Kao što ime govori, glavna namjena ovog uređaja- naučiti Trenutno vrijeme i datum. Ali ima ih mnogo više korisne funkcije. Ideja o njegovoj izradi pojavila se nakon što sam naišao na polurazbijeni sat s relativno velikim (za ručni) metalno tijelo. Mislio sam da bih tu mogao ubaciti sat kućne izrade čije su mogućnosti ograničene samo mojom vlastitom maštom i vještinom. Rezultat je bio uređaj sa sljedećim funkcijama:

1. Sat - kalendar:

Brojanje i prikaz sati, minuta, sekundi, dana u tjednu, dana, mjeseca, godine.

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

Izračunavanje dana u tjednu iz datuma (za tekuće stoljeće)

Automatski prijelaz za ljeto i zimsko vrijeme(onemogućeno)

• Prijestupne godine su uzete u obzir

2. Dvije neovisne budilice (zvuči melodija kada se aktivira)
3. Mjerač vremena s koracima od 1 sekunde. (Maksimalno vrijeme brojanja 99h 59m 59s)
4. Dvokanalna štoperica s rezolucijom brojanja od 0,01 sek. ( maksimalno vrijeme broji 99h 59m 59s)
5. Štoperica s rezolucijom brojanja od 1 sekunde. (maksimalno vrijeme brojanja 99 dana)
6. Termometar u rasponu od -5°C. do 55°C (ograničeno rasponom temperature normalna operacija uređaji) u koracima od 0,1°C.
7. Čitač i emulator elektronički ključevi- tablete tipa DS1990 koji koriste Dallas 1-Wire protokol (memorija za 50 komada, koja već sadrži nekoliko univerzalnih "ključeva za sve terene") s mogućnošću pregleda koda ključa bajt po bajt.
8. Daljinski kontrola na IC zrakama (implementirana je samo naredba “Snimi fotografiju”) za digitalne kamere"Pentax", "Nikon", "Canon"
9. LED svjetiljka
10. 7 melodija
11. Zvučni signal na početku svakog sata (može se isključiti)
12. Zvučna potvrda pritiska tipki (može se isključiti)
13. Praćenje napona baterije s funkcijom kalibracije
14. Podešavanje svjetline digitalnog indikatora

Možda je takva funkcionalnost suvišna, ali volim univerzalne stvari, plus moralno zadovoljstvo da će ovaj sat biti napravljen vlastitim rukama.

Shematski dijagram sata

Uređaj je izgrađen na mikrokontroleru ATmega168PA-AU. Sat otkucava prema mjeraču vremena T2, koji radi u asinkronom načinu rada od kvarcnog sata na 32768 Hz. Mikrokontroler je gotovo cijelo vrijeme u stanju mirovanja (indikator je isključen), budi se jednom u sekundi kako bi tu sekundu dodao trenutnom vremenu i ponovno zaspi. U aktivnom načinu rada, MK radi na internom RC oscilatoru na 8 MHz, ali interni prescaler ga dijeli s 2, kao rezultat toga, jezgra radi na 4 MHz. Za indikaciju se koriste četiri jednoznamenkasta LED digitalna sedmosegmentna indikatora sa zajedničkom anodom i decimalnom točkom. Tu je i 7 statusnih LED dioda čija je namjena sljedeća:
D1- Znak negativna vrijednost(minus)
D2- Znak štoperice koja radi (treperi)
D3- Znak uključivanja prve budilice
D4- Znak uključenja drugog alarma
D5- Indikator hrane zvučni signal na početku svakog sata
D6- Znak uključenog mjerača vremena (treperi)
D7- Indikator niskog napona baterije

R1-R8 - otpornici za ograničavanje struje segmenata digitalnih indikatora HG1-HG4 i LED D1-D7. R12,R13 – razdjelnik za praćenje napona baterije. Budući da je napon napajanja sata 3V, a bijeli LED D9 zahtijeva oko 3,4-3,8V na nazivna struja potrošnje, tada ne svijetli punom snagom (ali je dovoljno da se ne spotakne u mraku) pa se spaja bez otpornika za ograničavanje struje. Elementi R14, Q1, R10 dizajnirani su za upravljanje infracrvenim LED D8 (izvedba daljinski upravljač za digitalne fotoaparate). R19, ​​​​R20, R21 koriste se za uparivanje pri komunikaciji s uređajima koji imaju 1-Wire sučelje. Kontrola se vrši pomoću tri tipke, koje sam konvencionalno nazvao: MODE (način), UP (gore), DOWN (dolje). Prvi od njih također je dizajniran da probudi MK vanjskim prekidom (u ovom slučaju se uključuje indikacija), pa je zasebno spojen na PD3 ulaz. Pritisak preostalih gumba određuje se pomoću ADC-a i otpornika R16, R18. Ako se tipke ne pritisnu unutar 16 sekundi, MK odlazi u stanje mirovanja i indikator se gasi. Kada je u načinu rada “Daljinski upravljač za kamere” ovaj interval je 32 sekunde, a sa svjetiljkom - 1 minuta. MK se također može staviti u stanje mirovanja ručno pomoću upravljačkih gumba. Kada štoperica radi s rezolucijom brojanja od 0,01 sek. Uređaj ne prelazi u stanje mirovanja.

Isprintana matična ploča

Uređaj je sastavljen na dvostranoj tiskanoj pločici okruglog oblika prema veličini unutarnjeg promjera kućišta ručni sat. Ali u proizvodnji sam koristio dvije jednostrane ploče debljine 0,35 mm. Ova debljina opet je dobivena odvajanjem od dvostranog laminata od stakloplastike debljine 1,5 mm. Ploče su zatim zalijepljene. Sve je to učinjeno jer nisam imao tanki dvostrani fiberglas, a svaki milimetar debljine ušteđen u ograničenom unutarnjem prostoru kućišta sata je vrlo vrijedan, a nije bilo potrebe za poravnavanjem u izradi tiskanih vodiča pomoću LUT-a. metoda. Crtanje isprintana matična ploča i položaj dijelova su u priloženim datotekama. S jedne strane 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 gumba i držač baterije izrađeni su od fleksibilnog opružnog čeličnog lima debljine 0,2...0,3 mm. i konzervirana. Ispod su fotografije ploče s obje strane:

Dizajn, dijelovi i njihova moguća zamjena

Mikrokontroler ATmega168PA-AU može se zamijeniti s ATmega168P-AU, ATmega168V-10AU ATmega168-20AU. Digitalni indikatori - 4 komada KPSA02-105 super-jarko crvenog sjaja s visinom znamenke od 5,08 mm. Može se isporučiti iz iste serije KPSA02-xxx ili KCSA02-xxx. (samo ne zelene - slabo će svijetliti) Ne znam za druge analoge sličnih veličina s pristojnom svjetlinom. U HG1, HG3, veza segmenata katode je drugačija od HG2, HG4, jer mi je bilo prikladnije za ožičenje tiskane ploče. U tom smislu, za njih se u programu koristi druga tablica generatora znakova. Rabljeni SMD otpornici i kondenzatori za površinska montaža standardne veličine 0805 i 1206, LED diode D1-D7 standardne veličine 0805. Bijele i infracrvene LED diode promjera 3 mm. Ploča ima 13 prolaznih rupa u koje se moraju ugraditi skakači. DS18B20 s 1-Wire sučeljem koristi se kao senzor temperature. LS1 je obični piezoelektrični visokotonac, umetnut u poklopac. Jednim kontaktom je povezan s pločom pomoću opruge koja je na njoj ugrađena, drugim je spojen s tijelom sata pomoću samog poklopca. Kvarcni rezonator iz ručnog sata.

Programiranje, firmware, osigurači

Za programiranje unutar kruga, ploča ima samo 6 okruglih kontaktnih mjesta (J1), budući da puni konektor ne odgovara visini. Povezao sam ih s programatorom pomoću kontaktni uređaj, napravljen od PLD2x3 utikača i opruga zalemljenih na njih, pritišćući ih jednom rukom na njuške. Ispod je fotografija uređaja.

Koristio sam ga jer sam tijekom postupka otklanjanja pogrešaka morao mnogo puta ponovno bljeskati MK. Prilikom treptanja jednokratnog firmvera, lakše je zalemiti tanke žice spojene na programator na zakrpe, a zatim ih ponovno odlemiti. Pogodnije je bljeskati MK bez baterije, ali tako da napajanje dolazi ili iz vanjski izvor+3V, ili iz programatora s istim naponom napajanja. Program je napisan u asembleru u okruženju VMLAB 3.15. Izvorni kodovi, firmware za FLASH i EEPROM u aplikaciji.

FUSE bitovi mikrokontrolera DD1 moraju se programirati na sljedeći način:
CKSEL3...0 = 0010 - takt iz internog RC oscilatora 8 MHz;
SUT1...0 =10 - Vrijeme pokretanja: 6 CK + 64 ms;
CKDIV8 = 1 - djelitelj frekvencije za 8 je onemogućen;
CKOUT = 1 - Izlazni takt na CKOUT onemogućen;
BODLEVEL2…0 = 111 - kontrola napona napajanja je onemogućena;
EESAVE = 0 - brisanje EEPROM-a pri programiranju kristala je zabranjeno;
WDTON = 1 - Watchdog Timer nije uvijek uključen;
Preostale FUSE bitove najbolje je ostaviti netaknute. Bit FUSE je programiran ako je postavljen na “0”.

Potrebno je flešovanje EEPROM-a s dumpom uključenim u arhivu.

Prve EEPROM ćelije sadrže početni parametri uređaja. Tablica 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 niske razine	260 (104 USD) (2,6 V)
		koeficijent za korekciju vrijednosti izmjerenog napona baterije
		vremenski interval za prebacivanje u stanje mirovanja		1 jedinica = 1 sek
		vremenski interval za prebacivanje u stanje mirovanja kada je svjetiljka uključena		1 jedinica = 1 sek
		vremenski interval za prebacivanje u način mirovanja kada je u načinu daljinskog upravljanja za kamere		1 jedinica = 1 sek
		Ovdje su pohranjeni brojevi ključeva IButton

Mala objašnjenja o točkama:

1 bod. To označava razinu napona na bateriji pri kojoj će LED zasvijetliti, označavajući njegovu nisku vrijednost. Postavio sam ga na 2,6 V (parametar - 260). Ako vam treba nešto drugo, na primjer 2.4V, onda trebate napisati 240 ($00F0). Niži bajt je pohranjen u ćeliji na adresi $0000, a visoki bajt je pohranjen u $0001.

2 boda. Pošto ga nisam instalirao na ploču promjenjivi otpornik Za podešavanje točnosti mjerenja napona baterije zbog nedostatka prostora uveo sam softversku kalibraciju. Postupak kalibracije za precizno mjerenje sljedeće: u početku je koeficijent 1024 (400$) zapisan u ovoj ćeliji EEPROM-a, potrebno je prebaciti uređaj u aktivni način rada i pogledati napon na indikatoru, a zatim voltmetrom izmjeriti stvarni napon na bateriji. Faktor korekcije (K) koji se mora podesiti izračunava se po formuli: K=Ur/Ui*1024 gdje je Ur stvarni napon izmjeren voltmetrom, Ui napon koji je izmjerio sam uređaj. Nakon izračuna koeficijenta “K” isti se unosi u uređaj (kao što je navedeno u uputama za uporabu). Nakon kalibracije, moja greška nije prelazila 3%.

3 boda. Ovdje možete postaviti vrijeme nakon kojeg će uređaj prijeći u stanje mirovanja ako se ne pritisne nijedan gumb. Moj košta 16 sekundi. Ako, na primjer, trebate zaspati za 30 sekundi, tada morate zapisati 30 (26 dolara).

U točkama 4. i 5. isto.

6 bodova. Na adresi $0030 pohranjen je nulti kod obitelji ključa (Dallas 1-Wire), zatim njegov 48-bitni broj i CRC. I tako 50 ključeva u nizu.

Postavljanje, značajke rada

Postavljanje uređaja svodi se na kalibriranje mjerenja napona baterije, kao što je gore opisano. Također je potrebno detektirati odstupanje takta sata za 1 sat, izračunati i unijeti odgovarajuću vrijednost korekcije (postupak je opisan u uputama za rad).

Uređaj se napaja iz litijska 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 Baterija bi trebala trajati otprilike 2...8 mjeseci, ovisno o svjetlini. Kućište sata spojeno je na minus baterije.

Očitavanje ključa testirano je na DS1990. Emulacija je testirana na METAKOM portafonima. Pod, ispod serijski brojevi od 46 do 49 (zadnja 4) su flashani (svi ključevi su pohranjeni u EEPROM-u, mogu se mijenjati prije flashanja) univerzalni ključevi za portafone. Ključ registriran pod brojem 49 otvarao je sve METAKOM portafone na koje sam naišao, ostale univerzalne ključeve nisam imao priliku testirati, šifre sam im uzeo s mreže.

Daljinski upravljač za fotoaparate testiran je na modelima Pentax optio L20 i Nikon D3000. Canon nije bilo moguće dobiti za pregled.

Upute za upotrebu zauzimaju 13 stranica pa ih nisam uključio u članak, već sam ih stavio u prilog u PDF formatu.

Arhiva sadrži:
Shema u i GIF;
Crtanje tiskane pločice i raspored elemenata u formatu;
Firmware i izvorni kod u asembleru;

Popis radioelemenata

Oznaka	Tip	Vjeroispovijest	Količina	Bilješka	Dućan	Moja bilježnica
DD1	MK AVR 8-bitni	ATmega168PA	1	PA-AU		U bilježnicu
U2	senzor temperature	DS18B20	1			U bilježnicu
P1	MOSFET tranzistor	2N7002	1			U bilježnicu
C1, C2	Kondenzator	30 pF	2			U bilježnicu
C3, C4	Kondenzator	0,1 µF	2			U bilježnicu
C5	Elektrolitički kondenzator	47 µF	1			U bilježnicu
R1-R8, R17	Otpornik	100 Ohma	9			U bilježnicu
R9	Otpornik	10 kOhm	1			U bilježnicu
R10	Otpornik	8,2 Ohma	1			U bilježnicu
R11	Otpornik	300 Ohma	1			U bilježnicu
R12	Otpornik	2 MOhma	1			U bilježnicu
R13	Otpornik	220 kOhm	1			U bilježnicu
R14	Otpornik	30 kOhm	1			U bilježnicu
R15, R19	Otpornik	4,7 kOhm	2			U bilježnicu
R16	Otpornik	20 kOhm	1

20. kolovoza 2015. u 12:34

Domaće Digitalni sat, baza elemenata- 1. dio, mjerenje vremena

• Uradi sam ili uradi sam

Vjerojatno svaki geek koji se bavi kućnom elektronikom prije ili kasnije dođe na ideju da napravi svoj unikatni sat. Ideja je prilično dobra, hajde da smislimo kako i što je najbolje napraviti. Kao početnu točku, pretpostavit ćemo da osoba zna programirati mikrokontrolere, razumije kako poslati 2 bajta preko i2c ili serijskog priključka i može zalemiti nekoliko žica zajedno. U principu, ovo je dovoljno.

Jasno je da ključna funkcija sat - mjerenje vremena (tko bi rekao, zar ne?). I preporučljivo je to učiniti što točnije; postoji nekoliko opcija i zamki.

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

Ugrađen CPU RC oscilator

Najviše jednostavna ideja Ono što vam može pasti na pamet je jednostavno postaviti softverski mjerač vremena i odbrojavati sekunde. Dakle, ova ideja nije dobra. Sat će, naravno, raditi, ali točnost ugrađenog generatora nije ni na koji način regulirana i može "plutati" unutar 10% od nominalne vrijednosti. Malo je vjerojatno da ikome treba sat koji traje 15 minuta mjesečno.

Modul realnog vremena DS1307

Ispravnija opcija, koja se također koristi u većini "narodnih" proizvoda, je sat u stvarnom vremenu. Mikrokrug komunicira s mikrokontrolerom putem I2C i zahtijeva minimalno ožičenje (kvarc i par otpornika). Cijena je oko 100 rubalja po čipu, odnosno oko 1$ na eBayu za gotovu ploču s čipom, memorijskim modulom i konektorom za bateriju.

Shema iz podatkovne tablice:

Što je jednako važno, mikro krug se proizvodi u DIP paketu, što znači da ga svaki početnik radio amater može lemiti. Ugrađena baterija održava sat u radu čak i ako je napajanje isključeno.

Čini se da je sve u redu, ako ne i za jedan problem - nisku točnost. Približna točnost kvarcnog sata je 20-30 ppm. Oznaka ppm – dijelovi na milijun, pokazuje broj dijelova na milijun. Čini se da je 20 milijuntinki super, ali za frekvenciju od 32768Hz ispada 20*32768/1000000 = ±0,65536Hz, tj. već pola herca. Jednostavnim izračunima može se vidjeti da s takvom razlikom generator "klikne" dodatnih (ili nedostajućih) 56 tisuća ciklusa dnevno, što odgovara 2 sekunde dnevno. Postoje različite vrste kvarca, neki korisnici su također pisali o pogrešci od 5 sekundi dnevno. Nekako nije baš točno - za mjesec dana takav će sat trajati najmanje minutu. Ovo je već značajna razlika, vidljiva golim okom (kada bakina omiljena TV serija počinje u 11.00, a sat pokazuje 11.05, programeru takvog sata bit će neugodno pred rodbinom).

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

DS3231 Modul u stvarnom vremenu

Nismo prvi koji postavljaju pitanje točnosti, a tvrtka iz Dallasa, slijedeći želje, izbacila je napredniji modul - DS3231. Zove se "Extremely Accurate Real Time Clock" i ima ugrađeni generator s korekcijom temperature. Točnost je 10 puta veća i iznosi 2ppm. Cijena je malo viša, ali tijelo čipa je dizajnirano za SMD montažu, lemljenje nije tako zgodno, ali možete kupiti gotovu ploču na eBayu.

(fotografija s web stranice prodavatelja)

Točnost od 6 sekundi mjesečno već je dobar rezultat. No, otići ćemo dalje – idealno je da satove u 21. stoljeću uopće ne treba podešavati.

Radio modul DCF-77

Metoda je prilično egzotična, ali ne može se zanemariti zbog cjelovitosti. Malo ljudi zna, ali točni vremenski signali prenose se putem radija još od 70-ih godina prošlog stoljeća. Odašiljač DCF-77 nalazi se u Njemačkoj u blizini Frankfurta, a na VHF frekvenciji 77,5 KHz odašilju se precizni vremenski žigovi (da, već su prije 20 godina imali zidne i stolne satove koje nije trebalo podešavati).

Dobra stvar kod ove metode je što strujni krug ima malu potrošnju energije, pa se sada proizvode čak i ručni satovi s ovom tehnologijom. Na ebayu se može kupiti gotova DCF-77 prijemna ploča, tražena cijena je 20$.

Mnogi satovi i meteorološke stanice imaju mogućnost primanja DCF-77, jedini problem je što signal praktički ne dopire do Rusije. Karta pokrivenosti iz Wikipedije:

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

GPS modul

Ako je sat postavljen blizu prozora, onda je prilično prava metoda dobivanje točnog vremena - GPS modul. Ovi se moduli mogu jeftino kupiti na ebayu (cijena izdavanja je 10-15 USD). Na primjer, Ublox NEO-6M spaja se izravno na serijske pinove procesora i emitira NMEA nizove brzinom od 9600.

Podaci dolaze otprilike u sljedećem formatu: “$GPRMC,040302.663,A,3939.7,N,10506.6,W,0.27,358.86,200804,*1A”, a njihovo raščlanjivanje nije teško čak ni slabom Arduinu. Usput, patrioti mogu kupiti skuplji modul Ublox NEO-7N, koji podržava (prema recenzijama) i GPS i Glonass.

Očito, GPS modul ne zna ništa o različitim vremenskim zonama, tako da će programer morati sam razmisliti o njihovom izračunu i promjeni ljetnog/zimskog vremena. Još jedan minus koristeći GPS- relativno velika potrošnja energije (međutim, neki se moduli mogu prebaciti u "sleep mode" pomoću zasebnih naredbi).

WiFi

I na kraju, posljednji (i trenutno najočitiji) način da dobijete točno vrijeme je da ga uzmete s interneta. Ovdje postoje dva pristupa. Prvi, i najjednostavniji, je koristiti nešto poput Raspberry PI-a s Linuxom kao ploču sa satom, tada ne morate ništa učiniti, sve će raditi izvan kutije. Ako želite nešto "egzotično", onda je najzanimljivija opcija modul esp8266.

Ovo je jeftin (cijena izdavanja je oko 200 rubalja na ebayu) WiFi modul može komunicirati s poslužiteljem putem serijskog priključka procesora, po želji se također može ponovno postaviti (postoji dosta firmware-a treće strane), a dio logike (npr. prozivanje vremenskog poslužitelja) može se obaviti u samom modulu. Firmware treće strane Podržano je puno svega, od Lua do C++, tako da ima sasvim dovoljno opcija za “razvijanje mozga”.

Na ovom mjestu se vjerojatno može zatvoriti tema o mjerenju vremena. U sljedećem ćemo dijelu pobliže pogledati procesore i metode izlaza vremena.

Ručni sat kućne izrade s indikatorom vakuuma, izrađen u steampunk stilu. Materijal preuzet s www.johngineer.com. Ovaj ručni sat sastavljen je na temelju IVL-2 zaslona. Prvotno sam kupio nekoliko ovih indikatora kako bih napravio standardni stolni sat, ali nakon kraćeg razmišljanja shvatio sam da mogu napraviti i moderan ručni sat. Indikator ima niz značajki koje ga čine prikladnijim za ovu svrhu od većine drugih sovjetskih zaslona. Evo parametara:

• Nazivna struja žarne niti je 60 mA 2,4 V, ali radi s 35 mA 1,2 V.
• Mala veličina- samo 1,25 x 2,25"
• Može raditi s relativno Niski napon mreže 12V (do 24)
• Troši samo 2,5 mA/segmentu na 12,5 V

Sve fotografije možete povećati klikom na njih. Najveća prepreka uspješnom završetku projekta bila je hrana. Budući da je ovaj sat trebao biti dio kostima, nije važno što baterija traje samo 10 sati. Odlučio sam se za AA i AAA.

Shema je prilično jednostavna. Mikrokontroler Atmel AVR ATMega88, i sat realnog vremena - DS3231. Ali postoje i drugi čipovi, mnogo jeftiniji, koji će jednako dobro raditi u generatoru.

VFD zaslon pokreće MAX6920 - 12-bitni registar posmaka s visokonaponskim (do 70V) izlazima. Jednostavan je za korištenje, vrlo pouzdan i kompaktan. Također je bilo moguće da upravljački program zaslona lemi hrpu diskretnih komponenti, ali to je bilo nepraktično zbog ograničenja prostora.

Napon baterije također napaja 5V pretvarač pojačanja (MCP1640 SOT23-6), koji je potreban za normalan rad AVR-a, DS3231 i MAX6920, a također djeluje kao ulazni napon za drugi pretvarač pojačanja (NCP1403 SOT23-5), koji proizvodi 13V za napon mreže indikatora vakuuma.

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

Za ljepotu i zaštitu staklenog zaslona ručnog sata zalemljene su mjedene cijevi, a za pričvršćivanje kožnog remena koriste se bakrene žice debljine 2 mm. puna kružni dijagram nije dano u izvornom članku - pogledajte podatkovnu tablicu veza s navedenim mikrosklopovima.

Još u mladosti želio sam sastaviti elektronički sat. Činilo mi se da je sastavljanje sata vrhunac vještine. Kao rezultat toga, sastavio sam sat s kalendarom i budilicom na seriji K176. Sada su već zastarjeli i htio sam sastaviti nešto modernije. Nakon duga potraga na Internetu (nikad nisam mislio da me je tako teško zadovoljiti;)) Svidjela mi se ova shema. Razlika od gornjeg kruga je u tome što se ne koristi rijedak mikro krug TRIC6V595, i njegov kompozit i više snažan analog na mikro krugovima 74HC595 I ULN2003. Ispravci dijagrama dani su u nastavku.

Shema elektronički LED otkucaj sata

Poštovani autoru dijagrama OLED, firmware je također njegov. Sat prikazuje trenutno vrijeme, godinu, mjesec i dan u tjednu, kao i vanjsku i unutarnju temperaturu s tickerom. Imaju 9 neovisnih alarma. Moguće je podesiti (ispraviti) hod + - minuta po danu, odabrati brzinu linije, promijeniti svjetlinu LED dioda, ovisno o dobu dana.

Ako dođe do nestanka struje, sat se napaja ili putem ionistora (kapacitet od 1 Farada dovoljan je za 4 dana) ili putem baterije. Tko voli, ploča je predviđena za ugradnju oboje. Imaju vrlo zgodan i razumljiv kontrolni izbornik (sve kontrole se izvode sa samo dva gumba). U satu se koriste sljedeći dijelovi (svi dijelovi su u SMD kućištima):

Mikrokontroler U MEGA 16A

-
Registar pomaka 74HC595

-
Čip ULN2803(osam Darlington ključeva)

-
Senzori temperature DS18B20(instalira se na zahtjev)

-
25 otpornika na 75 Ohma (tip 0805)

-
3 otpornika 4.7kOhm

-
2 otpornika 1,5 kOhm

-
1 otpornik 3,6 kOhm

-
6 SMD kondenzatora kapaciteta 0,1 uF

-
1 kondenzator 220 µF

-
Sat kvarca na frekvenciji od 32768 herca.

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

-
Bilo koja zujalica od 5 volti.

Tiskana ploča za elektronički LED sat koji otkucava

Za stanovnike Ukrajine, reći ću vam, matrice su dostupne u trgovini Lugansk Radio Market. Prednosti satova u odnosu na druge slične uređaje su minimalni dijelovi i velika ponovljivost. LED sat Počinju raditi odmah nakon instaliranja firmvera, osim ako naravno nema grešaka u instalaciji. Mikrokontroler je uključen u strujni krug; u tu svrhu na ploči se nalaze posebni pinovi. Flashovao sam ga Poniprogom. Zasloni osigurača za programe ponyprog I AVR su dani u nastavku, datoteke firmvera su također objavljene na ukrajinskom i ruskom, koji je kome poznatiji.

Ako ne trebate senzore temperature, onda ih ne morate instalirati. Sat automatski prepoznaje spoj senzora, a ako nedostaje jedan ili oba senzora, uređaj jednostavno prestaje prikazivati ​​temperaturu (ako nedostaje jedan senzor, vanjska temperatura se ne prikazuje, ako nedostaju oba, temperatura se ne prikazuje na svi).

Domaće kućište za LED satove

Video je dat za demonstraciju rada sata, ali nije Visoka kvaliteta, pošto je snimano kamerom, ali to je što je.

Video kako sat radi

Već sam skupio četiri primjerka ovih satova i svaki poklanjam rodbini za rođendan. I svima su se jako svidjele. Ako i vi želite preuzeti ovaj sat i imate pitanja, dobrodošli ste da posjetite naš forum. S poštovanjem, Voitovich Sergey ( Sergej-78 ).

Raspravite o članku ELEKTRONIČKI LED SAT

Pozdrav geektimes! U prvom dijelu članka, načela dobivanja točnog vremena za kućni 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 na nju spojiti nekakvu indikaciju. Postoji mnogo opcija koje ćemo razmotriti.

Prikaz segmenta

Ovdje je sve jednostavno. Indikator segmenta sastoji se od običnih LED dioda koje se jednostavno spajaju na mikrokontroler preko otpornika za gašenje.

Čuvajte se prometa!

Prednosti: jednostavnost dizajna, dobri kutevi pregled, niska cijena.
Protiv: Količina prikazanih informacija je ograničena.
Postoje dvije vrste dizajna indikatora, sa zajedničkom katodom i zajedničkom anodom; iznutra izgleda otprilike ovako (dijagram s web stranice proizvođača).

Postoji 1001 članak o tome kako spojiti LED na mikrokontroler, Google vam može pomoći. Poteškoće počinju kada želimo učiniti veliki sat- uostalom, gledanje malog indikatora nije osobito zgodno. Zatim su nam potrebni sljedeći indikatori (fotografija s eBaya):

Napajaju se na 12V i jednostavno neće raditi izravno iz mikrokontrolera. Tu nam u pomoć dolazi mikrokrug. CD4511, samo za ovu svrhu. Ne samo da pretvara podatke iz 4-bitne linije u brojeve koje trebate, ali također sadrži ugrađenu tranzistorsku sklopku za dovod napona na indikator. Dakle, u krugu ćemo trebati imati napon "napajanja" od 9-12 V i odvojeni pretvarač snižavanja (na primjer L7805) za napajanje "logike" kruga.

Matrični indikatori

U suštini, to su iste LED diode, samo u obliku matrice 8x8. Fotografija s eBaya:

Prodaju se na eBayu u obliku pojedinačnih modula ili gotovih blokova, na primjer 4 komada. Upravljanje njima je vrlo jednostavno - mikro krug je već zalemljen na module MAX7219, osiguravajući njihov rad i povezivanje s mikrokontrolerom pomoću samo 5 žica. Postoje mnoge knjižnice za Arduino, svatko može pogledati kod.
Prednosti: niska cijena, dobri kutovi gledanja i svjetlina.
Nedostaci: niska rezolucija. Ali za zadatak zaključivanja vremena je sasvim dovoljno.

LCD indikatori

LCD indikatori mogu biti grafički ili tekstualni.

Grafički su skuplji, ali vam omogućuju da prikažete više različitih informacija (na primjer, grafikon atmosferski pritisak). Tekstualni su jeftiniji i lakši za rad, također vam omogućuju prikaz pseudo-grafike - moguće je učitati prilagođene simbole na zaslon.

Rad s LCD indikatorom iz koda nije težak, ali postoji određeni nedostatak - indikator zahtijeva mnogo kontrolnih linija (od 7 do 12) od mikrokontrolera, što je nezgodno. Stoga su Kinezi došli na ideju kombiniranja LCD indikatora s i2c kontrolerom, što se na kraju pokazalo vrlo zgodnim - za spajanje su dovoljne samo 4 žice (fotografija s eBaya).


LCD indikatori su prilično jeftini (ako ih kupite na eBayu), veliki, lako se spajaju i mogu prikazati razne informacije. Jedina mana je što kutovi gledanja nisu baš veliki.

OLED indikatori

Jesu li poboljšani nastavak prethodna verzija. U rasponu su od malih i jeftinih s dijagonalom od 1,1", do velikih i skupih. Fotografija s eBaya.

Zapravo, dobri su u svemu osim u cijeni. Što se tiče malih indikatora, veličine 0,9-1,1", onda (osim za učenje rada s i2c) neki praktičnu upotrebu Teško im je pronaći.

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

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


(fotografija s nocrotec.com)

Njihov dijagram povezivanja je nešto složeniji, jer Ovi indikatori koriste napon od 170V za paljenje. Pretvarač od 12V=>180V može se napraviti na mikro krugu MAX771. Za napajanje indikatora naponom koristi se sovjetski mikro krug K155ID1, koji je kreiran posebno za ovu svrhu. Emisiona cijena u samoproizvodnja: oko 500 rubalja za svaki indikator i 100 rubalja za K155ID1, svi ostali dijelovi, kako su napisali u starim časopisima, "nisu manjkavi". Glavna poteškoća ovdje je što su i IN-xx i K155ID1 odavno izvan proizvodnje i možete ih kupiti samo na radio tržnicama ili u nekoliko specijaliziranih trgovina.

2. Odabir platforme

Zaslon smo više-manje skužili, preostaje samo odlučiti koja je hardverska platforma najbolja za korištenje. Ovdje postoji nekoliko opcija (ne razmišljam o domaćim, jer oni koji znaju usmjeriti ploču i lemiti procesor ne trebaju ovaj članak).

Arduino

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

Za Arduino postoji veliki iznos različite biblioteke (na primjer, za iste LCD zaslone, module u stvarnom vremenu), Arduino je hardverski kompatibilan s raznim dodatnim modulima.
Glavni nedostatak: poteškoće s otklanjanjem pogrešaka (samo putem konzole serijski priključak) i prilično slab procesor po modernim standardima (2KB RAM-a i 16MHz).
Glavna prednost: možete učiniti puno stvari, praktički bez muke s lemljenjem, kupnjom programatora i ploča za ožičenje; samo trebate spojiti module jedan s drugim.

32-bitni STM procesori

Za one koji žele nešto snažnije, tu su već gotove ploče sa STM procesorima, primjerice ploča sa STM32F103RBT6 i TFT ekranom. Fotografija s eBaya:

Ovdje već imamo potpuno otklanjanje pogrešaka u punom IDE-u (od svih različitih, najviše mi se svidio Coocox IDE), međutim, trebat će nam zasebni ST-LINK programer-debugger s JTAG konektorom (problem cijena je 20-40 dolara na eBayu). Alternativno, možete kupiti razvojnu ploču STM32F4Discovery, na kojoj je ovaj programator već ugrađen, a može se koristiti i zasebno.

Malina PI

I na kraju, za one koji žele potpunu integraciju sa moderni svijet, Tamo je jednopločna računala s Linuxom, svi vjerojatno već znaju Raspberry PI. Fotografija s eBaya:

Ovaj punopravno računalo s Linuxom, gigabajtom RAM-a i 4-jezgrenim procesorom na brodu. Panel od 40 pinova nalazi se na rubu ploče, što vam omogućuje spajanje raznih perifernih uređaja (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 dovoljna je, primjerice, ne samo za prikaz vremena, već i za pokretanje HTTP poslužitelja za podešavanje parametara putem web sučelja, učitavanje vremenske prognoze putem interneta i tako dalje. Općenito, postoji puno prostora za let mašte.

Jedini problem s Raspberry (i STM32 procesorima) je taj što njegovi pinovi koriste 3V logiku, a većina vanjski uređaji(na primjer, LCD zasloni) rade "na starinski način" od 5V. Naravno, možete ga spojiti i to će raditi, u principu, ali nije sasvim ispravna metoda, a šteta je uništiti ploču od 50 dolara. Pravi put- koristite “pretvarač logičke razine”, koji na eBayu košta samo $1-2.
Fotografija s 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 niske cijene rješenja. Za vrlo malo novca (oko 4-5 dolara na eBayu) možete kupiti ESP8266 modul koji sadrži procesor i WiFi na ploči.
Fotografija s eBaya:

U početku su takvi moduli bili zamišljeni kao WiFi most za razmjenu putem serijskog porta, ali mnogi su entuzijasti pisali alternativni firmware, omogućujući vam rad sa senzorima, i2c uređajima, PWM-om itd. Hipotetski, sasvim je moguće primiti vrijeme s NTP poslužitelja i prikazati ga putem i2c na zaslonu. Za one koji žele spojiti puno različitih perifernih uređaja, postoje posebne NodeMCU ploče s veliki broj zaključci, cijena izdanja je oko 500 rubalja (naravno na eBayu):

Jedini nedostatak je što ESP8266 ima vrlo malo RAM memorija(ovisno o firmware-u, od 1 do 32 KB), ali to čini zadatak još zanimljivijim. Moduli ESP8266 koriste 3V logiku, tako da će i ovdje dobro doći pretvarač razine iznad.

Ovime završava uvodni izlet u domaću elektroniku, autor svima želi uspješne pokuse.

Umjesto zaključka

Napokon sam se snašao koristeći Raspberry PI s tekstualnim indikatorom konfiguriranim za rad s pseudo-grafikom (što se pokazalo jeftinijim od grafički ekran ista dijagonala). Slikao sam ekran stolni sat u trenutku pisanja ovog članka.

Sat se pokazuje točno vrijeme, preuzeto s interneta, i vremenska prognoza koja se ažurira s Yandexa, sve je to napisano u Pythonu i radi prilično dobro već nekoliko mjeseci. U isto vrijeme, FTP poslužitelj radi na satu, što omogućuje (zajedno s prosljeđivanjem portova na usmjerivaču) ažuriranje firmvera ne samo od kuće, već i s bilo kojeg mjesta gdje postoji internet. Kao bonus, Raspberry resursi, u principu, dovoljni su za spajanje kamere i/ili mikrofona s mogućnošću daljinskog nadzora stana, odnosno upravljanja raznim modulima/relejima/senzorima. Možete dodati sve vrste "dobroga", poput LED indikacije dolazne pošte i tako dalje.

PS: Zašto eBay?
Kao što vidite, za sve uređaje date su cijene ili fotografije s eBaya. Zašto je to? Nažalost, naše trgovine često žive po principu "kupljeno za 1 dolar, prodano za 3 dolara i živi od tih 2 posto". Kao jednostavan primjer, Arduino Uno R3 košta (u vrijeme pisanja) 3600 rubalja u St. Petersburgu i 350 rubalja na eBayu s besplatnom dostavom iz Kine. Razlika je doista reda veličine, bez ikakvog literarnog pretjerivanja. Da, morat ćete čekati mjesec dana da preuzmete paket u pošti, ali mislim da se takva razlika u cijeni isplati. No, ako nekome treba odmah i hitno, onda vjerojatno lokalne trgovine postoji izbor, ovdje svatko odlučuje za sebe.