DIY büyük LED saat. Retro tarzda kendi dijital saatinizi nasıl yapabilirsiniz?

Ev yapımı Dijital saat, eleman tabanı- bölüm 1, zamanın ölçümü

• Kendin Yap veya Kendin Yap

Muhtemelen, ev yapımı elektroniklere düşkün olan her inek, er ya da geç kendi benzersiz saatini yapma fikrine gelir. Fikir oldukça iyi, hadi bunları nasıl ve neyle daha iyi hale getirebileceğimizi bulalım. Başlangıç ​​noktası olarak, bir kişinin mikro denetleyicileri nasıl programlayacağını bildiğini, i2c veya seri bağlantı noktası üzerinden 2 baytın nasıl gönderileceğini anladığını ve birkaç kabloyu birbirine lehimleyebildiğini varsayacağız. Prensip olarak bu yeterlidir.

Açıktır ki anahtar işlevi saat - bir zaman ölçüsü (kim düşünebilirdi, değil mi?). Ve bunu olabildiğince doğru bir şekilde yapmak arzu edilir, çeşitli seçenekler ve tuzaklar vardır.

Peki donanımda mevcut olan hangi zaman ölçümü yöntemlerini kullanabiliriz?

CPU Dahili RC Osilatörü

Gerçek zamanlı modül DS1307

Veri sayfasından diyagram:

Daha az önemli değil, mikro devre bir DIP paketinde üretiliyor, bu da herhangi bir acemi radyo amatörünün onu lehimleyebileceği anlamına geliyor. Dahili pil, güç kapatılsa bile saatin çalışmaya devam etmesini sağlar.

Görünüşe göre tek bir sorun olmasa da her şey yolunda - düşük doğruluk. Saat kuvarsının yaklaşık doğruluğu 20-30 ppm'dir. Ppm - milyon başına parça tanımı, milyon başına parça sayısını gösterir. Görünüşe göre 20 milyonuncu süper, ancak 32768 Hz frekans için 20 * 32768 / 1000000 = ± 0,65536 Hz çıkıyor, yani. zaten yarım sik. Basit hesaplamalarla, günde böyle bir farka sahip jeneratörün, günde 2 saniyeye karşılık gelen 56 bin döngüden fazla (veya eksik) "tıkladığı" görülebilir. Quartz farklıdır, bazı kullanıcılar günde 5 saniyelik bir hata hakkında yazmıştır. Her nasılsa bu pek doğru değil - bir ay içinde bu tür saatler en az bir dakika sürecek. Bu zaten çıplak gözle fark edilebilecek iyi bir farktır (büyükannenin en sevdiği dizi 11.00'de başladığında ve saat 11.05'i gösterdiğinde, bu tür saatlerin geliştiricisi akrabaların önünde rahatsız olacaktır).

Ancak odadaki sıcaklık az çok sabit olduğundan ve kuvarsın frekansı çok fazla değişmeyeceğinden yazılım düzeltmesi ekleyebilirsiniz. Forumlarda verilen bir diğer tavsiye ise eski anakartlardan saat kuvarsını kullanmak, incelemelere göre orada oldukça doğrular.

Gerçek zamanlı modül DS3231

(satıcının web sitesinden fotoğraf)

Ayda 6 saniyelik bir doğruluk zaten iyi bir sonuçtur. Ancak daha da ileri gideceğiz - ideal olarak 21. yüzyıldaki saatlerin ayarlanmasına hiç gerek yok.

Radyo modülü DCF-77

Yöntem iyidir çünkü devrenin güç tüketimi düşüktür. kol saati bu teknolojiyle. Ebay'den hazır bir DCF-77 resepsiyon panosu satın alabilirsiniz, satış fiyatı 20 dolardır.

Birçok saat ve hava durumu istasyonu DCF-77'yi alma özelliğine sahiptir, tek sorun sinyalin pratikte Rusya'ya ulaşmamasıdır. Wikipedia'dan kapsama haritası:

Gördüğünüz gibi resepsiyon alanının sınırında sadece Moskova ve St. Petersburg bulunuyor. Sahiplerin incelemelerine göre, yalnızca bazen sinyal alınabiliyor; pratik uygulama tabi ki yakışmıyor.

GPS modülü

Veriler yaklaşık olarak şu formatta gelir: "$GPRMC,040302.663,A,3939.7,N,10506.6,W,0.27,358.86,200804,*1A" ve bunları zayıf bir Arduino için bile ayrıştırmak zor değildir. Bu arada Patriots, hem GPS'i hem de Glonass'ı destekleyen (incelemelere göre) daha pahalı Ublox NEO-7N modülünü satın alabilir.

Açıkçası, GPS modülü farklı zaman dilimleri hakkında hiçbir şey bilmiyor, bu nedenle geliştiricinin hesaplamaları ve yaz / kış saati değişimi üzerinde düşünmesi gerekecek. Başka bir eksi GPS kullanımı- nispeten yüksek güç tüketimi (ancak bazı modüller ayrı komutlarla "uyku moduna" geçirilebilir).

Wifi

Bu, işlemcinin seri bağlantı noktası aracılığıyla sunucuyla iletişim kurabilen, ucuz (ebay'de yaklaşık 200r yayın fiyatı) WiFi modülüdür, istenirse yeniden başlatılabilir (oldukça fazla üçüncü taraf ürün yazılımı vardır), ve mantığın bir kısmı (örneğin, zaman sunucusunun yoklanması) modülün kendisinde yapılır. Lua'dan C ++'a kadar her şeyin çoğu üçüncü taraf ürün yazılımı tarafından destekleniyor, bu nedenle "beyninizi genişletmek" için yeterli seçenek var.

Bu noktada zamanın ölçülmesi konusu muhtemelen kapatılabilir. Bir sonraki bölümde işlemcilere ve zamanı gösterme yollarına daha yakından bakacağız.

Dikkatinize elektronik olarak getiriyorum mikrodenetleyici saati. Saat devresi çok basittir, minimum ayrıntı içerir, yeni başlayan radyo amatörleri tarafından tekrarlanabilir.

Tasarım bir mikrodenetleyici ve gerçek zamanlı saat DS1307 üzerine monte edilmiştir. Geçerli zamanın göstergesi olarak dört haneli yedi bölümlü bir led göstergesi(çok parlak, Mavi renk karanlıkta güzel görünen parıltı ve aynı zamanda saat gece lambası rolünü oynar). Saat iki düğmeyle kontrol edilir. DS1307 gerçek zamanlı saat çipinin kullanılması sayesinde program algoritmasının oldukça basit olduğu ortaya çıktı. Mikrodenetleyici, I2C veriyolu aracılığıyla gerçek zamanlı saatle iletişim kurar ve yazılım tarafından düzenlenir.

Saat şeması:

Maalesef diyagramda bir hata var:
- MK'nin transistörlerin tabanlarına sonuçları bağlanmalıdır:
PB0 ila T4, PB1 ila T3, PB2 ila T2, PB3 ila T1
veya transistör toplayıcılarının gösterge bitlerine bağlantısını değiştirin:
T1 ila DP1 ….. T4 ila DP4

Saat devresinde kullanılan ayrıntılar:

♦ ATTiny26 mikrodenetleyici:

♦ gerçek zamanlı saat DS1307:

♦ 4 haneli 7 segmentli LED göstergesi - FYQ-5641UB -21 ortak katot (ultra parlak mavi):

♦ 32,768 kHz kuvars, 12,5 pF giriş kapasitansı ile (şu adresten temin edilebilir: anakart bilgisayar), saatin doğruluğu şu kuartza bağlıdır:

♦ tüm transistörler NPN yapılarıdır, herhangi birini kullanabilirsiniz (KT3102, KT315 ve bunların yabancı analoglar), BC547C kullandım
♦ mikroçip voltaj regülatörü tipi 7805
♦ tüm 0,125 watt'lık dirençler
♦ polar kapasitörlerçalışma voltajının besleme voltajından düşük olmaması için
♦ yedek güç DS1307 - 3 volt lityum hücre CR2032

Saate güç sağlamak için gereksiz herhangi bir şarj cihazı kullanılabilir cep telefonu(bu durumda, çıkış voltajı şarj cihazı 5 volt ± 0,5 volt dahilinde, devrenin bir kısmı 7805 tipi çip üzerindeki voltaj regülatörüdür, hariç tutulabilir)
Cihazın mevcut tüketimi - 30 mA'dır.
pil yedek güç DS1307 saatini ayarlayamazsınız ancak daha sonra şebeke voltajı kesilirse geçerli saatin yeniden ayarlanması gerekecektir.
Cihazın baskılı devre kartı gösterilmiyor, tasarım arızalı bir muhafazaya monte edilmiş mekanik saat. Bir LED (SQW DS1307'nin çıkışından gelen, 1 Hz yanıp sönme frekansına sahip), göstergedeki saat ve dakikaları ayırmaya yarar.

Mikrodenetleyici fabrika ayarları: saat frekansı- 1MHz, FUSE bitlerine dokunulmasına gerek yoktur.

Saat algoritması(Algoritma Oluşturucu'da):

1. Yığın işaretçisini ayarlama
2. T0 zamanlayıcısının ayarlanması:
— frekans SK/8
- taşma kesintileri (böyle bir önceden ayarlanmış frekansla, kesinti her 2 milisaniyede bir çağrılır)
3. Bağlantı noktalarının başlatılması (PA0-6 ve PB0-3 pinleri çıkış için, PA7 ve PB6 giriş için yapılandırılmıştır)
4. I2C veriyolunun başlatılması (PB4 ve PB5 pinleri)
5. Sıfır yazmaç DS1307'nin 7. bitinin (CH) kontrol edilmesi
6. Küresel kesinti etkinleştirme
7. Bir düğmeye tıklama testiyle döngüye girme

İlk açıldığında veya yeniden etkinleştirme yedek güç DS307'nin yokluğunda, bir geçiş var ilk kurulumşimdiki zaman. Bu durumda: S1 düğmesi - saati ayarlamak için, S2 düğmesi - bir sonraki kategoriye geçiş. Zamanı ayarlayın - saatler ve dakikalar DS1307'ye yazılır (saniyeler sıfıra ayarlanır) ve SQW / OUT pini (7. pin) üretilecek şekilde yapılandırılır dikdörtgen darbeler 1 Hz frekansla.
S2 düğmesine bastığınızda (programda S4 -), kesintiler genel olarak devre dışı bırakılır, program, zaman düzeltme alt rutinine girer. Aynı zamanda S1 ve S2 tuşları ile onlarca ve dakika birimleri ayarlanır, ardından 0 saniyeden itibaren S2 tuşuna basılarak güncellenen süre DS1307'ye kaydedilir, global kesme etkinleştirilir ve geri dönüş yapılır. ana program gerçekleştirilir.

Saat iyi bir doğruluk gösterdi, bir ay boyunca zaman kayması 3 saniyedir.
Rotanın doğruluğunu artırmak için, veri sayfasında belirtildiği gibi kuvarsın DS1307'ye bağlanması önerilir:

Program Algorithm Builder ortamında yazılmıştır.
Örnek olarak saat programını kullanarak, mikro denetleyiciyi diğer cihazlarla I2C veri yolu aracılığıyla iletişim kurmaya yönelik algoritmayı tanıyabilirsiniz (her satır algoritmada ayrıntılı olarak yorumlanmıştır).

Anatoly Pilguk sitesinin okuyucusundan, monte edilmiş cihazın ve .lay formatında baskılı devre kartının fotoğrafı, bunun için kendisine çok teşekkür ederiz!

Cihaz şunları kullanır: Transistörler - SMD VS847 ve CHIP dirençleri

Makalenin ekleri:

(42,9 KiB, 3038 isabet)

(6,3 KiB, 4058 isabet)

(3,1 KiB, 2500 isabet)

(312,1 KiB, 5.833 isabet)

(11,4 KiB, 1842 isabet)

Fotoğrafta, tüm bu ekonomiyi yönetecek programın hatalarını ayıklamak için benim tarafımdan derlenen bir prototip var. Breadboard'un sağ üst köşesindeki ikinci arduino nano projeye ait değil ve öylece orada duruyor, görmezden gelebilirsiniz.

Çalışma prensibi hakkında biraz: arduino, DS323 zamanlayıcıdan veri alır, işler, bir foto direnç kullanarak ışık seviyesini belirler, ardından her şeyi MAX7219'a gönderir ve ardından gerekli bölümleri istenen parlaklıkta yakar. . Ayrıca üç düğmeyi kullanarak yılı, ayı, günü ve saati istediğiniz gibi ayarlayabilirsiniz. Fotoğrafta göstergeler dijital sıcaklık sensöründen alınan zamanı ve sıcaklığı gösteriyor

Benim durumumdaki asıl zorluk, ortak anotlu 2,7 inçlik göstergelerin öncelikle ortak katotlu göstergeler için keskinleştirilmiş max7219 ile bir şekilde arkadaş olmaları ve ikinci olarak güç kaynaklarıyla ilgili sorunu çözmeleri gerektiğidir. çünkü parlamak için 7,2 volta ihtiyaç duyuyorlar ve bunu max7219 tek başına sağlayamıyor. Bir forumda yardım istediğimde aynı cevabı aldım.

Ekran görüntüsü çözümü:


Max7219'un bölümlerinin çıkışlarına, sinyali tersine çeviren bir mikro devre yapışır ve her çıkışa, ekranın ortak katoduna bağlanması gereken, aynı zamanda sinyalini ters çeviren ve voltajı artıran üç transistörden oluşan bir devre yapışır. Böylece ortak anoda ve 5 volttan fazla besleme voltajına sahip ekranları max7219'a bağlama fırsatını yakalıyoruz.

Test için bir gösterge bağladım, her şey çalışıyor, hiçbir şey sigara içmiyor

Toplamaya başlıyoruz.

Göstergeleri sabitleme prensibi aynı kaldı.

Kolaylık sağlamak için yapılmış bir pleksiglas şablon kullanarak göstergelerin ve bileşenlerin konumunu işaretleriz.

İşaretleme süreci

Yollar ve zehirler çiziyoruz.

demir klorürde banyo yapmak

Hazır!
kontrol Paneli:


gösterge panosu:

Kontrol panosu mükemmel bir şekilde ortaya çıktı, ekran kartındaki parça kritik bir şekilde yutulmadı, bu düzeltilebilir, lehimleme zamanı geldi. Bu sefer SMD bekaretimi kaybettim ve devreye 0805 bileşenini dahil ettim. En azından ilk dirençler ve kapasitörler yerlerine lehimlendi. Sanırım bunu ele alacağım, daha kolay olacak.
Lehimleme için satın aldığım bir akı kullandım. Onunla lehim yapmak bir zevk, artık alkollü reçineyi sadece kalaylama için kullanıyorum.

Burada hazır tahtalar. Kontrol panosunda bir arduino nano için bir yuva, bir saat, ayrıca ekran kartına ve sensörlere bağlantı için çıkışlar (otomatik parlaklık için bir foto direnç ve bir dijital termometre ds18s20) ve ayarlanabilir çıkış voltajına sahip bir güç kaynağı ünitesi (için) bulunur. büyük yedi bölüm) ve saate ve arduino'ya güç vermek için, ekran kartında ekranlar için iniş yuvaları, max2719 ve uln2003a için yuvalar, dört büyük yedi bölümlü ve bir grup atlama teline güç sağlamak için bir çözüm var.

arka kontrol panosu

Arka gösterge panosu:

Korkunç smd montajı:

öğle yemeği

Ev aletlerinin kontrolü için çalar saatin ses sinyali ile saatler.

Zamanlayıcı bir cihazdır ayarlanan zaman anahtarlama kontakları ile ekipmanı açar veya kapatır. Gerçek zamanlı zamanlayıcılar, günün ayarlanan saatinde çalışma saatini ayarlamanıza olanak tanır. en çok basit örnek böyle bir zamanlayıcı bir çalar saat olacaktır.

Zamanlayıcının kapsamı geniştir:
- aydınlatma cihazlarının yönetimi;
- ev ve bahçe bitkilerinin sulanmasının yönetimi;
- havalandırma kontrolü;
- akvaryum yönetimi;
- elektrikli ısıtıcıların kontrolü vb.

Önerilen zamanlayıcı, yeni başlayan bir radyo amatörü tarafından bile hızlı ve ucuz bir şekilde yapılabilir.
Bunu saat yapıcısına dayanarak yaptım. ()

Ülkedeki bitkilerin sulanmasını kontrol etmek için bir zamanlayıcı kullanmam gerekiyordu.

Videodaki tüm üretim sürecini görün:

Adım bir. Zamanlayıcı kartının lehimini sökme.
Zamanlayıcı devresi
İhtiyaç duyulan tek şey, bileşenlerin lehimini şemaya göre çözmektir. ekmek tahtası ve saatin piezo yayıcısından iki kabloyu lehimleyin. Toplama en basit devre ara röle ve transistör anahtarlı. Saatten bir ses sinyalinin ilk darbesi verildiğinde, P1 rölesi açılır, normalde açık kontak kapanır ve yükü açar, aynı anda P1 rölesinin ikinci normalde açık kontağı ve zamanın normalde kapalı kontağı aracılığıyla röle, P1 rölesi kendi kendini kilitler. Yükle birlikte RV zaman rölesi açılır - belirtilen yük çalışma süresinin geri sayımı başlar. Bu sürenin sonunda PB kontağı açar ve P1 rölesinin enerjisi kesilir, yük kapatılır. Devre bir sonraki döngüye hazırdır. Diyot, saat devresinde ters darbeyi önlemeye yarar (herhangi bir düşük güçlü diyotu kullanabilirsiniz). Yükün dahil edildiğini gösteren LED. Bu devrede, normalde açık iki kontağı olan bir ara röleye ihtiyaç vardır, ancak bende yoktu - iki Çin rölesi kullandım (bobinler paralel bağlı).Yük daha güçlüyse, o zaman bir kullanmanız gerekir daha güçlü kontaklara sahip röle. 12V adaptörüm vardı, devresini doğrudan devre tahtasına kurdum. Prensip olarak herhangi bir düşük güçlü 12V güç kaynağı kullanılabilir.

Hafta sonunun tasarımı böyle ortaya çıktı. Yuvarlanmak ilginçti yeni şema yani her şey hızla yapıldı. Gelecekte bir kasa yapıp oraya bir tahta ve bir zaman rölesi yerleştirmek gerekecek. Böyle bir zamanlayıcıyı kendi başınıza yapmak, çok fazla zaman ve para harcamadan yeni başlayanların gücü dahilindedir. Ve bunları nereye uygulayacağınıza zaten kendiniz karar verin.

Tüm işler birkaç hafta sonu akşamı ve 75 ruble (

Satılık çok şey var çeşitli modeller ve elektronik seçenekler dijital saat ancak sayıları az olduğundan çoğu iç mekan kullanımı için tasarlanmıştır. Ancak bazen saatin sokağa, örneğin bir evin duvarına veya bir stadyuma, meydana, yani birçok kişi tarafından çok uzaktan görülebilecek bir yere yerleştirilmesi gerekir. Bunun için geliştirildi ve başarıyla monte edildi bu şema Bağlanabileceğiniz büyük LED saati (dahili transistör anahtarları aracılığıyla) LED göstergeleri isteğe bağlı olarak büyük beden. Arttırmak devre şemasıüzerine tıklayabilirsiniz:

Saatin açıklaması

1. Kol saati. İÇİNDE bu mod Zaman göstergesinin standart bir görünümü vardır. Saatin doğruluğunun dijital düzeltmesi var.
2. Termometre. Bu durumda cihaz, odanın veya dışarıdaki havanın sıcaklığını tek bir sensörden ölçer. -55 ile +125 derece arası.
3. Güç kaynağı kontrolü sağlanır.
4. Bilginin dönüşümlü olarak göstergeye çıkışı - saat ve termometre.
5. 220V elektrik kesintisi durumunda ayar ve ayarların kaydedilmesi için kalıcı bir hafıza kullanılır.

Operasyon ve saat yönetimi

Saati ilk kez açtığınızda, ekranda bir reklam açılış ekranı görüntülenecek ve ardından saat ekranına geçilecektir. Düğmeye basmak AYARLANAN ZAMAN gösterge ana moddan bir daire şeklinde gidecektir:

• dakikalar ve saniyeler boyunca görüntüleme modu. Bu modda aynı anda düğmeye basarsanız ARTI Ve EKSİ, ardından saniyeler sıfırlanacaktır;
• geçerli zamanın dakikalarını ayarlama;
• geçerli zamanın saatini ayarlama;
• sembol T. Saat ekranının süresini ayarlama;
• sembol Ö. Dış sıcaklığı (çıkış) gösteren sembollerin görüntülenme süresi;
• saatin doğruluğunun günlük düzeltilmesinin değeri. Sembol C ve düzeltme değeri. Sınırları -25 ila 25 saniye arasında ayarlama. Seçilen değer günlük olarak 0 saat 0 dakika 30 saniye olarak geçerli saate eklenir veya bu saatten çıkarılır. Daha fazla ayrıntı için, ürün yazılımı dosyalarının ve baskılı devre kartlarının bulunduğu arşivdeki talimatları okuyun.

Saat ayarı

Tuşları tutma ARTI/EKSİ Hızlandırılmış değer ayarı yapın. Herhangi bir ayar değiştirildikten 10 saniye sonra yeni değerler kalıcı belleğe yazılacak ve tekrar güç açıldığında oradan okunacaktır. Yeni ayarlar kurulum sırasında geçerli olur. Mikrodenetleyici ana güç kaynağının varlığını izler. Kapatıldığında cihaza güç verilir. dahili kaynak. Yedek Güç Modülü şeması aşağıda gösterilmiştir: