마이크로 컨트롤러에 알람 시계가 있는 전자 시계의 개략도:
클럭 다이어그램에서 볼 수 있듯이 이 장치에 사용된 유일한 미세 회로입니다. 직업을 위해 클럭 주파수 4MHz 석영 공진기가 사용됩니다. 시간을 표시하기 위해 공통 양극이 있는 빨간색 표시기가 사용되며 각 표시기는 소수점이 있는 두 자리 숫자로 구성됩니다. 압전 이미터를 사용하는 경우 커패시터 C1 - 100마이크로패럿을 생략할 수 있습니다.
각 숫자에 고유한 양극이 있는 한 공통 양극이 있는 모든 표시기를 사용할 수 있습니다. 전자 시계가 어둡고 먼 거리에서 명확하게 보이려면 더 큰 ALS-ki를 선택하십시오.
시계는 동적으로 표시됩니다. 이 특정 시점에서는 한 자리만 표시되므로 전류 소비를 크게 줄일 수 있습니다. 각 숫자의 양극은 PIC16F628A 마이크로컨트롤러에 의해 제어됩니다. 네 자리 모두의 세그먼트는 함께 연결되고 전류 제한 저항 R1 ... R8을 통해 MK 포트의 단자에 연결됩니다. 표시등이 매우 빠르게 켜지므로 숫자의 깜박임이 감지되지 않습니다.
분, 시간 및 알람을 설정하려면 푸시 버튼이 사용됩니다. 핀 10은 알람 신호의 출력으로 사용되며 트랜지스터 VT1,2의 캐스케이드는 증폭기로 사용됩니다. 사운드 이미터는 ZP 유형의 압전 소자입니다. 볼륨을 높이려면 대신 작은 스피커를 놓을 수 있습니다.
시계는 안정화된 5V 소스로 전원이 공급됩니다. 배터리로 작동할 수도 있습니다. 시계에는 9개의 디스플레이 모드가 있습니다. 모드를 통한 전환은 "+" 및 "-" 버튼을 사용하여 수행됩니다. 표시 자체를 표시하기 전에 모드 이름에 대한 짧은 힌트가 표시기에 표시됩니다. 힌트 출력의 지속 시간은 1초입니다.
"수정"버튼을 사용하면 시계 - 알람 시계가 설정 모드로 전환됩니다. 이 경우 0.5초 동안 짧은 프롬프트가 표시된 후 수정된 값이 깜박이기 시작합니다. 표시 수정은 "+" 및 "-" 버튼으로 수행됩니다. 버튼을 길게 누르면 지정된 주파수로 자동 반복 모드가 활성화됩니다. 시, 분, 초를 제외한 모든 값은 EEPROM에 기록되고 전원을 껐다 켜면 복원됩니다.
몇 초 내에 아무 버튼도 누르지 않으면 전자 시계가 시간 표시 모드로 전환됩니다. "켜기 / 끄기"버튼을 누르면 알람 시계가 켜지거나 꺼지며이 동작은 짧은 소리로 확인됩니다. 알람 시계가 켜져 있으면 표시기의 하위 자리에 있는 점이 켜집니다. 주방에 시계를 어디에 붙일까 고민하다가 가스렌지에 바로 장착하기로 했어요 :) 재료는 인싸님이 보내주셨어요.
기사 전자 시계 알람 시계 토론
시계 개념 큰 숫자
구조적으로 장치는 두 개의 보드로 구성됩니다. 첫 번째 보드는 시간과 분의 숫자를 형성하는 LED 매트릭스이고 두 번째 보드는 전원 부분(LED 제어), 로직 및 전원입니다. 이 디자인은 시계를 더 컴팩트하게 만들 것입니다(케이스 없이 약 22cm x 9cm, 두께 4-5cm) + 문제가 발생하면 매트릭스를 다른 프로젝트에 나사로 고정할 수 있습니다.
전원 섹션은 UL2003 드라이버 및 트랜지스터 스위치를 기반으로 합니다. 로직 - Atmega8 및 DS1307에서. 전원 공급 장치: 220V - 변압기; 로직 5V(7805를 통해), 전원 섹션 - 12V(LM2576ADJ를 통해). 별도로 실시간 클록 DS1307의 자율 전원 공급을 위한 3V 배터리용 침대가 있습니다.
Atmega8과 DS1307을 사용하려고 생각하고 있습니다(정전 발생 시 매번 설정을 검토할 필요가 없도록 시계를 천장 아래에 걸 예정입니다). 그러나 보드의 레이아웃은 장치가 DS1307 없이도 작동할 수 있다고 제안합니다(처음으로 또는 영원히 - 어떻게 성공했는지).
따라서 구성에 따라 시계 프로그램 작동 알고리즘은 다음과 같습니다.
아트메가8- 타이머 카운터. 일시 중지 없이 주기 작업: 키보드 폴링, 시간 조정(필요한 경우), 4자리 표시 및 구분 기호.
아트메가8+DS1307. 일시 중지 없이 주기 작업: 키보드 폴링, DS1307 시간 조정(필요한 경우), DS1307에서 시간 읽기, 4자리 및 구분 기호 표시. 또는 다른 옵션 - 타이머의 DS1307에서 읽기, 나머지 주기(아직 더 나은 방법은 모르겠습니다).
세그먼트는 직렬로 연결된 4개의 빨간색 LED로 구성됩니다. 한 자리 - 공통 양극이 있는 7개 세그먼트. 나는 기존 지표에서와 같이 8자형 패턴으로 세그먼트를 분리할 계획이 없습니다.
시계의 전원 부분
클록의 전원 부분은 UL2003 드라이버와 트랜지스터 스위치 VT1 및 VT2를 기반으로 합니다.
UL2003은 표시기의 세그먼트를 제어하는 역할을 하고 키는 숫자를 제어하는 역할을 합니다.
별도의 시간과 분 분리기(신호 K8)는 별도로 제어됩니다.
세그먼트, 숫자 및 분리기는 K1-K8, Z1-Z4에 양의 전위(즉, + 5V 공급)를 공급하여 마이크로컨트롤러에 의해 제어됩니다.
세그먼트 및 방전 신호는 정보(시간 및 분)의 동적 출력을 제공하기 위해 동기적으로 특정 주파수로 수행되어야 합니다.
트랜지스터 VT1(BCP53)으로 트랜지스터 BCP52를 사용할 수 있습니다.
큰 숫자를 가진 시계의 전원 부분의 계획
숫자가 많은 시계용 7세그먼트 디스플레이용 인쇄회로기판
앞서 말했듯이 구조적으로 시계는 두 개의 인쇄 회로 기판(표시 기판 + 로직 및 전원 섹션)으로 구성됩니다.
설계 및 제조부터 시작하겠습니다. 인쇄 회로 기판지시자.
숫자가 많은 시계용 7세그먼트 표시기용 인쇄회로기판 개발
"레이" 형식의 큰 숫자가 있는 시계용 7 세그먼트 표시기의 인쇄 회로 기판은 첨부 파일의 기사 끝 부분에 있습니다. LUT 방식으로 인쇄회로기판을 제조하는 기술에 대해 읽을 수 있습니다.
모든 것을 올바르게했다면 완성 된 PCB는 다음과 같이 보일 것입니다.
많은 수의 시계를 위한 7 세그먼트 표시기의 기성품 인쇄 회로 기판
7 세그먼트 표시기의 조립
인디케이터 보드가 양면이기 때문에 가장 먼저 할 일은 비아를 만드는 것입니다. 나는 불필요한 부품의 다리로 이것을합니다. 나는 구멍에 끼워 넣고 양쪽에 납땜합니다. 모든 전환이 완료되면 평평한 작은 파일로 청소합니다. 매우 깔끔하고 예쁘게 나옵니다.
실제로 다음 단계는 표시기의 조립입니다. 빨간색(녹색, 흰색, 파란색) LED 팩이 필요한 이유는 무엇입니까? 예를 들어 이것들을 가져왔습니다.
다이오드를 설치할 때 공통 양극으로 표시기를 만드는 것을 잊지 마십시오. "+" 다이오드는 함께 연결해야 합니다. 일반적인 PCB 양극은 큰 구리 덩어리입니다. 분리 지점의 양극에주의하십시오.
드디어 2시간 후 힘든 일다음과 같이 표시되어야 합니다.
시계의 디지털 부분
우리는 계획에 따라 시계의 디지털 부분을 큰 숫자로 조립할 것입니다.
큰 숫자의 시계 구성표
시계 구성표는 매우 투명하므로 작동 방식을 설명하는 데 요점이 없습니다. *.lay 형식의 인쇄 회로 기판은 기사 끝부분에서 다운로드할 수 있습니다. 인쇄 회로 기판은 주로 표면 실장 부품용으로 설계되었습니다.
그래서, 내가 사용한 요소 기반:
1. DFA028 다이오드 브리지(모든 소형 표면 실장이 가능함);
2. D2PAK 패키지의 전압 조정기 LM2576ADJ, HSOP3-P-2.30A 패키지의 78M05;
3. BCP53 트랜지스터 스위치(SOT223 패키지) 및 BC847(SOT23 패키지);
4. 마이크로컨트롤러 Atmega8(TQFP)
5. 실시간 시계 DS1307(SO8);
6. 일부 오래된 장치의 전원 공급 장치 14V 1.2A;
7. 나머지 부품 - 인쇄 회로 기판에 설치하기에 적합한 크기의 모든 유형.
물론 다른 부품 패키지를 사용하려면 PCB를 약간 변경해야 합니다.
저항 값 R3 및 R4에주의하십시오. 다이어그램에 표시된 것과 정확히 일치해야합니다. 더도 말고 덜도 말고. 이것은 LM2576ADJ 전압 조정기의 출력에서 정확히 12V를 제공하기 위해 수행됩니다. 동일한 저항 값을 찾을 수 없다면 저항 R4의 값은 다음 공식으로 계산할 수 있습니다.
R4=R3(12/1.23-1) 또는 R4=8.76R3
디지털 부품의 조립. 버전 1, DS1307 제외
시계 회로 기판을 제조할 때 에 요약된 권장 사항을 따랐다면 조립 전에 인쇄 회로 기판에 구멍을 뚫어야 하고 그 위에 있는 눈에 보이는 모든 단락이 제거되고 기판이 액체 로진으로 덮여 있습니까? 그런 다음 시계 조립을 시작합니다.
전원 공급 장치 조립부터 시작한 다음 디지털 부품 설치를 진행하는 것이 좋습니다. 그것 일반적인 권장 사항장치의 자가 조립용. 왜요? 전원 공급 장치가 오류로 조립되면 이 전원 공급 장치로 전원을 공급해야 하는 모든 저전압 전자 장치를 태울 수 있기 때문입니다.
모든 것이 올바르게 완료되면 전원 공급 장치가 즉시 작동해야 합니다. 전원 공급 장치의 조립을 확인합니다. 제어 지점에서 전압을 측정합니다.
그림은 공급 전압을 확인해야 하는 테스트 지점을 보여줍니다. 전압이 선언 된 것과 일치하면 시계의 디지털 부분 조립을 시작할 수 있습니다. 그렇지 않으면 전원 공급 장치 요소의 설치 및 성능을 확인합니다.
클럭 전원 공급 장치의 체크 포인트 및 전압 값
전원 공급 장치를 확인한 후 시계의 디지털 부분을 조립합니다. 다른 모든 요소는 인쇄 회로 기판에 설치합니다. 우리는 특히 Atmega 마이크로컨트롤러와 UL2003 드라이버의 다리에서 단락을 확인합니다.
DS1307 실시간 시계를 설치하지 않고 시계를 조립하고 있지만 이 미세 회로의 모든 배선이 완료되어야 합니다. 향후 필요한 경우 DS1307의 별도의 독립적인 실시간 클록이 계속 사용되는 두 번째 버전의 클록을 마무리하는 시간을 절약할 수 있습니다.
ATMEGA8 마이크로컨트롤러 사전 점검
마이크로 컨트롤러의 정확성과 성능을 확인하려면 다음이 필요합니다.
1. 예를 들어 프로그래머.
2. 마이크로컨트롤러의 회로 내 프로그래밍용.
3. AVRDUDESHELL 프로그램.
시계 보드를 데이터 케이블에 연결합니다. 데이터 케이블을 프로그래머에 연결합니다. AVRDUDESHELL 프로그램이 설치된 컴퓨터에 프로그래머. 클럭 보드를 220V 전원에 연결하지 마십시오.
퓨즈를 읽을 때 문제가 있는 경우 - 설치를 확인하십시오 - 아마도 어딘가에 단락또는 "길을 잃지 마십시오". 또 다른 팁 - 아마도 마이크로 컨트롤러가 저속 프로그래밍 모드에 있으면 프로그래머를이 모드로 전환하는 것으로 충분합니다 (
얼마 전까지만 해도 집에 시계가 있어야 할 필요가 있었는데, 나는 아날로그 시계가 똑딱 거리기 때문에 좋아하지 않기 때문에 전자 제품만 있었습니다. 나는 납땜 및 에칭 회로에 상당한 경험이 있습니다. 인터넷을 뒤지고 몇몇 문헌을 읽은 후, 나는 가장 많이 선택하기로 결정했습니다. 간단한 회로알람 시계가 필요하지 않기 때문입니다.
시작합시다. 그러면 우리 자신의 손으로 시계를 만들기 위해 무엇이 필요합니까? 음, 물론, 손, 회로, 납땜 인두 및 세부 사항을 읽는 능력(아주 좋지는 않음). 내가 사용한 전체 목록은 다음과 같습니다.
10MHz의 석영 - 1개, ATtiny 2313 마이크로컨트롤러, 100옴 저항 - 8개, 3개 10kOhm, 2 x 22pF 커패시터, 4개의 트랜지스터, 2개의 버튼, LED 표시등 4비트 KEM-5641-ASR(RL-F5610SBAW/D15). 단면 텍스트라이트에 설치를 수행했습니다.
그러나 이 계획에는 결함이 있습니다.: 방전을 관리하는 마이크로컨트롤러(이하 MK)의 출력은 꽤 괜찮은 부하를 받는다. 총량의 전류는 포트의 최대 전류보다 훨씬 높지만 동적 표시로 MK는 과열될 시간이 없습니다. MK가 실패하지 않도록 방전 회로에 100옴 저항을 추가합니다.
이 방식에서 표시기는 동적 표시의 원리에 따라 제어되며, 이에 따라 표시기 세그먼트는 MC의 해당 출력 신호에 의해 제어됩니다. 이 신호의 반복 주파수는 25Hz 이상이며 이로 인해 표시기 번호의 빛이 계속되는 것처럼 보입니다.
위의 계획에 따라 만들어진 전자 시계, 시간(시간과 분)만 표시할 수 있지만 초는 세그먼트 사이에 점으로 표시됩니다.깜박이는 것. 시계의 작동 모드를 제어하기 위해 그 구조는 시간과 분 설정을 제어하는 푸시 버튼 스위치를 제공합니다. 이 회로는 5V 전원 공급 장치에 의해 전원이 공급됩니다. 인쇄회로기판 제조시 회로에 5V 제너다이오드가 포함되었다.
나는 5V 전원 공급 장치가 있으므로 회로에서 제너 다이오드를 제외했습니다.
보드를 만들기 위해 철을 사용하여 회로를 적용했습니다. 즉, 인쇄 회로는 광택지를 사용하여 잉크젯 프린터에서 인쇄되었으며 현대 광택 잡지에서 가져올 수 있습니다. 그 후, 필요한 치수의 텍스타일 라이트를 잘라냈습니다. 나는 36 * 26mm 크기를 얻었다. 모든 세부 사항이 선택된다는 사실 때문에 작은 크기입니다. SMD 인클로저.
기판은 염화 제2철(FeCl 3 )을 사용하여 에칭되었습니다. 시간적으로는 화로위에 유료목욕탕이 있어서 에칭은 1시간정도 걸렸고, 열에칭 시간에 영향을 미치며 보드에 구리를 사용하지 않습니다. 그러나 온도로 과용하지 마십시오.
에칭 과정이 진행되는 동안 내 두뇌를 랙킹하지 않고 시계 용 펌웨어를 작성하지 않기 위해 인터넷에 가서이 구성표에 대한 펌웨어를 찾았습니다. MK를 플래시하는 방법은 인터넷에서도 찾을 수 있습니다. ATMEGA에서 MK만 깜박이는 프로그래머를 사용했습니다.
마지막으로 보드가 준비되었으며 시계 납땜을 시작할 수 있습니다. 납땜의 경우 MK 및 기타 부품을 태우지 않도록 얇은 팁이 있는 25W 납땜 인두가 필요합니다. 우리는 MK의 모든 다리를 처음으로 납땜할 때부터 신중하게 그리고 바람직하게는 별도로 납땜을 수행합니다. 모르는 사람들을 위해 SMD 패키지로 만든 부품에는 빠른 납땜을 위해 단자에 주석이 있습니다.
그리고 이것은 보드가 납땜된 부품으로 보이는 것입니다.
이에 단계별 지침당신에게 그것을하는 방법을 알려 벽 시계자신의 손으로.
시계 기능:
숫자가 많은 벽걸이 전자 시계에 사용한 것.
전자제품:
전자 제품의 총 비용 : 900 루블.
기타 재료:
뿐만 아니라 다양한 도구.
템플릿을 인쇄하고 사무용 칼로 줄무늬를 잘라냅니다 (두 번째 사진과 같이)
디지털 템플릿을 사용하여 판지를 크기에 맞게 자릅니다(시간과 분 사이에 점을 위한 공간을 남겨두십시오).
LED 스트립의 양쪽 끝에 커넥터가 있는 경우(내 것과 같이) 커넥터의 플러그를 뽑고 3조각으로 자릅니다.
템플릿을 사용하여 붙여넣기 LED 스트립판지에.
이것은 필수는 아니지만 연필을 사용하여 LED 스트립을 배치해야 할 위치를 표시했습니다.
볼 때 접착하는 것이 훨씬 더 편리합니다. 최종 형태. 덕분에 숫자 사이에 점을 넣을 공간을 너무 많이 남겨두고 시간에 수정했습니다.
이제 긴 납땜 프로세스가 시작됩니다.
LED 스트립을 납땜하여 연속 스트립을 형성합니다. 사진의 스트립을 납땜하는 순서에주의하십시오. 도트에는 테이프 한 장을 사용했으며 중간에 테이프로 밀봉했습니다.
내가 선택한 색상:
Fritzing에서 스케치를 시도했지만 모든 세부 사항을 찾지 못했습니다 🙁
따라서 첫 번째 사진에서 배선도, 두 번째 사진에서 그것이 어떻게 보이는지.
코드를 업로드하기 전에(나는 아무 관련이 없음) FastLED 라이브러리를 설치하는 것을 잊지 마십시오.
모든 것이 제대로 작동하면 LED가 색상을 순환해야 합니다. 문제가 있는 경우 먼저 솔더 조인트를 확인하십시오.
파일
시간이 조금 지나니 저에게 딱 맞는 시계를 만들 수 있었습니다. 그러나 모두가 개선할 수 있는 것을 스스로 찾을 것입니다.
코드는 주석 처리가 잘 되어 있으므로 문제가 없을 것입니다.
모든 디버그 메시지도 주석 처리됩니다.
사용된 색상을 변경하려면 22행에서 변수를 변경해야 합니다(int ledColor = 0x0000FF; // 사용된 색상(16진수)). 이 페이지 하단에서 색상 목록을 찾을 수 있습니다.
최소한 마이크로컨트롤러에 정통하고 간단하고 간단한 유용한 장치가정의 경우 LED 표시등으로 조립하는 것보다 더 좋은 것은 없습니다. 그러한 것은 방을 장식하거나 고유 한 수제 선물로 갈 수있어 추가 가치를 얻을 수 있습니다. 회로는 시계와 온도계처럼 작동합니다. 모드는 버튼으로 또는 자동으로 전환됩니다.
마이크로 컨트롤러 PIC18F25K22모든 데이터 처리 및 타이밍을 처리하고 ULN2803A출력을 조정하는 것이 남아 있습니다. LED 표시등. 작은 칩 DS1302정확한 두 번째 신호를 위한 타이머로 작동하며 주파수는 표준 32768Hz 석영 공진기에 의해 안정화됩니다. 이것은 디자인을 다소 복잡하게 하지만 지속적으로 시간을 조정하고 수정할 필요가 없습니다. 몇 MHz의 임의의 조정되지 않은 석영 공진기를 사용하면 불가피하게 늦거나 서두를 수 있습니다. 이러한 시계는 고품질의 정확한 크로노미터보다 단순한 장난감에 가깝습니다.
필요한 경우 온도 센서는 본체에서 멀리 위치할 수 있습니다. 3선 케이블로 본체에 연결됩니다. 우리의 경우 약 50cm 길이의 케이블에 하나의 온도 센서가 장치에, 다른 하나는 외부에 설치되어 있으며 5m 케이블을 시도했을 때도 완벽하게 작동했습니다.
시계 디스플레이는 4개의 대형 LED 디지털 표시기로 구성됩니다. 원래 공통 음극이었지만 최종 버전에서는 공통 양극으로 변경되었습니다. 다른 것을 넣을 수 있으며 필요한 밝기에 따라 전류 제한 저항 R1-R7을 선택하기만 하면 됩니다. 시계의 전자 부품과 함께 공통 보드에 배치하는 것이 가능했지만 훨씬 더 다재다능합니다. 갑자기 장거리에서 볼 수 있도록 매우 큰 LED 표시기를 놓고 싶어합니다. 이러한 거리 시계 디자인의 예가 여기에 있습니다.
전자 장치 자체는 5V에서 시작하지만 LED가 밝게 빛나려면 12V를 사용해야 합니다. 네트워크에서 강압 변압기 어댑터를 통해 안정기로 전원이 공급됩니다. 7805 , 엄격하게 5V의 전압을 형성합니다. 작은 녹색 원통형 배터리에주의하십시오. 소스 역할을합니다. 백업 전원, 220V 네트워크에 장애가 발생하는 경우 5V용으로 사용할 필요가 없습니다. 3.6V 리튬 이온 또는 Ni-MH 배터리로 충분합니다.
몸을 위해, 당신은 사용할 수 있습니다 다양한 재료- 목재, 플라스틱, 금속 또는 집에서 만든 시계의 전체 디자인을 산업용 완성 시계에 삽입합니다(예: 멀티미터, 튜너, 라디오 수신기 등). 우리는 플렉시 유리로 만들었습니다. 처리하기 쉽고 내부를 볼 수 있으므로 모든 사람이 볼 수 있습니다. 이 시계는 손으로 조립됩니다. 그리고 무엇보다 중요한 것은 바로 사용이 가능하다는 점:)
여기에서 회로도, PCB 레이아웃, PIC 펌웨어 및
