Al ceas pentru diagrama desktop. Cum să faci un ceas cu propriile mâini

Nu cu mult timp în urmă a devenit nevoie să avem un ceas în casă, ci doar unul electronic, pentru că nu-mi plac ceasurile, pentru că bifează. Am destulă experiență în circuite de lipit și gravare. După ce am căutat pe internet și am citit ceva literatură, am decis să aleg cea mai simplă schemă, deoarece nu am nevoie de un ceas cu ceas cu alarmă.

Am ales această schemă pentru că este ușoară fă-ți propriul ceas

Să începem, deci de ce avem nevoie pentru a face un ceas cu propriile mâini? Ei bine, bineînțeles, mâini, pricepere (nici măcar grozave) în citirea schemelor de circuite, fier de lipit și piese. Iată o listă completă cu ceea ce am folosit:

Cuarț 10 MHz – 1 buc., microcontroler ATtiny 2313, rezistențe 100 Ohm – 8 buc., 3 buc. 10 kOhm, 2 condensatoare de 22 pF, 4 tranzistoare, 2 butoane, indicator LED KEM-5641-ASR pe 4 biți (RL-F5610SBAW/D15). Am efectuat instalarea pe un PCB unilateral.

Dar există un defect în această schemă: pinii microcontrolerului (denumit în continuare MK), care sunt responsabili pentru controlul descărcărilor, primesc o sarcină destul de decentă. Curentul total este mult mai mare decât curentul maxim de port, dar cu indicație dinamică, MK nu are timp să se supraîncălzească. Pentru a preveni funcționarea defectuoasă a MK, adăugăm rezistențe de 100 ohmi la circuitele de descărcare.

În această schemă, indicatorul este controlat conform principiului indicației dinamice, conform căruia segmentele indicatorului sunt controlate de semnale de la ieșirile corespunzătoare ale MK. Rata de repetiție a acestor semnale este mai mare de 25 Hz și, din această cauză, strălucirea numerelor indicatorului pare continuă.

Ceasuri electronice realizate conform schemei de mai sus poate afișa doar timpul (ore și minute), iar secundele sunt afișate printr-un punct între segmente, care clipește. Pentru a controla modul de funcționare al ceasului, în structura acestuia sunt prevăzute întrerupătoare cu buton, care controlează setarea orelor și minutelor. Acest circuit este alimentat de la o sursă de alimentare de 5V. În timpul fabricării plăcii de circuit imprimat, în circuit a fost inclusă o diodă zener de 5V.

Deoarece am o sursă de alimentare de 5V, am exclus dioda zener din circuit.

Pentru realizarea plăcii, circuitul a fost aplicat folosind un fier de călcat. Adică circuitul imprimat a fost tipărit pe o imprimantă cu jet de cerneală folosind hârtie lucioasă poate fi luată din reviste lucioase moderne; După aceea, textolitul de dimensiunea necesară a fost tăiat. Dimensiunea mea s-a dovedit a fi 36*26 mm. O dimensiune atât de mică se datorează faptului că toate piesele sunt selectate într-un pachet SMD.

Placa a fost gravată folosind clorură ferică (FeCI3). Gravarea a durat aproximativ o oră, deoarece baia cu placa a fost pe șemineu, nu a fost folosit cupru; Dar nu exagera cu temperatura.

În timp ce procesul de gravare se desfășura, pentru a nu-mi strânge mintea și a scrie firmware pentru ca ceasul să funcționeze, am mers pe Internet și am găsit firmware pentru această schemă. Cum să flash MK poate fi găsit și pe Internet. Am folosit un programator care aprinde doar ATMEGA MK-uri.

Și, în sfârșit, placa noastră este gata și putem începe să ne lipim ceasurile. Pentru lipit ai nevoie de un fier de lipit de 25 W cu varf subtire pentru a nu arde MK si alte piese. Efectuăm lipirea cu atenție și, de preferință, lipim toate picioarele MK prima dată, dar numai separat. Pentru cei care nu sunt la curent, să știți că piesele realizate într-un pachet SMD au tablă pe terminale pentru o lipire rapidă.

Și așa arată placa cu părțile lipite.

Puteți găsi multe modele și opțiuni diferite de ceasuri electronice digitale la vânzare, dar cele mai multe dintre ele sunt concepute pentru utilizare în interior, deoarece numerele sunt mici. Cu toate acestea, uneori este necesar să plasați un ceas pe stradă - de exemplu, pe peretele unei case, sau într-un stadion, piață, adică acolo unde va fi vizibil de la mare distanță de mulți oameni. În acest scop, a fost dezvoltat și asamblat cu succes acest circuit al unui ceas LED mare, la care puteți conecta (prin comutatoare interne cu tranzistori) indicatoare LED de orice dimensiune. Puteți mări schema schematică făcând clic pe ea:

Descrierea ceasului

1. Ceas. În acest mod există un tip standard de afișare a timpului. Există o corecție digitală a preciziei ceasului.
2. Termometru. În acest caz, dispozitivul măsoară temperatura camerei sau aerul din exterior de la un senzor. Interval de la -55 la +125 grade.
3. Este asigurat controlul sursei de alimentare.
4. Afișează informații despre indicator alternativ - un ceas și un termometru.
5. Pentru a salva setările și setările atunci când 220V este pierdut, se folosește memoria nevolatilă.

Baza dispozitivului este ATMega8 MK, care este aprins prin setarea siguranțelor conform tabelului:

Funcționarea și gestionarea ceasului

Când porniți ceasul pentru prima dată, pe ecran va apărea un ecran de reclamă, după care va trece la afișarea orei. Apăsând un buton POTRIVESTE ORA indicatorul va merge într-un cerc din modul principal:

• modul de afișare a minutelor și secundelor. Dacă în acest mod apăsați simultan butonul LA CARE SE ADAUGAȘi MINUS, apoi secundele vor fi resetate;
• setarea minutelor orei curente;
• setarea ceasului curent;
• simbol t. Setarea duratei de afișare a ceasului;
• simbol o. Afișarea timpului simbolurilor de indicare a temperaturii exterioare (out);
• cantitatea de corecție zilnică a preciziei ceasului. Simbol cși valoarea de corecție. Setarea limitelor de la -25 la 25 sec. Valoarea selectată va fi adăugată sau scăzută din ora curentă în fiecare zi la 0 ore 0 minute și 30 de secunde. Pentru mai multe detalii, citiți instrucțiunile care se află în arhiva cu firmware-ul și fișierele plăcii de circuite imprimate.

Setarea ceasului

În timp ce țineți apăsat butoanele LA CARE SE ADAUGA/MINUS Facem setarea accelerată a valorilor. După modificarea oricăror setări, după 10 secunde noile valori vor fi scrise în memoria nevolatilă și vor fi citite de acolo când alimentarea este repornită. Noile setări intră în vigoare în timpul instalării. Microcontrolerul monitorizează prezența alimentării principale. Când este oprit, dispozitivul este alimentat de la o sursă internă. Diagrama modulului de alimentare redundantă este prezentată mai jos:

Pentru a reduce consumul de curent, indicatorul, senzorii și butoanele sunt oprite, dar ceasul în sine continuă să numere timpul. De îndată ce apare tensiunea de rețea de 220 V, toate funcțiile de indicare sunt restabilite.

Deoarece dispozitivul a fost conceput ca un ceas LED mare, are două afișaje: un LED mare - pentru stradă și un LCD mic - pentru configurarea ușoară a afișajului principal. Display-ul mare se afla la o distanta de cativa metri de unitatea de control si este conectat prin doua cabluri de 8 fire. Pentru a controla anozii indicatorului extern, se folosesc comutatoare cu tranzistori conform diagramei din arhiva. Autorii proiectului: Alexandrovich & SOIR.

Acest ceas este asamblat pe un chipset binecunoscut - K176IE18 (contor binar pentru un ceas cu un generator de semnal de sonerie),

K176IE13 (contor ceas cu alarmă) și K176ID2 (convertor de cod binar în șapte segmente)

Când alimentarea este pornită, zerourile sunt scrise automat în contorul de ore și minute și în registrul de memorie al ceasului cu alarmă al chipului U2. Pentru instalare

timp, apăsați butonul S4 (Setare oră) și ținând-l apăsați butonul S3 (Ora) - pentru a seta ora sau S2 (Min) - pentru a seta

minute. În acest caz, citirile indicatorilor corespunzători vor începe să se schimbe cu o frecvență de 2 Hz de la 00 la 59 și apoi din nou 00. În momentul tranziției

de la 59 la 00 contorul orelor va crește cu unu. Setarea orei alarmei este aceeași, trebuie doar să o ții

butonul S5 (Setare alarmă). După setarea orei de alarmă, trebuie să apăsați butonul S1 pentru a porni alarma (contacte

închis). Butonul S6 (Resetare) este folosit pentru a forța ca indicatorii minutelor să fie resetati la 00 în timpul configurării. LED-urile D3 și D4 joacă un rol

puncte de împărțire care clipesc la o frecvență de 1 Hz. Indicatorii digitali de pe diagramă sunt amplasați în ordinea corectă, adică vin pe primul loc

indicatoare de oră, două puncte de separare (LED-uri D3 și D4) și indicatoare de minute.

Ceasul a folosit rezistențe R6-R12 și R14-R16 cu o putere de 0,25W, restul - 0,125W. Rezonator de cuarț XTAL1 la o frecvență de 32 768 Hz -

santinelă obișnuită, tranzistoarele KT315A pot fi înlocuite cu orice siliciu de putere redusă cu structura corespunzătoare, KT815A - cu tranzistori

putere medie cu un coeficient de transfer de curent de bază static de cel puțin 40, diode - orice siliciu de putere redusă. Tweeter BZ1

dinamic, fara generator incorporat, rezistenta infasurarii 45 Ohm. Butonul S1 este blocat în mod natural.

Indicatorii folosiți sunt TOS-5163AG verzi, puteți utiliza orice alți indicatori cu un catod comun fără a reduce

rezistența rezistențelor R6-R12. În figură puteți vedea pinout-ul acestui indicator, concluziile sunt afișate condiționat, deoarece prezentat

vedere de sus.

După asamblarea ceasului, poate fi necesar să reglați frecvența oscilatorului cu cristal. Acest lucru se poate realiza cel mai precis prin control digital

folosind un frecvențămetru, perioada de oscilație este de 1 s la pinul 4 al microcircuitului U1. Reglarea generatorului pe măsură ce ceasul avansează va necesita cheltuieli semnificativ mai mari

timp. De asemenea, poate fi necesar să reglați luminozitatea LED-urilor D3 și D4 selectând rezistența rezistenței R5, astfel încât totul

strălucea uniform. Curentul consumat de ceas nu depășește 180 mA.

Ceasul este alimentat de o sursă de alimentare convențională, asamblată pe un stabilizator de microcircuit pozitiv 7809 cu o tensiune de ieșire de +9V și un curent de 1,5A.

Ceas cu indicator LED cu șapte segmente pe cip K145IK1911

Istoricul acestor ceasuri care apar pe site este ușor diferit de alte diagrame de pe site.

Este o zi liberă normală, mă duc la oficiul poștal, scotocesc și cititorul nostru dă peste Fedorenko Evgeniy, a trimis o diagramă a ceasului, cu o descriere și toate fotografiile.

Pe scurt despre schemă circuit de ceas electronic al lor mâinile efectuat pe cipul K145IK1911, iar ora este afișată pe indicatori LED cu șapte segmente. Și la fel și articolul lui.

Diagrama ceasului:

Pentru a mări o imagine, faceți clic pe ea pentru a o mări și salvați computerul.

Nu cu mult timp în urmă m-am confruntat cu sarcina fie de a cumpăra un ceas nou, fie de a asambla eu unul nou. Cerințele pentru ceas au fost simple - afișajul ar trebui să afișeze ore și minute, ar trebui să existe un ceas cu alarmă, iar indicatoarele LED cu șapte segmente ar trebui să fie folosite ca dispozitiv de afișare. Nu am vrut să adun o grămadă de cipuri logice și nu am vrut să mă implic în programarea controlerelor. Alegerea a fost făcută cu privire la dezvoltarea industriei electronice sovietice - cip K145IK1901.

Nu era în magazin la acel moment, dar era un analog, într-un pachet cu 40 de pini - K145IK1911. Numele pinii acestui microcircuit nu este diferit de cel anterior, diferența este în numerotare.

Dezavantajul acestor microcircuite este că funcționează doar cu indicatori fluorescenți în vid. Pentru a asigura andocarea cu indicatorul LED, a fost necesar să se construiască un circuit de potrivire folosind comutatoare semiconductoare.

Ca drivere de șir – J1-J7 pot fi utilizați tranzistori KT3107 cu indicele literei I, A, B. Pentru driverele pentru selectarea segmentelor D1-D4, KT3102I sau KT3117A, KT660A, precum și orice altele cu o tensiune maximă colector-emițător de cel puțin 35 V și un curent de colector de la se vor folosi cel puțin 100 mA. Curentul segmentelor indicatoare este reglat de rezistențele din circuitele colectoare ale driverelor de rând.

Un punct care clipește la o frecvență de 1 Hz este folosit pentru a separa cifrele orei și minutelor.

Această frecvență este prezentă la pinul Y4 după ce cronometrarea a început. Această schemă oferă, de asemenea, posibilitatea de a afișa pe afișaj în loc de ore și minute - minute și, respectiv, secunde. Trecerea la acest mod se realizează prin apăsarea butonului „Sec.” Revenirea la afișarea orei și minutelor se efectuează după apăsarea butonului „Întoarcere”. Acest cip oferă posibilitatea de a seta două ceasuri cu alarmă simultan, dar în această schemă al doilea ceas cu alarmă nu este folosit ca fiind inutil. Ca emițător de sunet este folosit un tweeter piezo cu generator încorporat, cu o tensiune de alimentare de 12V. Semnalul ceasului cu alarmă este eliminat de la pinul Y5 al microcircuitului. Pentru a furniza un sunet intermitent, semnalul este modulat la o frecvență de 1 Hz, folosită pentru a indica al doilea ritm (punct). Pentru un studiu mai detaliat al funcționalității microcircuitului K145IK1901(11), puteți consulta documentația, care recent poate fi găsită cu ușurință pe Internet. Microcircuitul trebuie alimentat cu o tensiune negativă de -27V±10%. Conform experimentelor efectuate, microcircuitul rămâne funcțional chiar și la o tensiune de -19V, iar precizia ceasului nu este deloc afectată.

Diagrama ceasului este prezentată în figura de mai sus. În circuit au fost utilizate rezistențe cu cip de dimensiune standard 1206, ceea ce face posibilă reducerea semnificativă a dimensiunilor dispozitivului. Orice indicator cu șapte segmente cu un anod comun este potrivit.

Ei bine, acesta este sfârșitul poveștii deocamdată. Va fi dezvoltat și completat și îmi exprim recunoștința către autorul ei, Evgeniy Fedorenko, pentru toate întrebările Această adresă de e-mail este protejată de spamboți. Trebuie să aveți JavaScript activat pentru a-l vizualiza.

20 august 2015 la 12:34

Ceasuri electronice de casă, componente - partea 1, măsurarea timpului

• DIY sau Do It Yourself

Probabil că fiecare tocilar care iubește electronicele de casă, mai devreme sau mai târziu, vine cu ideea de a-și crea propriul ceas unic. Ideea este destul de bună, să ne dăm seama cum și ce este mai bine să le facem. Ca punct de plecare, vom presupune că o persoană știe cum să programeze microcontrolere, înțelege cum să trimită 2 octeți printr-un port i2c sau serial și poate lipi mai multe fire împreună. În principiu, acest lucru este suficient.

Este clar că funcția cheie a unui ceas este de a măsura timpul (cine ar fi crezut, nu?). Și este recomandabil să faceți acest lucru cât mai precis posibil, există mai multe opțiuni și capcane.

Deci, ce metode de măsurare a timpului sunt disponibile în hardware-ul pe care îl putem folosi?

Oscilator RC CPU încorporat

Cea mai simplă idee care vă poate veni în minte este să configurați pur și simplu un cronometru software și să îl folosiți pentru a număra secundele inverse. Deci, această idee nu este bună. Ceasul va funcționa, desigur, dar precizia generatorului încorporat nu este reglementată în niciun fel și poate „pluti” în limita a 10% din valoarea nominală. Este puțin probabil ca cineva să aibă nevoie de un ceas care durează 15 minute pe lună.

Modul în timp real DS1307

O opțiune mai corectă, care este folosită și în majoritatea produselor „folk”, este ceasul în timp real. Microcircuitul comunică cu microcontrolerul prin I2C și necesită un minim de cablare (cuarț și o pereche de rezistențe). Prețul este de aproximativ 100 de ruble per cip sau aproximativ 1 dolar pe eBay pentru o placă gata făcută cu un cip, un modul de memorie și un conector pentru baterie.

Schema din fisa de date:

La fel de important, microcircuitul este produs într-un pachet DIP, ceea ce înseamnă că orice radioamator începător îl poate lipi. Bateria încorporată menține ceasul să funcționeze chiar dacă alimentarea este oprită.

S-ar părea că totul este bine, dacă nu pentru o singură problemă - precizie scăzută. Precizia aproximativă a cuarțului ceasului este de 20-30 ppm. Denumirea ppm - părți pe milion, arată numărul de părți pe milion. S-ar părea că 20 de milionimi este super, dar pentru o frecvență de 32768Hz rezultă 20*32768/1000000 = ±0,65536Hz, adică. deja o jumătate de hertz. Prin calcule simple, se poate observa că, cu o astfel de diferență, un generator „face clic” pe 56 de mii de cicluri suplimentare (sau lipsă) pe zi, ceea ce corespunde la 2 secunde pe zi. Există diferite tipuri de cuarț, unii utilizatori au scris și despre o eroare de 5 secunde pe zi. Cumva, nu este foarte precis - într-o lună un astfel de ceas va dura cel puțin un minut. Aceasta este deja o diferență semnificativă, vizibilă cu ochiul liber (când serialul TV preferat al bunicii începe la ora 11.00, iar ceasul arată 11.05, dezvoltatorul unui astfel de ceas va fi jenat în fața rudelor).

Cu toate acestea, deoarece temperatura din cameră este mai mult sau mai puțin stabilă, iar frecvența cuarțului nu se va schimba prea mult, puteți adăuga o corecție software. Un alt sfat dat pe forumuri este să folosești ceas cu quartz de la plăcile de bază vechi, conform recenziilor, acestea sunt destul de precise.

Modul DS3231 în timp real

Nu suntem primii care pun problema acurateței, iar compania Dallas, în urma dorințelor, a lansat un modul mai avansat - DS3231. Se numește „Extremely Accurate Real Time Clock” și are un generator încorporat cu corecție a temperaturii. Precizia este de 10 ori mai mare și este de 2 ppm. Prețul este puțin mai mare, dar corpul cipului este proiectat pentru montarea SMD, lipirea nu este atât de convenabilă, dar puteți cumpăra o placă gata făcută pe eBay.

(fotografie de pe site-ul vânzătorului)

O precizie de 6 secunde pe lună este deja un rezultat bun. Dar vom merge mai departe - în mod ideal, ceasurile din secolul 21 nu trebuie deloc ajustate.

Modul radio DCF-77

Metoda este mai degrabă exotică, dar de dragul completității nu poate fi ignorată. Puțini oameni știu, dar semnale de timp precise au fost transmise prin radio din anii 70. Emițătorul DCF-77 este situat în Germania lângă Frankfurt, iar pe frecvența VHF 77,5 KHz se transmit ștampile de timp precise (da, aveau deja ceasuri de perete și de masă acum 20 de ani care nu trebuiau reglate).

Lucrul bun la această metodă este că circuitul are un consum redus de energie, așa că acum sunt produse chiar și ceasuri de mână cu această tehnologie. O placă de recepție DCF-77 gata făcută poate fi achiziționată de pe ebay, prețul cerut este de 20 USD.

Multe ceasuri și stații meteo au capacitatea de a primi DCF-77, singura problemă este că semnalul practic nu ajunge în Rusia. Harta acoperirii de pe Wikipedia:

După cum puteți vedea, doar Moscova și Sankt Petersburg sunt la granița zonei de recepție. Potrivit recenziilor proprietarilor, doar uneori semnalul poate fi primit, ceea ce, desigur, nu este potrivit pentru utilizare practică.

modul GPS

Dacă ceasul este situat aproape de fereastră, atunci o metodă foarte realistă de a obține ora exactă este un modul GPS. Aceste module pot fi achiziționate ieftin de pe ebay (prețul de emisiune este de 10-15 USD). De exemplu, Ublox NEO-6M se conectează direct la pinii seriali ai procesorului și scoate șiruri NMEA la o viteză de 9600.

Datele vin în aproximativ următorul format: „$GPRMC,040302.663,A,3939.7,N,10506.6,W,0.27,358.86,200804,*1A”, iar analizarea lor nu este dificilă nici măcar pentru un Arduino slab. Apropo, patrioții pot achiziționa modulul Ublox NEO-7N mai scump, care acceptă (conform recenziilor) atât GPS, cât și Glonass.

Evident, modulul GPS nu știe nimic despre diferitele fusuri orare, așa că dezvoltatorul va trebui să se gândească la calculul lor și la schimbarea orei de vară/iarnă. Un alt dezavantaj al utilizării GPS este consumul relativ mare de energie (cu toate acestea, unele module pot fi puse în „modul de repaus” folosind comenzi separate).

Wifi

Și, în sfârșit, ultima modalitate (și cea mai evidentă în acest moment) de a obține ora exactă este să o luați de pe Internet. Există două abordări aici. Primul, și cel mai simplu, este să utilizați ceva de genul Raspberry PI cu Linux ca placă de ceas, apoi nu trebuie să faceți nimic, totul va funcționa imediat. Dacă doriți ceva „exotic”, atunci cea mai interesantă opțiune este modulul esp8266.

Acesta este un modul ieftin (prețul de emisiune este de aproximativ 200 de ruble pe ebay) modulul WiFi poate comunica cu serverul prin portul serial al procesorului, dacă se dorește, poate fi, de asemenea, actualizat (există destul de multe firmware-uri terță parte), iar o parte a logicii (de exemplu, sondarea serverului de timp) se poate face în modul însuși. Firmware-ul terțelor părți acceptă o mulțime de orice, de la Lua la C++, așa că există destule opțiuni pentru a-ți „flexa creierul”.

În acest moment, subiectul măsurării timpului poate fi probabil închis. În partea următoare vom arunca o privire mai atentă asupra procesoarelor și metodelor de ieșire în timp.