Site Loader

Содержание

Схема часов с светодиодной индикацией » Паятель.Ру


Большинство электронных часов с светящимися индикаторами, производимых в России, построены на основе микросхемы КР145ИК1901 или на аналогичных ей микросхемах. Существует немало радиолюбительских разработок часов и таймеров на её основе. Микросхема удобна тем, что она в одном корпусе содержит полную часовую схему с двумя независимыми выходами будильников.


При включении по типовой схеме из числа внешних элементов требуется только электролюминесцентный индикатор, а также набор кнопок, кварцевый резонатор и несколько резисторов и конденсаторов.

При всех достоинствах, данная микросхема имеет существенный недостаток — она предназначена для работы только с электролюминесцентным индикатором, и по этому ей требуется источник питания напряжением 27 В. Столь высокое напряжение питания сужает область применения часов до варианта питающегося от электросети. Для того, чтобы такие часы можно было питать от других источников (например автомобильной бортовой сети) требуется дополнять схему импульсным преобразователем напряжения.

Изучение схем и функционирования нескольких различных часов, построенных на основе этой микросхемы, позволило сделать вывод, что микросхема КР145ИК1901 сохраняет работоспособность при понижении напряжения питания до 8 В, но при этом не работает индикатор, поскольку на его аноды необходимо подавать напряжение не ниже 20 В. Именно этот режим, в некоторых часах используется для обеспечения хода часов за счет резервной батарейки на 9 В при отключении сетевого напряжения.

Всвязи с этим возникла идея заменить электролюминесцентный индикатор на матрицу из четырех светодиодных семисегментных индикаторов. Анализ логических уровней на выходах микросхемы для подключения индикатора, при напряжении питания 12В, показал, что на этих выходах имеются слабые логические сигналы, уровни которых изменяются от нуля до напряжения питания.

При том ток, который могут развивать эти выходы оказывается очень небольшим (до 0,2-0,5mA), что не дало возможности подключить светодиодные индикаторы непосредственно к выходам микросхемы. Для того, чтобы это можно было сделать, было решено уровни с выходов сегментов индикации подать на базы транзисторных ключей через резисторы большого сопротивления (150 кОм).

А катоды светодиодов семисегментных индикаторов подключить к коллекторам этих транзисторов без токоограничительных резисторов. В результате такого включения базовый ток транзистора получается минимальным и не нагружает высокоомный выход микросхемы. Сам транзистор при включении светодиода открывается не полностью и его переход выполняет роль токоограничительного сопротивления.

Уровни с выходов опроса динамической индикации, которые по типовой схеме поступают на сетки элекролюминесцентного индикатора, в данном случае были поданы на входы инверторов микросхемы К561ЛЕ2, а к её выходам были подключены транзисторные ключи на транзисторах структуры P-N-P для переключения разрядов индикации.

Принципиальная схема такого варианта электронных часов показана на рисунке. Управление производится кнопками «Т» («Время»), «К» («Коррекция»), «Ч» («Часы»), «М» («Минуты»). Кнопки установки будильников, в данной схеме не используются. Тактовая частота задается кварцевым резонатором Q1.

Сигналы с сегментных выходов КР145ИК1901 — A…G поступают на входы транзисторных усилителей на VT1-VT7, в коллекторной цепи которых включены сегментные входы индикаторной матрицы составленной из индикаторов Н1-Н4 (одноименные сегментные выводы этих индикаторов соединены вместе, а выводы питания — 14, используются для динамического опроса).

Уровни с выходов разрядов 1Р…4Р поступают на входы инверторов микросхемы D2, которые, также выполняют роль усилителей. С выходов этих инверторов сигналы поступают на базы транзисторных ключей на VT8-VT11, которые по сигналам динамического опроса индикации переключают индикаторы Н1-Н4. Испытания показали, что такая схема нормально работает в диапазоне питающих напряжений 10-15В.

Печатная плата не разрабатывалась, поскольку данная конструкция носила чисто экспериментальный характер и была смонтирована объемным способом на макетной печатной плате.

При необходимости ввести будильники, нужно дополнить схему еще двумя кнопками «Буд.1» и «Буд.2», первую из которых подключить между выводами 47 и 42 D1, а вторую между выводами 46 и 42 D1. Управляющие сигналы для включения исполнительного устройства будильника нужно снимать с выводов 27 и 28 D1.

Отключать индикацию можно при помощи выключателя или электронного ключа, включенного в разрыв проводника, идущего от точки соединения эмиттеров VT8-VT11 до источника питания.

ЧАСЫ ДЛЯ УЛИЦЫ НА СВЕТОДИОДАХ

   Ранее мной были опубликованы на сайте Большие уличные часы с динамической индикацией. По работе часов претензий нет: точный ход, удобные настройки. Но один большой минус — в дневное время плохо видно светодиодные индикаторы. Для решени проблемы перешёл на статическую индикацию и более яркие светодиоды. Как всегда в программном обеспечение огромное спасибо Soir. В общем предлагаю вашему вниманию большие уличные часы со статической индикацией, функции настройки остались как и в прежних часах.

   В них два дисплея — основной (снаружи на улице) и вспомогательный на индикаторах SA15-11 SRWA — в помещении, на корпусе прибора. Высокая яркость достигается применением ультраярких светодиодов AL-103OR3D-D, с рабочим током 50мА, и микросхем-драйверов tpic6b595dw.

Схема электронных часов для улицы на ярких светодиодах

   Для прошивки контроллера скачайте архив с файлами и используйте следующие настроки фузов:

   Печатные платы часов, блока управления и внешнего модуля, в формате LAY, находятся тут.

   Особенности данной схемы часов:

— Формат отображения времени 24-х часовый.
— Цифровая коррекция точности хода.
— Встроенный контроль основного источника питания.

— Энергонезависимая память микроконтроллера.
— Имеется термометр, измеряющий температуру в диапазоне -55 — 125 градусов.
— Возможен поочередный вывод информации о времени и температуре на индикатор.

   Нажатие на кнопку SET_TIME переводит индикатор по кругу из основного режима часов (отображение текущего времени). Во всех режимах удержанием кнопок PLUS/MINUS производится ускоренная установка. Изменения настроек через 10 секунд от последнего изменения значения запишутся в энергонезависимую память (EEPROM) и будут считаны оттуда при повторном включении питания.

   Ещё один большой плюс предложенного варианта — изменилась яркость, теперь в солнечную погоду яркость прекрасная. Уменьшилась количество проводов с 14 до 5. Длина провода до основного (уличного) дисплея — 20 метров. Работой электронных часов доволен, получились полнофункциональные часы — и днем, и ночью. С Уважением, Soir–Александрович.

Originally posted 2019-07-23 00:14:03. Republished by Blog Post Promoter

Часы со светодиодной индикацией своими руками. Большие светодиодные часы

Еще в юности мне хотелось собрать электронные часы. Мне казалось, что собрать часы, это было вершиной мастерства. В итоге я собрал часы с календарем и будильником на серии К176. Сейчас они уже морально устарели и мне захотелось собрать что-нибудь более современное. После долгих поисков по интернету (никогда не думал, что мне так трудно угодить;)) понравилась эта схема. Отличие от приведенной схемы в том, что не используется редкая микросхема
ТРIC6В595
, а ее составной и более мощный аналог на микросхемах 74HC595 и ULN2003 . Исправления в схеме приведены ниже.



Схема электронных LED часов бегущая строка

Автор схемы уважаемый ОLED , прошивка тоже его. Часы индицируют текущее время, год, месяц и день недели а также температуру на улице и внутри дома бегущей строкой. Имеют 9 независимых будильников. Имеется возможность подстройки (коррекции) хода +- минуту в сутки, выбор скорости бега строки, смена яркости свечения светодиодов, в зависимости от времени суток.

При пропадании электричества, часы питаются либо от ионистора (емкости 1 Фарад хватает на 4 суток хода), либо от батарейки. Кому что по душе, плата рассчитана на установку того и другого. Имеют очень удобное и понятное меню управления (все управления производится всего двумя кнопками). В часах использованы следующие детали (все детали в СМД корпусах):

Микроконтролер АтМЕГА 16А


Сдвиговый регистр 74HC595


Микросхема ULN2803 (восемь ключей Дарлингтона)


Датчики температуры DS18B20 (устанавливаются по желанию)


25 резисторов на 75 Ом (типономинала 0805)


3 резистора 4.7кОм


2 резистора 1.5 кОм


1 резистор 3.6 кОм


6 СМД конденсаторов емкостью 0.1 мкф


1 конденсатор на 220 мкф


Часовой кварц на частоту 32768 герц.


Матрицы3 штуки марки 23088-АSR 60х60 мм — общий катод


Бузер любой на 5 вольт.



Плата печатная электронных LED часов бегущая строка

Для жителей Украины подскажу, матрицы есть в магазине Луганского радиомаркета. Преимущества часов перед другими аналогичными устройствами это минимум деталей и высокая повторяемость. Светодиодные часы начинают работать сразу после прошивки, если конечно отсутствуют косяки в монтаже. Прошивается микроконтроллер внутрисхемно, для этого на плате предусмотрены специальные выводы. Я прошивал программой Понипрог. Скрины фьюзов для программ

понипрог и AVR приведены ниже, также выложены файлы прошивки на украинском и русском языке, кому что роднее.


Если Вам не нужны датчики температуры, то их можно не устанавливать. Часы автоматически распознают подключение датчиков, и если один или оба датчика отсутствуют, то устройство просто перестаёт отображать температуру (если отсутствует один датчик, то не отображается температура на улице, если оба — то не отображается температура вообще).

Самодельный корпус для LED часов

Для демонстрации работы часов приведено видео, оно не высокого качества, поскольку снималось фотоаппаратом, но уж какое есть.

Видеоролик работы часов


Собрано уже четыре экземпляра данных часов, дарю каждый на день рождения родственникам. И всем они очень понравились. Если вам тоже захотелось собрать эти часы и у вас возникли вопросы, милости прошу на наш форум. С уважением, Войтович Сергей (Сергей-7 8 ).

Обсудить статью ЧАСЫ ЭЛЕКТРОННЫЕ СВЕТОДИОДНЫЕ

Привет, geektimes! В первой части статьи были рассмотрены принципы получения точного времени на самодельных часах. Пойдем дальше, и рассмотрим, как и на чем это время лучше выводить.

Итак, у нас есть некая платформа (Arduino, Raspberry, PIC/AVR/STM-контроллер, etc), и стоит задача подключить к нему некую индикацию. Есть множество вариантов, которые мы и рассмотрим.

Сегментная индикация

Тут все просто. Сегментный индикатор состоит из обычных светодиодов, которые банально подключаются к микроконтроллеру через гасящие резисторы.

Осторожно, траффик!

Плюсы: простота конструкции, хорошие углы обзора, невысокая цена.
Минус: количество отображаемой информации ограничено.
Конструкции индикаторов бывают двух видов, с общим катодом и общим анодом, внутри это выглядит примерно так (схема с сайта производителя).

Есть 1001 статья как подключить светодиод к микроконтроллеру, гугл в помощь. Сложности начинаются тогда, когда мы захотим сделать большие часы — ведь смотреть на мелкий индикатор не особо удобно. Тогда нам нужны такие индикаторы (фото с eBay):

Они питаются от 12В, и напрямую от микроконтроллера просто не заработают. Тут нам в помощь приходит микросхема CD4511 , как раз для этого предназначенная. Она не только преобразует данные с 4-битной линии в нужные цифры, но и содержит встроенный транзисторный ключ для подачи напряжения на индикатор. Таким образом, нам в схеме нужно будет иметь «силовое» напряжение в 9-12В, и отдельный понижающий преобразователь (например L7805) для питания «логики» схемы.

Матричные индикаторы

По сути, это те же светодиоды, только в виде матрицы 8х8. Фото с eBay:

Продаются на eBay в виде одиночных модулей либо готовых блоков, например по 4 штуки. Управление ими весьма просто — на модулях уже распаяна микросхема MAX7219 , обеспечивающая их работу и подключение к микроконтроллеру с помощью всего лишь 5 проводов. Для Arduino есть много библиотек, желающие могут посмотреть код.
Плюсы: невысокая цена, хорошие углы обзора и яркость.
Минус: невысокое разрешение. Но для задачи вывода времени вполне достаточно.

ЖК-индикаторы

ЖК-индикаторы бывают графические и текстовые.

Графические дороже, однако позволяют выводить более разнообразную информацию (например график атмосферного давления). Текстовые дешевле, и с ними проще работать, они также позволяют выводить псевдографику — есть возможность загружать в дисплей пользовательские символы.

Работать с ЖК-индикатором из кода несложно, но есть определенный минус — индикатор требует много управляющих линий (от 7 до 12) от микроконтроллера, что неудобно. Поэтому китайцы придумали совместить ЖК-индикатор с i2c-контроллером, получилось в итоге очень удобно — для подключения достаточно всего 4х проводов (фото с eBay).


ЖК-индикаторы достаточно дешевые (если брать на еБее), крупные, их просто подключать, и можно выводить разнообразную информацию. Единственный минус это не очень большие углы обзора.

OLED-индикаторы

Являются улучшенным продолжением предыдущего варианта. Варьируются от маленьких и дешевых с диагональю 1.1″, до больших и дорогих. Фото с eBay.

Собственно, хороши всем кроме цены. Что касается мелких индикаторов, размером 0.9-1.1″, то (кроме изучения работы с i2c) какое-то практическое применение им найти сложно.

Газоразрядные индикаторы (ИН-14, ИН-18)

Эти индикаторы сейчас весьма популярны, видимо из-за «теплого лампового звука света» и оригинальности конструкции.


(фото с сайта nocrotec.com)

Схема их подключения несколько сложнее, т.к. эти индикаторы для зажигания используют напряжение в 170В. Преобразователь из 12В=>180В может быть сделан на микросхеме MAX771 . Для подачи напряжения на индикаторы используется советская микросхема К155ИД1 , которая специально для этого и была создана. Цена вопроса при самостоятельном изготовлении: около 500р за каждый индикатор и 100р за К155ИД1, все остальные детали, как писали в старых журналах, «дефицитными не являются». Основная сложность тут в том, что и ИН-хх, и К155ИД1, давно сняты с производства, и купить их можно разве что на радиорынках или в немногих специализированных магазинах.

С индикацией мы более-менее разобрались, осталось решить, какую аппаратную платформу лучше использовать. Тут есть несколько вариантов (самодельные я не рассматриваю, т.к. тем кто умеет развести плату и припаять процессор, эта статья не нужна).

Arduino

Самый простой вариант для начинающих. Готовая плата стоит недорого (около 10$ на eBay с бесплатной доставкой), имеет все необходимые разъемы для программирования. Фото с eBay:

Под Arduino есть огромное количество разных библиотек (например для тех же ЖК-экранов, модулей реального времени), Arduino аппаратно совместима с различными дополнительными модулями.
Главный минус: сложность отладки (только через консоль последовательного порта) и довольно-таки слабый по современным меркам процессор (2КБайт RAM и 16МГц).
Главный плюс: можно сделать много чего, практически не заморачиваясь с пайкой, покупкой программатора и разводкой плат, модули достаточно соединить друг с другом.

32-разрядные процессоры STM

Для тех кто захочет что-то помощнее, есть готовые платы с процессорами STM, например плата с STM32F103RBT6 и TFT-экраном. Фото с eBay:

Здесь мы уже имеем полноценную отладку в полноценной IDE (из всех разных мне больше понравилась Coocox IDE), однако понадобится отдельный программатор-отладчик ST-LINK с разъемом JTAG (цена вопроса 20-40$ на eBay). Как вариант, можно купить отладочную плату STM32F4Discovery, на которой этот программатор уже встроен, и его можно использовать отдельно.

Raspberry PI

И наконец, для тех кто хочет полной интеграции с современным миром, есть одноплатные компьютеры с Linux, всем уже наверное известные Raspberry PI. Фото с eBay:

Это полноценный компьютер с Linux, гигабайтом RAM и 4х-ядерным процессором на борту. С краю платы выведена панель из 40 пинов, позволяющая подключать различную периферию (пины доступны из кода, например на Python, не говоря о C/C++), есть также стандартный USB в виде 4х разъемов (можно подключить WiFi). Так же есть стандартный HDMI.
Мощности платы хватит к примеру, не только чтобы выводить время, но и чтобы держать HTTP-сервер для настройки параметров через web-интерфейс, подгружать прогноз погоды через интернет, и так далее. В общем, простор для полета фантазии большой.

С Raspberry (и процессорами STM32) есть одна единственная сложность — ее пины используют 3-вольтовую логику, а большинство внешних устройств (например ЖК-экраны) работают «по старинке» от 5В. Можно конечно подключить и так, в принципе заработает, но это не совсем правильный метод, да и испортить плату за 50$ как-то жалко. Правильный способ — использовать «logic level converter», который на eBay стоит всего 1-2$.
Фото с eBay:

Теперь достаточно подключить наше устройство через такой модуль, и все параметры будут согласованы.

ESP8266

Способ скорее экзотический, но довольно-таки перспективный в силу компактности и дешевизны решения. За совсем небольшие деньги (около 4-5$ на eBay) можно купить модуль ESP8266, содержащий процессор и WiFi на борту.
Фото с eBay:

Изначально такие модули предназначались как WiFi-мост для обмена по serial-порту, однако энтузиастами было написано множество альтернативных прошивок, позволяющих работать с датчиками, i2c-устройствами, PWM и пр. Гипотетически вполне возможно получать время от NTP-сервера и выводить его по i2c на дисплей. Для тех кто хочет подключить много различной периферии, есть специальные платы NodeMCU с большим числом выводов, цена вопроса около 500р (разумеется на eBay):

Единственный минус — ESP8266 имеет очень мало памяти RAM (в зависимости от прошивки, от 1 до 32КБайт), но задача от этого становится даже интересней. Модули ESP8266 используют 3-вольтовую логику, так что вышеприведенный конвертор уровней тут также пригодится.

На этом вводный экскурс в самодельную электронику можно закончить, автор желает всем удачных экспериментов.

Я в итоге остановился на использовании Raspberry PI с текстовым индикатором, настроенным на работу с псевдографикой (что вышло дешевле чем графический экран той же диагонали). Сфоткал экран настольных часов во время написания этой статьи.

Часы выводят точное время, взятое из Интернета, и погоду которая обновляется с Яндекса, все это написано на Python, и вполне работает уже несколько месяцев. Параллельно на часах запущен FTP-сервер, что позволяет (вкупе с пробросом портов на роутере) обновить на них прошивку не только из дома, но и из любого места где есть Интернет. Как бонус, ресурсов Raspberry в принципе хватит и для подключения камеры и/или микрофона с возможностью удаленного наблюдения за квартирой, или для управлением различными модулями/реле/датчиками. Можно добавить всякие «плюшки», типа светодиодной индикации о пришедшей почте, и так далее.

PS: Почему eBay?
Как можно было видеть, для всех девайсов приводились цены или фото с ебея. Почему так? К сожалению, наши магазины часто живут по принципу «за 1$ купил, за 3$ продал, на эти 2 процента и живу». В качестве простого примера, Arduino Uno R3 стоит (на момент написания статьи) 3600р в Петербурге, и 350р на eBay с бесплатной доставкой из Китая. Разница действительно на порядок, безо всяких литературных преувеличений. Да, придется подождать месяц чтобы забрать посылку на почте, но такая разница в цене думаю, того стоит. Но впрочем, если кому-то надо прямо сейчас и срочно, то наверно и в местных магазинах есть выбор, тут каждый решает сам.

На фото прототип, собранный мной для отладки программы, которая будет управлять всем этим хозяйством. Вторая arduino nano в верхнем правом углу макетки не относится к проекту и торчит там просто так, внимание на нее можно не обращать.

Немного о принципе работы: ардуино берет данные у таймера DS323, перерабатывает их, определяет уровень освещенности с помощью фоторезистора, затем все посылает на MAX7219, а она в свою очередь зажигает нужные сегменты с нужной яркостью. Так же с помощью трех кнопок можно выставить год, месяц, день, и время по желанию. На фото индикаторы отображают время и температуру, которая взята с цифрового термодатчика

Основная сложность в моем случае — это то, что 2.7 дюймовые индикаторы с общим анодом, и их надо было во первых как то подружить с max7219, которая заточена под индикаторы с общим катодом, а во вторых решить проблему с их питанием, так как им нужно 7,2 вольта для свечения, чего одна max7219 обеспечить не может. Попросив помощи на одном форуме я получил таки ответ.

Решение на скриншоте:


К выходам сегментов из max7219 цепляется микросхемка , которая инвертирует сигнал, а к каждому выводу, который должен подключаться к общему катоду дисплея цепляется схемка из трех транзисторов, которые так же инвертируют его сигнал и повышают напряжение. Таким образом мы получаем возможность подключить к max7219 дисплеи с общим анодом и напряжением питания более 5 вольт

Для теста подключил один индикатор, все работает, ничего не дымит

Начинаем собирать.

Схему решил разделить на 2 части из-за огромного количества перемычек в разведенном моими кривыми лапками варианте, где все было на одной плате. Часы будут состоять из блока дисплея и блока питания и управления. Последний было решено собрать первым. Эстетов и бывалых радиолюбителей прошу не падать в обморок из-за жестокого обращения с деталями. Покупать принтер ради ЛУТа нет никакого желания, поэтому делаю по старинке — тренируюсь на бумажке, сверлю отверстия по шаблону, рисую маркером дорожки, затем травлю.

Принцип крепления индикаторов оставил тот же, как и на .

Размечаем положение индикаторов и компонентов, с помощью шаблона из оргстекла, сделанного для удобства.

Процесс разметки



Затем с помощью шаблона сверлим отверстия в нужных местах и примеряем все компоненты. Все встало безупречно.

Рисуем дорожки и травим.


купание в хлорном железе

Готово!
плата управления:


плата индикации:


Плата управления получилась отлично, на плате индикации не критично сожрало дорожку, это поправимо, настало время паять. В этот раз я лишился SMD-девственности, и включил 0805 компоненты в схему. Худо-бедно первые резисторы и конденсаторы были припаяны на места. Думаю дальше набью руку, будет легче.
Для пайки использовал флюс, который купил . Паять с ним одно удовольствие, спиртоканифоль использую теперь только для лужения.

Вот готовые платы. На плате управления имеется посадочное место для ардуино нано, часов, а так же выходы для подключения к плате дисплея и датчики (фоторезистор для автояркости и цифровой термометр ds18s20) и блок питания на с регулировкой выходного напряжения (для больших семисегментников) и для питания часов и ардуино, на плате индикации находятся посадочные гнезда для дисплеев, панельки для max2719 и uln2003a, решение для питания четырех больших семисегментников и куча перемычек.


плата управления сзади

Плата индикации сзади:

Ужасный монтаж смд:


Запуск

После припаивания всех шлейфов, кнопок и датчиков пришло время все это включить. Первый запуск выявил несколько проблем. Не светился последний большой индикатор, а остальные светились тускло. С первой проблемой расправился пропаиванием ножки смд-транзистора, со второй — регулировкой напряжения, выдаваемого lm317.
ОНО ЖИВОЕ!

Совсем не давно появилась необходимость в доме заиметь часы, но только электронные , так как я не люблю стрелочные, потому что они тикают. У меня есть не малый опыт в пайке и вытравки схем. Порыскав по просторам Интернета и почитав некоторую литературу, я решил выбрать самую простую схему, так как мне не нужны часы с будильником.

Выбрал эту схему так как по ней легко

сделать часы своими руками

Приступим, так что же нам надо для того, чтобы сделать себе часы своими руками? Ну конечно руки, умение (даже не большое) чтения схем, паяльник и детали. Вот полный перечень того, что я использовал:

Кварц на 10 мГц – 1 шт, микроконтроллер ATtiny 2313, резисторы на 100 Ом – 8 шт., 3 шт. на 10 кОм, 2 конденсатора по 22 пФ, 4 транзистора, 2 кнопки, светодиодный индикатор 4 разрядный KEM-5641-ASR (RL-F5610SBAW/D15). Монтаж я выполнял на одностороннем текстолите.

Но в этой схеме есть недостаток : на выводы микроконтроллера (далее МК), которые отвечают за управление разрядами, поступает довольно таки приличная нагрузка. Ток в общей сумме намного превышается от максимального тока порта, но при динамической индикации МК не успевает перегреваться. Для того чтобы МК не вышел из строя, добавляем в цепи разрядов 100 Ом резисторы.

В этой схеме управление индикатора осуществляется по принципу динамической индикации, в соответствии с которой сегменты индикатора управляются сигналами с соответствующих выводов МК. Частота повторения этих сигналов более 25 Гц и из-за этого свечение цифр индикатора кажется непрерывным.

Электронные часы, выполненные по выше указанной схеме, могут только показывать время (часы и минуты), а секунды показывает точка между сегментами , которая мигает. Для управления режимом работы часов в их структуре предусмотрены кнопочные переключатели, которые управляют настройкой часов и минут. Питание данной схемы осуществляется от блока питания в 5В. При изготовлении печатной платы в схему был включен 5В стабилитрон.

Так как у меня имеется БП на 5В, я из схемы исключил стабилитрон.

Чтобы изготовить плату, выполнялось нанесение схемы с помощью утюга. То есть печатная схема распечатывалась на струйном принтере с использованием глянцевой бумаги, ее можно взять с современных глянцевых журналов. После вырезался текстолит нужных размеров. У меня размер получился 36*26 мм. Такой маленький размер из-за того, что все детали выбраны в SMD корпусе.

Вытравка платы осуществлялась с помощью хлорного железа (FeCl 3 ) . По времени вытравка заняла примерно час, так как ванночка с платной стояла на камине, высокая температура влияет на время вытравки, не используемой меди в плате. Но не стоит переусердствовать с температурой.

Пока шел процесс вытравки, дабы не ломать себе голову и не писать прошивку для работы часов, пошел на просторы Интернета и нашел под данную схему прошивку. Как прошивать МК, так же можно найти в Интернете. Мною был использован программатор, который прошивает только МК компании ATMEGA.

И вот наконец-то наша плата готова и мы можем приступить к пайке наших часов. Для пайки нужен паяльник на 25 Вт с тонким жалом для того, чтобы не спалить МК и другие детали. Пайку осуществляем осторожно и желательно с первого раза припаиваем все ножки МК, но только по отдельности. Для тех, кто не в теме знайте, что детали, выполненные в SMD корпусе, имеют на своих выводах олово, для быстрой пайки.

А вот так вот выглядит плата с припаянными деталями.

Большие часы на светодиодах

Вступление.

Началось всё так. На даче у меня был старый механический будильник (made in USSR), у которого были проблемы с механикой. Я решил собрать электронные часы. Первая проблема — какой индикатор выбрать. ВЛИ и ГРИ не подходать из-за больших перепадов температур на даче. ЖКИ отпадает по той же причине. Остаётся светодиодный индикатор. Мне надоело разглядывать мелкие цифры на индикаторах, а большие семисегментники редкие и дорогие. Решено было сделать индикатор с высотой цифры 50мм из отдельных зелёных светодиодов.

С индикатором разобрались, но им нужно как-то управлять. При этом часы должны идти даже при длительном отсутсвии питания. Будем делать на МК ATTiny2313 и микросхеме RTC DS1307, которая так же имеет встоенный контроллер питания и позволяет подключить батарейку.

1. Индикатор.

Делать будем, как я уже сказал, из отдельных зелёных светодиодов диаметром 5мм. Вот схема индикатора:

Пояснять тут особо нечего. Резисторы токоограничивающие, диоды нужны для красивого рисования цифр. В каждом прямоугольнике на схеме должен быть один разряд (схема у всех одинаковая), по середине — разделительное двоеточие.

2. Основная часть.

Схема, как я уже говорил, на ATTiny2313 и DS1307. Вот она:

Тут уже пояснения требуются. Справа два сдвоенных семисегментника и два светодиода — внутренняя схема маленького индикатора с ОА. Зачем два индикатора? Ночью большой индикатор ярким свечением может мешать спать (часы будут около кровати), по этому индикацию можно переключить на маленький индикатор переключателем SW1. В положении «Ночн.» работает маленький индикатор, в положении «Дневн.» — большой. Этот маленький индикатор я достал из стиральной машины, распиновка есть на печетке. Батрейка на 3В, CR2032. Транзисторы Q1-Q4 можно заменить на любые другие маломощные PNP транзисторы, например на КТ315. Q6-Q9 — на PNP током КЭ не менее 1А, Q5 — на NPN с током коллектора не менее 0,4А. Блок питания может быть любой с напряжением 9-20В, полярность не важна, можно даже переменку пускать. Ток не менее 1А. Стабилизатор U4 нужно установить на радиатор. Кстати, чем меньше входное напряжение — тем легче живётся стабилизатору. У меня БП такой:

Теперь переходим к сборке.

3. Сборка.

Идём в магазин и покупаем детали.

Делаем платы и начинаем паять. Запаять 88 светодиодов, столько же резисторов и 44 диода — не легко, но оно того стоит.

Теперь соединяем всё проводами. Я использовать шлейфы и разъёмы PLS/PBS. Вам помогут эти картинки:

Теперь прошиваем МК. Вот фьюзы:

И включаем:

Кнопки и разъёмы я использовал такие:

4. Корпус.

Корпус я сделал из фанеры и бруска 20*40, зашкурил и покрыл лаком. Сзади поставил два крепежа для крепления на стену.

Кстати, для заклеивания окошек для индикаторов я использовал плёнку от зелёных бутылок, выглядит красиво и защищает от засветки солнцем.

Теперь несколько фотографий:

РадиоКот :: Большие часы на светодиодах

РадиоКот >Схемы >Цифровые устройства >Бытовая техника >

Большие часы на светодиодах

Началось всё так. На даче у меня был старый механический будильник (made in USSR), у которого были проблемы с механикой. Я решил собрать электронные часы. Первая проблема — какой индикатор выбрать. ВЛИ и ГРИ не подходать из-за больших перепадов температур на даче. ЖКИ отпадает по той же причине. Остаётся светодиодный индикатор. Мне надоело разглядывать мелкие цифры на индикаторах, а большие семисегментники редкие и дорогие. Решено было сделать индикатор с высотой цифры 50мм из отдельных зелёных светодиодов.

С индикатором разобрались, но им нужно как-то управлять. При этом часы должны идти даже при длительном отсутсвии питания. Будем делать на МК ATTiny2313 и микросхеме RTC DS1307, которая так же имеет встоенный контроллер питания и позволяет подключить батарейку.

Делать будем, как я уже сказал, из отдельных зелёных светодиодов диаметром 5мм. Вот схема индикатора:

Пояснять тут особо нечего. Резисторы токоограничивающие, диоды нужны для красивого рисования цифр. В каждом прямоугольнике на схеме должен быть один разряд (схема у всех одинаковая), по середине — разделительное двоеточие.

Схема, как я уже говорил, на ATTiny2313 и DS1307. Вот она:

Тут уже пояснения требуются. Справа два сдвоенных семисегментника и два светодиода — внутренняя схема маленького индикатора с ОА. Зачем два индикатора? Ночью большой индикатор ярким свечением может мешать спать (часы будут около кровати), по этому индикацию можно переключить на маленький индикатор переключателем SW1. В положении «Ночн.» работает маленький индикатор, в положении «Дневн.» — большой. Этот маленький индикатор я достал из стиральной машины, распиновка есть на печетке. Батрейка на 3В, CR2032. Транзисторы Q1-Q4 можно заменить на любые другие маломощные PNP транзисторы, например на КТ315. Q6-Q9 — на PNP  током КЭ не менее 1А, Q5 — на NPN с током коллектора не менее 0,4А. Блок питания может быть любой с напряжением 9-20В, полярность не важна, можно даже переменку пускать. Ток не менее 1А. Стабилизатор U4 нужно установить на радиатор. Кстати, чем меньше входное напряжение — тем легче живётся стабилизатору. У меня БП такой:

Теперь переходим к сборке.

Идём в магазин и покупаем детали.

 Делаем платы и начинаем паять. Запаять 88 светодиодов, столько же резисторов и 44 диода — не легко, но оно того стоит.

Теперь соединяем всё проводами. Я использовать шлейфы и разъёмы PLS/PBS. Вам помогут эти картинки:

 

Теперь прошиваем МК. Вот фьюзы:

И включаем:

Кнопки и разъёмы я использовал такие:

Корпус я сделал из фанеры  и бруска 20*40, зашкурил и покрыл лаком. Сзади поставил два крепежа для крепления на стену.

Кстати, для заклеивания окошек для индикаторов я использовал плёнку от зелёных бутылок, выглядит красиво и защищает от засветки солнцем.

Теперь несколько фотографий:

В обычном режиме точки по очереди мигают. Для уставовки времени нажмите Mode. Точки загорятся. Теперь кнопкой Set можно устанавливать часы. Нажмите кнопку Mode ещё раз. Точки погаснут. Кнопкой Set установите минуты. Нажмите Mode. Точки замигают и часы пойдут.

В МК осталось ещё 40% памяти. Термометр добавить нельзя, но вот будильник — вполне можно. Возможно, когда-нибудь сделаю.

Печатные платы в SL5.0 и прошивка МК ниже:

Файлы:
Прошивка МК, *hex
Плата индикатора
Основная плата

Все вопросы в Форум.


Как вам эта статья?

Заработало ли это устройство у вас?

Схема табло на микросхеме К176 » S-Led.Ru


Уже более 10 лет радиолюбители строят электронные часы на основе микросхем К176. Обычно это схемы близкие к типовым, — либо часы-будильник на основе комплекта К176ИЕ12 (К176ИЕ18), К176ИЕ13 и К176ИД2 (К176ИД3), имеющие динамическую индикацию, сканирующую индикаторную матрицу из четырех семисегментных индикаторов с частотой 128 Гц, либо часы на основе комплекта К176ИЕ12 (1 шт), К176ИЕ3 (2 шт.) и К176ИЕ4 (2 шт.), работающие со статической индикацией.

Практически все, опубликованные в литературе, часы на этих микросхемах отображают время на небольшом четырех-шести разрядном табло, составленном из светодиодных или люминесцентных семисегментных индикаторов. Для бытового применения такой небольшой индикатор вполне приемлем, но на производстве, в офисе, в спортзале, и в других подобных местах требуются часы с «гигантским» табло, размерами, как минимум, 500×200 мм и яркостью, достаточной для нормального зрительного восприятия на значительном расстоянии.

Кроме «публичных часов» такие индикаторы можно использовать в аудиториях учебных заведений, например в аудиотории электроники, и выводить на них данные от цифрового частотометра или мультиметра, построенных на микросхемах К176 или К572, так чтобы студенты могли наблюдать показания приборов не покидая своего места. Можно установить индикаторы в спортзале, подключить их к выходам счетчиков серии К176 (например К176ИЕ4) и показывать на них счет при проведении спортивных соревнований.

Такое табло должно быть составлено из ламп накаливания на 220В, питаться от сети переменного тока и без проблем согласовываться с выходами микросхем К176. Поскольку лампы должны управляться тиристорами, которые, вследствие триггерных свойств, закрываются в момент перехода полуволны сетевого переменного напряжение через нуль, более удобно использовать такой индикатор совместно с часами со статической индикацией, то есть на микросхемах К176ИЕ12, К176ИЕЗ и К176ИЕ4.

В противном случае, с динамической индикацией (на микросхемах К176ИЕ12, К176ИЕ13, К176ИД2), вследствие относительной близости частоты сканирования (128 Гц) к частоте сети (50 Гц) лампы будут мерцать или гореть с разной яркостью. Предлагаю один из возможных вариантов «гигантского» табло, рассчитанного на работу с этими часами (вместо светодиодных индикаторов).

Табло состоит из четырех «семисегментных» секций, каждая из которых составлена из 13-ти миниатюрных ламп накаливания на 220В (используются лампы, применяемые для подсветки содержимого бытовых холодильников). Всего для четырехразрядного табло требуется 52 такие лампы.

На рисунке показана схема одного из разрядов (все четыре разряда одинаковые). Сегменты формируются 13-ю лампочками Н1-Н13, в каждом сегменте участвуют по 3 лампы. Лампы Н1, Н2, Н3 образуют сегмент «А», лампы НЗ, Н5 и Н8 — сегмент «В», лампы Н8, Н10 и Н13 — сегмент «С», лампы Н13, Н12 и Н11 — сегмент «D», лампы Н11, Н9 и Н6 — сегмент «Е», лампы Н6, Н4 и Н1 — сегмент «F», лампы Н6, Н7 и Н8 — сегмент «G».

Таким образом имеются четыре лампы, которые принимают участие в формировании двух сегментов — Н1 (сегменты «А» и «F»), НЗ (сегменты «А» и «В»), Н13 (сегменты «С» и «D») и Н11 (сегменты «D» и «Е»), а также две лампы, участвующие в формировании трех сегментов — Н6 (сегменты «Е», «F» и «G») и Н8 (сегменты «В», «С» и «G»).

Цоколи всех ламп соединены вместе и подключены к электросети (точка «-220V»), центральные контакты через диоды VD1-VD21 соединяются с анодами соответствующих тиристоров. К центральным контактам тех ламп, которые входят в состав нескольких сегментов подходит несколько диодов.

Число тиристоров — семь, по числу сегментов. Для более мягкого согласования тиристоров с выходами МОП — микросхем часов их управляющие электроды подсоединяются к выходам микросхем через эмиттерные повторители на транзисторах VT1-VT7.

Коллекторы транзисторов VT1-VT8 подсоединяются к плюсовой шине питания часов, а на базы через резисторы R1, R3, R5, R7, R10, R11, R13 для включения сегментов нужно подавать логические единицы. Поэтому счетчики (или дешифраторы) часов или другого прибора должны быть переключены в режим работы с индикаторами, имеющими общии катод. Например, в часах, необходимо выводы 6 микросхем К176ИЕ4 и К176ИЕ3 отключить от плюсовой шины питания и подключить к минусовой. Если перевести в такой режим работы микросхему невозможно, например, если это КР572ПВ2, то уровни с выходов микросхемы на транзисторы нужно подавать через инверторы (К561ЛН2).

Схемы часов на светодиодах. Электронные часы своими руками

Большие часы на светодиодах

Вступление.

Началось всё так. На даче у меня был старый механический будильник (made in USSR), у которого были проблемы с механикой. Я решил собрать электронные часы. Первая проблема — какой индикатор выбрать. ВЛИ и ГРИ не подходать из-за больших перепадов температур на даче. ЖКИ отпадает по той же причине. Остаётся светодиодный индикатор. Мне надоело разглядывать мелкие цифры на индикаторах, а большие семисегментники редкие и дорогие. Решено было сделать индикатор с высотой цифры 50мм из отдельных зелёных светодиодов.

С индикатором разобрались, но им нужно как-то управлять. При этом часы должны идти даже при длительном отсутсвии питания. Будем делать на МК ATTiny2313 и микросхеме RTC DS1307, которая так же имеет встоенный контроллер питания и позволяет подключить батарейку.

1. Индикатор.

Делать будем, как я уже сказал, из отдельных зелёных светодиодов диаметром 5мм. Вот схема индикатора:

Пояснять тут особо нечего. Резисторы токоограничивающие, диоды нужны для красивого рисования цифр. В каждом прямоугольнике на схеме должен быть один разряд (схема у всех одинаковая), по середине — разделительное двоеточие.

2. Основная часть.

Схема, как я уже говорил, на ATTiny2313 и DS1307. Вот она:

Тут уже пояснения требуются. Справа два сдвоенных семисегментника и два светодиода — внутренняя схема маленького индикатора с ОА. Зачем два индикатора? Ночью большой индикатор ярким свечением может мешать спать (часы будут около кровати), по этому индикацию можно переключить на маленький индикатор переключателем SW1. В положении «Ночн.» работает маленький индикатор, в положении «Дневн.» — большой. Этот маленький индикатор я достал из стиральной машины, распиновка есть на печетке. Батрейка на 3В, CR2032. Транзисторы Q1-Q4 можно заменить на любые другие маломощные PNP транзисторы, например на КТ315. Q6-Q9 — на PNP током КЭ не менее 1А, Q5 — на NPN с током коллектора не менее 0,4А. Блок питания может быть любой с напряжением 9-20В, полярность не важна, можно даже переменку пускать. Ток не менее 1А. Стабилизатор U4 нужно установить на радиатор. Кстати, чем меньше входное напряжение — тем легче живётся стабилизатору. У меня БП такой:

Теперь переходим к сборке.

3. Сборка.

Идём в магазин и покупаем детали.

Делаем платы и начинаем паять. Запаять 88 светодиодов, столько же резисторов и 44 диода — не легко, но оно того стоит.

Теперь соединяем всё проводами. Я использовать шлейфы и разъёмы PLS/PBS. Вам помогут эти картинки:

Теперь прошиваем МК. Вот фьюзы:

И включаем:

Кнопки и разъёмы я использовал такие:

4. Корпус.

Корпус я сделал из фанеры и бруска 20*40, зашкурил и покрыл лаком. Сзади поставил два крепежа для крепления на стену.

Кстати, для заклеивания окошек для индикаторов я использовал плёнку от зелёных бутылок, выглядит красиво и защищает от засветки солнцем.

Теперь несколько фотографий:

Для тех, кто хоть немного разбирается в микроконтроллерах, а также хочет создать несложное и полезное устройство для дома, нет ничего лучше сборки с LED индикаторами. Такая вещь может украсить вашу комнату, а может пойти на уникальный подарок, сделанный своими руками, от чего приобретёт дополнительную ценность. Схема работает как часы и как термометр — режимы переключаются кнопкой или автоматически.

Схема электрическая самодельных часов с термометром

Микроконтроллер PIC18F25K22 берёт на себя всю обработку данных и отсчёт времени, а на долю ULN2803A остаётся согласование его выходов со светодиодным индикатором. Небольшая микросхема DS1302 работает как таймер точных секундных сигналов, частота её стабилизирована стандартным кварцевым резонатором 32768 Гц. Это несколько усложняет конструкцию, зато вам не придётся постоянно подстраивать и корректировать время, которое будет неизбежно запаздывать или спешить, если обойтись случайным ненастроенным кварцевым резонатором на несколько МГц. Подобные часы скорее простая игрушка, чем качественный точный хронометр.

При необходимости, датчики температуры могут быть расположены далеко от основного блока — они соединяются с ним трёхпроводным кабелем. В нашем случае один температурный датчик установлен в блок, а другой расположен снаружи, на кабеле длинной около 50 см. Когда пробовали кабель 5 м, то тоже прекрасно функционировало.

Дисплей часов изготовлен из четырех больших светодиодных цифровых индикаторов. Первоначально они были с общим катодом, но изменены на общий анод в финальной версии. Вы можете ставить любые другие, потом просто подберёте токоограничительные резисторы R1-R7 исходя из требуемой яркости. Можно было разместить его на общей, с электронной частью часов, плате, но так гораздо универсальнее — вдруг вы захотите поставить очень большой LED индикатор, чтоб их было видно на дальнем расстоянии. Пример такой конструкции уличных часов есть тут.

Сама электроника запускается от 5 В, но для яркого свечения светодиодов необходимо использовать 12 В. Из сети, питание поступает через понижающий трансформатор адаптер на стабилизатор 7805 , который образует напряжение строго 5 В. Обратите внимание на небольшую зелёную цилиндрическую батарейку — она служит источником резервного питания, на случай пропадания сети 220 В. Её не обязательно брать на 5 В — достаточно литий-ионного или Ni-MH аккумулятора на 3,6 вольта.

Для корпуса можно задействовать различные материалы — дерево, пластик, металл, либо встроить всю конструкция самодельных часов в готовый промышленный, например от мультиметра, тюнера, радиоприёмника и так далее. Мы сделали из оргстекла, потому что оно легко обрабатывается, позволяет увидеть внутренности, чтоб все видели — эти часы собраны своими руками. И, главное, оно было в наличии:)

Здесь вы сможете найти все необходимые детали предлагаемой конструкции самодельных цифровых часов, в том числе схему, топологию печатной платы, прошивки PIC и

Как видно из названия, главное предназначение данного устройства — узнавать текущее время и дату. Но оно имеет ещё множество других полезных функций. Идея его создания появилась после того, как мне на глаза попались полусломанные часы с относительно большим (для наручных) металлическим корпусом. Я подумал, что туда можно вставить самодельные часы, возможности которых ограничиваются только собственной фантазией и умением. В результате появилось устройство со следующими функциями:

1. Часы — календарь:

    Отсчёт и вывод на индикатор часов, минут, секунд, дня недели, числа, месяца, года.

    Наличие автоматической корректировки текущего времени, которая производится каждый час (максимальные значения +/-9999 ед., 1 ед. = 3,90625 мс.)

    Вычисление дня недели по дате (для текущего столетия)

    Автоматический переход на летнее и зимнее время (отключаемый)

  • Учитываются високосные годы

2. Два независимых будильника (при срабатывании звучит мелодия)
3. Таймер с дискретностью 1 сек. (Максимальное время отсчета 99ч 59м 59с)
4. Двухканальный секундомер с дискретностью счета 0,01 сек. (максимальное время счета 99ч 59м 59с)
5. Секундомер с дискретностью счета 1 сек. (максимальное время счета 99 суток)
6. Термометр в диапазоне от -5°С. до 55°С (ограничен температурным диапазоном нормальной работы устройства) с шагом 0,1°С.
7. Считыватель и эмулятор электронных ключей — таблеток типа DS1990 по протоколу Dallas 1-Wire (память на 50 штук, в которой уже имеется несколько универсальных ”ключей-вездеходов”) с возможностью побайтного просмотра кода ключа.
8. Дистанционный пульт управления на ИК лучах (реализована только команда «Сделать снимок») для цифровых фотокамер «Pentax», «Nikon», «Canon»
9. Светодиодный фонарик
10. 7 мелодий
11. Звуковой сигнал в начале каждого часа (отключаемый)
12. Звуковое подтверждение нажатия кнопок (отключаемое)
13. Контроль напряжения батареи питания с функцией калибровки
14. Цифровая регулировка яркости индикатора

Может такая функциональность и избыточна, но мне нравятся универсальные вещи, ну и плюс моральное удовлетворение от того, что данные часы будут сделаны своими руками.

Принципиальная схема часов

Устройство построено на микроконтроллере АТmega168PA-AU. Часы тикают по таймеру Т2, работающему в асинхронном режиме от часового кварца на 32768 Гц. Микроконтроллер почти всё время находится в спящем режиме (индикатор при этом выключен), просыпаясь раз в секунду, чтобы добавить эту самую секунду к текущему времени и снова засыпает. В активном режиме МК тактируется от внутреннего RC осциллятора на 8 МГц, но внутренний прескалер делит её на 2, в итоге ядро тактируется от 4 МГц. Для индикации используется четыре одноразрядных светодиодных цифровых семисегментных индикатора c общим анодом и децимальной точкой. Так же имеется 7 статусных светодиодов, назначение которых следующее:
D1- Признак отрицательного значения (минус)
D2- Признак работающего секундомера (мигает)
D3- Признак включенного первого будильника
D4- Признак включенного второго будильника
D5- Признак подачи звукового сигнала в начале каждого часа
D6- Признак работающего таймера (мигает)
D7- Признак низкого напряжения батареи питания

R1-R8 — токоограничительные резисторы сегментов цифровых индикаторов HG1-HG4 и светодиодов D1-D7. R12,R13 – делитель для контроля напряжения батареи. Поскольку напряжение питания часов 3V, а белому светодиоду D9 требуется около 3,4-3,8V при номинальном токе потребления, то он светится не в полную силу (но её хватает, чтобы не споткнуться в темноте) и поэтому подключен без токоограничительного резистора. Элементы R14, Q1, R10 предназначены для управления инфракрасным светодиодом D8 (реализация дистанционного управления для цифровых фотокамер). R19, R20, R21 служат для сопряжения при общении с устройствами, имеющими интерфейс 1-Wire. Управление осуществляется тремя кнопками, которые я условно назвал: MODE (режим), UP (вверх), DOWN (вниз). Первая из них также предназначена для пробуждения МК по внешнему прерыванию (при этом индикация включается), поэтому она подключена отдельно на вход PD3. Нажатия остальных кнопок определяется при помощи АЦП и резисторов R16,R18. Если кнопки не нажимаются в течении 16 сек, то МК засыпает и индикатор гаснет. При нахождении в режиме “Пульт ДУ для фотокамер” этот интервал составляет 32 сек., а при включенном фонарике — 1 минуту. Также МК можно усыпить вручную, используя кнопки управления. При запущенном секундомере с дискретностью счета 0,01 сек. устройство не переходит в спящий режим.

Печатная плата

Устройство собрано на двухсторонней печатной плате круглой формы по размеру внутреннего диаметра корпуса наручных часов. Но при изготовлении я использовал две односторонние платы толщиной 0,35 мм. Такую толщину опять же получил отслоив её от двухстороннего стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. Платы затем склеил. Все это делалось потому что, у меня не было тонкого двухстороннего стеклотекстолита, а каждый сэкономленный миллиметр толщины в ограниченном внутреннем пространстве корпуса часов очень ценен, да и отпала надобность совмещения при изготовлении печатных проводников методом ЛУТ. Рисунок печатной платы и расположение деталей находятся в прилагаемых файлах. На одной стороне размещены индикаторы и токоограничительные резисторы R1-R8. На обратной — все остальные детали. Имеются два сквозных отверстия для белого и инфракрасного светодиодов.

Контакты кнопок и держатель батареи выполнены из гибкой пружинящей листовой стали толщиной 0,2…0,3мм. и залужены. Ниже приведены фото платы с двух сторон:

Конструкция, детали и их возможная замена

Микроконтроллер ATmega168PA-AU можно заменить на ATmega168P-AU, ATmega168V-10AU ATmega168-20AU. Цифровые индикаторы — 4 штуки KPSA02-105 суперяркие красного цвета свечения с высотой цифры 5,08мм. Mожно поставить из этой же серии KPSA02-xxx или KCSA02-xxx. (только не зеленые – они будут слабо светиться) Другие аналоги подобных размеров с достойной яркостью мне неизвестны. У HG1, HG3 соединение катодов сегментов отличается от HG2, HG4, потому что мне так было удобнее для разводки печатной платы. В связи с этим для них в программе применена различная таблица знакогенератора. Используемые резисторы и конденсаторы SMD для поверхностного монтажа типоразмеров 0805 и 1206, светодиоды D1-D7 типоразмера 0805. Белый и инфракрасный светодиоды диаметром 3мм. На плате имеется 13 сквозных отверстий, в которые необходимо установить перемычки. В качестве температурного датчика применён DS18B20 c интерфейсом 1-Wire. LS1 – обычная пьезоэлектрическая пищалка, вставляется в крышку. Одним контактом она соединяется с платой при помощи пружинки, установленной на ней, другим соединяется с корпусом часов самой крышкой. Кварцевый резонатор от наручных часов.

Программирование, прошивка, фьюзы

Для внутрисхемного программирования на плате имеются только 6 круглых контактных пятачка (J1), так как полноценный разъем не уместился по высоте. К программатору их подключал, используя контактное устройство, сделанное из штыревой вилки PLD2x3 и напаянных на них пружинками, прижимая их одной рукой к пятачкам. Ниже прилагается фото приспособления.

Я использовал его, так как в процессе отладки приходилось много раз перепрошивать МК. При разовой прошивке проще подпаять к пятачкам тонкие провода, подключенные к программатору, а после снова отпаять. МК удобнее прошивать без батареи, но чтобы питание поступало либо от внешнего источника +3V, либо от программатора c таким же напряжением питания. Программа написана на ассемблере в среде VMLAB 3.15. Исходные коды, прошивки для FLASH и EEPROM в приложении.

FUSE-биты микроконтроллера DD1 должны быть запрограммированы следующим образом:
CKSEL3…0 = 0010 — тактирование от внутреннего RC осциллятора 8 МГц;
SUT1…0 =10 — Start-up time: 6 CK + 64 ms;
CKDIV8 = 1 — делитель частоты на 8 отключён;
CKOUT = 1 — Output Clock on CKOUT запрещен;
BODLEVEL2…0 = 111 — контроль напряжения питания отключён;
EESAVE = 0 — стирание EEPROM при программировании кристалла запрещено;
WDTON = 1 — Нет постоянного включения Watchdog Timer;
Остальные FUSE – биты лучше не трогать. FUSE–бит запрограммирован, если установлен в “0”.

Прошивка EEPROM прилагаемым в архиве дампом обязательна.

В первых ячейках EEPROM размещается начальные параметры устройства. В приведённой ниже таблице описывается назначение некоторых из них, которые можно менять в разумных пределах.

Светодиодные простые часы можно сделать на дешёвом контроллере PIC16F628A. Конечно, в магазинах полно различных электронных часов, но по функциям у них может или нехватать термометра, или будильника, или они не светятся в темноте. Да и вообще, иногда прото хочется что-то спаять сам, а не покупать готовое. Чтобы увеличить рисунок схемы — клац.

В предлагаемых часах есть календарь. В нём два варианта отображения даты — месяц цифрой или слогом, всё это настрайвается после ввода даты переключением дальше кнопкой S1 во время отображения нужного параметра, термометр. есть прошивки под разные датчики. Смотрите устройство внутри корпуса:


Все знают, что кварцевые резонаторы не идеальные по точности, и в течение нескольких недель набегает погрешность. Для борьбы с этим делом, в часах предусмотрена корекция хода, которая устанавливается параметрами SH и SL . Подробнее:

SH=42 и SL=40 — это вперёд на 5 минут в сутки;
SH=46 и SL=40 — это назад на 3 минуты в сутки;
SH=40 и SL=40 — это вперёд на 2 минуты в сутки;
SH=45 и SL=40 — это назад на 1 минуту в сутки;
SH=44 и SL=С0 — это вперёд на 1 минуту в сутки;
SH=45 и SL=00 — это корекция отключена.

Таким образом можно добится идеальной точности. Хотя придётся несколько раз погонять коррекцию, пока выставите идеально. А теперь наглядно показывается работа электронных часов:

температура 29градусов цельсия

В качестве индикаторов можно поставить или светодиодные циферные сборки, что указаны в самой схеме, или заменить их обычными круглыми сверхяркими светодиодами — тогда эти часы будут видны издалека и их можно вывешивать даже на улице.

Мобильное зарядное устройство для мобильного телефона на одном транзисторе — метод повышения надежности. Существует множество конструкций и схем зарядных устройств для мобильных телефонов. Сегодня мы поговорим о характеристиках и схемах зарядных устройств выполненных на двух транзисторах. Чаще всего выходное напряжение у зарядных устройств ограничено 7.8 вольтами.

Адрес ячейки

Назначение

Параметр

Примечание

Величина напряжения батареи, при которой происходит сигнал о её низком уровне

260($104) (2,6V)

коэффициент для коррекции значения измеренного напряжения батареи

интервал времени на переход в режим сна

1 ед. = 1 сек

интервал времени на переход в режим сна при включенном фонарике

1 ед. = 1 сек

интервал времени на переход в режим сна при нахождении в режиме ДУ для фотокамер

1 ед. = 1 сек

Здесь хранятся номера IButton ключей

Небольшие пояснения по пунктам:

1 пункт. Здесь указывается величина напряжения на батарее, при которой загорится светодиод, сигнализирующий о её низком значении. Я поставил 2,6V (параметр — 260). Если нужно другое, например 2,4V, то надо записать 240($00F0). В ячейку по адресу $0000 заносится младший байт, соответственно в $0001 – старший.

2 пункт. Поскольку я не установил на плату переменный резистор для подстройки точности измерения напряжения батареи питания ввиду отсутствия места, то я ввел программную калибровку. Порядок калибровки для точного измерения следующий: изначально в данной ячейке EEPROM записан коэффициент 1024($400), необходимо перевести устройство в активный режим и посмотреть на индикаторе напряжение, и тут же замерить вольтметром реальное напряжение на батарее. Коэффициент коррекции (К), который необходимо выставить, вычисляется по формуле: K=Uр/Uи*1024 где Uр – реальное напряжение, измеренное вольтметром, Uи – напряжение которое, измерило само устройство. После подсчёта коэффициента ”K” его заносят в устройство (как это делается сказано в инструкции по эксплуатации). После калибровки у меня погрешность не превысила 3%.

3 пункт. Здесь задается параметр времени, через которое устройство перейдет в спящий режим, если кнопки не нажимаются. У меня стоит 16 сек. Если допустим надо, чтобы засыпало через 30 сек, то надо записать 30($26).

В 4 и 5 пунктах аналогично.

6 пункт. По адресу $0030 хранится код семейства нулевого ключа (dallas 1-Wire), затем его 48 битный номер и CRC. И так 50 ключей последовательно.

Настройка, особенности работы

Настройка устройства сводится к калибровке измерения напряжения батареи, как описано выше. Также необходимо засечь отклонение хода часов за 1 час, посчитать и внести соответствующее значение коррекции (процедура описана в инструкции по эксплуатации).

Устройство питается от литиевой батареи CR2032 (3V) и потребляет в режиме сна примерно 4 мкА, а в активном режиме 5…20 мА в зависимости от яркости индикатора. При ежедневном пятиминутном использовании активного режима батареи должно хватить примерно на 2….8 месяцев в зависимости от яркости. Корпус часов соединен с минусом батареи.

Считывание ключей проверялось на DS1990. Эмуляция проверена на домофонах ”МЕТАКОМ”. Под порядковыми номерами от 46 до 49(последние 4) прошиты (все ключи хранятся в EEPROM, их можно изменять перед прошивкой) универсальные ключи для домофонов. Ключ, прописанный под номером 49 открывал все домофоны ”МЕТАКОМ”, которые мне попадались, остальные универсальные ключи тестировать не довелось, их коды я взял из сети.

Дистанционное управление для фотокамер проверялось на моделях Pentax optio L20, Nikon D3000. Canon не удалось заполучить для проверки.

Инструкция пользователя занимает 13 страниц, поэтому я не стал её включать в статью, а вынес в приложение в формате PDF.

Архив содержит:
Схема в и GIF;
Рисунок печатной платы и расположение элементов в формате ;
Прошивка и исходники на ассемблере;

Список радиоэлементов
Обозначение Тип Номинал Количество Примечание Магазин Мой блокнот
DD1 МК AVR 8-бит

ATmega168PA

1 PA-AU В блокнот
U2 Датчик температуры

DS18B20

1 В блокнот
Q1 MOSFET-транзистор

2N7002

1 В блокнот
С1, С2 Конденсатор 30 пФ 2 В блокнот
С3, С4 Конденсатор 0.1 мкФ 2 В блокнот
С5 Электролитический конденсатор 47 мкФ 1 В блокнот
R1-R8, R17 Резистор

100 Ом

9 В блокнот
R9 Резистор

10 кОм

1 В блокнот
R10 Резистор

8.2 Ом

1 В блокнот
R11 Резистор

300 Ом

1 В блокнот
R12 Резистор

2 МОм

1 В блокнот
R13 Резистор

220 кОм

1 В блокнот
R14 Резистор

30 кОм

1 В блокнот
R15, R19 Резистор

4.7 кОм

2 В блокнот
R16 Резистор

20 кОм

1
Еще в юности мне хотелось собрать электронные часы. Мне казалось, что собрать часы, это было вершиной мастерства. В итоге я собрал часы с календарем и будильником на серии К176. Сейчас они уже морально устарели и мне захотелось собрать что-нибудь более современное. После долгих поисков по интернету (никогда не думал, что мне так трудно угодить;)) понравилась эта схема. Отличие от приведенной схемы в том, что не используется редкая микросхема ТРIC6В595 , а ее составной и более мощный аналог на микросхемах 74HC595 и ULN2003 . Исправления в схеме приведены ниже.



Схема электронных LED часов бегущая строка

Автор схемы уважаемый ОLED , прошивка тоже его. Часы индицируют текущее время, год, месяц и день недели а также температуру на улице и внутри дома бегущей строкой. Имеют 9 независимых будильников. Имеется возможность подстройки (коррекции) хода +- минуту в сутки, выбор скорости бега строки, смена яркости свечения светодиодов, в зависимости от времени суток.

При пропадании электричества, часы питаются либо от ионистора (емкости 1 Фарад хватает на 4 суток хода), либо от батарейки. Кому что по душе, плата рассчитана на установку того и другого. Имеют очень удобное и понятное меню управления (все управления производится всего двумя кнопками). В часах использованы следующие детали (все детали в СМД корпусах):

Микроконтролер АтМЕГА 16А


Сдвиговый регистр 74HC595


Микросхема ULN2803 (восемь ключей Дарлингтона)


Датчики температуры DS18B20 (устанавливаются по желанию)


25 резисторов на 75 Ом (типономинала 0805)


3 резистора 4.7кОм


2 резистора 1.5 кОм


1 резистор 3.6 кОм


6 СМД конденсаторов емкостью 0.1 мкф


1 конденсатор на 220 мкф


Часовой кварц на частоту 32768 герц.


Матрицы3 штуки марки 23088-АSR 60х60 мм — общий катод


Бузер любой на 5 вольт.



Плата печатная электронных LED часов бегущая строка

Для жителей Украины подскажу, матрицы есть в магазине Луганского радиомаркета. Преимущества часов перед другими аналогичными устройствами это минимум деталей и высокая повторяемость. Светодиодные часы начинают работать сразу после прошивки, если конечно отсутствуют косяки в монтаже. Прошивается микроконтроллер внутрисхемно, для этого на плате предусмотрены специальные выводы. Я прошивал программой Понипрог. Скрины фьюзов для программ понипрог и AVR приведены ниже, также выложены файлы прошивки на украинском и русском языке, кому что роднее.


Если Вам не нужны датчики температуры, то их можно не устанавливать. Часы автоматически распознают подключение датчиков, и если один или оба датчика отсутствуют, то устройство просто перестаёт отображать температуру (если отсутствует один датчик, то не отображается температура на улице, если оба — то не отображается температура вообще).

Самодельный корпус для LED часов

Для демонстрации работы часов приведено видео, оно не высокого качества, поскольку снималось фотоаппаратом, но уж какое есть.

Видеоролик работы часов


Собрано уже четыре экземпляра данных часов, дарю каждый на день рождения родственникам. И всем они очень понравились. Если вам тоже захотелось собрать эти часы и у вас возникли вопросы, милости прошу на наш форум. С уважением, Войтович Сергей (Сергей-7 8 ).

Обсудить статью ЧАСЫ ЭЛЕКТРОННЫЕ СВЕТОДИОДНЫЕ

ЧАСЫ ЭЛЕКТРОННЫЕ СВЕТОДИОДНЫЕ

   Еще в юности мне хотелось собрать электронные часы. Мне казалось, что собрать часы, это было вершиной мастерства. В итоге я собрал часы с календарем и будильником на серии К176. Сейчас они уже морально устарели и мне захотелось собрать что-нибудь более современное. После долгих поисков по интернету (никогда не думал, что мне так трудно угодить;)) понравилась эта схема. Отличие от приведенной схемы в том, что не используется редкая микросхема ТРIC6В595, а ее составной и более мощный аналог на микросхемах 74HC595 и ULN2003. Исправления в схеме приведены ниже.



Схема электронных LED часов бегущая строка

   Автор схемы уважаемый ОLED, прошивка тоже его. Часы индицируют текущее время, год, месяц и день недели а также температуру на улице и внутри дома бегущей строкой. Имеют 9 независимых будильников. Имеется возможность подстройки (коррекции) хода +- минуту в сутки, выбор скорости бега строки, смена яркости свечения светодиодов, в зависимости от времени суток.

   При пропадании электричества, часы питаются либо от ионистора (емкости 1 Фарад хватает на 4 суток хода), либо от батарейки. Кому что по душе, плата рассчитана на установку того и другого. Имеют очень удобное и понятное меню управления (все управления производится всего двумя кнопками). В часах использованы следующие детали (все детали в СМД корпусах):

Микроконтролер АтМЕГА 16А

 —
Сдвиговый регистр 74HC595

 —
Микросхема ULN2803 (восемь ключей Дарлингтона)

 —
Датчики температуры DS18B20 (устанавливаются по желанию)

 —
25 резисторов на 75 Ом (типономинала 0805)

 —
3 резистора 4.7кОм

 —
2 резистора 1.5 кОм

 —
1 резистор 3.6 кОм

 —
6 СМД конденсаторов емкостью 0.1 мкф

 —
1 конденсатор на 220 мкф

 —
Часовой кварц на частоту 32768 герц.

 —
Матрицы3 штуки марки 23088-АSR 60х60 мм — общий катод

 —
Бузер любой на 5 вольт.




Плата печатная электронных LED часов бегущая строка

   Для жителей Украины подскажу, матрицы есть в магазине Луганского радиомаркета. Преимущества часов перед другими аналогичными устройствами это минимум деталей и высокая повторяемость. Светодиодные часы начинают работать сразу после прошивки, если конечно отсутствуют косяки в монтаже. Прошивается микроконтроллер внутрисхемно, для этого на плате предусмотрены специальные выводы. Я прошивал программой Понипрог. Скрины фьюзов для программ понипрог и AVR приведены ниже, также выложены файлы прошивки на украинском и русском языке, кому что роднее. 


   Если Вам не нужны датчики температуры, то их можно не устанавливать. Часы автоматически распознают подключение датчиков, и если один или оба датчика отсутствуют, то устройство просто перестаёт отображать температуру (если отсутствует один датчик, то не отображается температура на улице, если оба — то не отображается температура вообще).

Самодельный корпус для LED часов

   Для демонстрации работы часов приведено видео, оно не высокого качества, поскольку снималось фотоаппаратом, но уж какое есть. 

Видеоролик работы часов


   Собрано уже четыре экземпляра данных часов, дарю каждый на день рождения родственникам. И всем они очень понравились. Если вам тоже захотелось собрать эти часы и у вас возникли вопросы, милости прошу на наш форум. С уважением, Войтович Сергей (Сергей-78).

   Обсуждение конструкции

   Форум по обсуждению материала ЧАСЫ ЭЛЕКТРОННЫЕ СВЕТОДИОДНЫЕ

Создайте аналоговые светодиодные часы — Часть 1


Несколько лет назад я прочитал о методе под названием Charlieplexing, при котором вы можете управлять большим количеством светодиодов индивидуально с относительно небольшим количеством линий ввода-вывода. Я сразу подумал, что хорошим применением этой техники будет изготовление часов. У него будет три круга по 60 светодиодов в каждом. Внешний круг светодиодов будет отображать секунды, средний круг — минуты, а внутренний круг — часы. Хотя для отображения часов потребуется всего 12 светодиодов, я подумал, что было бы более симметрично, если бы я использовал 60 и увеличивал их каждые 12 минут.Я предполагал использовать светодиоды T1 (3 мм) и T1-3 / 4 (5 мм); более крупные светодиоды будут использоваться в каждой пятой позиции на каждой часовой отметке.

Часы никогда не становились чем-то большим, чем просто идеей в глубине души, пока я не решил сделать их для моего старшего проекта, чтобы получить степень электротехника.

Решения, Решения

Я хотел использовать микроконтроллер с минимально возможным количеством выводов. Я решил, что смогу управлять светодиодами с 14 контактами ввода-вывода, используя Charlieplexing (подробнее об этом позже).Еще два контакта ввода / вывода будут использоваться для чтения двух кнопок, используемых для установки часов.

Я уже выбрал микроконтроллер, который хотел использовать. Я играл с продуктами Microchip несколько лет, поэтому выбрал PIC16F627A. Это был 18-контактный контроллер с 16 линиями ввода-вывода — точное количество линий ввода-вывода, которое мне было нужно.

Однако мой профессор настоял на том, чтобы я добавил функцию будильника. Теперь мне нужно было добавить зуммер для будильника и, возможно, еще пару кнопок, чтобы установить его.Кроме того, потребуется еще один светодиод для индикации включения будильника.

Я решил добавить еще один светодиод для индикатора PM, чтобы будильник, установленный, скажем, на 6:00 утра, не срабатывал в 18:00. Затем я подумал, что буду запускать микроконтроллер с его внутренним генератором, который, вероятно, был не так уж стабилен; часы не будут показывать точное время. Было бы намного точнее контролировать частоту 60 Гц от электросети для временной развертки (см. Врезку).Сколько еще контактов ввода-вывода теперь необходимо?

Хотя Microchip имеет множество микроконтроллеров, у которых более чем достаточно контактов ввода / вывода для этого проекта, я, , действительно, не хотел увеличивать количество выводов контроллера! Было ли возможно управлять 182 светодиодами и зуммером и контролировать четыре кнопки и частоту сети с помощью всего лишь 16 контактов ввода / вывода? Или моя гордость доставит мне неприятности (почему я не мог просто добавить несколько булавок)?

Зуммеру определенно потребуется собственная выделенная линия ввода / вывода.Для светодиодов потребуется 14 контактов ввода / вывода. Это оставит только один контакт для чтения кнопок и контроля линейной частоты.

Мне в голову пришла пара идей. У меня было смутное представление, что я могу подключить кнопки и сигнал 60 Гц через резисторную сеть к контакту ввода-вывода. Аналоговый вход для обнаружения изменений напряжения может использоваться для интерпретации комбинации кнопок, нажатой в данный момент, и в то же время для мониторинга линии 60 Гц. Другая идея заключалась в том, чтобы использовать четыре вывода светодиодов ввода / вывода для стробирования кнопок и, используя диоды для изоляции, соединить кнопки и 60 Гц вместе с выводом ввода / вывода.

Беглый взгляд на таблицу PIC16F627A показал, что у него есть все необходимые функции для работы часов. Он имел 16 линий ввода / вывода с возможностью высокого тока для прямого управления светодиодами, внутренний генератор и возможность аналогового ввода. Если 1 Кбайт программной памяти было недостаточно, можно было использовать PIC16F628A или PIC16F648A, которые имеют 2 Кбайт или 4 Кбайт памяти программ соответственно. В остальном они идентичны PIC16F627A.

Управление 182 светодиодами только с 14 контактами ввода / вывода

Дополнительный светодиодный привод, также известный как Charlieplexing, позволяет управлять большим количеством светодиодов с помощью относительно небольшого количества контактов ввода / вывода, как упоминалось ранее.Charlieplexing назван в честь Чарли Аллена из компании Maxim Integrated.

Он использовал эту технику для создания микросхем светодиодных драйверов для Maxim в 1990-х ( www.maximintegrated.com/en/app-notes/index.mvp/id/1880 ). Идея Charlieplexing проста: учитывая все возможные комбинации двух портов ввода / вывода, подключите два светодиода между ними, причем два светодиода должны быть параллельны и в противоположных направлениях.

Другой способ взглянуть на Charlieplexing — рассмотреть стандартную матрицу светодиодов 4×4 (, рис. 1, ).

РИСУНОК 1. Стандартная светодиодная матрица 4×4.


Имеется четыре строки и четыре столбца, требующих всего восьми линий ввода / вывода для управления 16 светодиодами. Вы заметите, что в каждом столбце есть токоограничивающий резистор. Чтобы зажечь светодиод, вы должны подать + 5В на столбец и заземлить строку. Светодиод на этом перекрестке загорится. Например, чтобы зажечь D7, вы должны подать +5 В в столбец 3 (показан красным) и заземлить строку 2 (показан зеленым). В результате загорается D7.

Теперь предположим, что вы удалили диагональные светодиоды и на этих пересечениях соедините строки со столбцами. Теперь строки больше не понадобятся, и их можно будет удалить. В результате 12 светодиодов подключены всего к четырем линиям ввода-вывода (, рис. 2, ). Это Чарлиплекс.

Чтобы зажечь светодиод, вы должны подать + 5В на столбец, как и раньше, но заземление будет применено к другому столбцу. Например, чтобы зажечь D7, вы должны подать + 5В к столбцу 3 и заземлить к столбцу 2. В результате загорится только D7.В этой конфигурации ток протекает через два резистора: R3 и R2. На светодиоде будет напряжение от 2 В до 2,4 В, в зависимости от светодиода и его характеристик. Следовательно, на R2 и R3 будет падение напряжения от 1,3 В до 1,5 В.

Несмотря на то, что к D10 подключены питание и заземление, он имеет обратное смещение и не горит. Есть дополнительные пути тока с прямым смещением; например, через D3 и D5. Однако на любом таком пути есть как минимум два светодиода. Поскольку D7 поддерживает не более 2.Падение 4 В, ни один другой светодиод в матрице не будет иметь больше 1,2 В. Этого напряжения недостаточно для прорыва PN перехода; следовательно, ток не будет течь, и никакой другой светодиод не загорится.

Важно, чтобы все остальные столбцы были плавающими; то есть они не подключены к + 5В или земле. Это достигается путем помещения этих линий ввода-вывода микроконтроллера в их состояние ввода, тем самым создавая состояние высокого импеданса, чтобы они не потребляли и не получали ток.

При заданном количестве линий ввода / вывода (N), как можно рассчитать количество светодиодов, которыми можно управлять? Рисунок 2 дает визуальное представление ответа.

РИСУНОК 2. Четырехстрочная матрица Charlieplexed.


Количество светодиодов, которые могут быть подвергнуты Charlieplexed, равно N (количество строк), умноженное на N (количество столбцов) минус N (количество удаленных диагональных светодиодов). В этом примере количество светодиодов, которыми могут управлять четыре контакта ввода / вывода, можно рассчитать по формуле:

светодиодов = ( N • N ) — N = (4 • 4) — 4 = 12

Если матрица построена с использованием 14 контактов ввода / вывода, то мы имеем:

светодиодов = ( N • N ) — N = (14 • 14) — 14 = 182

Это как раз то количество светодиодов, которое нам нужно для светодиодных часов!

В матрице Charlieplex одновременно может гореть только один светодиод.Чтобы создать иллюзию одновременного включения до пяти светодиодов, светодиоды горят по одному в быстрой последовательности — достаточно быстро, чтобы человеческий глаз не мог различить мерцание. Я решил использовать светодиоды высокой интенсивности, поскольку каждый из них будет гореть только около 20% времени.

Я решил построить меньшую схему из 12 светодиодов на макетной плате, чтобы проверить концепцию и начать разработку программного обеспечения. Однако самой большой проблемой было выяснить, как читать несколько кнопок и сигнал 60 Гц, используя только один вывод ввода / вывода.

Использование 60 Гц для хронометража

Мне часто задают вопрос: «Насколько точна частота 60 Гц от электросети?» Ответ прост: он на удивление точен.

В 1920-х годах Лоренс Хаммонд изобрел электрические часы, приводимые в действие синхронным двигателем переменного тока. Он отсчитывал время с помощью двигателя, синхронизированного с частотой 60 Гц, генерируемой коммунальными предприятиями. Он раздал сотни таких часов электростанциям в качестве стимула поддерживать постоянную частоту, что позволило использовать его недорогие часы в любой точке Северной Америки.

Хаммонд помог создать орган Хаммонда, который использовал синхронный двигатель переменного тока для управления генератором «колеса тона», который создавал идеальную высоту звука для инструмента.

Почти все, что имеет часы и подключено к стене, использует для синхронизации частоту 60 Гц. У меня на прикроватной тумбочке стоит недорогой будильник, который при отключении питания дисплей гаснет, но сохраняет время на резервной батарее. При подключении к сети он отлично показывает время. Если я отключаю его и беру в поездку, когда через несколько часов добираюсь до места назначения, часы неизменно теряют или отстают на несколько минут.

В 2010 году я сделал таймер обратного отсчета, который использовал частоту 60 Гц от электросети в качестве временной основы. Я использовал часы, которые синхронизировались с атомными часами в Боулдере, штат Колорадо, чтобы проверить точность моего таймера. В то время я заметил, что таймер в течение дня сдвигался на 5 или 10 секунд. Я никогда не видел, чтобы он отключался более чем на 10 секунд, и он всегда возвращался к правильному времени примерно в одно и то же время каждый день.

С тех пор коммунальные предприятия стали более небрежно относиться к точности генерируемых 60 Гц.Для поддержания точности выполняется корректировка частоты, известная как коррекция временных ошибок (TEC). Чем чаще производятся ТИК, тем точнее будут часы, определяющие их время. Электроэнергетика использовалась для проверки правильности общего количества циклов за 24 часа с использованием ежедневных ТЕС. Теперь TEC выполняется, когда совокупная ошибка превышает определенный порог. В результате частота не такая точная, как раньше, но все же очень точная.

Я запустил свой таймер обратного отсчета, а также аналоговые светодиодные часы, периодически сверяя их друг с другом и с атомными часами.Спустя год таймер обратного отсчета и светодиодные часы идеально синхронизированы друг с другом (как и следовало ожидать), и оба опережают атомные часы на 24 секунды. Наибольшее отклонение моего таймера и часов от атомного времени составляло 52 секунды. Я думаю, что любые часы с точностью до минуты в течение года очень точны.

К сожалению, в Северной Америке предпринимаются попытки отменить требования к ТИК. Было подсчитано, что, если бы ТИК не были внедрены в 2016 году, часы, использующие частоту для своей временной базы, потеряли бы около семи минут в течение года.Все еще не так уж плохо; однозначно намного лучше, чем часы в моей машине!

Специальное примечание:
Пожалуйста, имейте в виду, что везде, где я упоминаю 60 Гц, эта концепция будет одинаково хорошо работать в большей части мира, где электрическая сеть работает с частотой 50 Гц. Простое изменение кода обеспечит 50 Гц.


Более пристальный взгляд на микроконтроллер PIC16F627A

PIC16F627A имеет 16 контактов ввода / вывода, но только 14 из них могут быть источником и потребителем тока. Один вывод (RA4) мог только потреблять ток, а оставшийся вывод (RA5) был только входом.Причина ограниченных возможностей RA4 и RA5 заключалась в том, что они использовались в качестве программирующих выводов для чипа. Это позволяет программисту иметь возможность манипулировать этими выводами без вмешательства со стороны запущенной программы.

Поскольку все выводы в матрице Charlieplex должны иметь возможность подавать и потреблять ток, 14 выводов ввода / вывода, которые были способны на оба, должны были использоваться для светодиодов. Линия ввода / вывода, которая могла только потреблять ток, могла бы работать для управления зуммером. Это оставило контакт только для ввода, чтобы читать переключатели и 60 Гц.Все идет нормально.

Однако RA5 — вывод только для ввода — не имел аналоговых возможностей; он не может быть подключен к внутреннему компаратору микросхемы. RA5 был не только входной линией, но и входной линией только для цифрового сигнала. Поэтому моя первая идея использовать резисторную сеть для подачи переменного напряжения на входной контакт не сработала. Однако вторая идея — стробирование кнопок четырьмя светодиодными линиями — вполне может.

Тестовая схема

Готовую испытательную схему можно увидеть на Рисунок 3 .

РИСУНОК 3. Испытательная схема на макетной плате.


Я использовал настенную бородавку с выходом переменного тока девять вольт для питания схемы. Он подключается к J1 и J2 схемы, показанной на Рис. 4 .

РИСУНОК 4. Схема испытательной цепи с источником питания, микроконтроллером и светодиодами.


Я построил мостовой выпрямитель (D5-D8), за которым последовал стабилизатор + 5 В (U1), а затем соответствующие конденсаторы фильтра (C1-C2) для создания источника питания.Затем 12-светодиодная матрица Charlieplex (DH00-DH03, DM00-DM03, DS00-DS03) была подключена к четырем контактам ввода-вывода через соответствующие токоограничивающие резисторы (R1-R4). Узлы, которые находятся после токоограничивающих резисторов, — это CP01-CP04.

В тестовом коде микроконтроллер запускал последовательность этих 12 светодиодов — аналогично тому, что будет использоваться для готовых часов, при этом каждый светодиод будет гореть 20% времени. Я обнаружил пару вещей.

Во-первых, светодиоды Charlieplexing работают на удивление хорошо.Я ожидал увидеть небольшое количество света, исходящего от выключенных светодиодов, так как через них все равно будет протекать крошечный ток. Даже в темной комнате с полностью закрытыми светодиодами я не мог обнаружить свет, исходящий от неосвещенных светодиодов.

Во-вторых, я был удивлен, обнаружив, что для правильного баланса видимой яркости светодиодов светодиоды T1-3 / 4 (5 мм) должны быть более чем в два раза ярче, чем светодиоды T1 (3 мм). Это имело смысл, когда я подсчитал, что у больших светодиодов около 2.В 8 раз больше площади поперечного сечения, чем у меньших. Оказалось, что очень хорошо работают маленькие светодиоды с яркостью от 250 до 310 мкд и большие светодиоды с яркостью от 680 до 700 мкд.

Давай пошумим

Затем я подключил зуммер (BZ1) между линией ввода-вывода и + 5В (, рис. 5, ). Я добавил последовательно 150 Ом (R9) для некоторого ограничения тока, так как зуммер был разработан для работы от трех вольт. Позже я определил, что 33 Ом было достаточно, и в итоге использовал два резистора по 75 Вт, включенные параллельно, для эквивалентного сопротивления 37.5 Ом.

РИСУНОК 5. Схема испытательной цепи с добавленным зуммером.


Было довольно просто заставить его гудеть около его резонансной частоты 2 кГц. Я уже настроил прерывание для срабатывания каждые 256 мкс (я рассмотрю программное обеспечение в части 2). Все, что мне нужно было сделать, это опустить линию вывода на одно прерывание, а затем отпустить ее при следующем прерывании; это создало прямоугольную волну с периодом 512 мкс или 1953 Гц.

Вход 60 Гц

У меня возникла идея подключить каждую кнопку к линии на светодиодной матрице.Другая сторона кнопок и сигнал 60 Гц будут подключены вместе — добавив последовательно диоды для изоляции — к контакту только для входа (RA5). К входной линии будет добавлен подтягивающий резистор до + 5В.

Чтобы прочитать переключатели, я бы потянул линию к одному переключателю (в то время как все остальные светодиодные линии были плавающими в состоянии высокого импеданса) и прочитал результат на RA5.

Одна из проблем этой схемы заключалась в том, что пока кнопка удерживалась нажатой, подтягивающий резистор подавал напряжение на светодиодную матрицу.Даже при довольно высоком значении подтягивающего резистора это может вызвать случайное свечение светодиодов.

Другая проблема, которую я быстро осознал, заключалась в том, что когда микроконтроллер удерживал одну из линий переключателя, ток через светодиоды передавался на другие линии переключателя, эффективно удерживая их частично в нажатом состоянии.

Другие линии не будут падать на землю, но будут удерживаться примерно до двух вольт или около того. Цифровой вход не сможет надежно различить разницу; следовательно, программное обеспечение не сможет определить, какие переключатели были активированы.Удерживание одной линии переключателя на низком уровне при одновременном удержании трех других на высоком уровне предотвратит эту проблему, но было бы неприемлемо, поскольку это привело бы к включению светодиодов.

Стало очевидно, что необходимо использовать аналоговый вывод для кнопочного входа. Поэтому я решил посвятить RA5 мониторингу линии 60 Гц. Поскольку линия переменного тока выходит далеко за пределы диапазона входного напряжения, я добавил токоограничивающий резистор (R5).

Входной контакт RA5 имеет внутренний диод для ограничения входа на землю, но нет внутреннего диода для ограничения входа на + 5В.Это связано с тем, что микросхема переводится в программный режим при повышении напряжения на этом выводе выше пяти вольт. Я не хотел, чтобы микросхема переходила в программный режим, поэтому я добавил D5, чтобы зафиксировать вход до +5 В (, рис. 6, ).

РИСУНОК 6. Схема испытательной цепи с добавленным входом переменного тока.


Возбуждение

У меня была испытательная схема, работающая, как я и предполагал. Он выполнял подсчет, аналогичный тому, что будут работать последние часы. Он реагировал на кнопки и мог включить зуммер.Единственная проблема заключалась в том, что некоторые светодиоды, которые должны были быть выключены, слабо светились.

Я удалил цепь кнопки, думая, что это проблема, но светодиоды продолжали светиться. Я снял микроконтроллер и вручную включил различные светодиоды, и свечение исчезло. Я подумал, что свечение, вероятно, было вызвано ошибкой программирования или паразитной емкостью макета.

Даже если бы я не мог устранить свечение, оно было достаточно тусклым, чтобы быть едва заметным. На последний круг!


Кнопки

Мне нужно было придумать способ считывания переключателей с аналоговым выводом.Конечно, все контакты аналогового входа использовались для управления светодиодной матрицей. Что бы я ни пробовал, либо загорались ненужные светодиоды, либо состояние переключателей не читалось. Как раз когда я собирался использовать микроконтроллер с большим количеством контактов ввода-вывода, я наткнулся на решение!

Схема кнопки была подключена к узлам CP01-CP04, которые находятся после токоограничивающих резисторов светодиодов R1-R4; см. Рисунок 7 .

РИСУНОК 7. Схема испытательной цепи с добавленными кнопками.


Делитель напряжения был создан с R6 и R7, который обеспечивает 2,5 вольта, который подается на CP04 через резистор R8. Кнопки S1-S3 были подключены к выходу делителя напряжения. Другая сторона кнопок была подключена к CP01-CP03 через диоды (D1-D3). Эти диоды обеспечивают изоляцию CP01-CP03 друг от друга при одновременном нажатии нескольких кнопок.

Как работает схема

Напомним, что пока микроконтроллер управляет светодиодом, присутствует как минимум 1.Падение 3 вольт на каждом из двух токоограничивающих резисторов. Следовательно, ток в узле, потребляющем ток, будет не менее 1,3 В, а в узле источника тока будет не более 3,7 вольт. Если CP04 не управляет светодиодом, он остается в состоянии высокого импеданса.

Следовательно, на CP04 появляется выход делителя напряжения 2,5 вольта. Это приведет к подаче напряжения не более 1,2 В (3,7–2,5 В или 2,5–1,3 В) на любой затронутый светодиод в матрице, чего недостаточно для его включения.

Предположим, что S2 нажата, в то время как CP02 получает ток.Выходное напряжение делителя напряжения падает до уровня не менее 2,0 В из-за падения 0,7 В на D2. Если CP04 находится в режиме высокого импеданса, это приведет к подаче 2,0 вольт в цепь Charlieplex в этой точке. Линия источника Charlieplexed может производить падение на светодиоде до 1,7 В (3,7–2,0 В), в то время как линия с понижением напряжения может производить падение до 0,7 В (2,0–1,3 В) — ни того, ни другого недостаточно. чтобы включить светодиод.

Я обнаружил, что когда CP04 подает ток в матрицу, это приводит к увеличению выходного сигнала делителя напряжения с 2.От 5 вольт до 2,9 вольт. Предположим, что в это время нажата кнопка S2. Ток может течь через эту кнопку и D2 в матрицу на CP02. Из-за падения на 0,7 В на D2, в матрицу не будет помещаться источник тока более 2,2 В. Это приведет к подаче на любой светодиод не более 0,9 Вольт — опять же, намного ниже того, что требуется для его включения.

Когда CP04 используется для отвода тока в светодиодной матрице, выход делителя напряжения падает примерно до 2,1 вольт. Если, например, нажата кнопка S2, D2 не позволяет этому напряжению обеспечивать сток тока в матрицу.Источник тока 1,4 В появляется на CP02, всего на 0,1 В выше линии, на которой установлен низкий уровень — определенно недостаточно для включения светодиода.

Следовательно, независимо от того, какой светодиод горит и какие кнопки нажимаются, схема кнопки не может вызвать горение любого другого светодиода в матрице.

Для определения состояния кнопки линия ввода / вывода к этой кнопке переводится в низкий уровень, в то время как все оставшиеся линии ввода / вывода в светодиодной матрице остаются в состоянии входа с высоким сопротивлением.

Например, чтобы прочитать S1, CP01 (который подключен к S1 через D1) будет установлен на низкий выход.Если кнопка не нажата, 2,5 В с делителя напряжения будет подаваться через R8 в CP04. Светодиод DM03, который соединен со своим катодом на CP01 и анодом на CP04, вызовет падение выходного напряжения делителя напряжения до рабочего напряжения этого светодиода — от 2,0 В до 2,4 В.

Это напряжение появляется на микроконтроллере RA2 через R4. Ток, проходящий через DM03, сильно ограничен R6 и R8, и, поскольку кнопка считывается за несколько микросекунд, через светодиод не будет протекать достаточно тока, чтобы человеческий глаз выглядел как будто светится.

Если нажать S1, ток через D1 заставит выход делителя напряжения упасть до 0,7 вольт. Это напряжение проходит через R8 и R4 и появляется на RA2. Итак, чтобы определить, нажата ли кнопка, микроконтроллер устанавливает низкий уровень на линии ввода / вывода этой кнопки, а затем смотрит на результирующее напряжение на RA2.

Если напряжение около 0,7 вольт, значит, кнопка нажата; если это два или более вольта, то это не так. Каждая кнопка считывается по очереди, переводя линию этой кнопки в низкий уровень, в то время как другие линии с функцией Charlieplexed остаются в их высокоимпедансном состоянии.

Микроконтроллер имеет встроенный компаратор и встроенный программируемый источник опорного напряжения, который можно использовать для обнаружения небольшого изменения напряжения. Я запрограммировал микроконтроллер так, что RA2 подключен к инвертирующему (-) входу компаратора, а неинвертирующий (+) вход подключен к программируемому опорному напряжению. Я установил опорное напряжение на 1.042V.

Если кнопка нажата, напряжение на выводе ввода / вывода составляет 0,7 В, и на выходе компаратора устанавливается высокий уровень. Если кнопка не нажата, входное напряжение не менее 2.0 В, и выход компаратора становится низким. Выход компаратора считывается микроконтроллером как 1 или 0.

Время идет

На этом первая часть завершена. Во второй части мы закончим схему, изготовим печатную плату, построим часы и посмотрим, как работает программное обеспечение. А пока вы можете найти исходные файлы программного обеспечения в загружаемых статьях, если хотите взглянуть на них. Увидимся в следующий раз! NV


Набор доступен в интернет-магазине Nuts & Volts по адресу https: // store.nutvolts.com/project-kits/sku15871 .


Загрузки

Что в почтовом индексе?
Файлы для печатной платы
Код

Что в почтовом индексе?
Руководство по сборке

Простая схема светодиодного мигающего сигнала с использованием счетчика пульсаций 4040

Студенты-электронщики или любители электроники всегда любят делать различные схемы для своего дома или школы, особенно те, которые мигают несколькими лампочками, и на рынке есть много цепей и комплектов, которые могут мигать любым количеством светодиодов или огней периодически, случайным образом или последовательно. но одна очень универсальная ИС, которую можно использовать для создания простой схемы светодиодного мигающего сигнала, называется двоичным счетчиком пульсаций.

Счетчики пульсаций , как мы обсуждали в руководстве по счетчикам, в основном представляют собой переключаемые триггеры, которые можно использовать в качестве делителей частоты для деления входного сигнала опорной частоты на заданную величину, чтобы получить новую, более низкую частоту, и которые мы можем использовать как часть нашей простой конструкции светодиодной мигалки.

Эти типы счетчиков являются асинхронными по своей природе, потому что не все триггеры переключаются или «переключаются» вместе с приложением внешнего тактового импульса. Обычно переключение происходит по отрицательному фронту тактового импульса.

Переключатель или триггер «T-типа» является основным строительным блоком всех счетчиков с асинхронными счетчиками, обычно называемых «счетчиками пульсаций», потому что входной тактовый импульс кажется «пульсирующим» через счетчик в качестве входного тактового сигнала для один этап генерируется из результатов предыдущего этапа. Результатом является эффект пульсации при последовательном изменении каждой ступени, и мы можем использовать это как простую схему светодиодного мигающего сигнала.

Счетчики пульсаций состоят из нескольких триггеров Т-типа, деленных на 2, каскадно соединенных вместе, чтобы сформировать единый делитель частоты деления на N, где N равно количеству битов счетчика.Обычно доступные ИС двоичного счетчика пульсаций включают 4-битные (÷ 16) 74LS93, 7-битные CMOS 4024 (÷ 128), 12-битные CMOS 4040 (÷ 4096) или более крупные 14-битные CMOS 4060 (÷ 16 384). прилавок.

Тогда их выходной счет (Qn) будет определен как «N-я» ступень счетчика. Так, например, выход Q6 равен 2 6 = 64 ( 1 / 64 тактовой частоты), а Q12 равен 2 12 = 4096 ( 1 / 4096 тактовой частоты) и так на.

Как мы видели, существует множество бинарных счетчиков, которые могут периодически, случайным образом или последовательно мигать любым количеством огней, но одна очень универсальная ИС, которую любитель или студент может использовать для создания простой светодиодной мигалки для использования в различных условиях освещения. Отображается 12-битный двоичный счетчик CMOS CD4040B .

CD4040B — это быстродействующий 12-битный двоичный счетчик пульсаций с двенадцатью полностью декодированными выходами (всего 12 отдельных последовательностей светодиодов). Эти двенадцать выходов переключаются последовательно по приходу каждого отрицательного фронта тактового импульса, создавая двоичную выходную последовательность, как показано на временной диаграмме.

Выходы 4040 переключаются между логической «1» или «HIGH» и логическим «0» или «LOW» на каждом отсчете, поэтому он может производить движущуюся последовательность, чейзер или случайный эффект, что делает 4040 идеальным как простой Светодиодный мигалка или световой дисплей для светового проекта.

Поскольку 4040 представляет собой 12-битный счетчик пульсаций, каждый из двенадцати выходов будет переключать ВЫСОКИЙ или НИЗКИЙ в двоичной последовательности от 0 до 4096 (2 12 ), что показано на следующей временной диаграмме.

4040 Временная диаграмма счетчика пульсаций

Но прежде, чем мы сможем использовать счетчик пульсаций 4040B как часть нашей простой схемы светодиодного мигающего сигнала, нам необходимо создать сигнал синхронизации. Есть много разных способов создания тактового сигнала или тактового сигнала, список бесконечен.Но один очень простой и эффективный способ создания прямоугольного тактового сигнала с минимальным количеством компонентов — это использование специальной временной ИС, такой как нестабильный таймер NE555.

Период синхронизации T, зависит от выбранной входной тактовой частоты, был T = 1 /. Так, например, если мы выберем 12-битный (÷ 4096) счетчик 4040 как часть нашей простой схемы светодиодного мигания, и мы хотим, чтобы наш самый длинный временной период на 12-м бите составлял 4 секунды (2 секунды ВКЛ и 2 секунды ВЫКЛ) или 0,25 Гц, тогда наша входная тактовая частота на выводе 10 счетчика 4040 должна быть около 1 кГц, (0.25 x 4096), как показано.

Схема простой светодиодной мигалки

При подключении светодиода к разным выходам они будут мигать по одному, но с разной частотой относительно друг друга (каждый выход на половину частоты предыдущего), и не будут все «ВКЛ» или «ВЫКЛ» вместе, что делает его идеальным. для нашей простой схемы светодиодной мигалки.

Используя делитель / счетчики частоты с делением на 2, с несколькими светодиодами, подключенными к их выходам, можно создать эффект мерцающей звезды или мигающих огней или любой светодиодный дисплей с мигающим светом по вашему выбору в зависимости от того, к какому выходу пульсации вы подключаете Светодиоды и то, как вы их физически расставляете.

Выход счетчика пульсаций

Выходы счетчиков с Q1 по Q12 могут либо «принимать», либо «получать» ток нагрузки максимум примерно до 15 мА, что достаточно для непосредственного управления светодиодами. Способность счетчика 4040 одновременно «поглощать» (поглощать) и «исходить» (подавать) ток означает, что светодиоды могут быть подключены между выходной клеммой счетчика и источником питания для поглощения тока нагрузки или между выходной клеммой и заземление для источника тока нагрузки. Например.

Поглощение и поиск выходов

В первой схеме выше светодиод подключен между положительной шиной питания (+ Vcc) и выходом, в данном случае Q8. Это означает, что ток будет «опускаться» (поглощаться) или течь на выходную клемму счетчиков 4040, и светодиод будет «ВКЛ», когда выход «НИЗКИЙ».

Вторая схема выше показывает, что светодиод подключен между выходом Q8 и землей (0 В). Это означает, что ток будет «Источником» (питанием) или течь через выходную клемму счетчиков 4040, и светодиод будет «ВКЛ», когда выход «ВЫСОКИЙ».

Способность счетчика пульсаций одновременно поглощать и передавать выходной ток нагрузки означает, что оба светодиода могут быть подключены к одной выходной клемме, увеличивая количество светодиодов, которые мы можем использовать в нашей простой схеме светодиодного мигающего сигнала. Однако только один светодиод будет включен в любой момент времени в зависимости от того, находится ли выходное состояние «ВЫСОКОЕ» или «НИЗКОЕ».

Схема слева показывает пример этого. Два светодиода будут попеременно включаться и выключаться в зависимости от выхода, создавая попеременное мигание.При необходимости можно использовать последовательные резисторы для ограничения тока светодиода ниже 15 мА.

Ранее мы говорили, что максимальный выходной ток для потребления или источника тока нагрузки через выходные контакты составляет около 15 мА, и этого значения более чем достаточно для управления или переключения светодиодов или небольших ламп и т. Д. Но что, если бы мы хотели переключить или управлять устройствами более высокой мощности, такими как двигатели, электромагниты или реле вместо этого простого светодиодного мигалки. Тогда нам нужно будет использовать транзисторы, чтобы обеспечить достаточно высокий ток для управления нагрузкой.

Драйвер транзистора счетчика пульсаций

Транзистор в двух приведенных выше примерах может быть заменен устройством Power MOSFET или транзисторами Дарлингтона, если ток нагрузки велик. При использовании индуктивной нагрузки, такой как двигатель, реле или электромагнит, рекомендуется подключать «диод свободного хода» непосредственно через клеммы нагрузки для поглощения любых напряжений обратной ЭДС, генерируемых индуктивным устройством при изменении его состояния.

Также можно добавить больше светодиодов к выходу, но помните, что обычно каждый светодиод требует от 15 до 20 мА при 1.2 В для полного освещения, так что имейте это в виду при подключении схемы к батарее или источнику питания. Одно из преимуществ микросхемы 4040 IC заключается в том, что она самостоятельно ограничивает максимальный входной / выходной ток, поэтому светодиоды можно подключать напрямую, без необходимости в каких-либо токоограничивающих резисторах.

Мы видели, что можем создать очень простую схему мигания светодиодов, просто используя несколько общедоступных компонентов, таймер NE555 для создания тактового сигнала синхронизации и 12-битный асинхронный счетчик пульсаций CMOS 4040 для взаимодействия со светодиодами.Простейшая схема светодиодного мигающего сигнала может быть построена с использованием только однобитовых триггеров T-типа, если это необходимо, потому что функция переключения, естественно, подходит для реализации операции подсчета.

Многобитовые счетчики пульсаций могут быть объединены каскадом для получения больших битовых делителей пульсаций (или счетчиков) по вашему выбору или декодированы для сброса после определенного двоичного счета. 4060B — это 14-битный двоичный счетчик пульсаций, который имеет собственную встроенную схему генератора, поэтому, просто добавив синхронизирующий конденсатор и два резистора, можно создать очень простую схему светодиодного мигающего сигнала без необходимости в дополнительной схеме синхронизации NE555.

Схема электронных часов своими руками. Часы на микроконтроллере AVR с DS1307

С динамической индикацией. К работе часов претензий нет: точный механизм, удобные настройки. Но одним большим недостатком является то, что светодиодные индикаторы плохо видны в дневное время.Для решения проблемы перешел на статичную индикацию и более яркие светодиоды. Как всегда в программном обеспечении, большое спасибо Soir. В общем, предлагаю вашему вниманию большие уличные часы со статической индикацией, функции настройки остались такими же, как и в предыдущих часах.

Имеют два дисплея — основной (снаружи на улице) и вспомогательный на индикаторах — в помещении, на корпусе устройства. Высокая яркость достигается за счет использования сверхъярких светодиодов с рабочим током 50 мА и микросхем драйверов.

Схема электронных часов для улицы на ярких светодиодах

Для прошивки контроллера файлами и использования следующих настроек предохранителей:

Печатные платы для часов, блока управления и внешнего модуля, в формате LAY ,.


Особенности этой схемы часов:

— Формат отображения времени 24-часовой.
— Цифровая коррекция точности хода.
— Встроенное управление основным блоком питания.
— Энергонезависимая память микроконтроллера.
— Есть термометр, который измеряет температуру в диапазоне -55 — 125 градусов.
— Возможно поочередное отображение информации о времени и температуре на индикаторе.


Нажатие кнопки SET_TIME поворачивает индикатор по кругу из режима основных часов (отображение текущего времени). Во всех режимах нажатие кнопок ПЛЮС / МИНУС выполняет ускоренную настройку.Изменения настроек через 10 секунд после последнего изменения значения будут записаны в энергонезависимую память (EEPROM) и будут считаны оттуда при повторном включении питания.


Еще один большой плюс предложенного варианта — изменилась яркость, теперь в солнечную погоду яркость отличная. Количество проводов уменьшилось с 14 до 5. Длина провода к основному (внешнему) дисплею — 20 метров. Работой электронных часов доволен, они оказались полнофункциональными — как дневными, так и ночными.С уважением, Суар — Александрович.

Не так давно в доме понадобились часы, но только электронные, так как не люблю циферблаты, потому что они тикают. Имею большой опыт пайки и травления схем. Покопавшись в Интернете и почитав литературу, я решил выбрать самую простую схему, так как будильник мне не нужен.

Я выбрал эту схему потому что легко

сделать часы своими руками

Приступим, а что нам нужно, чтобы сделать часы своими руками? Ну конечно руки, умение (даже не большое) чтение схем, паяльник и детали.Вот полный список того, что я использовал:

Кварц на 10 МГц — 1 шт., Микроконтроллер ATtiny 2313, резисторы на 100 Ом — 8 шт., 3 шт. 10 кОм, 2 конденсатора по 22 пФ, 4 транзистора, 2 кнопки, светодиодный индикатор 4 бит KEM-5641-ASR (RL-F5610SBAW / D15). Я производил установку на одностороннюю плату.

Но в этой схеме есть изъян: выходы микроконтроллера (далее МК), отвечающие за управление разрядами, получают довольно приличную нагрузку.Суммарный ток намного превышает максимальный ток порта, но при динамической индикации МК не успевает перегреться. Чтобы МК не вышел из строя, добавляем резисторы в разрядные цепи на 100 Ом.

В данной схеме управление индикатором осуществляется по принципу динамической индикации, в соответствии с которым управление сегментами индикатора осуществляется сигналами с соответствующих выводов MC. Частота повторения этих сигналов составляет более 25 Гц, из-за чего свечение цифр индикатора кажется непрерывным.

Электронные часы, изготовленные по указанной выше схеме, могут показывать только время (часы и минуты), а секунды показывают точку между сегментами , которая мигает. Для управления режимом работы часов в их конструкции предусмотрены кнопочные переключатели, управляющие настройкой часов и минут. Эта схема питается от блока питания 5 В. При изготовлении печатной платы в схему был включен стабилитрон на 5В.

Так как у меня блок питания на 5В, я исключил из схемы стабилитрон.

Для изготовления платы схема была применена с помощью утюга. То есть печатная схема была напечатана на струйном принтере с использованием глянцевой бумаги, ее можно взять из современных глянцевых журналов. После этого был разрезан текстолит необходимого размера. Мой размер оказался 36 * 26 мм. Столь малый размер за счет того, что все детали подобраны в SMD корпусе.

Плата протравлена ​​хлоридом железа (FeCl 3). По времени травление заняло около часа, так как лоток с платным стоял на камине, высокая температура влияет на время травления неиспользованной меди в плате.Но не переусердствуйте с температурой.

Пока шел процесс травления, чтобы не ломать голову и не писать прошивку для часов, я зашел в инет и нашел прошивку для этой схемы. Как прошить МК тоже можно найти в интернете. Я использовал программатор, который прошивает только ATMEGA MK.

И, наконец, наша плата готова, и мы можем приступать к пайке наших часов. Для пайки понадобится паяльник на 25 Вт с тонким наконечником, чтобы не обжечь МК и другие детали.Пайку проводим аккуратно и желательно с первого раза все ножки МК, но только по отдельности. Для тех, кто не в теме, знайте, что детали, изготовленные в SMD-корпусе, имеют на своих выводах олово для быстрой пайки.

А вот так выглядит плата с припаянными деталями.

Еще в юности хотел собирать цифровые Часы … Мне казалось, что сборка часов — это вершина мастерства. В итоге собрал часы с календарем и будильником на серию К176.Сейчас они уже морально устарели и мне захотелось собрать что-то более современное. После долгих поисков в интернете (никогда не думал, что мне так сложно угодить;)) эта схема мне понравилась. Отличие от приведенной выше схемы в том, что не используется редкая микросхема. TRIC6B595 и его составной и более мощный аналог на микросхемах 74HC595 и ULN2003 … Исправления в схеме показаны ниже.



Схема бегущей строки электронных светодиодных часов

Автор схемы уважаемый OLED , прошивка тоже его.Часы отображают текущее время, год, месяц и день недели, а также температуру снаружи и внутри дома с прокручивающимся текстом. У них есть 9 независимых будильников. Есть возможность регулировать (корректировать) ход + — минуту в день, выбирать скорость линии, менять яркость светодиодов в зависимости от времени суток.

В случае отключения электроэнергии часы питаются либо от ультраконденсатора (емкости в 1 Фарад хватает на 4 дня работы), либо от батареи.Всем, кому это нравится, плата рассчитана на то, чтобы установить и то, и другое. У них очень удобное и интуитивно понятное меню управления (все управление осуществляется всего двумя кнопками). В часах используются следующие детали (все детали в SMD-корпусах):

Микроконтроллер AtMEGA 16A


Регистр сдвига 74HC595


Микросхема ULN2803 (восемь ключей Дарлингтона) 14 Датчики температуры DS18B20 (устанавливаются по желанию)


25 резисторов 75 Ом (стандарт 0805)


3 резистора 4.7 кОм


2 резистора 1,5 кОм


1 резистор 3,6 кОм


6 конденсаторов SMD емкостью 0,1 мкФ


1 конденсатор 220 мкФ


Часы 32768 для частоты герц.


Матрицы 3 штуки марки 23088-ASR 60х60 мм — общий катод


Любая буханка на 5 вольт.



Печатная плата для электронных светодиодных часов бегущей строки

Для жителей Украины подскажу, в магазине Луганского радиорынка есть матрицы.Преимущества часов перед другими подобными устройствами — минимум деталей и высокая повторяемость. Светодиодные часы начинают работать сразу после прошивки, если конечно в установке нет косяков. Микроконтроллер вшит в схему; для этого на плате предусмотрены специальные штыри. Прошивал программу Ponyprog. Ниже приведены экраны предохранителей для программ ponyprog и AVR , также выложены файлы прошивок на украинском и русском языках, кто с чем знаком.


Если вам не нужны датчики температуры, то их можно не устанавливать. Часы автоматически распознают подключение датчиков, и если один или оба датчика отсутствуют, то прибор просто перестает отображать температуру (если один датчик отсутствует, то наружная температура не отображается, если оба, то температура не отображается. вообще).

Самодельный светодиодный корпус для часов

Для демонстрации работы часов приводится видео, не качественное, так как снято на камеру, но какое оно есть.

Посмотреть видео


Уже собрано четыре экземпляра этих часов, каждый дарю родным на день рождения. И всем они очень понравились. Если вы тоже захотели собрать эти часы и у вас есть вопросы, добро пожаловать на наш форум. С уважением, Войтович Сергей ( Сергей-7 8 ).

Обсудить статью СВЕТОДИОДНЫЕ ЭЛЕКТРОННЫЕ ЧАСЫ

Привет, компьютерщики! В первой части статьи были рассмотрены принципы получения точного времени на самодельных часах.Пойдем дальше и рассмотрим, как и на чем лучше отображать в этот раз.

Итак, у нас есть некая платформа (Arduino, Raspberry, контроллер PIC / AVR / STM и т.д.), и задача — подключить к ней какую-то индикацию. Есть много вариантов, которые мы рассмотрим.

Сегментный дисплей

Здесь все просто. Сегментный индикатор состоит из обычных светодиодов, которые банально подключены к микроконтроллеру через демпфирующие резисторы.

Берегитесь пробок!

Плюсы: простота конструкции, хорошие углы обзора, невысокая цена.
Минус: количество отображаемой информации ограничено.
Конструкции индикаторов бывают двух типов, с общим катодом и общим анодом, внутри он выглядит примерно так (схема с сайта производителя).

Есть 1001 статья о том, как подключить светодиод к микроконтроллеру, гугл за помощью. Сложности начинаются, когда мы хотим сделать большие часы — ведь смотреть на маленький индикатор не особо удобно. Тогда нам понадобятся эти индикаторы (фото с eBay):

Они питаются от 12В, и напрямую с микроконтроллера работать просто не будут.Тут на помощь приходит микросхема CD4511 , как раз для этого. Он не только преобразует данные из 4-битной строки в нужные цифры, но также содержит встроенный транзисторный переключатель для подачи напряжения на индикатор. Таким образом, в схеме нам потребуется «силовое» напряжение 9-12 В и отдельный понижающий преобразователь (например, L7805) для питания «логики» схемы.

Матричные индикаторы

По сути, это те же светодиоды, только в виде матрицы 8х8.Фото с eBay:

Продаются на eBay отдельными модулями или готовыми блоками, например, 4 штуки. Управление ими очень простое — на модули MAX7219 уже распаяна микросхема, обеспечивающая их работу и подключение к микроконтроллеру всего 5 проводами. Для Arduino существует множество библиотек, можете посмотреть код.
Плюсы: невысокая цена, хорошие углы обзора и яркость.
Минусы: низкое разрешение. Но для задачи вывода времени вполне достаточно.

ЖК-индикаторы

ЖК-индикаторы графические и текстовые.

Графика дороже, но позволяет отображать более разнообразную информацию (например, график атмосферного давления). Текстовые сообщения дешевле и с ними проще работать, они также позволяют отображать псевдографику — вы можете загружать пользовательские символы на дисплей.

Работать с ЖК-индикатором из кода несложно, но есть определенный недостаток — индикатор требует от микроконтроллера большого количества управляющих линий (от 7 до 12), что неудобно.Поэтому китайцам пришла в голову идея совмещать ЖК-индикатор с контроллером i2c, в итоге оказалось очень удобно — для подключения достаточно всего 4-х проводов (фото с eBay).


Жидкокристаллические индикаторы довольно дешевы (если брать на eBay), большие, легко подключаются, на них можно отображать различную информацию. Единственный недостаток — не очень большие углы обзора.

OLED-индикаторы

Они являются улучшенным продолжением предыдущей версии.От маленьких и дешевых 1,1 «до больших и дорогих. Фото с eBay.

На самом деле они хороши для всех, кроме цены. Что касается маленьких индикаторов, размером 0,9-1,1″, трудно найти какое-либо практическое применение. их (кроме изучения работы с i2c).

Индикаторы газоразрядные (ИН-14, ИН-18)

Эти индикаторы сейчас очень популярны, видимо, из-за «теплого лампового звука света» и оригинальности конструкции.


(фото с сайта nocrotec.com)

У них схема подключения несколько сложнее, так как эти индикаторы используют для розжига 170В. Преобразователь с 12В => 180В может быть выполнен на микросхеме MAX771 … Для подачи напряжения на индикаторы используется советская микросхема K155ID1 , специально созданная для этого. Цена вопроса для самостоятельного изготовления: около 500 рублей за каждый индикатор и 100 рублей за К155ИД1, все остальные детали, как писали в старых журналах, «в дефиците».«Основная сложность здесь в том, что и IN-xx, и K155ID1 давно сняты с производства, и купить их можно только на радиорынках или в нескольких специализированных магазинах.

С индикацией более-менее разобрались, осталось решить, какую аппаратную платформу лучше использовать. Здесь есть несколько вариантов (самодельные не рассматриваю, так как тем, кто умеет разводить плату и паять процессор, эта статья не нужна).

Arduino

Самый простой вариант для новички.Готовая плата стоит недорого (около 10 долларов на eBay с бесплатной доставкой), имеет все необходимые разъемы для программирования. Фото с eBay:

Существует огромное количество разных библиотек для Arduino (например, для тех же ЖК-экранов, модулей реального времени), Arduino аппаратно совместим с различными дополнительными модулями.
Главный недостаток: сложность отладки (только через последовательный порт консоли) и довольно слабый по современным меркам процессор (2КБ ОЗУ и 16МГц).
Главный плюс: можно много чего делать, практически не заморачиваясь с пайкой, покупая программатор и монтажные платы, просто соединяя модули между собой.

32-битные процессоры STM

Для тех, кто хочет чего-то более мощного, есть готовые платы с процессорами STM, например, плата с STM32F103RBT6 и TFT экраном. Фото с eBay:

Здесь уже есть полноценная отладка в полноценной IDE (из всех разных мне больше понравилась Coocox IDE), но нужен отдельный отладчик-программатор ST-LINK с разъемом JTAG ( цена вопроса на eBay $ 20-40).В качестве альтернативы вы можете купить отладочную плату STM32F4Discovery, на которой этот программатор уже встроен и может использоваться отдельно.

Raspberry PI

И напоследок для тех, кто хочет полноценной интеграции с современным миром, есть одноплатные компьютеры с Linux, Raspberry PI наверняка знают все. Фото с eBay:

Это полноценный компьютер с Linux, гигабайтом оперативной памяти и 4-ядерным процессором на борту. На краю платы находится панель на 40 контактов, которая позволяет подключать различную периферию (контакты доступны из кода, например, на Python, не говоря уже о C / C ++), также есть стандартный USB в виде 4-х разъемов (можно подключить WiFi).Также есть стандартный HDMI.
Мощности платы хватит, например, не только на отображение времени, но и на запуск HTTP-сервера для настройки параметров через веб-интерфейс, загрузки прогноза погоды через Интернет и так далее. В общем, есть много места для полета фантазии.

Есть только одна проблема с Raspberry (и процессорами STM32) — на его выводах используется логика 3 В, а большинство внешних устройств (например, ЖК-экраны) работают по старинке от 5 В. Можно, конечно, подключиться и так, в принципе, заработает, но это не совсем правильный метод, и жалко портить плату в 50 долларов.Правильный способ — использовать «преобразователь логических уровней», который на eBay стоит всего 1-2 доллара.
Фото с eBay:

Теперь достаточно подключить наше устройство через такой модуль, и все параметры будут согласованы.

ESP8266

Метод довольно экзотический, но весьма перспективный из-за компактности и невысокой стоимости решения. За очень небольшие деньги (около 4-5 долларов на eBay) вы можете купить модуль ESP8266, содержащий процессор и встроенный WiFi.
Фото с eBay:

Изначально такие модули задумывались как WiFi-мост для обмена через последовательный порт, однако энтузиасты написали множество альтернативных прошивок, позволяющих работать с датчиками, устройствами i2c, ШИМ и т. Д.Гипотетически вполне возможно получить время от NTP-сервера и вывести его через i2c на дисплей. Для желающих подключить много разной периферии есть специальные платы NodeMCU с большим количеством выводов, цена вопроса около 500 рублей (естественно на eBay):

Единственный минус — у ESP8266 очень мало оперативной памяти память (в зависимости от прошивки от 1 до 32КБ), но это делает задачу еще более интересной. Модули ESP8266 используют логику 3 В, поэтому вышеупомянутый преобразователь уровня также пригодится.

На этом вводный экскурс в самодельную электронику можно закончить, автор желает всем удачных экспериментов.

В итоге я остановился на использовании Raspberry PI с текстовым индикатором, настроенным на работу с псевдографикой (что оказалось дешевле, чем графический экран той же диагонали). Во время написания статьи я сделал снимок экрана часов рабочего стола.

Часы показывают точное время, взятое из Интернета, и погоду, которая обновляется с Яндекс, все это написано на Python, и работает уже несколько месяцев.Параллельно на часах запускается FTP-сервер, который позволяет (вместе с пробросом портов на роутере) обновлять прошивку на них не только из дома, но и из любого места, где есть Интернет. В качестве бонуса ресурсов Raspberry в принципе хватает для подключения камеры и / или микрофона с возможностью удаленного наблюдения за квартирой, или для управления различными модулями / реле / ​​датчиками. Можно добавить всевозможные «вкусности», например светодиодную индикацию входящей почты и так далее.

PS: Почему именно eBay?
Как видите, цены или фото с ebay были даны для всех устройств.Это почему? К сожалению, наши магазины часто живут по принципу «купил за 1 доллар, продал за 3 и живу на эти 2 процента». В качестве простого примера, Arduino Uno R3 стоит (на момент написания статьи) 3600р в Санкт-Петербурге и 350р на eBay с бесплатной доставкой из Китая. Разница действительно на порядок, без литературного преувеличения. Да, придётся подождать месяц, чтобы забрать посылку на почте, но, думаю, такая разница в цене того стоит. Но все же, если кому-то это нужно прямо сейчас и срочно, то наверняка в местных магазинах есть выбор, здесь каждый решает сам.

Предлагаю Вашему вниманию электронные часы микроконтроллер … Схема часов очень проста, содержит минимум деталей, доступна для повторения начинающим радиолюбителям.

Конструкция собрана на микроконтроллере и часах реального времени DS1307 … В качестве индикатора текущего времени используется четырехзначный семисегментный светодиодный индикатор (сверхяркий, синий цвет свечения, что хорошо смотрится в темноте, и, в то же время, часы играют роль ночника).Часы управляются двумя кнопками. Благодаря использованию микросхемы часов реального времени DS1307 алгоритм программы достаточно простой. Связь между микроконтроллером и часами реального времени происходит по шине I2C и организована программно.

Схема часов:

К сожалению, в схеме есть ошибка:
— необходимо подключить выводы МК к базам транзисторов:
PB0 к T4, PB1 к T3, PB2 к T2, PB3 к T1
или изменить подключение коллекторы транзисторов к разрядам индикатора:
T1 на DP1… .. T4 — DP4

Детали, используемые на диаграмме часов:

♦ Микроконтроллер ATTiny26:

♦ Часы реального времени DS1307:

♦ 4-значный семисегментный светодиодный индикатор — FYQ-5641UB -21 с общим катодом (сверхяркий, синий свет):

♦ кварц 32,768 кГц, при входной емкости 12,5 пФ (можно взять с материнской платы компьютера) точность часов зависит от этого кварца:

♦ все транзисторы NPN структуры, можно использовать любые (КТ3102, КТ315 и их зарубежные аналоги), Я использовал BC547S
♦ стабилизатор напряжения микросхемы типа 7805
♦ все резисторы мощностью 0.125 Вт
♦ полярные конденсаторы на рабочее напряжение не ниже напряжения питания
♦ резервное питание DS1307 — 3 вольта литиевая батарея CR2032

Для питания часов можно использовать любое ненужное зарядное устройство для сотового телефона (в этом случае, если выходное напряжение зарядного устройства в пределах 5 вольт ± 0,5 вольт, часть схемы представляет собой стабилизатор напряжения на микросхеме 7805, можно исключить)
Ток потребление устройством — 30 мА.
Резервная батарея часов DS1307 может не быть установлена, но тогда, в случае сбоя питания, текущее время придется сбросить.
Печатная плата устройства не показана, конструкция собрана в корпусе от неисправных механических часов. Светодиод (с частотой мигания 1 Гц, от вывода SQW DS1307) служит для разделения часов и минут на индикаторе.

Заводские настройки микроконтроллера: тактовая частота — 1 МГц, FUSE-биты трогать не нужно.

Тактовый алгоритм (в Algorithm Builder):

1. Установка указателя стека
2. Установка таймера T0:
— частота SK / 8
— прерывания переполнения (при этой заданной частоте прерывание вызывается каждые 2 миллисекунды )
3.Инициализация портов (контакты PA0-6 и PB0-3 настроены для выхода, PA7 и PB6 для входа)
4. Инициализация шины I2C (контакты PB4 и PB5)
5. Проверка 7-го бита (CH) нуля регистр DS1307
6. Глобальное разрешение прерывания
7. Вход в цикл с помощью теста нажатия кнопки

При первом включении DS307 или при повторном включении при отсутствии резервного источника питания DS307 возвращается к исходным настройкам текущего времени. В этом случае: кнопка S1 — для установки времени, кнопка S2 — переход к следующей цифре.Установка времени — часы и минуты записываются в DS1307 (секунды установлены на ноль), а вывод SQW / OUT (7-й вывод) настроен на генерацию прямоугольных импульсов с частотой 1 Гц.
При нажатии кнопки S2 (S4 — в программе) прерывания запрещаются глобально, программа переходит к подпрограмме коррекции времени. В то же время десятки и единицы минут устанавливаются с помощью кнопок S1 и S2, затем, начиная с 0 секунд, нажатие кнопки S2 записывает обновленное время в DS1307, разрешает глобальное прерывание и возвращает в основную программу.

Часы показали хорошую точность, временной ход за месяц — 3 секунды.
Для повышения точности рекомендуется подключать кварц к DS1307, как указано в даташите:

Программа написана в среде «Конструктор алгоритмов».
На примере программы часов можно ознакомиться с алгоритмом обмена данными между микроконтроллером и другими устройствами по шине I2C (каждая строка подробно прокомментирована в алгоритме).

Фото собранного устройства и печатной платы в формате .lay от читателя сайта Анатолия Пильгука, за что ему огромное спасибо!

В приборе используются: Транзисторы — SMD VS847 и ЧИП резисторы

.

Приложения к статье:

(42,9 KiB, 3227 обращений)

(6,3 KiB, 4180 обращений)

(3,1 KiB, 2 657 обращений)

(312,1 KiB, 5929 обращений)


Вторая версия программы часов в AB (для тех, у кого нет верхнего)

(11.4 КиБ, 1,942 просмотров)

Как создать высококачественные светодиодные цифровые часы

Я использую этот самодельный прототип цифровых часов в течение последних восьми лет без какого-либо обслуживания, и тем не менее он работает, как никогда. Схема настолько прочная, что даже случайное падение ее на пол несколько раз не оказало отрицательного воздействия на ее работу, поэтому я должен сказать, что этот проект цифровых часов, в которых используются дискретные электронные компоненты, заслуживает внимания, поскольку он намного лучше, чем Электронные часы типа коммерческого модуля, хотя и дешевы, могут быть очень ненадежными в своей работе.Кроме того, все компоненты, используемые в этом проекте, легко доступны и легко заменяются в случае возникновения неисправности.

Схема оснащена всеми средствами, обычно связанными с цифровыми часами, и функциями, которые можно от нее ожидать. Наряду с часами и минутами, он отображает секунды, мигающее двоеточие, имеет индикатор AM / PM и таймер сна с отсрочкой и будильником. Часы могут работать в обоих режимах переменного и постоянного тока, а также могут работать в «спящем» режиме, когда они не используются, что помогает экономить электроэнергию.Потребление тока в «спящем режиме» составляет около 4 мА, в этом режиме светодиодный дисплей остается выключенным, но часы правильно обновляют время, чтобы при повторном включении дисплеев они точно отображали текущее время.

Изображения построенного прототипа

Описание схемы

Если вы серьезно заинтересованы в том, чтобы научиться создавать свои собственные цифровые часы, следующая схема и описание ее управления — это то, что вам нужно. сначала поймите:

Схема в основном основана на основной микросхеме National Semiconductor MM5402, которая представляет собой монолитную большую интегральную схему MOS, способную самостоятельно выполнять все обсуждаемые функции, при этом тактовый сигнал является единственным внешним триггером, необходимым для всего этого.На рисунке ниже показан подробный вид конфигурации выводов этой ИС.

Функционирование схемы можно понять, обратившись к рисунку рядом со следующими точками:

Блок питания представляет собой стандартный понижающий трансформатор / диод / конденсатор, способный подавать 9 В постоянного тока при 500 мА. максимальный выходной ток.

9 В постоянного тока подается непосредственно на контакт № 28, который является входом Vdd IC, через резистор 1 кОм.

Конденсатор C5 обеспечивает защиту ИС от высокочастотных переходных процессов на входе.

Еще одна микросхема, включенная в схему, которая также выполняет важную задачу, — это ИС счетчика / делителя / генератора MM5369 от National Semiconductor.

Микросхема генерирует точные импульсы 60 Гц с помощью кристалла 3,579 МГц и некоторых других связанных частей. Частота становится доступной на выводе №1 микросхемы IC и подается на вывод №35 микросхемы IC2, который формирует основу для всех таймингов.

Подстроечный резистор C4 можно использовать для регулировки выходной частоты 60 Гц, чтобы часы были очень точными с таймингами.

В качестве дисплея я использовал семисегментные светодиодные дисплеи Fairchild FND 500, которые в основном представляют собой обычные катодные дисплеи. Можно попробовать аналогичные типы, которые должны работать удовлетворительно.

Так как выход IC2 управляется током, он никогда не превышает 10 мА и, следовательно, может напрямую подаваться на соответствующие выводы IC без включения ограничивающих резисторов.Однако в моем прототипе я использовал резисторы 1 кОм, чтобы дисплеи не светились слишком ярко. На рисунке ниже показано расположение контактов FND 500.

Различные средства управления дисплеем достигаются путем простого добавления нажимных переключателей к соответствующим выводам IC, что делает всю систему управления довольно простой.

Вывод 25 ИС обеспечивает выход сигнала тревоги. Поскольку импульс с этой точки слишком слабый, для усиления этих сигналов включен дополнительный каскад усилителя тока, который в конечном итоге приводит в действие генератор 555 и каскад громкоговорителей.

Выход «сна» от контакта № 27 может использоваться для запуска внешних электроприборов в определенное заранее заданное время через реле, например радио, телевизор, духовку, гейзер или другие подобные устройства.

Схема также оборудована резервным аккумулятором, который позволяет часам «тикать» даже при сбоях питания. Хотя во время резервного копирования дисплей остается выключенным, он сразу же начинает действовать с правильным временем, когда питание восстанавливается. Средство также можно использовать в ночное время, если вы чувствуете, что свет от дисплея мешает.

Ссылка

Проект Vega Kit, созданный мной.

Светодиодные схемы и проекты — Простая схема с принципиальной схемой, работающая

CircuitsToday.com представляет несколько простых светодиодных схем и проектов, которые можно реализовать даже дома. Эти схемы и проекты уже были протестированы и опубликованы вместе с принципиальной схемой, схемами и подробным рабочим описанием каждого из них. Также ознакомьтесь с комментариями к каждой статье о схемах светодиодов, чтобы лучше понять используемые ИС и модификации, которые могут быть внесены в схему.Чтобы узнать о работе светодиода, нажмите на ссылку — Светодиод работает

1. Танцующий свет

В схеме используется таймер 555 и микросхема CD 4017. Тактовые импульсы для микросхемы CD 4017 генерируются микросхемой таймера, которая подключена как нестабильный мультивибратор. Номер контакта 14 микросхемы CD 4017 является входным контактом часов. Когда на этот вывод подаются тактовые импульсы, 10 выходных выводов поочередно становятся на высокий уровень один за другим. Когда светодиоды подключены к этим выходам, они также постоянно включаются и выключаются в соответствии с импульсами, которые выдает таймер.Взгляните на принципиальную схему в основной статье.

2. Ночная сигнализация

Как следует из названия, эта схема используется для обеспечения безопасности вашего дома путем автоматического включения света примерно через два часа после полуночи. Это делается с помощью CMOS IC 4060. Схема потребует LDR, TRIAC , светодиодов и резисторов в соответствии с ее конструкцией. Узнайте больше об этой интересной схеме из ее оригинального содержания.

3. Светодиод с задержкой включения

В этой схеме светодиод, подключенный к выходу, светится только через заданное время после включения питания.Конденсатор играет важную роль в включении транзистора. Для схемы также необходим потенциометр с предустановкой и .

4. Светодиодный фонарик с использованием MAX660

Микросхема преобразователя напряжения CMOS типа MX 66o используется для изготовления этой цепи светодиодного фонарика. ИС может управлять 3 яркими белыми светодиодами. Это простая схема светодиодного фонаря на базе микросхемы MAX660 от MAXIM semiconductors. MAX 660 — это микросхема преобразователя напряжения монолитного типа CMOS.ИС может легко управлять тремя очень яркими белыми светодиодами. Светодиоды подключены параллельно к выходному выводу 8 микросхемы.

5. Светодиоды с регулируемой температурой

Схема представляет собой не что иное, как два светодиода (D1 и D2), состояние которых контролируется температурой окружающей среды. В этой схеме используется датчик температуры под названием Lm 35 IC. С каждым повышением температуры на 1 градус выходной сигнал датчика увеличивается на 10 милливольт. Также используется операционный усилитель под названием CA3130, и выходной сигнал датчика температуры подается на неинвертирующий вход операционного усилителя.На инвертирующий вход подается опорное напряжение с помощью потенциометра. Когда опорное напряжение и неинвертирующее входное напряжение становятся одинаковыми из-за повышения температуры, выход операционного усилителя переходит в насыщение. Это включает транзистор, подключенный к выходу операционного усилителя, и, таким образом, заставляет светодиод светиться. Дальнейшую работу над статьей можно получить по основной ссылке выше.

6. Схема светодиодной лампы USB

Это практичная лампа с питанием от USB, которую можно использовать для освещения вашей комнаты во время сбоя питания.Напряжение, необходимое для работы, получается от 5 вольт, имеющихся в USB-порту. Напряжение должно проходить через токоограничивающий резистор и транзистор. В схеме используются два светодиода для лампы. Другой светодиод необходим в качестве индикатора, показывающего соединение между USB-портом и схемой.

7. Светодиодный термометр для измерения температуры

Датчик под названием LM 34 IC и микросхема драйвера гистограммы под названием LM 3914 IC используются для разработки высокоточного термометра Фаренгейта со светодиодной диаграммой.Схема используется для определения температуры в градусах Фаренгейта. Его можно изменить для измерения температуры в градусах Цельсия, заменив IC датчика LM 34 на LM 35. Вольтметр используется для калибровки цепи. Подробное объяснение схемы можно получить из схемы выше.

8. Автоматический светодиодный аварийный свет

Эта единственная статья содержит три схемы аварийного освещения, состоящие из 3 различных ИС. Первый — это простая схема аварийного освещения, которая используется для определения дневного света и, таким образом, выключения.Также происходит обратное, когда недостаток дневного света приводит к включению светодиода. Схема использует LDR для восприятия света. Фотография схемы и дизайна PCB также доступна в исходном содержании.

Следующая статья — это автоматическая светодиодная схема аварийного освещения с использованием IC LM 317. Модифицированная версия также доступна здесь.

9. Простой указатель уровня воды

Эту схему можно использовать для определения уровня любых проводящих неагрессивных жидкостей.Схема требует пяти транзисторов и соответствующего управляющего светодиода. Транзистор включается, когда ток базы подается от электродных зондов, подключенных внутри резервуара. На разных уровнях резервуара подключаются разные датчики. Один электродный зонд (F) с напряжением 6 В переменного тока размещен на дне резервуара. Все остальные зонды размещаются на квартальном, половинном и трех квартальном уровнях. Схема подключена таким образом, что, когда вода касается каждого датчика уровня, соответствующий ему светодиод начинает светиться, показывая правильный уровень.Узнайте больше о схеме по ссылке выше. Не забудьте просмотреть примечания, в которых указывается важность чистого переменного тока для схемы.

10. Мигающий светодиодный блок

Это самая дешевая и менее энергопотребляющая схема (достаточно 3-вольтовых кнопочных элементов) из представленной. Схема предназначена для работы в качестве мигающего светодиода для создания эффекта вращения, когда светодиоды расположены правильно. Схема состоит из таймера 555, подключенного как нестабильный мультивибратор с рабочим циклом 50 процентов и частотой 4 Гц, чтобы управлять 6 светодиодами.Другая схема таймера также подключена в качестве инвертора импульсов запуска, чтобы управлять еще 6 светодиодами. Схема устроена так, что микросхемы поглощают ток, потребляемый светодиодами. Подробное объяснение и принципиальная схема доступны в вышеуказанном посте.

11. Регулятор уровня воды

Это одна из самых надежных схем на этом сайте. В схеме используется таймер 555 IC , шесть транзисторов, реле и несколько пассивных компонентов. Схема построена таким образом, что она автоматически переключает двигатель в положение ВЫКЛ, как только вода поднимается выше желаемого уровня.Схема также может использоваться для запуска двигателя, чтобы перекачивать воду в резервуар. В цепи используются четыре датчика, которые подключаются на нижнем уровне, на полууровне, на среднем уровне и на уровне полного резервуара. Уровень воды измеряется с помощью трех транзисторов. Транзисторы остаются выключенными до тех пор, пока уровень воды не превышает четверть уровня. Когда уровень воды касается одного из датчиков (кроме нижнего уровня), соответствующие транзисторы смещаются и включаются. Дальнейшая работа реле, подключенных к транзисторам, и важность таймера 555 можно понять из основной статьи.

12. Цепь светодиодной лампы из металлолома

Эта простая светодиодная схема основана на преобразовании сломанной или неисправной КЛЛ в энергосберегающую светодиодную лампу. Изображения завершенной схемы и принципиальная электрическая схема также представлены в основной статье. Не забудьте взглянуть на различные процедуры, перечисленные для сборки схемы.

LM8560 Схема цифровых часов с будильником

LM8560 — это микросхема цифровых часов IC , которая больше всего интересует любителей электроники.И наиболее популярными микросхемами часов являются LM8361, MM5387. К сожалению, эти микросхемы искать будет сложно.

Я настоятельно рекомендую, чтобы функции этой схемы часов работали меньше, чем оригинальные схемы. Но есть преимущества за счет наличия вывода в модели дуплексного светодиодного дисплея, поэтому уменьшение количества проводов между IC1 (LM8560) и светодиодным дисплеем было в 2 раза больше, чем у оригинала.

Примечание: Также в этом проекте мы можем использовать цифровые часы Jumbo с использованием простых КМОП-микросхем

Часы работают

В этой схеме сердцем схемы является IC1 (LM8560), который имеет выход с 3-канальным выходом. являются:
1.Выход для дисплея привода. Дуплексные номера моделей (контакты 1-14)
2. Выход обеспечивает сигнал тревоги на контакте 16.
3. Выход для управления электрическими приборами с автоматическим таймером.
Два R1, C1 вместе с интегрирующей схемой для обеспечения входа тактового сигнала 50 Гц, входной стопорный штифт (контакт 25) IC1.

Два диода D1, D2 являются генераторами сигнала переключения катода номера дисплея для работы поочередно и связи с входом IC1. Сигнал тревоги от контакта 16 IC1 будет поступать на потенциометр P1 (Volume), на контакт 3 IC2 (LM386), то есть усилители сигнала тревоги для управления громкоговорителем.

P1 отлично подойдет для звукового давления сигнала тревоги, как вы хотите. И сигнал спящего режима с вывода 17, который вы можете продолжать использовать для управления другой схемой.
как установить время
1. Нажмите переключатель S6, чтобы установить часы.
2. Нажмите переключатель S4, чтобы установить минуты.
Чтобы установить время будильника
1. Нажмите переключатель S3, чтобы удерживать его.
2. Нажмите переключатель S5, чтобы установить часы.
3. Нажмите переключатель S4, чтобы установить минуты.
Когда истечет срок, раздастся сигнал будильника.Нажмите переключатель S2 или другие переключатели, чтобы отключить звуковой сигнал.

— Отмените сигнализацию, нажмите S2, чтобы удерживать.
Для установки времени включите-выключите электроприбор.
1. Нажмите переключатель S6
2. Нажмите переключатель S4, чтобы установить минуты, Время, чтобы показать оставшееся время.
3. Нажмите переключатель S5, чтобы установить часы.
Аварийный сигнал замедления времени до повторения аварийного сигнала.
В случае срабатывания цепи тревоги и мы хотим Повторить тревогу. Чтобы продлить еще на девять минут, нажатием переключателя S7.Выходной сигнал для управления включением-выключением цепи электроприбора поступает с вывода 17 микросхемы IC1.


Рисунок 2 Схема печатной платы дешевых цифровых часов со схемой будильника


Рисунок 3 Компоновка компонентов этого проекта

Деталь деталей
IC1_LM8560B ЦИФРОВЫЕ БУДИЛЬНИКИ
IC2_LM386

6 D1, D1, D1 D3_1N4001 50V 1A Диоды
0,25W 5% Резисторы
R1_100K Резистор 1/4 Вт
R2, R3_120Ω
R4_91K
R5_10Ω
Объем P1_10K Потенциометр
C1, C5_0.01uF 50V Полиэфирный конденсатор
C2_470uF Электролитические конденсаторы 16V
C3, C4_0.1uF 50V Полиэфирный конденсатор
C6_10uF Электролитические конденсаторы 16V
C7_100uF Электролитические конденсаторы 16V
DIPLED3000 9116000 LIPLED3000 L1000 L1000 911000 9116000 DIPLED4000 Электронные компоненты на печатной плате правильно завершены, как показано на рисунке. Для отображения номеров можно использовать изогнутый провод к перпендикуляру. Затем припаял непосредственно к плате и светодиодному дисплею.
Примечание: Распечатка макета печатной платы с разрешением 300 точек на дюйм
-Эти переключатели можно устанавливать непосредственно на печатную плату.
— Вы можете выбрать отображение 12 часов с открытым контактом 28.
— Если вы хотите подключить резервную батарею к цепям, они продолжат работать, даже когда отключится питание. Вы просто подключаете 9-вольтовую батарею, подключив отрицательный вывод к диоду 1N4001 к выводу 20 IC1 и положительный вывод к выводу 28.
-Для рабочего диапазона цикл тактовой частоты питания будет продолжен. Но это не будет отображаться на экране.
-Если резервное питание отсутствует, то при отключении питания цепь дисплея перезапуска будет мигать.

Мы рекомендуем эти ниже

LM8365 цифровые часы-будильник для начинающих
Jumbo-цифровые часы с использованием простых КМОП-микросхем
Генератор тактовых импульсов на основе времени с кварцевым резонатором для цифровых
MM5369 Частота калибровки 60 Гц

ПОЛУЧИТЬ ОБНОВЛЕНИЕ ПО ЭЛЕКТРОННОЙ ПОЧТЕ

Я всегда стараюсь сделать Electronics Learning Easy .

Amazon.com: Цифровые электронные часы, набор электронных часов ECL-1227 со светодиодной подсветкой, набор цифровых часов Электронные паяльные часы с будильником Набор светодиодных электронных часов DIY (красный): Инструменты и товары для дома

4,0 из 5 звезд Большой комплект, который интересно собрать
Ричард Харви, 11 апреля 2021 г.

Этот набор включает довольно большое количество компонентов для пайки, а также некоторые необычные задачи пайки, такие как прямые углы и соединения внахлест.Никаких инструкций в комплект не входит, но инструкции в формате PDF, которые можно найти в Интернете, выполнив поиск по номеру модели, на удивление хороши. Есть несколько потенциально неприятных шагов, таких как припаивание коммутационной платы ИС внахлест к задней части материнской платы и балансировка проставок на стойках при вставке готовой платы в корпус, поэтому я бы рекомендовал иметь инструменты для распайки и горячий клей. пистолет доступен для облегчения этих задач. Зажим для печатной платы также очень полезен, учитывая объем работы, которую вы будете выполнять с этой платой.В целом сборка показалась мне приятной, и я получил довольно много практики пайки.

Готовый продукт работает отлично, хотя есть несколько моментов, заслуживающих критики.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *