Σήμερα θα δούμε: Οι αληθινοί γνώστες της μουσικής γνωρίζουν ότι για την ποιότητα...
Για όσους έχουν τουλάχιστον λίγη γνώση μικροελεγκτών και θέλουν επίσης να δημιουργήσουν μια απλή και χρήσιμη συσκευή για το σπίτι, δεν υπάρχει τίποτα καλύτερο από ένα συγκρότημα με ενδείξεις LED. Κάτι τέτοιο μπορεί να διακοσμήσει το δωμάτιό σας, ή να χρησιμοποιηθεί ως ένα μοναδικό χειροποίητο δώρο, από το οποίο θα αποκτήσει επιπλέον αξία. Το κύκλωμα λειτουργεί σαν ρολόι και σαν θερμόμετρο - οι λειτουργίες αλλάζουν με ένα κουμπί ή αυτόματα.
Ηλεκτρικό διάγραμμα ενός σπιτικού ρολογιού με ένα θερμόμετρο
Μικροελεγκτής PIC18F25K22φροντίζει για όλη την επεξεργασία δεδομένων και το χρονοδιάγραμμα, καθώς και για την κοινή χρήση ULN2803AΤο μόνο που μένει είναι να συντονίσετε τις εξόδους του με την ένδειξη LED. Μικρό τσιπ DS1302λειτουργεί ως χρονόμετρο ακριβών δεύτερων σημάτων, η συχνότητά του σταθεροποιείται από έναν τυπικό συντονιστή χαλαζία 32768 Hz. Αυτό περιπλέκει κάπως τη σχεδίαση, αλλά δεν θα χρειάζεται να προσαρμόζετε και να προσαρμόζετε συνεχώς τον χρόνο, κάτι που αναπόφευκτα θα καθυστερήσει ή θα βιαστεί εάν τα καταφέρετε με έναν τυχαίο μη συντονισμένο συντονιστή χαλαζία λίγων MHz. Ένα ρολόι σαν αυτό είναι περισσότερο ένα απλό παιχνίδι παρά ένα υψηλής ποιότητας, ακριβές ρολόι.
Εάν είναι απαραίτητο, οι αισθητήρες θερμοκρασίας μπορούν να βρίσκονται μακριά από την κύρια μονάδα - συνδέονται με αυτό με ένα καλώδιο τριών συρμάτων. Στην περίπτωσή μας, ο ένας αισθητήρας θερμοκρασίας είναι εγκατεστημένος στο μπλοκ και ο άλλος βρίσκεται έξω, σε ένα καλώδιο μήκους περίπου 50 cm Όταν δοκιμάσαμε ένα καλώδιο 5 m, λειτούργησε επίσης τέλεια.
Η οθόνη του ρολογιού αποτελείται από τέσσερις μεγάλες ψηφιακές ενδείξεις LED. Αρχικά ήταν κοινή κάθοδος, αλλά άλλαξαν σε κοινή άνοδο στην τελική έκδοση. Μπορείτε να εγκαταστήσετε οποιεσδήποτε άλλες και, στη συνέχεια, απλώς επιλέξτε αντιστάσεις περιορισμού ρεύματος R1-R7 με βάση την απαιτούμενη φωτεινότητα. Θα μπορούσατε να το τοποθετήσετε σε μια κοινή πλακέτα με το ηλεκτρονικό μέρος του ρολογιού, αλλά αυτό είναι πολύ πιο καθολικό - ξαφνικά θέλετε να βάλετε μια πολύ μεγάλη ένδειξη LED ώστε να φαίνονται από μεγάλη απόσταση. Ένα παράδειγμα τέτοιου σχεδιασμού ρολογιού δρόμου είναι εδώ.
Τα ίδια τα ηλεκτρονικά ξεκινούν από 5 V, αλλά για να ανάβουν έντονα τα LED είναι απαραίτητο να χρησιμοποιήσετε 12 V. Από το δίκτυο, η τροφοδοσία τροφοδοτείται μέσω ενός προσαρμογέα μετασχηματιστή προς τα κάτω στον σταθεροποιητή 7805 , που παράγει τάση αυστηρά 5 V. Προσέξτε τη μικρή πράσινη κυλινδρική μπαταρία - χρησιμεύει ως εφεδρική πηγή ρεύματος σε περίπτωση που χαθεί το δίκτυο 220 V Δεν είναι απαραίτητο να το πάρετε στα 5 V - μια 3,6 λιθίου-. Η μπαταρία ιόντων ή Ni-MH είναι επαρκής Volt.
Για την περίπτωση, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε διάφορα υλικά - ξύλο, πλαστικό, μέταλλο ή να ενσωματώσετε ολόκληρη τη δομή ενός σπιτικού ρολογιού σε ένα έτοιμο βιομηχανικό, για παράδειγμα, από πολύμετρο, δέκτη, δέκτη ραδιοφώνου κ.λπ. Το κατασκευάσαμε από πλεξιγκλάς γιατί είναι εύκολο στην επεξεργασία και σας επιτρέπει να βλέπετε το εσωτερικό έτσι ώστε να μπορούν όλοι να βλέπουν - αυτό το ρολόι συναρμολογήθηκε με τα χέρια σας. Και, το πιο σημαντικό, ήταν διαθέσιμο :)
Εδώ μπορείτε να βρείτε όλες τις απαραίτητες λεπτομέρειες του προτεινόμενου αυτοσχέδιου ψηφιακού ρολογιού, συμπεριλαμβανομένου του διαγράμματος κυκλώματος, της διάταξης PCB, του υλικολογισμικού PIC και
Ρολόι με ένδειξη LED επτά τμημάτων στο τσιπ K145IK1911
Το ιστορικό αυτών των ρολογιών που εμφανίζονται στον ιστότοπο είναι ελαφρώς διαφορετικό από άλλα διαγράμματα στον ιστότοπο.
Είναι μια κανονική μέρα άδειας, πηγαίνω στο ταχυδρομείο, ψαχουλεύω και ο αναγνώστης μας συναντά Ο Fedorenko Evgeniy, έστειλε ένα διάγραμμα του ρολογιού, με μια περιγραφή και όλες τις φωτογραφίες.
Εν συντομία για το σχέδιο αυτό ηλεκτρονικό κύκλωμα ρολογιούτους χέριαολοκληρώθηκε το στο τσιπ K145IK1911, και η ώρα εμφανίζεται σε δείκτες LED επτά τμημάτων Και έτσι είναι και το άρθρο του.
Διάγραμμα ρολογιού:
Για να μεγεθύνετε μια εικόνα, απλώς κάντε κλικ πάνω της για μεγέθυνση και αποθηκεύστε τον υπολογιστή.
Πριν από λίγο καιρό αντιμετώπισα το καθήκον είτε να αγοράσω ένα νέο ρολόι είτε να συναρμολογήσω ένα νέο μόνος μου. Οι απαιτήσεις για το ρολόι ήταν απλές - η οθόνη θα πρέπει να εμφανίζει ώρες και λεπτά, θα πρέπει να υπάρχει ξυπνητήρι και οι ενδείξεις LED επτά τμημάτων θα πρέπει να χρησιμοποιούνται ως συσκευή προβολής. Δεν ήθελα να συσσωρεύσω ένα σωρό λογικά τσιπ και δεν ήθελα να ασχοληθώ με ελεγκτές προγραμματισμού. Η επιλογή έγινε για την ανάπτυξη της σοβιετικής βιομηχανίας ηλεκτρονικών - τσιπ K145IK1901.
Δεν ήταν στο κατάστημα εκείνη την εποχή, αλλά υπήρχε ένα ανάλογο, σε συσκευασία 40 ακίδων - K145IK1911. Το όνομα των ακίδων αυτού του μικροκυκλώματος δεν διαφέρει από το προηγούμενο, η διαφορά είναι στην αρίθμηση.
Το μειονέκτημα αυτών των μικροκυκλωμάτωνείναι ότι λειτουργούν μόνο με δείκτες φθορισμού κενού. Για να διασφαλιστεί η σύνδεση με την ένδειξη LED, ήταν απαραίτητο να κατασκευαστεί ένα αντίστοιχο κύκλωμα χρησιμοποιώντας διακόπτες ημιαγωγών.
Ως προγράμματα οδήγησης συμβολοσειρών - J1-J7 μπορούν να χρησιμοποιηθούν τρανζίστορ KT3107 με το δείκτη γράμματος I, A, B. Για προγράμματα οδήγησης για την επιλογή τμημάτων D1-D4, KT3102I ή KT3117A, KT660A, καθώς και οποιαδήποτε άλλα με μέγιστη τάση συλλέκτη-εκπομπού τουλάχιστον 35 V και ρεύμα συλλέκτη στο θα χρησιμοποιηθούν τουλάχιστον 100 mA. Το ρεύμα των τμημάτων δεικτών ρυθμίζεται από αντιστάσεις στα κυκλώματα συλλέκτη των οδηγών σειράς.
Μια κουκκίδα που αναβοσβήνει σε συχνότητα 1 Hz χρησιμοποιείται για τον διαχωρισμό των ψηφίων της ώρας και των λεπτών.
Αυτή η συχνότητα είναι παρούσα στον ακροδέκτη Y4 μετά την έναρξη του χρονισμού. Αυτό το σχήμα παρέχει επίσης τη δυνατότητα εμφάνισης στην οθόνη αντί για ώρες και λεπτά - λεπτά και δευτερόλεπτα, αντίστοιχα. Η μετάβαση σε αυτή τη λειτουργία πραγματοποιείται πατώντας το κουμπί "Sec". Η επιστροφή στην ένδειξη ώρας ώρας και λεπτών πραγματοποιείται αφού πατήσετε το κουμπί "Επιστροφή". Αυτό το τσιπ παρέχει τη δυνατότητα να ρυθμίσετε δύο ξυπνητήρια ταυτόχρονα, αλλά σε αυτό το σχήμα το δεύτερο ξυπνητήρι δεν χρησιμοποιείται ως περιττό. Ως εκπομπός ήχου χρησιμοποιείται πιεζοηλεκτρικό tweeter με ενσωματωμένη γεννήτρια, με τάση τροφοδοσίας 12 V. Το σήμα του ξυπνητηριού αφαιρείται από την ακίδα Y5 του μικροκυκλώματος. Για την παροχή διακοπτόμενου ήχου, το σήμα διαμορφώνεται σε συχνότητα 1 Hz, που χρησιμοποιείται για την ένδειξη του δεύτερου ρυθμού (κουκκίδα). Για μια πιο λεπτομερή μελέτη της λειτουργικότητας του μικροκυκλώματος K145IK1901(11), μπορείτε να ανατρέξετε στην τεκμηρίωση, η οποία πρόσφατα μπορεί να βρεθεί εύκολα στο Διαδίκτυο. Το μικροκύκλωμα πρέπει να τροφοδοτείται με αρνητική τάση -27V±10%. Σύμφωνα με τα πειράματα που έγιναν, το μικροκύκλωμα παραμένει λειτουργικό ακόμη και σε τάση -19V και η ακρίβεια του ρολογιού δεν επηρεάζεται καθόλου.
Το διάγραμμα ρολογιού φαίνεται στο παραπάνω σχήμα. Στο κύκλωμα χρησιμοποιήθηκαν αντιστάσεις τσιπ τυπικού μεγέθους 1206, γεγονός που καθιστά δυνατή τη σημαντική μείωση των διαστάσεων της συσκευής. Τυχόν δείκτες επτά τμημάτων με κοινή άνοδο είναι κατάλληλοι.
Λοιπόν, αυτό το άρθρο τελείωσε και θα ανανεωθεί περαιτέρω Αυτή η διεύθυνση ηλεκτρονικού ταχυδρομείου προστατεύεται από κακόβουλη χρήση. Πρέπει να έχετε ενεργοποιημένη τη JavaScript για να τη δείτε.
Μεγάλο ρολόι LED
Εισαγωγή.
Όλα ξεκίνησαν έτσι. Στη ντάκα μου είχα ένα παλιό μηχανικό ξυπνητήρι (κατασκευασμένο στην ΕΣΣΔ), το οποίο είχε μηχανικά προβλήματα. Αποφάσισα να φτιάξω ένα ηλεκτρονικό ρολόι. Το πρώτο πρόβλημα είναι ποιος δείκτης να επιλέξει. Το VLI και το GRI δεν είναι κατάλληλα λόγω των μεγάλων διαφορών θερμοκρασίας στη ντάκα. Η οθόνη LCD δεν χρειάζεται πλέον για τον ίδιο λόγο. Η ένδειξη LED παραμένει. Έχω βαρεθεί να κοιτάζω μικρούς αριθμούς στους δείκτες και οι μεγάλοι δείκτες επτά τμημάτων είναι σπάνιοι και ακριβοί. Αποφασίστηκε να κατασκευαστεί ένας δείκτης με ύψος ψηφίου 50mm από μεμονωμένα πράσινα LED.
Καταλάβαμε τον δείκτη, αλλά πρέπει να τον διαχειριστούμε με κάποιο τρόπο. Σε αυτή την περίπτωση, το ρολόι θα πρέπει να λειτουργεί ακόμα κι αν δεν υπάρχει ρεύμα για μεγάλο χρονικό διάστημα. Θα το κάνουμε σε ένα τσιπ ATTiny2313 MK και RTC DS1307, το οποίο έχει επίσης ενσωματωμένο ελεγκτή ισχύος και σας επιτρέπει να συνδέσετε μια μπαταρία.
1. Δείκτης.
Θα το φτιάξουμε, όπως είπα ήδη, από μεμονωμένα πράσινα LED με διάμετρο 5 mm. Εδώ είναι το διάγραμμα ένδειξης:
Δεν υπάρχουν πολλά να εξηγηθούν εδώ. Απαιτούνται αντιστάσεις περιορισμού ρεύματος, δίοδοι για όμορφο σχέδιο αριθμών. Κάθε ορθογώνιο στο διάγραμμα πρέπει να έχει ένα ψηφίο (το διάγραμμα είναι το ίδιο για όλα), με διαχωριστική άνω και κάτω τελεία στη μέση.
2. Κύριο μέρος.
Το κύκλωμα, όπως είπα ήδη, βασίζεται στα ATTiny2313 και DS1307. Εδώ είναι:
Αυτό απαιτεί κάποια εξήγηση. Στα δεξιά υπάρχουν δύο συσκευές διπλού επτά τμημάτων και δύο LED - το εσωτερικό κύκλωμα μιας μικρής ένδειξης με ΟΑ. Γιατί δύο δείκτες; Τη νύχτα, μια μεγάλη ένδειξη με φωτεινή λάμψη μπορεί να επηρεάσει τον ύπνο (το ρολόι θα είναι κοντά στο κρεβάτι), επομένως η ένδειξη μπορεί να αλλάξει σε μια μικρή ένδειξη χρησιμοποιώντας το διακόπτη SW1. Στη θέση «Νύχτα». Ένας μικρός δείκτης λειτουργεί στη θέση "Ημέρα". - μεγάλο. Έβγαλα αυτή τη μικρή ένδειξη από το πλυντήριο. Μπαταρία 3V, CR2032. Τα τρανζίστορ Q1-Q4 μπορούν να αντικατασταθούν με οποιοδήποτε άλλο τρανζίστορ PNP χαμηλής ισχύος, για παράδειγμα KT315. Q6-Q9 - σε PNP με ρεύμα CE τουλάχιστον 1A, Q5 - σε NPN με ρεύμα συλλέκτη τουλάχιστον 0,4A. Η τροφοδοσία μπορεί να είναι οποιαδήποτε με τάση 9-20V, η πολικότητα δεν είναι σημαντική, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ακόμη και εναλλασσόμενη τάση. Ρεύμα όχι μικρότερο από 1Α. Ο σταθεροποιητής U4 πρέπει να εγκατασταθεί στο ψυγείο. Παρεμπιπτόντως, όσο χαμηλότερη είναι η τάση εισόδου, τόσο πιο εύκολη είναι η ζωή του σταθεροποιητή. Η BP μου έχει ως εξής:
Τώρα ας προχωρήσουμε στη συναρμολόγηση.
3. Συνέλευση.
Ας πάμε στο κατάστημα να αγοράσουμε ανταλλακτικά.
Φτιάχνουμε σανίδες και ξεκινάμε τις κολλήσεις. Η συγκόλληση 88 LED, ισάριθμων αντιστάσεων και 44 διόδων δεν είναι εύκολη, αλλά αξίζει τον κόπο.
Τώρα συνδέουμε τα πάντα με καλώδια. Χρησιμοποιώ καλώδια και βύσματα PLS/PBS. Αυτές οι εικόνες θα σας βοηθήσουν:
Τώρα αναβοσβήνουμε το MK. Εδώ είναι οι ασφάλειες:
Και ενεργοποιήστε:
Τα κουμπιά και οι σύνδεσμοι που χρησιμοποίησα είναι:
4. Σώμα.
Έφτιαξα το σώμα από κόντρα πλακέ και μπλοκ 20*40, το τρίψα και το βερνίκωσα. Τοποθέτησα δύο συνδετήρες στο πίσω μέρος για επιτοίχια τοποθέτηση.
Παρεμπιπτόντως, για να σφραγίσω τα παράθυρα των δεικτών χρησιμοποίησα φιλμ από πράσινα μπουκάλια, φαίνεται όμορφο και προστατεύει από την έκθεση στον ήλιο.
Τώρα μερικές φωτογραφίες:
Θυμάμαι... Πριν από τριάντα χρόνια, έξι δείκτες ήταν ένας μικρός θησαυρός. Όποιος μπορούσε στη συνέχεια να φτιάξει ένα ρολόι χρησιμοποιώντας τη λογική TTL με τέτοιους δείκτες, θεωρούνταν εξελιγμένος ειδικός στον τομέα του.
Η λάμψη των δεικτών εκκένωσης αερίου φαινόταν πιο ζεστή. Μετά από λίγα λεπτά αναρωτιόμουν αν αυτές οι παλιές λάμπες θα λειτουργούσαν και ήθελα να κάνω κάτι με αυτές. Τώρα είναι πολύ εύκολο να φτιάξεις ένα τέτοιο ρολόι. Το μόνο που χρειάζεστε είναι ένας μικροελεγκτής...
Επειδή παράλληλα με ενδιέφερε να προγραμματίσω μικροελεγκτές σε γλώσσες υψηλού επιπέδου, αποφάσισα να παίξω λίγο. Προσπάθησα να κατασκευάσω ένα απλό ρολόι χρησιμοποιώντας ψηφιακές ενδείξεις εκκένωσης αερίου.
Σκοπός σχεδιασμού
Αποφάσισα ότι το ρολόι πρέπει να έχει έξι ψηφία και η ώρα να ρυθμίζεται με έναν ελάχιστο αριθμό κουμπιών. Επιπλέον, ήθελα να δοκιμάσω να χρησιμοποιήσω αρκετές από τις πιο κοινές οικογένειες μικροελεγκτών από διαφορετικούς κατασκευαστές. Σκόπευα να γράψω το πρόγραμμα σε C.
Οι δείκτες εκκένωσης αερίου απαιτούν υψηλή τάση για να λειτουργήσουν. Αλλά δεν ήθελα να ασχοληθώ με επικίνδυνη τάση δικτύου. Το ρολόι υποτίθεται ότι τροφοδοτείται από μια αβλαβή τάση 12 V.
Δεδομένου ότι ο κύριος στόχος μου ήταν το παιχνίδι, δεν θα βρείτε καμία περιγραφή του μηχανικού σχεδιασμού ή των σχεδίων του αμαξώματος εδώ. Εάν θέλετε, μπορείτε να αλλάξετε μόνοι σας το ρολόι σύμφωνα με τα γούστα και την εμπειρία σας.
Να τι πήρα:
- Ένδειξη ώρας: ΩΩ ΜΜ SS
- Ένδειξη συναγερμού: HH MM --
- Λειτουργία εμφάνισης ώρας: 24 ώρες
- Ακρίβεια ±1 δευτερόλεπτο ανά ημέρα (ανάλογα με τον κρύσταλλο χαλαζία)
- Τάση τροφοδοσίας: 12 V
- Κατανάλωση ρεύματος: 100 mA
Διάγραμμα ρολογιού
Για μια συσκευή με ψηφιακή οθόνη έξι ψηφίων, η λειτουργία πολυπλεξίας ήταν μια φυσική λύση.
Ο σκοπός των περισσότερων στοιχείων του μπλοκ διαγράμματος (Εικόνα 1) είναι σαφής χωρίς σχόλια. Σε κάποιο βαθμό, μια μη τυπική εργασία ήταν η δημιουργία ενός μετατροπέα στάθμης TTL σε σήματα ελέγχου δείκτη υψηλής τάσης. Οι οδηγοί ανόδου κατασκευάζονται χρησιμοποιώντας τρανζίστορ υψηλής τάσης NPN και PNP. Το διάγραμμα είναι δανεισμένο από τον Stefan Kneller (http://www.stefankneller.de).
Το τσιπ 74141 TTL περιέχει έναν αποκωδικοποιητή BCD και ένα πρόγραμμα οδήγησης υψηλής τάσης για κάθε ψηφίο. Μπορεί να είναι δύσκολο να παραγγείλετε ένα τσιπ. (Αν και δεν ξέρω αν τα φτιάχνει κανείς πια). Αλλά αν βρείτε δείκτες εκκένωσης αερίου, το 74141 μπορεί να είναι κάπου κοντά :-). Την εποχή της λογικής TTL, πρακτικά δεν υπήρχε εναλλακτική λύση στο τσιπ 74141. Προσπαθήστε λοιπόν να βρείτε ένα κάπου.
Οι δείκτες απαιτούν τάση περίπου 170 V. Δεν έχει νόημα να αναπτυχθεί ένα ειδικό κύκλωμα για έναν μετατροπέα τάσης, καθώς υπάρχει ένας τεράστιος αριθμός τσιπ μετατροπέα ενίσχυσης. Επέλεξα το φθηνό και ευρέως διαθέσιμο IC34063. Το κύκλωμα μετατροπέα αντιγράφεται σχεδόν πλήρως από το φύλλο δεδομένων MC34063. Μόλις προστέθηκε σε αυτό ένας διακόπτης ισχύος T13. Ο εσωτερικός διακόπτης δεν είναι κατάλληλος για τέτοια υψηλή τάση. Χρησιμοποίησα ένα τσοκ ως αυτεπαγωγή για τον μετατροπέα. Φαίνεται στο Σχήμα 2. η διάμετρός του είναι 8 mm και το μήκος του είναι 10 mm.
Η απόδοση του μετατροπέα είναι αρκετά καλή και η τάση εξόδου είναι σχετικά ασφαλής. Με ρεύμα φορτίου 5 mA, η τάση εξόδου πέφτει στα 60 V. Το R32 λειτουργεί ως αντίσταση μέτρησης ρεύματος.
Για την τροφοδοσία της λογικής, χρησιμοποιείται γραμμικός ρυθμιστής U4. Υπάρχει χώρος στο κύκλωμα και στην πλακέτα για εφεδρική μπαταρία. (3,6 V - NiMH ή NiCd). Οι D7 και D8 είναι δίοδοι Schottky και η αντίσταση R37 έχει σχεδιαστεί για να περιορίζει το ρεύμα φόρτισης σύμφωνα με τα χαρακτηριστικά της μπαταρίας. Εάν κατασκευάζετε ρολόγια μόνο για διασκέδαση, δεν θα χρειαστείτε την μπαταρία, D7, D8 και R37.
Το τελικό κύκλωμα φαίνεται στο σχήμα 3.
| Εικόνα 3. | ||
Τα κουμπιά ρύθμισης ώρας συνδέονται μέσω διόδων. Η κατάσταση των κουμπιών ελέγχεται ορίζοντας ένα λογικό «1» στην αντίστοιχη έξοδο. Ως μπόνους χαρακτηριστικό, ένας πιεζοηλεκτρικός πομπός συνδέεται στην έξοδο του μικροελεγκτή. Για να κλείσετε αυτό το άσχημο τρίξιμο, χρησιμοποιήστε έναν μικρό διακόπτη. Ένα σφυρί θα ήταν αρκετά κατάλληλο για αυτό, αλλά αυτή είναι η τελευταία λύση :-).
Μπορείτε να βρείτε μια λίστα με εξαρτήματα κυκλώματος, ένα σχέδιο PCB και ένα διάγραμμα διάταξης στην ενότητα "Λήψεις".
CPU
Σχεδόν κάθε μικροελεγκτής με επαρκή αριθμό ακίδων, ο ελάχιστος απαιτούμενος αριθμός των οποίων αναφέρεται στον Πίνακα 1, μπορεί να ελέγξει αυτήν την απλή συσκευή.
| Πίνακας 1. | ||||||||||||||||
|
Κάθε κατασκευαστής αναπτύσσει τις δικές του οικογένειες και τύπους μικροελεγκτών. Η θέση των ακίδων είναι ξεχωριστή για κάθε τύπο. Προσπάθησα να σχεδιάσω μια γενική πλακέτα για διάφορους τύπους μικροελεγκτών. Η πλακέτα έχει υποδοχή 20 ακίδων. Με μερικά καλώδια βραχυκυκλωτήρα μπορείτε να το προσαρμόσετε σε διαφορετικούς μικροελεγκτές.
Οι μικροελεγκτές που δοκιμάστηκαν σε αυτό το κύκλωμα παρατίθενται παρακάτω. Μπορείτε να πειραματιστείτε με άλλους τύπους. Το πλεονέκτημα του σχήματος είναι η δυνατότητα χρήσης διαφορετικών επεξεργαστών. Οι ραδιοερασιτέχνες, κατά κανόνα, χρησιμοποιούν μία οικογένεια μικροελεγκτών και διαθέτουν τα αντίστοιχα εργαλεία προγραμματιστή και λογισμικού. Μπορεί να υπάρχουν προβλήματα με μικροελεγκτές άλλων κατασκευαστών, γι' αυτό σας έδωσα την ευκαιρία να επιλέξετε έναν επεξεργαστή από την αγαπημένη σας οικογένεια.
Όλες οι ιδιαιτερότητες της ενεργοποίησης διαφόρων μικροελεγκτών αντικατοπτρίζονται στους Πίνακες 2...5 και στις Εικόνες 4...7.
| Πίνακας 2. | ||||||||||||
|
Σημείωση: Μια αντίσταση 10 MΩ συνδέεται παράλληλα με τον αντηχείο χαλαζία.
| Πίνακας 3. | ||||||||||||
|
Σημείωση: Το μικροκύκλωμα πρέπει να περιστραφεί κατά 180° στην υποδοχή.
| Πίνακας 4. | ||||||||||||
|
Σημείωση: Προσθέστε τα στοιχεία SMD R και C στον ακροδέκτη RESET (10 kΩ και 100 nF).
| Πίνακας 5. | ||||||||||||
|
Σημείωση: Προσθέστε τα στοιχεία SMD R και C στον ακροδέκτη RESET (10 kΩ και 100 nF). συνδέστε τις ακίδες που σημειώνονται με αστερίσκους στο δίαυλο ισχύος +Ub μέσω αντιστάσεων SMD 3,3 kOhm.
Όταν συγκρίνετε τους κωδικούς για διαφορετικούς μικροελεγκτές, θα δείτε ότι μοιάζουν πολύ. Υπάρχουν διαφορές στην πρόσβαση στις θύρες και στον ορισμό των λειτουργιών διακοπής, καθώς και στο τι εξαρτάται από τα στοιχεία υλικού.
Ο πηγαίος κώδικας αποτελείται από δύο ενότητες. Λειτουργία κύριος()διαμορφώνει τις θύρες και ξεκινά ένα χρονόμετρο που παράγει σήματα διακοπής. Μετά από αυτό, το πρόγραμμα σαρώνει τα πατημένα κουμπιά και ορίζει την κατάλληλη ώρα και τιμές συναγερμού. Εκεί, στον κύριο βρόχο, η τρέχουσα ώρα συγκρίνεται με το ξυπνητήρι και ο πιεζοπομπός είναι ενεργοποιημένος.
Το δεύτερο μέρος είναι μια υπορουτίνα για το χειρισμό των διακοπών του χρονοδιακόπτη. Μια υπορουτίνα που καλείται κάθε χιλιοστό του δευτερολέπτου (ανάλογα με τις δυνατότητες του χρονοδιακόπτη) αυξάνει τις μεταβλητές χρόνου και ελέγχει τα ψηφία εμφάνισης. Επιπλέον, ελέγχεται η κατάσταση των κουμπιών.
Εκτέλεση του κυκλώματος
Κατά την εγκατάσταση εξαρτημάτων και τη ρύθμιση, ξεκινήστε με την πηγή τροφοδοσίας. Συγκολλήστε τον ρυθμιστή U4 και τα γύρω εξαρτήματα. Ελέγξτε για τάση 5 V για U2 και 4,6 V για U1. Το επόμενο βήμα είναι η συναρμολόγηση του μετατροπέα υψηλής τάσης. Χρησιμοποιήστε την αντίσταση κοπής R36 για να ρυθμίσετε την τάση στα 170 V. Εάν το εύρος ρύθμισης δεν είναι αρκετό, αλλάξτε ελαφρώς την αντίσταση της αντίστασης R33. Τώρα εγκαταστήστε το τσιπ U2, τα τρανζίστορ και τις αντιστάσεις του κυκλώματος ανόδου και ψηφιακού προγράμματος οδήγησης. Συνδέστε τις εισόδους U2 στον δίαυλο GND και συνδέστε μια από τις αντιστάσεις R25 - R30 σε σειρά στον δίαυλο ισχύος +Ub. Οι αριθμοί ενδείξεων πρέπει να ανάβουν στις αντίστοιχες θέσεις. Στο τελευταίο στάδιο του ελέγχου του κυκλώματος, συνδέστε τον ακροδέκτη 19 του μικροκυκλώματος U1 στη γείωση - ο πιεζοηλεκτρικός πομπός θα πρέπει να ηχήσει.
Θα βρείτε τους πηγαίους κώδικες και τα μεταγλωττισμένα προγράμματα στο αντίστοιχο αρχείο ZIP στην ενότητα «Λήψεις». Αφού αναβοσβήσετε το πρόγραμμα στον μικροελεγκτή, ελέγξτε προσεκτικά κάθε πείρο στη θέση U1 και εγκαταστήστε τους απαραίτητους βραχυκυκλωτήρες καλωδίων και συγκόλλησης. Ανατρέξτε στις παραπάνω εικόνες μικροελεγκτή. Εάν ο μικροελεγκτής έχει προγραμματιστεί και συνδεθεί σωστά, η γεννήτρια του θα πρέπει να αρχίσει να λειτουργεί. Μπορείτε να ρυθμίσετε την ώρα και το ξυπνητήρι. Προσοχή! Υπάρχει χώρος στον πίνακα για ένα ακόμη κουμπί - αυτό είναι ένα εφεδρικό κουμπί για μελλοντικές επεκτάσεις :-).
Ελέγξτε την ακρίβεια συχνότητας της γεννήτριας. Εάν δεν είναι εντός του αναμενόμενου εύρους, αλλάξτε ελαφρώς τις τιμές των πυκνωτών C1 και C2. (Κολήστε μικρούς πυκνωτές παράλληλα ή αντικαταστήστε τους με άλλους). Η ακρίβεια του ρολογιού θα πρέπει να βελτιωθεί.
Σύναψη
Οι μικροί επεξεργαστές 8-bit είναι αρκετά κατάλληλοι για γλώσσες υψηλού επιπέδου. Το C δεν προοριζόταν αρχικά για μικρούς μικροελεγκτές, αλλά για απλές εφαρμογές μπορείτε να το χρησιμοποιήσετε μια χαρά. Η γλώσσα συναρμολόγησης είναι πιο κατάλληλη για πολύπλοκες εργασίες που απαιτούν κρίσιμους χρόνους ή μέγιστο φορτίο CPU. Για τους περισσότερους ραδιοερασιτέχνες, είναι κατάλληλες τόσο οι δωρεάν όσο και οι περιορισμένες εκδόσεις λογισμικού του μεταγλωττιστή C.
Ο προγραμματισμός C είναι ο ίδιος για όλους τους μικροελεγκτές. Πρέπει να γνωρίζετε τις λειτουργίες υλικού (μητρώα και περιφερειακά) του επιλεγμένου τύπου μικροελεγκτή. Να είστε προσεκτικοί με τις λειτουργίες bit - η γλώσσα C δεν είναι κατάλληλη για χειρισμό μεμονωμένων bit, όπως φαίνεται στο παράδειγμα του πρωτοτύπου όταν χρησιμοποιείται για το ATtiny.
Τελειώσατε; Στη συνέχεια συντονιστείτε για να αναλογιστείτε τους σωλήνες κενού και παρακολουθήστε...
...τα παλιά χρόνια γύρισαν... :-)
Σημείωση του συντάκτη
Ένα πλήρες ανάλογο του SN74141 είναι το μικροκύκλωμα K155ID1, που παράγεται από το λογισμικό Minsk Integral.
Το μικροκύκλωμα μπορεί να βρεθεί εύκολα στο Διαδίκτυο.
Σπιτικά ηλεκτρονικά ρολόγια, εξαρτήματα - μέρος 1, μέτρηση χρόνου
- DIY ή Κάντο μόνος σου
Πιθανώς κάθε geek που ασχολείται με τα σπιτικά ηλεκτρονικά αργά ή γρήγορα σκέφτεται να φτιάξει το δικό του μοναδικό ρολόι. Η ιδέα είναι πολύ καλή, ας δούμε πώς και τι είναι καλύτερο να τα φτιάξουμε. Ως σημείο εκκίνησης, θα υποθέσουμε ότι ένα άτομο ξέρει πώς να προγραμματίζει μικροελεγκτές, κατανοεί πώς να στέλνει 2 byte σε μια θύρα i2c ή σειριακή θύρα και μπορεί να κολλήσει πολλά καλώδια μεταξύ τους. Καταρχήν, αυτό είναι αρκετό.
Είναι σαφές ότι η βασική λειτουργία ενός ρολογιού είναι η μέτρηση του χρόνου (ποιος θα το φανταζόταν, σωστά;). Και είναι σκόπιμο να το κάνετε αυτό όσο το δυνατόν ακριβέστερα, υπάρχουν πολλές επιλογές και παγίδες.
Λοιπόν, ποιες μέθοδοι μέτρησης χρόνου είναι διαθέσιμες σε υλικό που μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε;
Ενσωματωμένος ταλαντωτής CPU RC
Η απλούστερη ιδέα που μπορεί να έρθει στο μυαλό είναι να ρυθμίσετε απλώς ένα χρονόμετρο λογισμικού και να το χρησιμοποιήσετε για να μετρήσετε αντίστροφα τα δευτερόλεπτα. Άρα, αυτή η ιδέα δεν είναι καλή. Το ρολόι θα λειτουργήσει, φυσικά, αλλά η ακρίβεια της ενσωματωμένης γεννήτριας δεν ρυθμίζεται με κανέναν τρόπο και μπορεί να "επιπλέει" εντός 10% της ονομαστικής τιμής. Είναι απίθανο κάποιος να χρειάζεται ένα ρολόι που διαρκεί 15 λεπτά το μήνα.Μονάδα σε πραγματικό χρόνο DS1307
Μια πιο σωστή επιλογή, η οποία χρησιμοποιείται επίσης στα περισσότερα «λαϊκά» προϊόντα, είναι ένα ρολόι σε πραγματικό χρόνο. Το μικροκύκλωμα επικοινωνεί με τον μικροελεγκτή μέσω I2C και απαιτεί ελάχιστη καλωδίωση (χαλαζία και ένα ζευγάρι αντιστάσεις). Η τιμή είναι περίπου 100 ρούβλια ανά τσιπ ή περίπου 1 $ στο eBay για μια έτοιμη πλακέτα με τσιπ, μονάδα μνήμης και υποδοχή μπαταρίας.Σχέδιο από το φύλλο δεδομένων:
Αυτό που είναι εξίσου σημαντικό, το μικροκύκλωμα παράγεται σε συσκευασία DIP, πράγμα που σημαίνει ότι κάθε αρχάριος ραδιοερασιτέχνης μπορεί να το κολλήσει. Η ενσωματωμένη μπαταρία διατηρεί το ρολόι σε λειτουργία ακόμα κι αν η τροφοδοσία είναι απενεργοποιημένη.
Φαίνεται ότι όλα είναι καλά, αν όχι για ένα πρόβλημα - χαμηλή ακρίβεια. Η κατά προσέγγιση ακρίβεια του χαλαζία ρολογιού είναι 20-30 ppm. Ο χαρακτηρισμός ppm - μέρη ανά εκατομμύριο, δείχνει τον αριθμό των εξαρτημάτων ανά εκατομμύριο. Φαίνεται ότι τα 20 εκατομμυριοστά είναι σούπερ, αλλά για συχνότητα 32768Hz προκύπτει 20*32768/1000000 = ±0,65536Hz, δηλ. ήδη μισό hertz. Με απλούς υπολογισμούς, μπορεί να φανεί ότι με μια τέτοια διαφορά, μια γεννήτρια κάνει "κλικ" σε επιπλέον (ή λείπουν) 56 χιλιάδες κύκλους την ημέρα, που αντιστοιχεί σε 2 δευτερόλεπτα την ημέρα. Υπάρχουν διαφορετικοί τύποι χαλαζία, ορισμένοι χρήστες έγραψαν επίσης για ένα σφάλμα 5 δευτερολέπτων την ημέρα. Κατά κάποιο τρόπο δεν είναι πολύ ακριβές - σε ένα μήνα ένα τέτοιο ρολόι θα διαρκέσει τουλάχιστον ένα λεπτό. Αυτή είναι ήδη μια σημαντική διαφορά, αισθητή με γυμνό μάτι (όταν η αγαπημένη τηλεοπτική σειρά της γιαγιάς ξεκινά στις 11.00 και το ρολόι δείχνει 11.05, ο προγραμματιστής ενός τέτοιου ρολογιού θα ντρέπεται μπροστά σε συγγενείς).
Ωστόσο, δεδομένου ότι η θερμοκρασία στο δωμάτιο είναι περισσότερο ή λιγότερο σταθερή και η συχνότητα του χαλαζία δεν θα αλλάξει πολύ, μπορείτε να προσθέσετε διόρθωση λογισμικού. Μια άλλη συμβουλή που δίνεται στα φόρουμ είναι να χρησιμοποιήσετε ρολόι χαλαζία από παλιές μητρικές πλακέτες, είναι αρκετά ακριβείς.
DS3231 Μονάδα πραγματικού χρόνου
Δεν είμαστε οι πρώτοι που θέτουμε το ερώτημα της ακρίβειας και η εταιρεία του Ντάλας, ακολουθώντας τις επιθυμίες, κυκλοφόρησε μια πιο προηγμένη μονάδα - DS3231. Ονομάζεται "Extremely Accurate Real Time Clock" και έχει ενσωματωμένη γεννήτρια με διόρθωση θερμοκρασίας. Η ακρίβεια είναι 10 φορές μεγαλύτερη και είναι 2 ppm. Η τιμή είναι λίγο υψηλότερη, αλλά το σώμα του τσιπ είναι σχεδιασμένο για τοποθέτηση SMD, η συγκόλληση δεν είναι τόσο βολική, αλλά μπορείτε να αγοράσετε μια έτοιμη πλακέτα στο eBay.
(φωτογραφία από τον ιστότοπο του πωλητή)
Η ακρίβεια 6 δευτερολέπτων το μήνα είναι ήδη ένα καλό αποτέλεσμα. Αλλά θα πάμε παραπέρα - ιδανικά, τα ρολόγια του 21ου αιώνα δεν χρειάζεται να ρυθμιστούν καθόλου.
Μονάδα ραδιοφώνου DCF-77
Η μέθοδος είναι μάλλον εξωτική, αλλά για λόγους πληρότητας δεν μπορεί να αγνοηθεί. Λίγοι άνθρωποι γνωρίζουν, αλλά ακριβή σήματα ώρας έχουν μεταδοθεί μέσω του ραδιοφώνου από τη δεκαετία του '70. Ο πομπός DCF-77 βρίσκεται στη Γερμανία κοντά στη Φρανκφούρτη και στη συχνότητα VHF 77,5 KHz, μεταδίδονται ακριβείς χρονικές σημάνσεις (ναι, είχαν ήδη ρολόγια τοίχου και επιτραπέζιου πριν από 20 χρόνια που δεν χρειαζόταν ρύθμιση).Το καλό με αυτή τη μέθοδο είναι ότι το κύκλωμα έχει χαμηλή κατανάλωση ενέργειας, επομένως πλέον παράγονται ακόμη και ρολόγια χειρός με αυτήν την τεχνολογία. Μια έτοιμη πλακέτα λήψης DCF-77 μπορεί να αγοραστεί στο ebay, η ζητούμενη τιμή είναι 20 $.
Πολλά ρολόγια και μετεωρολογικοί σταθμοί έχουν τη δυνατότητα λήψης DCF-77, το μόνο πρόβλημα είναι ότι το σήμα πρακτικά δεν φτάνει στη Ρωσία. Χάρτης κάλυψης από τη Wikipedia:
Όπως μπορείτε να δείτε, μόνο η Μόσχα και η Αγία Πετρούπολη βρίσκονται στα σύνορα της ζώνης υποδοχής. Σύμφωνα με κριτικές από τους ιδιοκτήτες, μόνο μερικές φορές μπορεί να ληφθεί το σήμα, το οποίο, φυσικά, δεν είναι κατάλληλο για πρακτική χρήση.
Μονάδα GPS
Εάν το ρολόι βρίσκεται κοντά στο παράθυρο, τότε μια πολύ ρεαλιστική μέθοδος λήψης της ακριβούς ώρας είναι μια μονάδα GPS. Αυτά τα modules μπορούν να αγοραστούν φθηνά στο ebay (η τιμή έκδοσης είναι 10-15 $). Για παράδειγμα, το Ublox NEO-6M συνδέεται απευθείας με τις σειριακές ακίδες του επεξεργαστή και εξάγει συμβολοσειρές NMEA σε ταχύτητα 9600.
Τα δεδομένα έρχονται σε περίπου την ακόλουθη μορφή: “$GPRMC,040302.663,A,3939.7,N,10506.6,W,0.27,358.86,200804,*1A”, και η ανάλυση τους δεν είναι δύσκολη ακόμη και για ένα αδύναμο Arduino. Παρεμπιπτόντως, οι πατριώτες μπορούν να αγοράσουν την πιο ακριβή μονάδα Ublox NEO-7N, η οποία υποστηρίζει (σύμφωνα με κριτικές) τόσο GPS όσο και Glonass.
Προφανώς, η μονάδα GPS δεν γνωρίζει τίποτα για διαφορετικές ζώνες ώρας, επομένως ο προγραμματιστής θα πρέπει να σκεφτεί ο ίδιος τον υπολογισμό τους και την αλλαγή της θερινής/χειμερινής ώρας. Ένα άλλο μειονέκτημα της χρήσης GPS είναι η σχετικά υψηλή κατανάλωση ενέργειας (ωστόσο, ορισμένες μονάδες μπορούν να τεθούν σε «λειτουργία ύπνου» χρησιμοποιώντας ξεχωριστές εντολές).
WiFi
Και τέλος, ο τελευταίος (και πιο προφανής αυτή τη στιγμή) τρόπος για να βρείτε την ακριβή ώρα είναι να το πάρετε από το Διαδίκτυο. Υπάρχουν δύο προσεγγίσεις εδώ. Το πρώτο και απλούστερο είναι να χρησιμοποιήσετε κάτι σαν Raspberry PI με Linux ως ρολόι, τότε δεν χρειάζεται να κάνετε τίποτα, όλα θα λειτουργήσουν εκτός του κουτιού. Εάν θέλετε κάτι "εξωτικό", τότε η πιο ενδιαφέρουσα επιλογή είναι η μονάδα esp8266.
Αυτή είναι μια φθηνή (η τιμή έκδοσης είναι περίπου 200 ρούβλια στο ebay) Η μονάδα WiFi μπορεί να επικοινωνεί με τον διακομιστή μέσω της σειριακής θύρας του επεξεργαστή, εάν είναι επιθυμητό, μπορεί επίσης να ανανεωθεί (υπάρχει πολύ υλικολογισμικό τρίτων), και μέρος της λογικής (για παράδειγμα, δημοσκόπηση του διακομιστή ώρας) μπορεί να γίνει στην ίδια την ενότητα. Το υλικολογισμικό τρίτων υποστηρίζει πολλά από τα πάντα, από το Lua έως τη C++, επομένως υπάρχουν αρκετές επιλογές για να "καμψετε τον εγκέφαλό σας".
Σε αυτό το σημείο, το θέμα της μέτρησης του χρόνου μπορεί πιθανώς να κλείσει. Στο επόμενο μέρος θα ρίξουμε μια πιο προσεκτική ματιά στους επεξεργαστές και τις μεθόδους εξόδου χρόνου.
