Diagrama esquemático de um relógio eletrônico com despertador em um microcontrolador:
Como pode ser visto no diagrama do relógio, é o único microcircuito utilizado neste dispositivo. Para um trabalho frequência do relógio um ressonador de quartzo de 4 MHz é usado. Para exibir a hora, são utilizados indicadores vermelhos com um ânodo comum, cada indicador consiste em dois dígitos com pontos decimais. No caso de usar um emissor piezo, o capacitor C1 - 100 microfarads pode ser omitido.
Você pode usar qualquer indicador com um ânodo comum, desde que cada dígito tenha seu próprio ânodo. Para que o relógio eletrônico seja claramente visível no escuro e de uma grande distância, tente escolher o ALS-ki maior.
O relógio é exibido dinamicamente. Neste momento específico, apenas um dígito é exibido, o que pode reduzir significativamente o consumo de corrente. Os ânodos de cada dígito são controlados por um microcontrolador PIC16F628A. Os segmentos de todos os quatro dígitos são conectados entre si e conectados aos terminais da porta MK por meio dos resistores limitadores de corrente R1 ... R8. Como o indicador acende muito rapidamente, a oscilação dos números torna-se imperceptível.
Para definir os minutos, horas e alarmes, são usados botões de pressão. O pino 10 é usado como saída para o sinal de alarme e uma cascata nos transistores VT1,2 é usada como amplificador. O emissor de som é um elemento piezoelétrico do tipo ZP. Para melhorar o volume, você pode colocar um pequeno alto-falante.
O relógio é alimentado por uma fonte estabilizada de 5V. Também pode ser operado por bateria. O relógio tem 9 modos de exibição. A transição entre os modos é realizada usando os botões "+" e "-". Antes de exibir as próprias indicações, uma breve dica do nome do modo é exibida nos indicadores. A duração da saída da dica é de um segundo.
Com o botão "Correção", o relógio - despertador muda para o modo de configuração. Nesse caso, um prompt curto é exibido por meio segundo, após o qual o valor corrigido começa a piscar. A correção das indicações é realizada pelos botões "+" e "-". Quando o botão é pressionado por muito tempo, o modo de repetição automática é ativado, com uma determinada frequência. Todos os valores, exceto horas, minutos e segundos, são gravados na EEPROM e restaurados após desligar - ligar a energia.
Se nenhum dos botões for pressionado dentro de alguns segundos, o relógio eletrônico muda para o modo de exibição das horas. Ao pressionar o botão "On / Off", o despertador é ligado ou desligado, esta ação é confirmada por um som curto. Quando o despertador está ligado, o ponto no dígito de ordem inferior do indicador acende. Pensei onde prender o relógio na cozinha, e resolvi montar direto no fogão a gás :) O material foi enviado pela in_sane.
Discuta o artigo RELÓGIO ELETRÔNICO DESPERTADOR
Conceito de relógio com grandes números
Estruturalmente, o dispositivo consistirá em duas placas - uma acima da outra. A primeira placa é uma matriz de leds que formam os dígitos das horas e minutos, a segunda é a parte de potência (controle dos leds), lógica e potência. Este design tornará o relógio mais compacto (sem caixa de cerca de 22 cm x 9 cm, 4-5 cm de espessura) + permitirá aparafusar a matriz para outro projeto se algo der errado.
A seção de potência será baseada no driver UL2003 e nas chaves do transistor. Lógica - em Atmega8 e DS1307. Fonte de alimentação: 220V - transformador; lógica 5V (via 7805), seção de potência - 12V (via LM2576ADJ). Separadamente, haverá uma cama para uma bateria de 3V para alimentação autônoma do relógio em tempo real - DS1307.
Estou pensando em usar Atmega8 e DS1307 (pretendo pendurar o relógio embaixo do teto, para que em caso de falta de energia não tenha que passar pelas configurações toda vez), porém, o layout da placa irá sugerir que o dispositivo pode funcionar sem o DS1307 (pela primeira vez, ou talvez para sempre - que sucesso).
Assim, dependendo da configuração, o algoritmo de operação do programa relógio será o seguinte:
Atmega8- contador de tempo. Trabalhe em um ciclo sem pausas: consultando o teclado, ajustando a hora (se necessário), exibindo 4 dígitos e um separador.
Atmega8+DS1307. Trabalhe em um ciclo sem pausas: consultando o teclado, ajustando a hora do DS1307 (se necessário), lendo a hora do DS1307, exibindo 4 dígitos e um separador. Ou outra opção - lendo do DS1307 em um cronômetro, o resto no ciclo (não sei como melhor ainda).
O segmento consiste em 4 LEDs vermelhos conectados em série. Um dígito - 7 segmentos com um ânodo comum. Não pretendo separar os segmentos com o padrão oito, como é feito nos indicadores convencionais.
Parte de energia do relógio
A parte de energia do relógio é construída no driver UL2003 e nos interruptores de transistor VT1 e VT2.
UL2003 é responsável por controlar os segmentos do indicador, as teclas são para controlar os dígitos.
O separador separado de hora e minuto (sinal K8) é controlado separadamente.
Os segmentos, dígitos e separador são controlados pelo microcontrolador, fornecendo um potencial positivo (ou seja, fornecendo + 5V) para K1-K8, Z1-Z4.
A sinalização para segmentos e descargas deve ser realizada de forma síncrona e com certa frequência para fornecer saída dinâmica de informações (horas e minutos).
Como um transistor VT1 (BCP53), você pode usar o transistor BCP52.
Esquema da parte de potência do relógio com números grandes
Placa de circuito impresso para display de sete segmentos para relógios com números grandes
Como eu disse anteriormente, estruturalmente, o relógio será composto por duas placas de circuito impresso - uma placa indicadora + lógica e uma seção de energia.
Vamos começar com design e fabricação placa de circuito impresso indicador.
Desenvolvimento de placa de circuito impresso para indicador de sete segmentos para relógios com números grandes
A placa de circuito impresso do indicador de sete segmentos para relógios com números grandes no formato "lay" encontra-se no final do artigo, nos arquivos anexos. Você pode ler sobre a tecnologia de fabricação de placas de circuito impresso usando o método LUT.
Se você fez tudo certo, o PCB finalizado ficará mais ou menos assim.
Placa de circuito impresso pronta de um indicador de sete segmentos para relógios com números grandes
Montagem do indicador de sete segmentos
Como a placa indicadora é dupla face, a primeira coisa a fazer é fazer as vias. Eu faço isso com as pernas de peças desnecessárias - eu as enfio nos orifícios e as soldo em ambos os lados. Quando todas as transições são concluídas, eu as limpo com uma lima pequena e plana - fica muito limpo e bonito.
O próximo passo, na verdade, é a montagem do indicador. Por que precisamos de um pacote de LEDs vermelhos (verde, branco, azul). Por exemplo, eu peguei isso.
Ao instalar diodos, não esqueça que estamos fazendo um indicador com um ânodo comum - ou seja, Os diodos "+" devem ser conectados juntos. Ânodos PCB comuns são grandes pedaços de cobre. Certifique-se de prestar atenção ao ânodo do ponto de separação.
Finalmente, após 2 horas trabalho meticuloso deve ficar assim:
A parte digital do relógio
Montaremos a parte digital do relógio com grandes números de acordo com o esquema:
Esquema de relógio com grandes números
O esquema do relógio é bastante transparente, então não vejo sentido em explicar como ele funciona. A placa de circuito impresso em formato *.lay pode ser baixada no final do artigo. Observo que a placa de circuito impresso é projetada principalmente para peças de montagem em superfície.
Então, a base do elemento que usei:
1. Ponte de diodo DFA028 (qualquer montagem de superfície compacta serve);
2. Reguladores de tensão LM2576ADJ no pacote D2PAK, 78M05 no pacote HSOP3-P-2.30A;
3. Chaves de transistor BCP53 (pacote SOT223) e BC847 (pacote SOT23);
4. Microcontrolador Atmega8 (TQFP);
5. Relógio em tempo real DS1307 (SO8);
6. Alimentação 14V 1,2A de algum aparelho antigo;
7. As demais partes - qualquer tipo, tamanho adequado para instalação em uma placa de circuito impresso.
Obviamente, se você quiser usar outros pacotes de peças, precisará fazer algumas alterações no PCB.
Preste atenção aos valores de resistência R3 e R4 - eles devem ser exatamente os indicados no diagrama - nem mais, nem menos. Isso é feito para fornecer exatamente 12V na saída do regulador de tensão LM2576ADJ. Se mesmo assim não for possível encontrar esses valores de resistor, o valor da resistência R4 pode ser calculado pela fórmula:
R4=R3(12/1.23-1) ou R4=8.76R3
Montagem da parte digital. Versão 1, sem DS1307
Se, na fabricação da placa de circuito do relógio, você seguiu as recomendações descritas em, então é desnecessário lembrar que a placa de circuito impresso deve ser perfurada antes da montagem, todos os curtos-circuitos visíveis nela são eliminados e a placa é coberto com resina líquida? Então começamos a montar o relógio.
Recomendo começar pela montagem da fonte de alimentação e só depois proceder com a instalação da parte digital. isto recomendação geral para auto-montagem de dispositivos. Por quê? Só porque se a fonte de alimentação for montada com erro, você pode queimar toda a eletrônica de baixa tensão que deveria ser alimentada por esta fonte de alimentação.
Se tudo for feito corretamente, a fonte de alimentação deve funcionar imediatamente. Verificamos a montagem da fonte de alimentação - medimos a tensão nos pontos de controle.
A figura mostra os pontos de teste onde a tensão de alimentação deve ser verificada. Se a tensão corresponder à declarada, você pode começar a montar a parte digital do relógio. Caso contrário, verificamos a instalação e o desempenho dos elementos da fonte de alimentação.
Pontos de verificação e valores de tensão para a fonte de alimentação do relógio
Após a verificação da fonte de alimentação, procedemos à montagem da parte digital do relógio - instalamos todos os outros elementos na placa de circuito impresso. Verificamos se há curtos-circuitos, especialmente nas pernas do microcontrolador Atmega e do driver UL2003.
Observe que estamos montando o relógio SEM instalar o relógio DS1307 em tempo real, porém, toda a fiação deste microcircuito deve ser concluída. No futuro, se necessário, isso nos poupará tempo para finalizar o relógio para a segunda versão, onde ainda será usado um relógio de tempo real separado e independente no DS1307.
Pré-verificação do microcontrolador ATMEGA8
Para verificar a exatidão e o desempenho do microcontrolador, precisamos:
1. Programador, por exemplo.
2. para programação em circuito do microcontrolador.
3. Programa AVRDUDESHELL.
Conecte a placa do relógio ao cabo de dados. Conecte o cabo de dados ao programador. Programmer para o computador no qual o programa AVRDUDESHELL está instalado. Não conecte a placa do relógio a uma fonte de alimentação de 220V.
Se houver problemas ao ler os fusíveis - verifique a instalação - talvez em algum lugar haja curto circuito ou "não se perca". Outra dica - talvez o microcontrolador esteja no modo de programação de baixa velocidade, basta mudar o programador para este modo (
Há pouco tempo, havia a necessidade de ter um relógio em casa, mas apenas eletrônico, já que não gosto de relógios analógicos, porque eles funcionam. Tenho bastante experiência em circuitos de solda e gravação. Depois de vasculhar a Internet e ler alguma literatura, decidi escolher o mais um circuito simples porque não preciso de despertador.
Vamos começar, então o que precisamos para fazer um relógio com nossas próprias mãos? Bem, claro, mãos, capacidade (nem mesmo ótima) de ler circuitos, ferro de solda e detalhes. Aqui está uma lista completa do que eu usei:
Quartzo a 10 MHz - 1 peça, microcontrolador ATtiny 2313, resistores de 100 Ohm - 8 peças, 3 peças. 10 kOhm, 2 capacitores de 22 pF, 4 transistores, 2 botões, indicador LED KEM-5641-ASR de 4 bits (RL-F5610SBAW/D15). Realizei a instalação em um textolite unilateral.
Mas há uma falha neste esquema.: as saídas do microcontrolador (doravante MK), responsáveis pelo gerenciamento das descargas, recebem uma carga bastante decente. A corrente no valor total é muito maior que a corrente máxima da porta, mas com uma indicação dinâmica, o MK não tem tempo de superaquecer. Para que o MK não falhe, adicionamos resistores de 100 Ohm aos circuitos de descarga.
Nesse esquema, o indicador é controlado de acordo com o princípio da indicação dinâmica, segundo o qual os segmentos do indicador são controlados por sinais das saídas correspondentes do MC. A frequência de repetição desses sinais é superior a 25 Hz e, por isso, o brilho dos números indicadores parece ser contínuo.
Relógio eletrônico, feito de acordo com o esquema acima, só pode mostrar o tempo (horas e minutos), enquanto os segundos são mostrados por um ponto entre os segmentos que está piscando. Para controlar o modo de operação do relógio, sua estrutura fornece interruptores de botão que controlam a configuração de horas e minutos. Este circuito é alimentado por uma fonte de alimentação de 5V. Na fabricação da placa de circuito impresso foi incluído no circuito um diodo zener de 5V.
Como tenho uma fonte de alimentação de 5V, excluí o diodo zener do circuito.
Para fazer uma placa, um circuito foi aplicado usando um ferro. Ou seja, o circuito impresso foi impresso em impressora a jato de tinta em papel brilhante, pode ser retirado de revistas modernas de papel brilhante. Depois disso, o textolite das dimensões necessárias foi cortado. Eu tenho o tamanho 36 * 26 mm. Um tamanho tão pequeno devido ao fato de que todos os detalhes são selecionados em Gabinete SMD.
A placa foi atacada usando cloreto férrico (FeCl 3 ). Em termos de tempo, a gravura demorou cerca de uma hora, visto que o banho pago era na lareira, aquecer afeta o tempo de corrosão, não é usado cobre na placa. Mas não exagere na temperatura.
Enquanto o processo de gravação estava acontecendo, para não quebrar a cabeça e não escrever o firmware do relógio, fui à Internet e encontrei um firmware para esse esquema. Como atualizar o MK também pode ser encontrado na Internet. Usei um programador que só flasheia MK do ATMEGA.
E, finalmente, nossa placa está pronta e podemos começar a soldar nosso relógio. Para soldar é necessário um ferro de solda de 25 W com ponta fina para não queimar o MK e demais peças. Realizamos a soldagem com cuidado e de preferência desde a primeira vez que soldamos todas as pernas do MK, mas apenas separadamente. Para quem não conhece, saiba que as peças confeccionadas no pacote SMD possuem estanho em seus terminais para solda rápida.
E é assim que a placa fica com as peças soldadas.
Nisso instruções passo a passo dizer-lhe como fazê-lo Relógio de parede com suas próprias mãos.
Recursos do relógio:
O que usei para relógio eletrônico de parede com números grandes.
Eletrônicos:
O custo total da eletrônica: 900 rublos.
Outros materiais:
Além de diversas ferramentas.
Imprima o molde e corte as listras com estilete (como na segunda foto)
Usando o molde digital, corte o papelão no tamanho certo (lembre-se de deixar espaço para os pontos entre as horas e os minutos)
Se suas tiras de LED vierem com conectores em cada extremidade (como a minha), desconecte o conector e corte-as em 3 pedaços.
Cole usando o modelo faixa de led em papelão.
Isso não é obrigatório, mas usei um lápis para marcar onde as fitas de LED devem ser colocadas.
Muito mais conveniente para colá-los quando você vê forma final. Graças a isso, notei que deixei muito espaço para pontos entre os números e corrigi a tempo.
Agora começa o longo processo de soldagem.
Solde a faixa de LED para formar uma faixa contínua. Preste atenção na ordem de soldagem das tiras da foto. Para os pontos, usei um pedaço de fita adesiva, que fechei com fita adesiva no meio.
Cores que escolhi:
Tentei desenhar no Fritzing mas não consegui encontrar todos os detalhes 🙁
Então, na primeira foto, o esquema elétrico, e na segunda, como fica para mim.
Antes de carregar o código (com o qual não tenho nada a ver), não se esqueça de instalar a biblioteca FastLED.
Se tudo funcionar bem, os LEDs devem percorrer as cores. Se estiver com problemas, verifique primeiro a junta de solda.
arquivos
Depois de algum tempo, consegui fazer um relógio que me agrade completamente. No entanto, todos encontrarão por si mesmos o que pode ser melhorado.
O código está bem comentado, então não deve haver problemas com ele.
Todas as mensagens de depuração também são comentadas.
Para alterar a cor utilizada, deve-se alterar a variável na linha 22 (int ledColor = 0x0000FF; // Cor utilizada (em hex)). Você pode encontrar a lista de cores na parte inferior desta página.
Para aqueles que são pelo menos um pouco versados em microcontroladores, e também querem criar uma interface simples e dispositivo útil para a casa, nada melhor do que montar com indicadores de LED. Tal coisa pode decorar o seu quarto, ou pode ser um presente artesanal único, do qual adquirirá valor adicional. O circuito funciona como um relógio e como um termômetro - os modos são alternados por um botão ou automaticamente.
microcontrolador PIC18F25K22 cuida de todo o processamento de dados e tempo, e ULN2803A resta coordenar suas saídas com LED indicador. chip pequeno DS1302 funciona como um temporizador para segundos sinais precisos, sua frequência é estabilizada por um ressonador de quartzo padrão de 32768 Hz. Isso complica um pouco o design, mas você não precisa ajustar e corrigir constantemente a hora, que inevitavelmente se atrasará ou se apressará se você se virar com um ressonador de quartzo desafinado aleatório de alguns MHz. Esse relógio é mais um brinquedo simples do que um cronômetro preciso de alta qualidade.
Se necessário, os sensores de temperatura podem ser localizados longe da unidade principal - eles são conectados a ela com um cabo de três fios. No nosso caso, um sensor de temperatura está instalado na unidade e o outro está localizado fora, em um cabo de cerca de 50 cm de comprimento, quando experimentamos o cabo de 5 m também funcionou perfeitamente.
O mostrador do relógio é composto por quatro grandes indicadores digitais de LED. Eles eram originalmente cátodo comum, mas mudaram para ânodo comum na versão final. Você pode colocar qualquer outro, basta selecionar os resistores limitadores de corrente R1-R7 com base no brilho necessário. Era possível colocá-lo em uma placa comum com a parte eletrônica do relógio, mas é muito mais versátil - de repente você quer colocar um indicador de LED bem grande para que possam ser vistos a longa distância. Um exemplo de tal design de um relógio de rua está aqui.
A própria eletrônica começa com 5 V, mas para um brilho intenso dos LEDs, você precisa usar 12 V. Da rede, a energia é fornecida por meio de um adaptador de transformador abaixador para o estabilizador 7805 , que forma uma tensão estritamente de 5 V. Preste atenção em uma pequena bateria cilíndrica verde - ela serve como fonte energia de reserva, caso falhe a rede de 220 V. Não é necessário levar para 5 V - basta uma bateria de íon de lítio de 3,6 volts ou Ni-MH.
Para o corpo, você pode usar vários materiais- madeira, plástico, metal ou incorporar todo o design de um relógio caseiro em um industrial acabado, por exemplo, de um multímetro, sintonizador, receptor de rádio e assim por diante. Fizemos em plexiglass, porque é fácil de processar, permite ver o interior, para que todos possam ver - este relógio é montado à mão. E, o mais importante, estava disponível :)
Aqui você pode encontrar todos os detalhes necessários do projeto de relógio digital caseiro proposto, incluindo esquemas, layout de PCB, firmware PIC e
