se koriste četiri jednoznamenkasta LED digitalna sedmosegmentna indikatora sa zajedničkom anodom i decimalnim zarezom. Postoji i 7 statusnih LED dioda čija je namjena sljedeća:
D1- Karakteristika negativnu vrijednost(oduzeti)
D2- Znak štoperice u radu (treperi)
D3- Znak uključivanja prvog alarma
D4- Uključen znak drugog budilnika
D5- Znak podnošenja zvučni signal na početku svakog sata
D6- Znak uključenog tajmera (treperi)
D7- Znak niskog napona baterije

R1-R8 - otpornici za ograničavanje struje segmenata digitalnih indikatora HG1-HG4 i LED dioda D1-D7. R12, R13 - razdjelnik za kontrolu napona baterije. Pošto je napon napajanja sata 3V, a D9 bijeloj LED diodi treba oko 3,4-3,8V na nazivna struja potrošnje, onda ne svijetli punom snagom (ali je dovoljno da se ne spotakne u mraku) i samim tim se spaja bez strujno ograničavajućeg otpornika. Elementi R14, Q1, R10 dizajnirani su za upravljanje infracrvenom LED D8 (implementacija daljinski upravljač za digitalne fotoaparate). R19, ​​R20, R21 se koriste za uparivanje pri komunikaciji sa uređajima koji imaju 1-Wire interfejs. Upravljanje se vrši pomoću tri dugmeta, koje sam uslovno nazvao: MODE (režim), UP (gore), DOWN (dolje). Prvi od njih je također dizajniran da probudi MK eksternim prekidom (u ovom slučaju se indikacija uključuje), pa je odvojeno spojen na PD3 ulaz. Pritisak na preostale tipke određuje se pomoću ADC-a i otpornika R16, R18. Ako se dugmad ne pritisne u roku od 16 sekundi, MK zaspi i indikator se gasi. Kada je u modu “Daljinski upravljač za kamere” ovaj interval je 32 sekunde, a sa uključenom baterijskom lampom - 1 minut. Takođe, MK se može staviti u stanje mirovanja ručno pomoću kontrolnih dugmadi. Kada štoperica radi sa rezolucijom brojanja od 0,01 sek. Uređaj ne prelazi u stanje mirovanja.

Štampana ploča

Uređaj je montiran na dvostranoj kružnoj štampanoj ploči prema veličini unutrašnjeg prečnika kućišta ručni sat. Ali u proizvodnji sam koristio dvije jednostrane ploče debljine 0,35 mm. Opet, ova debljina je dobijena odvajanjem od dvostranog stakloplastike debljine 1,5 mm. Ploče se zatim lijepe. Sve je to urađeno jer nisam imao tanak dvostrani fiberglas, a svaki milimetar debljine sačuvan u ograničenom unutrašnjem prostoru kućišta sata je vrlo vrijedan i nije bilo potrebe za kombiniranjem u proizvodnji tiskanih provodnika pomoću LUT metoda. Slika štampana ploča i lokacije delova nalaze se u priloženim fajlovima. Na jednoj strani nalaze se indikatori i otpornici za ograničavanje struje R1-R8. Na poleđini su svi ostali detalji. Postoje dvije prolazne rupe za bijele i infracrvene LED diode.

Kontakti dugmeta i držač baterije izrađeni su od fleksibilnog elastičnog čeličnog lima debljine 0,2…0,3 mm. i konzervirano. Ispod su fotografije ploče sa obje strane:

Dizajn, dijelovi i njihova moguća zamjena

Mikrokontroler ATmega168PA-AU može se zamijeniti sa ATmega168P-AU, ATmega168V-10AU ATmega168-20AU. Digitalni indikatori - 4 komada KPSA02-105 super-jarko crveni sjaj sa visinom cifre 5,08 mm. Može se isporučiti iz iste serije KPSA02-xxx ili KCSA02-xxx. (samo ne zelene - slabo će svijetliti) Ostali analozi sličnih veličina sa pristojnom svjetlinom su mi nepoznati. Za HG1, HG3 spajanje segmentnih katoda se razlikuje od HG2, HG4, jer mi je bilo pogodnije za raspored PCB-a. U tom smislu, za njih se u programu koristi drugačija tabela generatora znakova. SMD otpornici i kondenzatori koji se koriste za površinska montaža veličine 0805 i 1206, LED D1-D7 veličine 0805. Bijele i infracrvene LED diode prečnika 3mm. Na ploči ima 13 prolaznih rupa u koje trebate ugraditi kratkospojnike. DS18B20 sa 1-Wire interfejsom se koristi kao senzor temperature. LS1 - konvencionalna piezoelektrična zujalica, umetnuta u poklopac. Jednim kontaktom je spojen na ploču uz pomoć opruge ugrađene na njoj, a drugim je sam poklopcem povezan sa kućištem sata. Kvarcni rezonator od ručnog sata.

Programiranje, firmver, osigurači

Za programiranje u krugu, postoji samo 6 okruglih kontaktnih zakrpa (J1) na ploči, budući da potpuni konektor nije stao u visinu. Povezao sam ih sa programatorom koristeći kontakt uređaj, napravljen od PLD2x3 pin utikača i opruga zalemljenih na njih, pritiskajući ih jednom rukom na zakrpe. U prilogu je fotografija uredjaja.

Koristio sam ga jer sam tokom procesa otklanjanja grešaka morao mnogo puta da ponovo flešujem MK. Uz jednokratni firmver, lakše je zalemiti tanke žice povezane s programatorom na zakrpe, a zatim ih ponovo zalemiti. MK je pogodnije za flešovanje bez baterije, ali za napajanje iz bilo koje druge eksterni izvor+3V, ili od programatora sa istim naponom napajanja. Program je napisan na asembleru u VMLAB 3.15 okruženju. Izvorni kodovi, firmver za FLASH i EEPROM u aplikaciji.

Bitovi FUSE mikrokontrolera DD1 moraju biti programirani na sljedeći način:
CKSEL3...0 = 0010 - taktiranje internog RC oscilatora 8 MHz;
SUT1...0 =10 - Vrijeme pokretanja: 6 CK + 64 ms;
CKDIV8 = 1 - djelitelj frekvencije sa 8 je onemogućen;
CKOUT = 1 - Izlazni sat na CKOUT je onemogućen;
BODLEVEL2…0 = 111 - kontrola napona napajanja onemogućena;
EESAVE = 0 - brisanje EEPROM-a tokom programiranja čipa je onemogućeno;
WDTON = 1 - Nema trajnog aktiviranja Watchdog Timera;
Ostatak FUSE - bitove je bolje ostaviti nedirnutim. FUSE bit je programiran ako je postavljen na "0".

Potrebno je flešovanje EEPROM-a sa dumpom koji je uključen u arhivu.

Prve ćelije EEPROM-a sadrže početni parametri uređaja. Tabela u nastavku opisuje namjenu nekih od njih, koja se može mijenjati u razumnim granicama.

	adresa ćelije	Svrha	Parametar	Bilješka
		Količina napona baterije pri kojoj se javlja signal o njenom niskom nivou	260 (104 USD) (2,6 V)
		koeficijent za korekciju vrijednosti izmjerenog napona baterije
		vremenski interval spavanja		1 jedinica = 1 sek
		vremenski interval za prelazak u režim mirovanja kada je lampa uključena		1 jedinica = 1 sek
		vrijeme za ulazak u stanje mirovanja kada ste u načinu daljinskog upravljanja kamere		1 jedinica = 1 sek
		Ovdje se pohranjuju brojevi IButton tipki

Malo pojašnjenje o tačkama:

1 stavka. Ovo označava količinu napona na bateriji, pri kojoj će se LED dioda upaliti, signalizirajući njegovu nisku vrijednost. Postavio sam 2.6V (parametar - 260). Ako vam treba nešto drugo, na primjer 2.4V, onda trebate napisati 240 ($ 00F0). Niži bajt se unosi u ćeliju na adresi $0000, odnosno, visoki bajt se unosi u $0001.

2 bod. Pošto nisam instalirao na ploču varijabilni otpornik za podešavanje tačnosti mjerenja napona baterije zbog nedostatka prostora, tada sam uveo softversku kalibraciju. Postupak kalibracije za tačno merenje sljedeće: u početku je u ovoj EEPROM ćeliji napisan koeficijent 1024 (400 dolara), trebate staviti uređaj u aktivni način rada i pogledati napon na indikatoru i odmah izmjeriti stvarni napon na bateriji voltmetrom. Faktor korekcije (K), koji se mora postaviti, izračunava se po formuli: K = Up / Ui * 1024 gdje je Up stvarni napon mjeren voltmetrom, Ui je napon koji mjeri sam uređaj. Nakon izračunavanja koeficijenta "K", on se unosi u uređaj (kao što je urađeno u uputstvu za upotrebu). Nakon kalibracije moja greška nije prelazila 3%.

3 bod. Ovdje možete podesiti vrijeme nakon kojeg će uređaj preći u stanje mirovanja ako se ne pritisne nijedno dugme. Imam 16 sekundi. Ako pretpostavimo da je potrebno da zaspi za 30 sekundi, onda je potrebno upisati 30 (26$).

U paragrafima 4 i 5 slično je.

6 poena. Adresa $0030 pohranjuje šifru porodice nulte ključeva (dallas 1-Wire), zatim njen 48-bitni broj i CRC. I tako 50 ključeva u seriji.

Postavka, karakteristike rada

Podešavanje uređaja svodi se na kalibraciju mjerenja napona baterije kao što je gore opisano. Takođe je potrebno detektovati odstupanje sata za 1 sat, izračunati i uneti odgovarajuću vrednost korekcije (procedura je opisana u uputstvu za upotrebu).

Uređaj se napaja putem litijumska baterija CR2032 (3V) i troši približno 4 μA u stanju mirovanja i 5 ... 20 mA u aktivnom načinu rada, ovisno o svjetlini indikatora. Uz svakodnevnu upotrebu od pet minuta aktivni način rada Baterije bi trebalo da traju otprilike 2….8 meseci u zavisnosti od osvetljenosti. Kućište sata je spojeno na minus baterije.

Očitavanje ključa je testirano na DS1990. Emulacija je testirana na METAKOM interfonima. Ispod serijski brojevi od 46 do 49 (zadnja 4) treperi (svi ključevi su pohranjeni u EEPROM, mogu se mijenjati prije treptanja) univerzalni ključevi za interfone. Ključ registrovan na broju 49 otvorio je sve METAKOM interfone na koje sam naišao, ostale univerzalne ključeve nisam imao prilike testirati, njihove šifre sam uzeo sa mreže.

Daljinski upravljač za kamere testiran je na modelima Pentax optio L20, Nikon D3000. Canon se nije mogao nabaviti za pregled.

Uputstvo za upotrebu zauzima 13 stranica, tako da ga nisam uključio u članak, već sam ga stavio u prilog u PDF formatu.

Arhiva sadrži:
Shema u i GIF;
Crtanje PCB-a i raspored elemenata u formatu;
Firmware i izvorni kodovi u asembleru;

Lista radio elemenata

Oznaka	Vrstu	Denominacija	Količina	Bilješka	Rezultat	Moja beležnica
DD1	MK AVR 8-bit	ATmega168PA	1	PA-AU		U notes
U2	temperaturni senzor	DS18B20	1			U notes
Q1	MOSFET tranzistor	2N7002	1			U notes
C1, C2	Kondenzator	30 pF	2			U notes
C3, C4	Kondenzator	0.1uF	2			U notes
C5	elektrolitički kondenzator	47uF	1			U notes
R1-R8, R17	Otpornik	100 ohma	9			U notes
R9	Otpornik	10 kOhm	1			U notes
R10	Otpornik	8,2 ohma	1			U notes
R11	Otpornik	300 ohma	1			U notes
R12	Otpornik	2 MΩ	1			U notes
R13	Otpornik	220 kOhm	1			U notes
R14	Otpornik	30 kOhm	1			U notes
R15, R19	Otpornik	4,7 kOhm	2			U notes
R16	Otpornik	20 kOhm	1

20. avgusta 2015. u 12:34

Domaće Digitalni sat, element baze- 1. dio, mjerenje vremena

• DIY ili DIY

Vjerovatno svaki štreber koji voli domaću elektroniku prije ili kasnije dođe na ideju da napravi svoj vlastiti unikatni sat. Ideja je sasvim dobra, hajde da smislimo kako i na čemu da ih poboljšamo. Kao polaznu tačku, pretpostavit ćemo da osoba zna kako programirati mikrokontrolere, razumije kako poslati 2 bajta preko i2c ili serijskog porta i može spojiti nekoliko žica zajedno. U principu, ovo je dovoljno.

To je jasno ključna funkcija sati - mjerenje vremena (ko bi pomislio, zar ne?). I poželjno je to učiniti što je preciznije moguće, postoji nekoliko opcija i zamki.

Dakle, koje metode mjerenja vremena dostupne u hardveru možemo koristiti?

CPU Ugrađeni RC oscilator

Najviše jednostavna ideja, što vam može pasti na pamet je samo postavljanje softverskog tajmera i brojanje sekundi. Pa, ova ideja ne funkcionira. Naravno, sat će raditi, samo preciznost ugrađenog generatora nije regulirana ni na koji način i može "plutati" unutar 10% nominalne vrijednosti. Malo je vjerovatno da nekome trebaju sati koji traju 15 minuta mjesečno.

Modul u realnom vremenu DS1307

Ispravnija opcija, koja se također koristi u većini "narodnih" proizvoda, je sat u stvarnom vremenu. Mikrokolo komunicira sa mikrokontrolerom preko I2C, zahteva minimum vezivanja (kvarc i par otpornika). Cijena izdanja je oko 100 rubalja po čipu, ili oko 1 dolar na ebayu za gotovu ploču s mikro krugom, memorijskim modulom i konektorom za bateriju.

Dijagram iz tablice sa podacima:

Ništa manje važno, mikrokolo se proizvodi u DIP paketu, što znači da ga svaki početnik radio-amater može lemiti. Ugrađena baterija održava sat da radi čak i ako je napajanje isključeno.

Čini se da je sve u redu, da ne postoji jedan problem - niska preciznost. Približna preciznost kvarca sata je 20-30ppm. Oznaka ppm - dijelovi na milion, pokazuje broj dijelova na milijun. Čini se da je 20 milionitih dionica super, međutim, za frekvenciju od 32768 Hz, ispada 20 * 32768 / 1000000 = ± 0,65536 Hz, tj. već pola kurac. Jednostavnim proračunima može se vidjeti da generator s takvom razlikom po danu "klikne" dodatnih (ili nedostaje) 56 hiljada ciklusa, što odgovara 2 sekunde dnevno. Quartz je drugačiji, neki korisnici su pisali o grešci od 5 sekundi dnevno. Nekako nije baš tačno - za mjesec dana takvi sati će ostaviti barem minutu. Ovo je već pristojna razlika, vidljiva golim okom (kada bakina omiljena serija počne u 11.00, a sat pokazuje 11.05, proizvođaču takvih satova će biti neugodno pred rođacima).

Međutim, budući da je temperatura u prostoriji manje-više stabilna, a frekvencija kvarca se neće mnogo promijeniti, možete dodati softversku korekciju. Još jedan savjet koji se daje na forumima je da koristite starinski kvarcni sat matične ploče, prema recenzijama, tamo su prilično tačni.

Modul u realnom vremenu DS3231

Nismo prvi koji je postavio pitanje tačnosti, a Dallas je, ispunivši želje, izbacio napredniji modul - DS3231. Zove se "ekstremno precizan sat realnog vremena" i ima ugrađen oscilator s korekcijom temperature. Preciznost je 10 puta veća i iznosi 2ppm. Cijena izdanja je nešto viša, ali kućište mikro kruga je dizajnirano za SMD montažu, lemljenje nije tako zgodno, ali možete kupiti gotovu ploču na eBayu.

(fotografija sa web stranice prodavca)

Preciznost od 6 sekundi mjesečno je već dobar rezultat. Ali idemo dalje - u idealnom slučaju, satove u 21. veku uopšte nije potrebno podešavati.

Radio modul DCF-77

Metoda je prilično egzotična, ali radi kompletnosti, mora se spomenuti. Malo ljudi zna, ali signali tačnog vremena se prenose putem radija od 70-ih godina. Odašiljač DCF-77 nalazi se u Njemačkoj blizu Frankfurta, a na VLF frekvenciji 77,5KHz prenose se precizne vremenske oznake (da, već su imali zidne i stone satove prije 20 godina koje nije bilo potrebno podešavati).

Metoda je dobra jer sklop ima malu potrošnju energije, pa se sada proizvode čak i ručni satovi s ovom tehnologijom. Možete kupiti gotovu DCF-77 prijemnu ploču na ebayu, cijena izdanja je 20 dolara.

Mnogi satovi i meteorološke stanice imaju mogućnost primanja DCF-77, jedini problem je što signal praktično ne stiže do Rusije. Mapa pokrivenosti sa Wikipedije:

Kao što vidite, samo su Moskva i Sankt Peterburg na granici recepcije. Prema riječima vlasnika, signal se može primiti samo ponekad, što, naravno, nije prikladno za praktičnu upotrebu.

GPS modul

Ako sat nije daleko od prozora, onda je sasvim prava metoda dobijanje tačnog vremena - GPS-modul. Ovi moduli se mogu kupiti jeftino na ebayu (cijena izdanja 10-15 USD). Na primjer, Ublox NEO-6M se povezuje direktno na serijske pinove procesora i daje NMEA nizove brzinom od 9600.

Podaci dolaze u približno sljedećem formatu "$GPRMC,040302.663,A,3939.7,N,10506.6,W,0.27,358.86,200804,*1A", a raščlaniti ih čak i za slab Arduino nije teško. Patrioti, inače, mogu kupiti skuplji Ublox NEO-7N modul, koji podržava (prema recenzijama) i GPS i Glonass.

Očigledno, GPS modul ne zna ništa o različitim vremenskim zonama, tako da će programer morati razmisliti o njihovom proračunu i promjeni ljetnog / zimskog vremena. Još jedan minus Upotreba GPS-a- relativno velika potrošnja energije (međutim, neki moduli se mogu staviti u "sleep mode" posebnim komandama).

WiFi

I na kraju, posljednji (i trenutno najočigledniji) način da dobijete tačno vrijeme je da ga uzmete sa interneta. Ovdje postoje dva pristupa. Prvi i najjednostavniji je da koristite nešto poput Raspberry PI sa Linuxom kao ploču za sat, onda ne morate ništa raditi, sve će raditi iz kutije. Ako želite "egzotiku" - onda je najzanimljivija opcija esp8266 modul.

Ovo je jeftin (cijena izdavanja oko 200r na ebay-u) WiFi modul koji može komunicirati sa serverom preko serijskog porta procesora, po želji se može i ponovno flešovati (postoji dosta firmvera treće strane), a dio logike (na primjer, ispitivanje vremenskog servera) se obavlja u samom modulu. Firmver treće strane Podržano je dosta svega, od Lua do C++, tako da postoji poprilično opcija za "razvlačenje mozga".

Na ovom mjestu se tema mjerenja vremena vjerovatno može zatvoriti. U sljedećem dijelu ćemo detaljnije pogledati procesore i načine prikazivanja vremena.

Ručni domaći sat na vakuum indikatoru, izrađen u stilu steampunk. Materijal preuzet sa www.johnginineer.com. Ovaj sat je sastavljen na bazi IVL-2 displeja. Prvobitno sam kupio nekoliko ovih indikatora kako bih napravio standardni stoni sat, ali nakon što sam razmislio o tome, shvatio sam da bih mogao napraviti i moderan ručni sat. Indikator ima niz karakteristika koje ga čine pogodnijim za ovu svrhu od većine drugih sovjetskih displeja. Evo opcija:

• Nominalna struja sjaja je 60mA 2.4V, ali radi sa 35mA 1.2V.
• mala velicina- samo 1,25 x 2,25"
• Može raditi sa relativno niskog napona mreže 12V (do 24V)
• Troši samo 2,5mA/segment na 12,5V

Sve fotografije se mogu uvećati klikom na njih. Najveća prepreka uspješnom završetku projekta bila je hrana. Budući da je ovaj sat zamišljen kao dio odijela, nije bitno što baterija traje samo 10 sati. Odlučio sam se na AA i AAA.

Krug je prilično jednostavan. Mikrokontroler Atmel AVR ATMega88 i sat realnog vremena - DS3231. Ali postoje i drugi IC-i, mnogo jeftiniji, koji će raditi jednako dobro u oscilatoru.

VFD ekran pokreće MAX6920 - 12-bitni pomakni registar sa visokim naponom (do 70V) izlazima. Jednostavan je za korištenje, vrlo pouzdan i kompaktan. Takođe je moguće da drajver ekrana zalemi gomilu diskretnih komponenti, ali to je bilo nepraktično zbog nedostatka prostora.

Napon baterije također napaja pojačivač od 5V (MCP1640 SOT23-6) potreban za napajanje AVR, DS3231 i MAX6920, a također djeluje i kao ulazni napon za drugi pojačivač (NCP1403 SOT23-5) koji proizvodi 13V za mrežni napon indikatora vakuuma.

Sat ima tri senzora: jedan analogni i dva digitalna. Analogni senzor je fototranzistor i koristi se za detekciju nivoa svjetlosti (Q2). Digitalni senzori: BMP180 - pritisak i temperatura, i MMA8653 - akcelerometar za detekciju pokreta. Oba digitalni senzor povezan preko I2C sabirnice na DS3231.

Mesingane cijevi su zalemljene za ljepotu i zaštitu staklenog displeja sata, a debele bakarne žice 2 mm - za pričvršćivanje kožnog remena. Završeno dijagram strujnog kola nije dato u originalnom članku - pogledajte datasheet vezu sa naznačenim mikro krugovima.

Još u mladosti sam želeo da napravim elektronski sat. Činilo mi se da je sastavljanje sata vrhunac umijeća. Kao rezultat toga, sastavio sam sat s kalendarom i budilnikom na seriji K176. Sada su već zastarjeli i htio sam skupiti nešto modernije. Poslije duga pretraga na internetu (nikad nisam mislio da mi je tako teško ugoditi;)) Svidjela mi se ova šema. Razlika od gornje sheme je u tome što se rijetki čip ne koristi TRIC6B595, i njegov kompozit i više moćan analog na mikročipovima 74HC595 i ULN2003. Promjene na dijagramu su prikazane ispod.

Šema elektronska LED sat ticker

Autor šeme se poštuje OLED, firmver je također njegov. Sat prikazuje trenutno vrijeme, godinu, mjesec i dan u sedmici, kao i temperaturu van i unutar kuće uz pomoć linije. Imaju 9 nezavisnih budilnika. Moguće je podesiti (ispraviti) kurs + - minuta po danu, odabrati brzinu linije, promijeniti svjetlinu LED dioda, ovisno o dobu dana.

U slučaju nestanka struje sat se napaja ili putem jonistora (kapaciteta 1 Farad dovoljan je za 4 dana putovanja) ili iz baterije. Kome se sviđa, ploča je dizajnirana da instalira i jedno i drugo. Imaju veoma zgodan i razumljiv kontrolni meni (sve kontrole su napravljene sa samo dva dugmeta). U satu se koriste sljedeći dijelovi (svi dijelovi su u SMD kućištima):

mikrokontroler AtMEGA 16A

-
pomični registar 74HC595

-
Čip ULN2803(osam ključeva od Darlingtona)

-
Senzori temperature DS18B20(instalira se na zahtjev)

-
25 otpornika od 75 oma (tip 0805)

-
3 otpornika 4.7kΩ

-
2 otpornika 1,5 kΩ

-
1 otpornik 3,6 kΩ

-
6 SMD kondenzatora kapaciteta 0,1uF

-
1 kondenzator 220uF

-
Gledajte kvarc na frekvenciji od 32768 herca.

-
Matrice 3 komada marke 23088-ASR 60x60 mm - obična katoda

-
Piće bilo koje 5 volti.

Štampana ploča za elektronsku traku LED satova

Za stanovnike Ukrajine, reći ću vam, postoje matrice u radnji Lugansk radija. Prednosti satova u odnosu na druge slične uređaje su minimum dijelova i visoka ponovljivost. LED sat počnite raditi odmah nakon firmware-a, osim ako naravno nema zastoja u instalaciji. Mikrokontroler je upaljen u krugu, za to su na ploči dati posebni zaključci. Flešovao sam sa PonyProgom. Snimke ekrana osigurača za programe ponyprog i AVR su dati u nastavku, fajlovi firmvera na ukrajinskom i ruskom su takođe postavljeni, kome je šta draže.

Ako vam ne trebaju temperaturni senzori, onda ih ne možete instalirati. Sat automatski prepoznaje povezivanje senzora, a ako nedostaje jedan ili oba senzora, onda uređaj jednostavno prestaje da prikazuje temperaturu (ako nedostaje jedan senzor, onda se vanjska temperatura ne prikazuje, ako oba, onda se temperatura ne prikazuje uopšte).

Domaće kućište za LED satove

Dostavljen je video koji pokazuje rad sata, nije Visoka kvaliteta, jer je snimano kamerom, ali šta je to.

Pogledajte video

Četiri primjerka ovog sata su već prikupljena, svaki poklanjam rođacima za rođendan. I svima su se zaista svidjele. Ako ste i vi htjeli da sakupite ovaj sat i imate bilo kakva pitanja, dobrodošli ste na naš forum. S poštovanjem, Sergey Voitovich ( Sergej-78 ).

Diskutujte o članku LED ELEKTRONSKI SAT

Hej geektimes! U prvom dijelu članka, principi dobijanja tačnog vremena za domaći sat. Idemo dalje i razmotrimo kako i na čemu je bolje prikazati ovaj put.

1. Izlazni uređaji

Dakle, imamo određenu platformu (Arduino, Raspberry, PIC/AVR/STM kontroler, itd.), a zadatak je da na nju povežemo neku vrstu indikacije. Postoji mnogo opcija koje ćemo razmotriti.

Prikaz segmenta

Ovdje je sve jednostavno. Segmentni indikator se sastoji od običnih LED dioda, koje su preko otpornika za gašenje trošno povezane s mikrokontrolerom.

Čuvajte se saobraćaja!

Prednosti: jednostavnost dizajna, dobri uglovi recenzija, niska cijena.
Minus: količina prikazanih informacija je ograničena.
Postoje dvije vrste dizajna indikatora, sa zajedničkom katodom i zajedničkom anodom, unutar kojih izgleda otprilike ovako (dijagram sa web stranice proizvođača).

Postoji 1001 članak o tome kako spojiti LED na mikrokontroler, Google će vam pomoći. Poteškoće počinju kada želimo da napravimo veliki sat- uostalom, gledanje u mali indikator nije baš zgodno. Tada su nam potrebni takvi indikatori (fotografija sa eBaya):

Napajaju se na 12V i jednostavno neće raditi direktno iz mikrokontrolera. Tu u pomoć priskače mikročip. CD4511, dizajniran upravo za to. Ne samo da konvertuje podatke iz 4-bitne linije u pravim brojevima, ali sadrži i ugrađeni tranzistorski prekidač za dovod napona na indikator. Dakle, u krugu ćemo morati imati napon "napajanja" od 9-12V, i poseban opadajući pretvarač (na primjer, L7805) za napajanje "logike" kola.

Matrični indikatori

Zapravo, to su iste LED diode, samo u obliku 8x8 matrice. Fotografija sa eBaya:

Prodaje se na eBayu u obliku pojedinačnih modula ili gotovih blokova, na primjer, 4 komada. Njihovo upravljanje je vrlo jednostavno - mikrokolo je već zalemljeno na modulima MAX7219, osiguravajući njihov rad i povezivanje sa mikrokontrolerom sa samo 5 žica. Postoji mnogo biblioteka za Arduino, oni koji žele mogu pogledati kod.
Prednosti: niska cijena, dobri uglovi gledanja i svjetlina.
Protiv: niska rezolucija. Ali za zadatak izlaza dovoljno je vremena.

LCD indikatori

LCD indikatori su grafički i tekstualni.

Grafički su skuplji, ali vam omogućavaju da prikažete raznovrsnije informacije (na primjer, grafikon atmosferski pritisak). Tekstualni su jeftiniji i lakši za rad, omogućavaju i prikaz pseudo-grafike - moguće je učitavanje prilagođenih karaktera u ekran.

Nije teško raditi s LCD indikatorom iz koda, ali postoji određeni minus - indikator zahtijeva puno kontrolnih linija (od 7 do 12) od mikrokontrolera, što je nezgodno. Stoga su Kinezi došli na ideju da ​​kombinuju LCD indikator sa i2c kontrolerom, što se na kraju pokazalo vrlo zgodnim - za povezivanje su dovoljne samo 4 žice (fotografija sa eBaya).


LCD indikatori su prilično jeftini (ako ih uzmete na eBayu), veliki, lako se povezuju i možete prikazati razne informacije. Jedini nedostatak su ne baš veliki uglovi gledanja.

OLED indikatori

Jesu poboljšani nastavak prethodna verzija. Oni se kreću od malih i jeftinih 1,1" do velikih i skupih. Fotografija sa eBaya.

Zapravo, sve je dobro osim cijene. Što se tiče malih indikatora, veličine 0,9-1,1, onda (osim učenja rada sa i2c) neki praktična upotreba teško ih je pronaći.

Indikatori pražnjenja plina (IN-14, IN-18)

Ovi pokazatelji su sada vrlo popularni, očigledno zbog "toplog zvuk cijevi svjetlo" i originalnost dizajna.


(fotografija sa nocrotec.com)

Shema njihovog povezivanja je nešto složenija, jer. ovi indikatori za paljenje koriste napon od 170V. Na čipu se može napraviti pretvarač od 12V => 180V MAX771. Za napajanje indikatora naponom koristi se sovjetski mikro krug. K155ID1 koji je kreiran posebno za ovo. Cijena izdanja na samoproizvodnja: oko 500 rubalja za svaki indikator i 100 rubalja za K155ID1, svi ostali detalji, kako su pisali u starim časopisima, "nisu oskudni". Glavna poteškoća ovdje je što su i IN-xx i K155ID1 odavno van proizvodnje, a možete ih kupiti samo na radio pijacama ili u nekoliko specijaliziranih trgovina.

2. Odabir platforme

Manje-više smo shvatili indikaciju, ostaje da odlučimo koju je hardversku platformu bolje koristiti. Ovdje postoji nekoliko opcija (ne uzimam u obzir domaće, jer onima koji znaju odvojiti ploču i lemiti procesor ne treba ovaj članak).

Arduino

Najlakša opcija za početnike. Gotova ploča je jeftina (oko 10$ na eBayu sa besplatnom dostavom), ima sve potrebne konektore za programiranje. Fotografija sa eBaya:

Pod Arduinom postoji velika količina različite biblioteke (na primjer, za iste LCD ekrane, module u realnom vremenu), Arduino je hardverski kompatibilan s raznim dodatnim modulima.
Glavni nedostatak: složenost otklanjanja grešaka (samo preko konzole serijski port) i prilično slab procesor za moderne standarde (2KB RAM-a i 16MHz).
Glavni plus: možete učiniti mnogo stvari, praktički bez zamaranja sa lemljenjem, kupovinom programatora i ploča za ožičenje, dovoljno je povezati module jedni s drugima.

32-bitni STM procesori

Za one koji žele nešto moćnije, postoje gotove ploče sa STM procesorima, na primjer ploča sa STM32F103RBT6 i TFT ekranom. Fotografija sa eBaya:

Ovdje već imamo potpuno otklanjanje grešaka u punopravnom IDE-u (od svih različitih, više mi se dopao Coocox IDE), međutim, trebat će vam poseban ST-LINK debuger sa JTAG konektorom (cijena izdavanja 20 dolara- 40 na eBayu). Alternativno, možete kupiti ploču za otklanjanje grešaka STM32F4Discovery, na kojoj je ovaj programator već ugrađen, i može se koristiti zasebno.

Raspberry PI

I na kraju, za one koji žele potpunu integraciju sa savremeni svet, tu je jednoslojni kompjuteri sa Linuxom, svi su verovatno već upoznati sa Raspberry PI. Fotografija sa eBaya:

to pun kompjuter sa Linuxom, gigabajtom RAM-a i 4-jezgarnim procesorom na ploči. Panel od 40 pinova prikazan je na ivici ploče, što vam omogućava da povežete razne periferne uređaje (pinovi su dostupni iz koda, na primjer, u Pythonu, da ne spominjemo C / C ++), tu je i standardni USB u obliku 4 konektora (možete spojiti WiFi). Tu je i standardni HDMI.
Snaga ploče je dovoljna, na primjer, ne samo za prikaz vremena, već i za pokretanje HTTP servera za podešavanje parametara preko web sučelja, preuzimanje vremenske prognoze putem interneta i tako dalje. Općenito, prostor za polet mašte je velik.

Postoji samo jedna poteškoća sa Raspberryjem (i STM32 procesorima) - njegovi pinovi koriste 3-voltnu logiku, a većina eksternih uređaja(na primjer, LCD ekrani) rade "na starinski način" od 5V. Naravno, možete ga tako povezati, u principu će raditi, ali nije baš ispravan metod, i šteta je pokvariti ploču za 50 dolara. Pravi put- koristite "logic level converter", koji na eBayu košta samo 1-2$.
Fotografija sa eBaya:

Sada je dovoljno povezati naš uređaj preko takvog modula i svi parametri će biti usklađeni.

ESP8266

Metoda je prilično egzotična, ali prilično obećavajuća zbog kompaktnosti i jeftinosti rješenja. Za vrlo malo novca (oko $4-5 na eBayu) možete kupiti ESP8266 modul koji sadrži procesor i WiFi na ploči.
Fotografija sa eBaya:

U početku su takvi moduli bili zamišljeni kao WiFi most za razmjenu preko serijskog porta, međutim, mnogi alternativni firmver, koji vam omogućava rad sa senzorima, i2c uređajima, PWM itd. Hipotetički, sasvim je moguće dobiti vrijeme sa NTP servera i prikazati ga preko i2c na displeju. Za one koji žele povezati mnogo različitih perifernih uređaja, postoje posebne NodeMCU ploče sa veliki broj zaključci, cijena izdanja je oko 500 rubalja (naravno, na eBayu):

Jedini nedostatak je što ESP8266 ima vrlo malo RAM memorija(u zavisnosti od firmvera, od 1 do 32KB), ali to zadatak čini još zanimljivijim. ESP8266 moduli koriste 3V logiku, tako da će vam i ovdje dobro doći konvertor iznad nivoa.

Ovim se može završiti uvodni izlet u elektroniku domaće radinosti, autor svima želi uspješne eksperimente.

Umjesto zaključka

Na kraju sam se smirio koristeći Raspberry PI s tekstualnim indikatorom konfiguriranim za rad s pseudografijom (što se pokazalo jeftinijim od grafički ekran ista dijagonala). Slikao sam ekran stoni sat u vrijeme pisanja ovog članka.

Izlaz sata tačno vreme, preuzeto sa interneta, i vremenska prognoza koja je ažurirana sa Yandexa, sve je to napisano u Pythonu i radi prilično dobro već nekoliko mjeseci. Istovremeno, na satu radi FTP server koji omogućava (zajedno sa prosljeđivanjem portova na ruteru) ažuriranje firmvera na njima ne samo od kuće, već i sa bilo kojeg mjesta gdje postoji internet. Kao bonus, Raspberry resursi su u osnovi dovoljni za povezivanje kamere i/ili mikrofona sa mogućnošću daljinskog nadzora stana, ili za upravljanje raznim modulima/relejima/senzorima. Možete dodati sve vrste "buns", kao što je LED indikacija dolazne pošte i tako dalje.

PS: Zašto eBay?
Kao što vidite, cijene ili fotografije sa ebaya date su za sve uređaje. Žašto je to? Nažalost, naše radnje često žive po principu “kupio sam za 1 dolar, prodao za 3 dolara, živim od ovih 2 posto”. As jednostavan primjer, Arduino Uno R3 košta (u vrijeme pisanja) 3600r u St. Petersburgu i 350r na eBayu uz besplatnu dostavu iz Kine. Razlika je zaista reda veličine, bez ikakvog književnog preterivanja. Da, morate čekati mjesec dana da preuzmete paket u pošti, ali mislim da se tolika razlika u cijeni isplati. Ali usput, ako nekome treba odmah i hitno, onda vjerovatno u lokalne prodavnice Postoji izbor, ovdje svako odlučuje za sebe.