Sjećam se... Prije trideset godina šest indikatora je bilo malo blago. Svako ko je tada mogao napraviti sat na TTL logici s takvim indikatorima smatran je sofisticiranim stručnjakom u svojoj oblasti.
Sjaj indikatora gasnog pražnjenja činio se toplijim. Nakon nekoliko minuta, pitao sam se da li će ove stare lampe raditi, i htio sam nešto učiniti s njima. Sada je vrlo lako napraviti takav sat. Dovoljno je uzeti mikrokontroler...
Pošto sam u to vreme voleo da programiram mikrokontrolere na jezicima visokog nivoa, odlučio sam da se malo poigram. Pokušao sam da dizajniram jednostavan digitalni sat sa gasnim pražnjenjem.
Svrha dizajna
Odlučio sam da sat ima šest cifara, a vrijeme treba podesiti minimalnim brojem dugmadi. Također, htio sam isprobati i koristiti nekoliko najčešćih familija mikrokontrolera različitih proizvođača. Namjeravao sam napisati program u C.
Indikatori pražnjenja zahtijevaju visok napon za rad. Ali nisam želio da se bavim opasnim mrežnim naponom. Sat je morao biti napajan bezopasnim 12V.
Pošto je moj glavni cilj bio da se igram, ovde nećete naći opise mehaničkog dizajna i crteže kućišta. Ako želite, sami možete promijeniti sat u skladu sa svojim ukusom i iskustvom.
To sam uradio:
- Indikacija vremena: HH MM SS
- Indikacija alarma: HH MM --
- Način prikaza vremena: 24 sata
- Preciznost ±1 sekunda dnevno (u zavisnosti od kvarcnog rezonatora)
- Napon napajanja: 12V
- Potrošnja struje: 100mA
šema sata
Za uređaj sa šestocifrenim digitalnim displejom, multipleks režim je bio prirodno rešenje.
Svrha većine elemenata dijagrama toka (slika 1) je jasna bez komentara. U određenoj mjeri, nestandardan zadatak je bilo stvaranje TTL pretvarača nivoa u visokonaponske kontrolne signale indikatora. Anodni drajveri su napravljeni na visokonaponskim NPN i PNP tranzistorima. Shema je pozajmljena od Stefana Knellera (http://www.stefankneller.de).
74141 TTL čip sadrži BCD dekoder i visokonaponski drajver za svaku cifru. Možda će biti teško naručiti jedan čip. (Mada ne znam da li ih sada neko pravi.) Ali ako nađete indikatore pražnjenja gasa, 74141 može biti negdje u blizini :-). U danima TTL logike praktično nije bilo alternative za 74141 čip. Zato pokušajte negdje pronaći jednu stvar.
Indikatori zahtijevaju napon od oko 170 V. Nema smisla razvijati poseban krug za pretvarač napona, jer postoji ogroman broj čipova pretvarača pojačanja. Odabrao sam jeftin i široko dostupan MC34063 čip. Kolo pretvarača je gotovo u potpunosti kopirano iz tablice podataka MC34063. Njemu je dodat samo ključ za uključivanje T13. Interni ključ nije prikladan za tako visok napon. Koristio sam prigušnicu kao induktivitet za pretvarač. To je prikazano na slici 2; prečnik mu je 8 mm, a dužina 10 mm.
Efikasnost pretvarača je prilično dobra, a izlazni napon je relativno siguran. Pri struji opterećenja od 5 mA, izlazni napon pada na 60 V. R32 djeluje kao otpornik za mjerenje struje.
Za napajanje logike koristi se linearni regulator U4. Na dijagramu i na ploči ima mjesta za rezervnu bateriju. (3,6 V - NiMH ili NiCd). D7 i D8 su Schottky diode, a otpornik R37 je za ograničavanje struje punjenja prema karakteristikama baterije. Ako pravite sat samo iz zabave, neće vam trebati baterija, D7, D8 ili R37.
Konačni krug je prikazan na slici 3.
| Slika 3 | ||
Dugmad za podešavanje vremena povezana su preko dioda. Stanje dugmadi se provjerava postavljanjem logičke "1" na odgovarajućem izlazu. Kao bonus karakteristika, piezo emiter je povezan na izlaz mikrokontrolera. Da zaustavite ovo gadno škripanje, koristite mali prekidač. Čekić bi bio sasvim prikladan za ovo, ali ovo je ekstreman slučaj :-).
Šematski popis komponenti, crtež PCB-a i raspored komponenti mogu se naći u odjeljku Preuzimanja.
CPU
Gotovo svaki mikrokontroler sa dovoljnim brojem pinova može upravljati ovim jednostavnim uređajem, čiji je minimalni potreban broj naveden u tabeli 1.
| Tabela 1. | ||||||||||||||||
|
Svaki proizvođač razvija svoje porodice i tipove mikrokontrolera. Lokacija zaključaka je individualna za svaku vrstu. Pokušao sam da dizajniram univerzalnu ploču za nekoliko tipova mikrokontrolera. Ploča ima 20-pinsku utičnicu. Sa nekoliko žičanih prespojnika, možete ga prilagoditi različitim mikrokontrolerima.
Mikrokontroleri testirani u ovom kolu su navedeni u nastavku. Možete eksperimentirati s drugim vrstama. Prednost sheme je mogućnost korištenja različitih procesora. Radio-amateri po pravilu koriste jednu familiju mikrokontrolera i imaju odgovarajući programator i softverske alate. Mikrokontroleri drugih proizvođača mogu praviti probleme, pa sam vam dao priliku da odaberete procesor iz vaše omiljene porodice.
Sve specifičnosti uključivanja različitih mikrokontrolera prikazane su u tabelama 2...5 i na slikama 4...7.
| Tabela 2. | ||||||||||||
|
Napomena: Otpornik od 10 MΩ spojen je paralelno sa kvarcnim rezonatorom.
| Tabela 3 | ||||||||||||
|
Napomena: Mikrokolo mora biti rotirano za 180° u utičnici.
| Tabela 4 | ||||||||||||
|
Napomena: Dodajte SMD komponente R i C na RESET pin (10 kΩ i 100 nF).
| Tabela 5 | ||||||||||||
|
Napomena: Dodajte SMD komponente R i C na RESET pin (10 kΩ i 100 nF); povežite pinove označene zvjezdicama na +Ub magistralu napajanja preko 3,3 kΩ SMD otpornika.
Upoređujući kodove za različite mikrokontrolere, vidjet ćete da su vrlo slični. Postoje razlike u pristupu portovima i definiciji funkcija prekida, kao iu tome šta zavisi od komponenti svežnja.
Izvorni kod se sastoji od dva dijela. Funkcija main() konfigurira portove i pokreće tajmer koji generiše signale prekida. Nakon toga, program skenira pritisnute tipke i postavlja odgovarajuće vrijeme i vrijednosti alarma. Na istom mjestu, u glavnoj petlji, upoređuje se trenutno vrijeme sa budilnikom i uključuje se piezo emiter.
Drugi dio je rutina prekida tajmera. Potprogram koji se poziva svake milisekunde (u zavisnosti od mogućnosti tajmera) povećava vremenske varijable i manipuliše brojkama na ekranu. Osim toga, provjerava se stanje dugmadi.
Pokretanje kola
Instalacija i podešavanje komponenti započinju s napajanjem. Zalemiti U4 regulator i okolne komponente. Provjerite ima li 5V za U2 i 4,6V za U1. Sljedeći korak je sastavljanje visokonaponskog pretvarača. Podesite napon na 170 V pomoću trimera otpornika R36. Ako raspon podešavanja nije dovoljan, malo promijenite otpor otpornika R33. Sada instalirajte U2 čip, tranzistore i otpornike anode i kola drajvera. Povežite U2 ulaze na GND sabirnicu i povežite jedan od otpornika R25 - R30 u seriju na +Ub sabirnicu napajanja. Na odgovarajućim pozicijama, brojevi indikatora bi trebali svijetliti. U posljednjoj fazi testiranja kruga, spojite pin 19 U1 čipa na masu - piezo emiter bi trebao pištiti.
Izvorni kodovi i kompajlirani programi mogu se naći u odgovarajućoj ZIP datoteci u odjeljku "Preuzimanja". Nakon flešovanja programa na mikrokontroler, pažljivo provjerite svaki pin u položaju U1 i postavite potrebne žičane i lemljene kratkospojnike. Molimo pogledajte slike mikrokontrolera iznad. Ako je mikrokontroler programiran i pravilno povezan, njegov generator bi trebao raditi. Možete podesiti vrijeme i alarm. Pažnja! Na ploči ima mjesta za još jedno dugme - ovo je rezervno dugme za buduća proširenja :-).
Provjerite tačnost frekvencije generatora. Ako nije unutar očekivanog raspona, malo promijenite vrijednost kondenzatora C1 i C2. (Zalemite male kondenzatore paralelno ili ih zamijenite drugim). Preciznost sata bi se trebala poboljšati.
Zaključak
Mali 8-bitni procesori su sasvim prikladni za jezike visokog nivoa. C nije prvobitno bio namijenjen malim mikrokontrolerima, ali za jednostavne aplikacije možete ga koristiti sasvim dobro. Asembler je prikladniji za složene zadatke koji zahtijevaju kritično vrijeme ili maksimalnu upotrebu CPU-a. Za većinu amatera, i besplatne i shareware ograničene verzije C kompajlera će biti dovoljne.
C programiranje je isto za sve mikrokontrolere. Morate poznavati funkcije hardvera (registri i periferije) odabranog tipa mikrokontrolera. Budite oprezni sa bitskim operacijama - C jezik nije prilagođen manipulaciji pojedinačnih bitova, što se može vidjeti na primjeru originala kada je za ATtiny.
Gotovo? Zatim se uključite u kontemplaciju vakuumskih cijevi i pogledajte...
...stari dani se vraćaju... :-)
Urednička napomena
Potpuni analog SN74141 je mikro krug K155ID1, proizveden od strane softvera Minsk "Integral".
Čip se lako može pronaći na internetu.
Šematski dijagram elektronskog sata sa budilnikom na mikrokontroleru:
Kao što se može vidjeti iz dijagrama sata, to je jedino mikrokolo koje se koristi u ovom uređaju. Za podešavanje frekvencije takta koristi se kvarcni rezonator od 4 MHz. Za prikaz vremena koriste se crveni indikatori sa zajedničkom anodom, svaki indikator se sastoji od dvije znamenke sa decimalnim zarezima. U slučaju korištenja piezo emitera, kondenzator C1 - 100 mikrofarada može se izostaviti.
Možete koristiti bilo koji indikator sa zajedničkom anodom, sve dok svaka znamenka ima svoju anodu. Kako bi elektronski sat bio jasno vidljiv u mraku i sa velike udaljenosti, pokušajte odabrati veći ALS-ki.
Sat se prikazuje dinamički. U ovom trenutku prikazuje se samo jedna cifra, što može značajno smanjiti potrošnju struje. Anodama svake cifre upravlja mikrokontroler PIC16F628A. Segmenti sve četiri znamenke su spojeni zajedno i povezani na terminale MK porta preko strujnih otpornika R1 ... R8. Pošto indikator svijetli vrlo brzo, treperenje brojeva postaje neprimjetno.
Za podešavanje minuta, sati i alarma koriste se dugmad. Pin 10 se koristi kao izlaz za alarmni signal, a kaskada na tranzistorima VT1,2 se koristi kao pojačalo. Emiter zvuka je piezoelektrični element tipa ZP. Da biste poboljšali jačinu zvuka, umjesto toga možete staviti mali zvučnik.
Sat se napaja iz stabilizovanog izvora od 5V. Može i na baterije. Sat ima 9 modova prikaza. Prijelaz kroz modove se vrši pomoću tipki "+" i "-". Prije prikaza samih indikacija, na indikatorima se prikazuje kratak nagovještaj naziva moda. Trajanje izlaza nagoveštaja je jedna sekunda.
Sa dugmetom "Ispravka", sat - budilnik se prebacuje u režim podešavanja. U tom slučaju se prikazuje kratka poruka na pola sekunde, nakon čega ispravljena vrijednost počinje da treperi. Korekcija indikacija se vrši pomoću dugmadi "+" i "-". Kada je dugme pritisnuto duže vreme, aktivira se režim automatskog ponavljanja, sa zadatom frekvencijom. Sve vrijednosti, osim sati, minuta i sekundi, upisuju se u EEPROM i vraćaju se nakon gašenja - uključivanja napajanja.
Ako se nijedno dugme ne pritisne u roku od nekoliko sekundi, elektronski sat prelazi u režim prikaza vremena. Pritiskom na dugme "On/Off" budilnik se uključuje ili isključuje, ova radnja se potvrđuje kratkim zvukom. Kada je budilnik uključen, tačka u nižoj cifri indikatora svetli. Razmišljao sam gdje da pričvrstim sat u kuhinji, i odlučio da ga montiram direktno u plinski šporet :) Materijal je poslao in_sane.
Diskutujte o članku ELEKTRONSKI SAT ALARM
Jednostavan LED sat se može napraviti na jeftinom PIC16F628A kontroleru. Naravno, prodavnice su prepune raznih elektronskih satova, ali po funkciji im može nedostajati termometar, budilnik ili ne svetle u mraku. U svakom slučaju, ponekad samo želite nešto sami zalemiti, a ne kupiti gotovo. Za uvećanje crteža šeme - kliknite.
Ponuđeni sat ima kalendar. Ima dvije opcije za prikaz datuma - mjesec kao cifra ili slog, sve se to konfiguriše nakon unosa datuma daljim prebacivanjem pomoću dugmeta S1 dok se prikazuje željeni parametar, termometar. Postoji firmver za različite senzore. Pogledajte uređaj u kućištu:
Svi znaju da kvarcni rezonatori nisu savršeni u preciznosti, a greška se nakuplja u roku od nekoliko sedmica. Za borbu protiv ovog slučaja, sat predviđa korekciju kursa, koja je postavljena parametrima SH I SL. Više:
SH=42 i SL=40 - ovo je unaprijed 5 minuta dnevno;
SH=46 i SL=40 se vraćaju 3 minuta dnevno;
SH=40 i SL=40 su naprijed 2 minute dnevno;
SH=45 i SL=40 se vraćaju 1 minut dnevno;
SH=44 i SL=S0 - ovo je 1 minut unapred dnevno;
SH=45 i SL=00 - ova korekcija je onemogućena.
Na ovaj način se može postići savršena tačnost. Iako ćete morati nekoliko puta voziti korekciju dok je ne postavite savršeno. A sada je jasno prikazan rad elektronskog sata:
temperatura 29 stepeni Celzijusa
Kao indikatore, možete ili staviti LED digitalne sklopove, koji su naznačeni na samom dijagramu, ili ih zamijeniti običnim okruglim super-svijetlim LED diodama - tada će ovi satovi biti vidljivi izdaleka i čak se mogu objesiti na ulici.
|
|
Jednostavan blic sa šest LED dioda i dva otpornika, napajan baterijom od 9 volti.Na fotografiji je prototip koji sam sastavio za otklanjanje grešaka u programu koji će upravljati svom ovom ekonomijom. Drugi arduino nano u gornjem desnom uglu matične ploče ne pripada projektu i strši tamo samo tako, možete ga zanemariti. 
Malo o principu rada: arduino uzima podatke sa DS323 tajmera, obrađuje ih, određuje nivo svjetlosti pomoću fotootpornika, zatim sve šalje na MAX7219, a on zauzvrat osvjetljava potrebne segmente željenom svjetlinom . Takođe, pomoću tri dugmeta možete podesiti godinu, mesec, dan i vreme po želji. Na fotografiji indikatori prikazuju vrijeme i temperaturu koja se uzima sa digitalnog senzora temperature
Glavna poteškoća u mom slučaju je to što su indikatori od 2,7 inča sa zajedničkom anodom, a morali su se prvo nekako sprijateljiti sa max7219, koji je naoštren za indikatore sa zajedničkom katodom, a drugo, riješiti problem sa njihovim napajanjem, budući da im je potrebno 7,2 volta za sjaj, što sam max7219 ne može osigurati. Pitajući za pomoć na jednom forumu, dobio sam isti odgovor.
Rešenje za snimak ekrana: 
Za izlaze segmenata iz max7219 se drži mikrokolo koje invertuje signal, a za svaki izlaz se drži kolo od tri tranzistora koji se moraju spojiti na zajedničku katodu displeja, koji također invertiraju njegov signal i povećavaju napon. Tako dobijamo priliku da povežemo displeje sa zajedničkom anodom i naponom više od 5 volti na max7219
Spojio sam jedan indikator za test, sve radi, ništa ne dimi 
Počinjemo sa prikupljanjem.
Odlučio sam podijeliti kolo na 2 dijela zbog ogromnog broja skakača u verziji razdvojenih mojim krivim šapama, gdje je sve bilo na jednoj ploči. Sat će se sastojati od jedinice za prikaz i napajanja i kontrolne jedinice. Odlučeno je da se prvo sklopi potonji. Estete i iskusne radio amatere, molim vas da se ne onesvijestite zbog okrutnog postupanja sa dijelovima. Nema želje za kupovinom štampača radi LUT-a, pa to radim na starinski način - treniram na komadu papira, bušim rupe po šablonu, crtam markerom, pa graviram.Princip pričvršćivanja indikatora je ostao isti kao i uključen.
Označavamo položaj indikatora i komponenti pomoću šablona od pleksiglasa napravljenog za praktičnost.
Markup proces
Zatim, pomoću šablona, izbušimo rupe na pravim mjestima i isprobamo sve komponente. Sve je besprekorno sjelo na svoje mjesto.
Crtamo staze i trujemo. 
kupanje u željeznom hloridu 
Spremni!
kontrolna ploča: 
indikacija: 
Kontrolna ploča je ispala savršeno, traka na displeju nije bila kritično progutana, ovo je popravljivo, vrijeme je za lemljenje. Ovaj put sam izgubio svoju SMD nevinost i uključio 0805 komponente u kolo. U najmanju ruku, prvi otpornici i kondenzatori su zalemljeni na svoje mjesto. Mislim da ću se dočepati toga, biće lakše.
Za lemljenje sam koristio fluks koji sam kupio. Lemljenje s njim je zadovoljstvo, sada koristim alkoholnu kolofoniju samo za kalajisanje.
Evo gotovih ploča. Upravljačka ploča ima sjedište za arduino nano, sat, kao i izlaze za povezivanje na displej i senzore (fotootpornik za auto-osvjetljenje i digitalni termometar ds18s20) i jedinicu za napajanje sa podesivim izlaznim naponom (za veliki sedmosegmentni) i za napajanje sata i arduina, na displeju se nalaze landing utičnice za displeje, utičnice za max2719 i uln2003a, rešenje za napajanje četiri velika sedmosegmentora i gomila džampera.
stražnja kontrolna ploča 
Zadnja tabla sa indikacijama: 
Užasna smd montaža: 
lansirati
Nakon lemljenja svih kablova, dugmadi i senzora, vreme je da sve to uključite. Prva vožnja otkrila je nekoliko problema. Posljednji veliki indikator nije svijetlio, a ostali su svijetlili slabo. Prvi problem sam riješio lemljenjem nogu smd tranzistora, sa drugim - podešavanjem izlaznog napona pomoću lm317.ZIVO JE!
Za one koji su barem malo upućeni u mikrokontrolere, a također žele stvoriti jednostavan i koristan uređaj za dom, nema ništa bolje od izgradnje s LED indikatorima. Takva stvar može ukrasiti vašu sobu, a može ići i na unikatan ručno rađen poklon od kojeg će dobiti dodatnu vrijednost. Kolo radi kao sat i kao termometar - režimi se prebacuju dugmetom ili automatski.
Električni sklop domaćeg sata sa termometrom
mikrokontroler PIC18F25K22 brine o svim obradama podataka i vremenu, i ULN2803A ostaje da koordinira svoje izlaze sa LED indikatorom. mali čip DS1302 radi kao tajmer za precizne sekundarne signale, njegova frekvencija je stabilizirana standardnim kvarcnim rezonatorom od 32768 Hz. Ovo donekle komplikuje dizajn, ali ne morate stalno prilagođavati i korigirati vrijeme, koje će neminovno kasniti ili žuriti ako se snađete sa slučajnim nepodešenim kvarcnim rezonatorom od nekoliko MHz. Takav sat više je poput jednostavne igračke nego visokokvalitetnog preciznog kronometra.
Ako je potrebno, senzori temperature mogu se nalaziti daleko od glavne jedinice - povezani su s njom trožičnim kabelom. U našem slučaju jedan temperaturni senzor je ugrađen u jedinicu, a drugi se nalazi spolja, na kablu dužine oko 50 cm.Kada smo probali kabl od 5 m, takođe je radio savršeno.
Zaslon sata se sastoji od četiri velika LED digitalna indikatora. Prvobitno su bile obične katode, ali su u konačnoj verziji promijenjene u zajedničku anodu. Možete staviti bilo koje druge, a zatim samo odaberite otpornike koji ograničavaju struju R1-R7 na osnovu potrebne svjetline. Bilo je moguće postaviti ga na zajedničku ploču sa elektronskim dijelom sata, ali je mnogo svestraniji - odjednom poželite staviti jako veliki LED indikator kako bi se mogli vidjeti na velikoj udaljenosti. Primjer takvog dizajna uličnog sata je ovdje.
Sama elektronika počinje od 5 V, ali za sjajan sjaj LED dioda potrebno je koristiti 12 V. Iz mreže se napajanje napaja preko adaptera transformatora za smanjenje do stabilizatora 7805 , koji generiše napon od striktno 5 V. Obratite pažnju na malu zelenu cilindričnu bateriju - služi kao rezervni izvor napajanja u slučaju kvara mreže od 220 V. Nije potrebno uzimati je za 5 V - litijum-jonska od 3,6 ili Ni-MH baterija dovoljnog volta.
Za kućište možete koristiti razne materijale - drvo, plastiku, metal ili ugraditi cijeli dizajn domaćeg sata u gotov industrijski sat, na primjer, od multimetra, tjunera, radio prijemnika i tako dalje. Napravili smo ga od pleksiglasa, jer se lako obrađuje, omogućava vam da vidite unutrašnjost, tako da svi mogu da vide - ovaj sat se sklapa ručno. I što je najvažnije, bio je dostupan :)
Ovdje možete pronaći sve potrebne detalje o predloženom dizajnu digitalnog sata, uključujući šeme, raspored PCB-a, PIC firmver i
