Sjećam se... Prije tridesetak godina šest pokazatelja bilo je malo blago. Svatko tko je tada mogao napraviti sat pomoću TTL logike s takvim indikatorima smatran je sofisticiranim stručnjakom u svom području.
Sjaj indikatora plinskog pražnjenja činio se toplijim. Nakon nekoliko minuta pitao sam se hoće li ove stare lampe raditi i htio sam nešto učiniti s njima. Sada je vrlo lako napraviti takav sat. Sve što trebate je mikrokontroler...
Budući da me u isto vrijeme zanimalo programiranje mikrokontrolera na jezicima visoke razine, odlučio sam se malo poigrati. Pokušao sam konstruirati jednostavan sat koristeći digitalne indikatore pražnjenja plina.
Svrha dizajna
Odlučio sam da sat ima šest znamenki, a da se vrijeme postavlja minimalnim brojem tipki. Osim toga, želio sam pokušati koristiti nekoliko najčešćih obitelji mikrokontrolera različitih proizvođača. Namjeravao sam napisati program u C-u.
Indikatori plinskog pražnjenja zahtijevaju visoki napon za rad. Ali nisam htio imati posla s opasnim mrežnim naponom. Sat je trebao biti napajan bezopasnim naponom od 12 V.
Budući da je moj glavni cilj bila igra, ovdje nećete pronaći opis mehaničkog dizajna ili crteže tijela. Ako želite, možete sami promijeniti sat prema svom ukusu i iskustvu.
Evo što sam dobio:
- Prikaz vremena: HH MM SS
- Indikator alarma: HH MM --
- Način prikaza vremena: 24 sata
- Preciznost ±1 sekunda po danu (ovisno o kvarcnom kristalu)
- Napon napajanja: 12 V
- Potrošnja struje: 100 mA
Dijagram sata
Za uređaj sa šesteroznamenkastim digitalnim zaslonom, multipleks način je bio prirodno rješenje.
Svrha većine elemenata blok dijagrama (slika 1) je jasna bez komentara. U određenoj mjeri, nestandardni zadatak bio je stvoriti pretvarač TTL razina u upravljačke signale indikatora visokog napona. Anodni pokretači izrađeni su pomoću visokonaponskih NPN i PNP tranzistora. Dijagram je posuđen od Stefana Knelera (http://www.stefankneller.de).
74141 TTL čip sadrži BCD dekoder i visokonaponski pokretač za svaku znamenku. Možda će biti teško naručiti jedan čip. (Iako ne znam da li ih itko više radi). Ali ako pronađete indikatore plinskog pražnjenja, 74141 bi mogao biti negdje u blizini :-). U vrijeme TTL logike praktički nije bilo alternative čipu 74141. Pa pokušajte ga negdje pronaći.
Indikatori zahtijevaju napon od oko 170 V. Nema smisla razvijati poseban krug za pretvarač napona, budući da postoji ogroman broj čipova pretvarača pojačanja. Odabrao sam jeftin i široko dostupan IC34063. Krug pretvarača gotovo je u potpunosti kopiran iz podatkovne tablice MC34063. Upravo mu je dodan T13 prekidač napajanja. Interni prekidač nije prikladan za tako visok napon. Koristio sam prigušnicu kao induktivitet za pretvarač. To je prikazano na slici 2; promjer mu je 8 mm, a duljina 10 mm.
Učinkovitost pretvarača je prilično dobra, a izlazni napon relativno siguran. Sa strujom opterećenja od 5 mA, izlazni napon pada na 60 V. R32 djeluje kao otpornik koji očitava struju.
Za napajanje logike koristi se linearni regulator U4. Na krugu i pločici postoji prostor za pomoćnu bateriju. (3,6 V - NiMH ili NiCd). D7 i D8 su Schottky diode, a otpornik R37 je dizajniran da ograniči struju punjenja prema karakteristikama baterije. Ako gradite satove samo iz zabave, neće vam trebati baterije D7, D8 i R37.
Konačni krug je prikazan na slici 3.
| Slika 3. | ||
Tipke za podešavanje vremena spojene su preko dioda. Stanje gumba provjerava se postavljanjem logičke "1" na odgovarajući izlaz. Kao bonus značajka, piezo emiter je spojen na izlaz mikrokontrolera. Da utišate to gadno škripanje, upotrijebite mali prekidač. Za to bi bio sasvim prikladan čekić, ali ovo je krajnja opcija :-).
Popis komponenti strujnog kruga, crtež PCB-a i dijagram rasporeda mogu se pronaći u odjeljku "Preuzimanja".
CPU
Gotovo svaki mikrokontroler s dovoljnim brojem pinova, čiji je minimalni potrebni broj naveden u tablici 1, može upravljati ovim jednostavnim uređajem.
| Stol 1. | ||||||||||||||||
|
Svaki proizvođač razvija vlastite obitelji i tipove mikrokontrolera. Položaj igala je individualan za svaku vrstu. Pokušao sam dizajnirati univerzalnu ploču za nekoliko vrsta mikrokontrolera. Ploča ima 20-pinsku utičnicu. S nekoliko premosnih žica možete ga prilagoditi različitim mikrokontrolerima.
Mikrokontroleri testirani u ovom krugu navedeni su u nastavku. Možete eksperimentirati s drugim vrstama. Prednost sheme je mogućnost korištenja različitih procesora. Radioamateri, u pravilu, koriste jednu familiju mikrokontrolera i imaju pripadajući programator i programske alate. Mogući su problemi s mikrokontrolerima drugih proizvođača, pa sam vam dao priliku da odaberete procesor iz svoje omiljene obitelji.
Sve specifičnosti uključivanja različitih mikrokontrolera prikazane su u tablicama 2...5 i slikama 4...7.
| Tablica 2. | ||||||||||||
|
Napomena: Otpornik od 10 MΩ spojen je paralelno s kvarcnim rezonatorom.
| Tablica 3. | ||||||||||||
|
Napomena: Mikrokrug mora biti rotiran za 180° u utičnici.
| Tablica 4. | ||||||||||||
|
Napomena: dodajte SMD komponente R i C na pin RESET (10 kΩ i 100 nF).
| Tablica 5. | ||||||||||||
|
Napomena: dodajte SMD komponente R i C na pin RESET (10 kΩ i 100 nF); spojite pinove označene zvjezdicama na sabirnicu napajanja +Ub preko SMD otpornika od 3,3 kOhm.
Kada usporedite kodove za različite mikrokontrolere, vidjet ćete da su vrlo slični. Postoje razlike u pristupu portovima i definiranju funkcija prekida, kao iu tome što ovisi o hardverskim komponentama.
Izvorni kod se sastoji od dva dijela. Funkcija glavni() konfigurira portove i pokreće mjerač vremena koji generira signale prekida. Nakon toga program skenira pritisnute gumbe i postavlja odgovarajuće vrijeme i vrijednosti alarma. Tamo se u glavnoj petlji trenutno vrijeme uspoređuje s budilicom i uključuje se piezo emiter.
Drugi dio je potprogram za rukovanje prekidima timera. Potprogram koji se poziva svake milisekunde (ovisno o mogućnostima mjerača vremena) povećava vremenske varijable i kontrolira znamenke na zaslonu. Osim toga, provjerava se status gumba.
Pokretanje kruga
Prilikom instaliranja komponenti i postavljanja, počnite s izvorom napajanja. Zalemite U4 regulator i okolne komponente. Provjerite napon od 5 V za U2 i 4,6 V za U1. Sljedeći korak je sastavljanje visokonaponskog pretvarača. Pomoću otpornika za podešavanje R36 postavite napon na 170 V. Ako raspon podešavanja nije dovoljan, malo promijenite otpor otpornika R33. Sada instalirajte U2 čip, tranzistore i otpornike kruga anode i digitalnog pogona. Spojite ulaze U2 na sabirnicu GND i spojite jedan od otpornika R25 - R30 u seriju na sabirnicu napajanja +Ub. Brojevi indikatora trebaju svijetliti na odgovarajućim mjestima. U posljednjoj fazi provjere kruga, spojite pin 19 mikro kruga U1 na masu - piezo emiter bi trebao dati zvučni signal.
Izvorne kodove i kompajlirane programe pronaći ćete u odgovarajućoj ZIP datoteci u odjeljku "Preuzimanja". Nakon učitavanja programa u mikrokontroler, pažljivo provjerite svaki pin u položaju U1 i postavite potrebne žice i zalemite kratkospojnike. Pogledajte gornje slike mikrokontrolera. Ako je mikrokontroler ispravno programiran i spojen, njegov generator bi trebao proraditi. Možete postaviti vrijeme i alarm. Pažnja! Na ploči ima mjesta za još jedan gumb - ovo je rezervni gumb za buduća proširenja :-).
Provjerite točnost frekvencije generatora. Ako nije unutar očekivanog raspona, malo promijenite vrijednosti kondenzatora C1 i C2. (Male kondenzatore lemiti paralelno ili ih zamijeniti drugima). Točnost sata trebala bi se poboljšati.
Zaključak
Mali 8-bitni procesori sasvim su prikladni za jezike visoke razine. C izvorno nije bio namijenjen malim mikrokontrolerima, ali za jednostavne aplikacije možete ga sasvim dobro koristiti. Asemblerski jezik je prikladniji za složene zadatke koji zahtijevaju kritična vremena ili maksimalno opterećenje CPU-a. Za većinu radioamatera prikladne su i besplatne i shareware ograničene verzije C prevodioca.
C programiranje je isto za sve mikrokontrolere. Morate poznavati hardverske funkcije (registri i periferija) odabranog tipa mikrokontrolera. Budite oprezni s operacijama s bitovima - jezik C nije prikladan za manipulaciju pojedinačnim bitovima, kao što se može vidjeti na primjeru originala kada je za ATtiny.
Jesi li gotov? Zatim se uključite u promatranje vakuumskih cijevi i gledajte...
...stari dani su se vratili... :-)
Napomena urednika
Potpuni analog SN74141 je mikro krug K155ID1, koji proizvodi Minsk Integral softver.
Mikrokrug se lako može pronaći na Internetu.
Shematski dijagram elektroničkog sata s budilicom na mikrokontroleru:
Kao što se može vidjeti iz dijagrama sata, to je jedini mikro krug koji se koristi u ovom uređaju. Za podešavanje taktne frekvencije koristi se kvarcni rezonator od 4 MHz. Za prikaz vremena koriste se crveni indikatori sa zajedničkom anodom, svaki indikator se sastoji od dvije znamenke s decimalnim točkama. U slučaju korištenja piezo emitera, može se izostaviti kondenzator C1 - 100 μF.
Možete koristiti bilo koje indikatore sa zajedničkom anodom, sve dok svaka znamenka ima svoju anodu. Kako bi elektronički sat bio jasno vidljiv u mraku i s velike udaljenosti, pokušajte odabrati veći ALS.
Prikaz sata je dinamičan. U određenom trenutku prikazuje se samo jedna znamenka, što vam omogućuje značajno smanjenje trenutne potrošnje. Anodama svake znamenke upravlja mikrokontroler PIC16F628A. Segmenti sve četiri znamenke povezani su zajedno i preko otpornika za ograničavanje struje R1 ... R8 spojeni na stezaljke MK priključka. Budući da indikator svijetli vrlo brzo, treperenje brojeva postaje neprimjetno.
Trenutačni gumbi koriste se za postavljanje minuta, sati i budilice. Pin 10 se koristi kao izlaz za alarmni signal, a kaskada tranzistora VT1,2 se koristi kao pojačalo. Odašiljač zvuka je piezoelektrični element tipa ZP. Kako biste poboljšali glasnoću, možete ga zamijeniti malim zvučnikom.
Sat se napaja iz stabiliziranog izvora od 5V. Može se napajati i na baterije. Sat ima 9 načina prikaza. Prebacivanje između načina rada vrši se pomoću gumba "+" i "-". Prije samog prikaza očitanja, na indikatorima se prikazuje kratka naznaka o nazivu načina rada. Trajanje prikaza savjeta je jedna sekunda.
Pomoću gumba "Ispravak" budilica se prebacuje u način rada postavki. U tom slučaju prikazuje se kratkoročni upit na pola sekunde, nakon čega podešena vrijednost počinje treptati. Korekcija očitanja vrši se pomoću gumba "+" i "-". Kada tipku pritisnete dulje vrijeme, aktivira se način automatskog ponavljanja na navedenoj frekvenciji. Sve vrijednosti, osim sati, minuta i sekundi, zapisuju se u EEPROM i vraćaju nakon ciklusa napajanja.
Ako se unutar nekoliko sekundi ne pritisne nijedna tipka, elektronički sat prelazi u način prikaza vremena. Pritiskom na tipku "On/Off" budilica se uključuje ili isključuje, a tu radnju potvrđuje kratki zvuk. Kada je budilica uključena, svijetli točka u donjoj znamenki indikatora. Razmišljao sam gdje da stavim sat u kuhinji i odlučio sam ga montirati direktno u plinsku peć :) Materijal je poslao in_sane.
Raspravite o članku ELEKTRONIČKA BUDILICA
Jednostavan LED sat može se napraviti pomoću jeftinog PIC16F628A kontrolera. Naravno, trgovine su pune raznih elektroničkih satova, ali njihove funkcije možda nemaju termometar ili budilicu ili možda ne svijetle u mraku. I općenito, ponekad samo želite nešto sami lemiti, a ne kupiti gotove. Kliknite za povećanje dijagrama.
Satovi u ponudi imaju kalendar. Ima dvije mogućnosti prikaza datuma - mjesec kao broj ili slog, sve se to konfigurira nakon unosa datuma prelaskom dalje tipkom S1 dok je željeni parametar prikazan, termometar. Postoje programi za različite senzore. Pogledajte uređaj unutar kućišta:
Svi znaju da kvarcni rezonatori nisu idealne točnosti, a u roku od nekoliko tjedana pogreška se akumulira. Kako bi se riješio ovaj problem, sat ima korekciju brzine, koja je postavljena parametrima SH I SL. Više detalja:
SH=42 i SL=40 su naprijed za 5 minuta dnevno;
SH=46 i SL=40 unazad su za 3 minute dnevno;
SH=40 i SL=40 su naprijed za 2 minute dnevno;
SH=45 i SL=40 unazad su za 1 minutu dnevno;
SH=44 i SL=S0 - ovo je unaprijed za 1 minutu dnevno;
SH=45 i SL=00 - ova korekcija je onemogućena.
Na taj način možete postići savršenu točnost. Iako ćete morati prilagoditi korekciju nekoliko puta dok ne bude savršeno postavljena. A sada je jasno prikazan rad elektroničkog sata:
temperatura 29 Celzijevih stupnjeva
Kao indikatore možete koristiti ili sklopove LED brojčanika, koji su naznačeni na samom dijagramu, ili ih zamijeniti običnim okruglim super-sjajnim LED diodama - tada će ti satovi biti vidljivi izdaleka i mogu se objesiti čak i na ulici.
|
|
Jednostavna bljeskalica sa šest LED dioda i dva otpornika, napajana baterijom od 9 volti.Fotografija prikazuje prototip koji sam sastavio za otklanjanje pogrešaka u programu koji će upravljati cijelim ovim objektom. Drugi arduino nano u gornjem desnom kutu matične ploče ne pripada projektu i samo tako strši, ne morate obraćati pažnju na njega. 
Malo o principu rada: Arduino uzima podatke iz mjerača vremena DS323, obrađuje ih, određuje razinu svjetla pomoću fotootpornika, zatim sve šalje na MAX7219, a on zauzvrat osvjetljava potrebne segmente s potrebnom svjetlinom. Također, pomoću tri tipke možete postaviti godinu, mjesec, dan i vrijeme po želji. Na fotografiji indikatori prikazuju vrijeme i temperaturu, koja se uzima iz digitalnog temperaturnog senzora
Glavna poteškoća u mom slučaju je što indikatori od 2,7 inča imaju zajedničku anodu i morali su se, prvo, nekako sprijateljiti s max7219, koji je dizajniran za indikatore sa zajedničkom katodom, i drugo, riješiti problem s njihovim napajanje, jer im za sjaj treba 7,2 volta, što sam max7219 ne može dati. Zatraživši pomoć na jednom forumu, dobio sam odgovor.
Rješenje na snimci zaslona: 
Na izlaze segmenata iz max7219 spojen je mikrosklop koji invertira signal, a na svaki izlaz spojen je krug od tri tranzistora koje treba spojiti na zajedničku katodu displeja koji također invertiraju svoj signal i pojačavaju napon. Tako dobivamo priliku spojiti zaslone sa zajedničkom anodom i naponom napajanja većim od 5 volti na max7219
Spojio sam jedan indikator za test, sve radi, ništa ne dimi 
Počnimo skupljati.
Odlučio sam sklop podijeliti na 2 dijela zbog ogromnog broja skakača u verziji koja je bila odvojena mojim krivim šapama, gdje je sve bilo na jednoj ploči. Sat će se sastojati od jedinice za prikaz i jedinice za napajanje i kontrolu. Odlučeno je prvo prikupiti potonje. Molim estete i iskusne radioamatere da ne padaju u nesvijest zbog okrutnog postupanja s dijelovima. Nemam želju kupovati printer radi LUT-a, pa to radim na starinski način - vježbam na papiru, bušim rupe po šabloni, crtam staze markerom, pa jetkam.Princip pričvršćivanja indikatora ostao je isti kao na.
Označavamo položaj indikatora i komponenti pomoću predloška od pleksiglasa napravljenog za praktičnost.
Proces označavanja
Zatim pomoću šablone izbušimo rupe na pravim mjestima i isprobamo sve komponente. Sve se savršeno uklopilo.
Crtamo staze i graviramo. 
kupanje u željeznom kloridu 
Spreman!
upravljačka ploča: 
indikacijska ploča: 
Upravljačka ploča se pokazala sjajnom, staza na ploči zaslona nije kritično pojedena, može se popraviti, vrijeme je za lemljenje. Ovaj put sam izgubio SMD nevinost i uključio 0805 komponente u krug. U najmanju ruku, prvi otpornici i kondenzatori bili su zalemljeni na svoje mjesto. Mislim da ću se bolje snaći, bit će lakše.
Za lemljenje sam koristio fluks koji sam kupio. Lemljenje s njim je zadovoljstvo; sada koristim alkoholnu smolu samo za kalajisanje.
Evo gotovih ploča. Upravljačka ploča ima mjesto za Arduino nano, sat, kao i izlaze za spajanje na displej ploču i senzore (fotootpornik za auto-svjetlinu i digitalni termometar ds18s20) i napajanje s podesivim izlaznim naponom (za velike uređaji sa sedam segmenata) i za napajanje sata i Arduina, na ploči displeja nalaze se utičnice za montažu displeja, utičnice za max2719 i uln2003a, rješenje za napajanje četiri velika uređaja sa sedam segmenata i hrpa kratkospojnika.
stražnja kontrolna ploča 
Stražnja ploča za prikaz: 
Užasna smd instalacija: 
Pokreni
Nakon lemljenja svih kabela, gumba i senzora, vrijeme je da sve to uključite. Prvo lansiranje otkrilo je nekoliko problema. Posljednji veliki indikator nije svijetlio, a ostali su slabo svijetlili. Prvi problem sam riješio lemljenjem noge SMD tranzistora, a drugim - podešavanjem napona koji proizvodi lm317.ŽIVO JE!
Za one koji imaju barem malo znanja o mikrokontrolerima, a također žele stvoriti jednostavan i koristan uređaj za dom, nema ništa bolje od sklopa s LED indikatorima. Takva stvar može ukrasiti vašu sobu ili se može koristiti kao unikatni ručno izrađeni dar, od čega će dobiti dodatnu vrijednost. Krug radi kao sat i kao termometar - modovi se mijenjaju tipkom ili automatski.
Električni dijagram domaćeg sata s termometrom
Mikrokontroler PIC18F25K22 vodi računa o svim obradama podataka i vremenu te dijeljenju ULN2803A Ostaje samo uskladiti njegove izlaze s LED indikatorom. Mali čip DS1302 radi kao mjerač vremena preciznih sekundarnih signala, njegova frekvencija je stabilizirana standardnim kvarcnim rezonatorom od 32768 Hz. To donekle komplicira dizajn, ali nećete morati stalno podešavati i podešavati vrijeme, koje će neizbježno biti odgođeno ili požureno ako se snađete s nasumičnim neugođenim kvarcnim rezonatorom od nekoliko MHz. Ovakav sat više je jednostavna igračka nego kvalitetan, točan sat.
Ako je potrebno, senzori temperature mogu se nalaziti daleko od glavne jedinice - na nju se spajaju trožilnim kabelom. Kod nas je jedan temperaturni senzor ugrađen u blok, a drugi se nalazi vani, na kablu dužine cca 50 cm, kada smo isprobali kabel od 5 m, također je radio savršeno.
Zaslon sata sastoji se od četiri velika LED digitalna indikatora. Izvorno su bili obična katoda, ali su u konačnoj verziji promijenjeni u zajedničku anodu. Možete instalirati bilo koji drugi, a zatim jednostavno odabrati otpornike za ograničavanje struje R1-R7 na temelju potrebne svjetline. Mogli biste ga postaviti na zajedničku ploču s elektroničkim dijelom sata, ali ovo je mnogo univerzalnije - odjednom želite staviti vrlo veliki LED indikator tako da se mogu vidjeti s velike udaljenosti. Primjer takvog dizajna uličnog sata je ovdje.
Sama elektronika počinje od 5 V, ali da bi LED diode jarko svijetlile, potrebno je koristiti 12 V. Iz mreže se napajanje dovodi preko adaptera za padajući transformator na stabilizator 7805 , koji proizvodi napon od strogo 5 V. Obratite pozornost na malu zelenu cilindričnu bateriju - ona služi kao rezervni izvor napajanja u slučaju gubitka mreže od 220 V. Nije potrebno uzeti je na 5 V - litij-ionski ili Ni-MH baterija za 3,6 je dovoljna Volta.
Za kućište možete koristiti različite materijale - drvo, plastiku, metal ili integrirati cijelu strukturu domaćeg sata u gotovu industrijsku, na primjer, od multimetra, tunera, radio prijemnika i tako dalje. Napravili smo ga od pleksiglasa jer se lako obrađuje i omogućuje vam da vidite unutrašnjost tako da svi mogu vidjeti - ovaj sat ste sastavili vlastitim rukama. I što je najvažnije bilo je dostupno :)
Ovdje možete pronaći sve potrebne pojedinosti o predloženom domaćem dizajnu digitalnog sata, uključujući dijagram strujnog kruga, izgled PCB-a, PIC firmware i
