یادم می آید... سی سال پیش، شش شاخص گنج کوچکی بود. هرکسی که می توانست با چنین شاخص هایی بر روی منطق TTL ساعتی بسازد، یک متخصص پیچیده در زمینه خود به حساب می آمد.

درخشش نشانگرهای تخلیه گاز گرمتر به نظر می رسید. بعد از چند دقیقه به این فکر می کردم که آیا این لامپ های قدیمی کار می کنند یا خیر و می خواستم با آنها کاری انجام دهم. اکنون ساخت چنین ساعتی بسیار آسان است. کافی است یک میکروکنترلر بگیرید ...

از آنجایی که در همان زمان به برنامه نویسی میکروکنترلرها در زبان ها علاقه داشتم سطح بالاتصمیم گرفتم کمی بازی کنم. سعی کردم بسازم ساعت سادهدر نشانگرهای دیجیتال تخلیه گاز

هدف از طراحی

من تصمیم گرفتم که ساعت باید شش رقمی باشد و زمان باید با حداقل تعداد دکمه تنظیم شود. همچنین، من می‌خواستم چند مورد از رایج‌ترین خانواده‌های میکروکنترلرهای سازنده‌های مختلف را امتحان کنم و استفاده کنم. من قصد داشتم برنامه را به زبان C بنویسم.

نشانگرهای تخلیه برای کار کردن به ولتاژ بالا نیاز دارند. اما من نمی خواستم با ولتاژ شبکه خطرناک مقابله کنم. ساعت باید توسط 12 ولت بی ضرر تغذیه می شد.

از آنجایی که هدف اصلی من بازی بود، در اینجا توضیحاتی در مورد طراحی مکانیکی و نقشه های کیس پیدا نمی کنید. در صورت تمایل خود شما می توانید مطابق با سلیقه و تجربه خود ساعت را تغییر دهید.

این کاری است که من انجام دادم:

• نشانگر زمان: HH MM SS
• علامت هشدار: HH MM --
• حالت نمایش زمان: 24 ساعت
• دقت ± 1 ثانیه در روز (بسته به تشدید کننده کوارتز)
• ولتاژ تغذیه: 12 ولت
• مصرف جریان: 100 میلی آمپر

طرح ساعت

برای دستگاهی با نمایشگر دیجیتال شش رقمی، حالت مالتی پلکس راه حل طبیعی بود.

هدف اکثر عناصر فلوچارت (شکل 1) بدون توضیح واضح است. تا حدی، یک کار غیر استاندارد ایجاد یک مبدل سطح TTL به سیگنال های کنترل نشانگر ولتاژ بالا بود. درایورهای آند بر روی ترانزیستورهای ولتاژ بالا NPN و PNP ساخته می شوند. این طرح از Stefan Kneller (http://www.stefankneller.de) به عاریت گرفته شده است.

تراشه 74141 TTL حاوی یک رمزگشا BCD و یک درایور ولتاژ بالا برای هر رقم است. ممکن است سفارش یک تراشه دشوار باشد. (اگرچه من نمی دانم که آیا آنها در حال حاضر توسط کسی ساخته شده اند یا خیر.) اما اگر نشانگرهای تخلیه گاز را پیدا کردید، ممکن است 74141 در جایی نزدیک باشد :-). در دوران منطق TTL، عملا هیچ جایگزینی برای تراشه 74141 وجود نداشت. بنابراین سعی کنید یک چیز را در جایی پیدا کنید.

نشانگرها به ولتاژی در حدود 170 ولت نیاز دارند. ایجاد مدار خاصی برای مبدل ولتاژ منطقی نیست، زیرا تعداد زیادی تراشه مبدل تقویت کننده وجود دارد. من تراشه ارزان و در دسترس MC34063 را انتخاب کردم. مدار مبدل تقریباً به طور کامل از آن کپی شده است اطلاعات تکنیکی MC34063. فقط کلید پاور T13 به آن اضافه شده است. کلید داخلی برای چنین ولتاژ بالایی مناسب نیست. من از چوک به عنوان اندوکتانس برای مبدل استفاده کردم. در شکل 2 نشان داده شده است. قطر آن 8 میلی متر و طول آن 10 میلی متر است.

راندمان مبدل بسیار خوب است و ولتاژ خروجینسبتا امن در جریان بار 5 میلی آمپر، ولتاژ خروجی به 60 ولت کاهش می یابد. R32 به عنوان یک مقاومت حس جریان عمل می کند.

تنظیم کننده خطی U4 برای تغذیه منطق استفاده می شود. روی نمودار و روی برد مکانی برای باتری پشتیبان وجود دارد. (3.6 V - NiMH یا NiCd). D7 و D8 دیودهای شاتکی هستند و مقاومت R37 برای محدود کردن جریان شارژ با توجه به ویژگی های باتری است. اگر صرفاً برای سرگرمی یک ساعت می‌سازید، به باتری، D7، D8 یا R37 نیاز ندارید.

مدار نهایی در شکل 3 نشان داده شده است.

شکل 3

دکمه های تنظیم زمان از طریق دیود متصل می شوند. وضعیت دکمه ها با تنظیم منطقی "1" در خروجی مربوطه بررسی می شود. به عنوان یک ویژگی جایزه، یک امیتر پیزو به خروجی میکروکنترلر متصل است. برای جلوگیری از این جیر جیر تند، از یک سوئیچ کوچک استفاده کنید. یک چکش برای این کار کاملاً مناسب است، اما این یک مورد شدید است :-).

فهرست اجزای مدار، شکل تخته مدار چاپیو چیدمان عناصر را می توانید در قسمت دانلودها پیدا کنید.

CPU

تقریباً هر میکروکنترلر با تعداد پایه کافی می تواند این دستگاه ساده را کنترل کند که حداقل تعداد مورد نیاز آن در جدول 1 نشان داده شده است.

میز 1.

عملکرد نتیجه گیری غذا 2 تشدید کننده کوارتز 2 مدیریت آند 6 درایور 74141 4 ورودی دکمه 1 زنگ پیزو 1 جمع 16

هر سازنده خانواده و انواع میکروکنترلرهای خود را توسعه می دهد. مکان نتیجه گیری برای هر نوع فردی است. من سعی کردم یک برد جهانی برای چندین نوع میکروکنترلر طراحی کنم. این برد دارای یک سوکت 20 پین است. با چند بلوز سیمی می توانید آن را با میکروکنترلرهای مختلف تطبیق دهید.

میکروکنترلرهای تست شده در این مدار در زیر لیست شده اند. می توانید انواع دیگر را آزمایش کنید. مزیت این طرح امکان استفاده از پردازنده های مختلف است. رادیو آماتورها معمولاً از یک خانواده میکروکنترلر استفاده می کنند و برنامه نویس و ابزارهای نرم افزاری مناسب دارند. میکروکنترلرهای سایر سازندگان می توانند مشکلاتی ایجاد کنند، بنابراین من به شما این فرصت را دادم که یک پردازنده از خانواده مورد علاقه خود را انتخاب کنید.

تمام مشخصات گنجاندن میکروکنترلرهای مختلف در جداول 2 ... 5 و در شکل 4 ... 7 منعکس شده است.

جدول 2.

مقیاس آزاد نوعی از MC68HC908QY1 تشدید کننده کوارتز 12 مگاهرتز خازن های C1, C2 22 pF برنامه freescale.zip (به بخش دانلودها مراجعه کنید) تنظیمات —

نکته: یک مقاومت 10 MΩ به موازات تشدید کننده کوارتز متصل می شود.

جدول 3

ریزتراشه نوعی از PIC16F628A تشدید کننده کوارتز 32.768 کیلوهرتز خازن های C1, C2 22 pF برنامه pic628.zip (به بخش دانلودها مراجعه کنید) تنظیمات بین المللی ژنراتور 4 مگاهرتز - I/O RA6، MCLR OFF، WDT OFF، LVP OFF، BROUT OFF، CP OFF، PWRUP OFF

نکته: میکرو مدار باید 180 درجه در سوکت بچرخد.

جدول 4

اتمل نوعی از ATtiny2313 تشدید کننده کوارتز 12 مگاهرتز خازن های C1, C2 15 pF برنامه attiny.zip (به بخش دانلودها مراجعه کنید) تنظیمات مربع نوسانگر 8 مگاهرتز، RESET ON

توجه: اجزای SMD R و C را به پین ​​RESET اضافه کنید (10 کیلو اهم و 100 nF).

جدول 5

اتمل نوعی از AT89C2051 تشدید کننده کوارتز 12 مگاهرتز خازن های C1, C2 22 pF برنامه at2051.zip (به بخش دانلودها مراجعه کنید) تنظیمات --

توجه: اجزای SMD R و C را به پین ​​RESET اضافه کنید (10 کیلو اهم و 100 nF). پین های علامت گذاری شده با ستاره را از طریق مقاومت های SMD 3.3 کیلو اهم به گذرگاه برق +Ub متصل کنید.

با مقایسه کدهای میکروکنترلرهای مختلف متوجه می شوید که بسیار شبیه هم هستند. تفاوت‌هایی در دسترسی به پورت‌ها و تعریف توابع وقفه، و همچنین در مورد بستگی به اجزای هارنس وجود دارد.

کد منبع از دو بخش تشکیل شده است. عملکرد main()پورت ها را پیکربندی می کند و یک تایمر را راه اندازی می کند که سیگنال های وقفه ایجاد می کند. پس از آن، برنامه دکمه های فشرده شده را اسکن می کند و زمان و مقادیر زنگ مربوطه را تنظیم می کند. در همان مکان، در حلقه اصلی، زمان فعلی با ساعت زنگ دار مقایسه می شود و امیتر پیزو روشن می شود.

بخش دوم روال قطع تایمر است. یک برنامه فرعی که هر میلی ثانیه فراخوانی می شود (بسته به قابلیت های تایمر) متغیرهای زمان را افزایش می دهد و ارقام نمایش را دستکاری می کند. علاوه بر این، وضعیت دکمه ها بررسی می شود.

اجرای مدار

نصب و راه اندازی قطعات با منبع تغذیه آغاز می شود. رگولاتور U4 و اجزای اطراف آن را لحیم کنید. 5 ولت برای U2 و 4.6 ولت برای U1 را بررسی کنید. مرحله بعدی مونتاژ مبدل ولتاژ بالا است. ولتاژ را با مقاومت تریمر R36 روی 170 ولت قرار دهید.اگر محدوده تنظیم کافی نیست، مقاومت مقاومت R33 را کمی تغییر دهید. اکنون تراشه U2، ترانزیستورها و مقاومت مدار درایور آند و رقم را نصب کنید. ورودی های U2 را به باس GND وصل کنید و یکی از مقاومت های R25 - R30 را به صورت سری به گذرگاه برق +Ub وصل کنید. در موقعیت های مربوطه، اعداد نشانگر باید روشن شوند. در آخرین مرحله آزمایش مدار، پایه 19 تراشه U1 را به زمین وصل کنید - امیتر پیزو باید بوق بزند.

کدهای منبع و برنامه های کامپایل شده را می توانید در فایل ZIP مربوطه در بخش "دانلودها" پیدا کنید. پس از فلش کردن برنامه روی میکروکنترلر، هر پایه را در موقعیت U1 به ​​دقت بررسی کنید و سیم و جامپرهای لحیم کاری لازم را نصب کنید. لطفا به تصاویر میکروکنترلر بالا مراجعه کنید. اگر میکروکنترلر به درستی برنامه ریزی و وصل شده باشد، ژنراتور آن باید کار کند. می توانید زمان و زنگ ساعت را تنظیم کنید. توجه! روی تابلو مکانی برای یک دکمه دیگر وجود دارد - این یک دکمه یدکی برای برنامه های افزودنی آینده است :-).

دقت فرکانس ژنراتور را بررسی کنید. اگر در محدوده مورد انتظار نیست، مقدار خازن های C1 و C2 را کمی تغییر دهید. (خازن های کوچک را به صورت موازی لحیم کنید یا با خازن های دیگر جایگزین کنید). دقت ساعت باید بهبود یابد.

نتیجه

پردازنده های کوچک 8 بیتی برای زبان های سطح بالا کاملاً مناسب هستند. C در ابتدا برای میکروکنترلرهای کوچک در نظر گرفته نشده بود، اما برای کاربردهای ساده می توانید از آن به خوبی استفاده کنید. اسمبلر برای کارهای پیچیده ای که نیاز به زمان بندی بحرانی یا حداکثر استفاده از CPU دارند، مناسب تر است. برای اکثر hams ها، هم نسخه های رایگان و هم نسخه های اشتراکی محدود کامپایلر C این کار را می کنند.

برنامه نویسی C برای همه میکروکنترلرها یکسان است. باید عملکرد سخت افزار (رجیسترها و لوازم جانبی) نوع میکروکنترلر انتخابی را بدانید. مراقب عملیات بیت باشید - زبان C برای دستکاری تک تک بیت ها سازگار نیست، که می توان آن را در مثال اصلی در هنگام ATtiny مشاهده کرد.

تمام شده؟ سپس با تامل در لوله های خلاء هماهنگ شوید و ببینید ...

...روزهای قدیم برمیگردن... :-)

یادداشت تحریریه

آنالوگ کامل SN74141 ریزمدار K155ID1 است که توسط نرم افزار Minsk "Integral" تولید شده است.
تراشه را می توان به راحتی در اینترنت پیدا کرد.

هی geektimes! در قسمت اول مقاله اصول به دست آوردن زمان دقیق در ساعت خانگی مورد توجه قرار گرفت. بیایید جلوتر برویم و در نظر بگیریم که چگونه و روی چه چیزی بهتر است این بار نمایش داده شود.

1. دستگاه های خروجی

بنابراین، ما یک پلتفرم خاص (آردوینو، رزبری، کنترلر PIC / AVR / STM و غیره) داریم و وظیفه این است که نوعی نشانگر را به آن متصل کنیم. گزینه های زیادی وجود دارد که ما آنها را بررسی خواهیم کرد.

نمایش بخش

اینجا همه چیز ساده است. نشانگر سگمنت از LED های معمولی تشکیل شده است که از طریق مقاومت های خاموش کننده به میکروکنترلر متصل می شوند.

مراقب ترافیک باشید!

مزایا: طراحی ساده، زاویه دید خوب، قیمت پایین.
منهای: تعداد اطلاعات نمایش داده شده محدود است.
دو نوع طرح نشانگر وجود دارد، با یک کاتد مشترک و یک آند مشترک، داخل آن چیزی شبیه به این است (نمودار از وب سایت سازنده).

1001 مقاله در مورد نحوه اتصال LED به میکروکنترلر وجود دارد که گوگل به شما کمک می کند. مشکلات زمانی شروع می شوند که می خواهیم یک ساعت بزرگ بسازیم - از این گذشته، نگاه کردن به یک نشانگر کوچک خیلی راحت نیست. سپس به چنین شاخص هایی نیاز داریم (عکس از eBay):

آنها با برق 12 ولت تغذیه می شوند و به سادگی مستقیماً از میکروکنترلر کار نمی کنند. اینجاست که ریزتراشه به کمک می آید. CD4511، فقط برای آن طراحی شده است. این نه تنها داده ها را از یک خط 4 بیتی به اعداد دلخواه تبدیل می کند، بلکه شامل یک سوئیچ ترانزیستوری داخلی نیز برای تامین ولتاژ به نشانگر می باشد. بنابراین، در مدار باید یک ولتاژ "قدرت" 9-12 ولت و یک مبدل کاهنده جداگانه (به عنوان مثال L7805) برای تغذیه "منطق" مدار داشته باشیم.

شاخص های ماتریسی

در واقع، اینها همان LED ها هستند، فقط به شکل یک ماتریس 8x8. عکس از eBay:

در eBay به صورت تک ماژول یا بلوک های آماده مثلاً 4 قطعه فروخته می شود. مدیریت آنها بسیار ساده است - میکرو مدار قبلاً روی ماژول ها لحیم شده است MAX7219، اطمینان از عملکرد و اتصال آنها به میکروکنترلر تنها با 5 سیم. کتابخانه های زیادی برای آردوینو وجود دارد، کسانی که مایلند می توانند کد را ببینند.
مزایا: قیمت پایین، زاویه دید خوب و روشنایی.
معایب: وضوح پایین اما برای وظیفه خروجی زمان کافی است.

نشانگرهای LCD

نشانگرهای LCD گرافیکی و متنی هستند.

گرافیک های گران تر هستند، اما به شما اجازه می دهند اطلاعات متنوع تری را نمایش دهید (به عنوان مثال، نمودار فشار اتمسفر). متن‌ها ارزان‌تر و کار کردن با آن‌ها آسان‌تر هستند، همچنین به شما امکان نمایش شبه گرافیک‌ها را می‌دهند - امکان بارگیری کاراکترهای سفارشی در صفحه نمایش وجود دارد.

کار با یک نشانگر LCD از روی کد دشوار نیست، اما یک منفی خاص وجود دارد - نشانگر به خطوط کنترل زیادی (از 7 تا 12) از میکروکنترلر نیاز دارد که ناخوشایند است. بنابراین، چینی ها به ایده ترکیب یک نشانگر LCD با یک کنترلر i2c رسیدند، که در نهایت بسیار راحت بود - فقط 4 سیم برای اتصال کافی است (عکس از eBay).


نشانگرهای LCD بسیار ارزان هستند (اگر آن را در eBay بگیرید)، بزرگ هستند، اتصال آنها آسان است و می توانید اطلاعات مختلفی را نمایش دهید. تنها نکته منفی زوایای دید خیلی بزرگ نیست.

نشانگرهای OLED

آنها ادامه بهبود یافته نسخه قبلی هستند. آنها از کوچک و ارزان 1.1 اینچی تا بزرگ و گران قیمت هستند. عکس از eBay.

در واقع همه چیز خوب است به جز قیمت. در مورد اندیکاتورهای کوچک، با اندازه 0.9-1.1 اینچ، یافتن کاربرد عملی برای آنها دشوار است (به جز یادگیری نحوه کار با i2c).

نشانگرهای تخلیه گاز (IN-14، IN-18)

این نشانگرها اکنون بسیار محبوب هستند، ظاهراً به دلیل "صدای گرم لامپ نور" و اصالت طرح.


(عکس از nocrotec.com)

طرح اتصال آنها تا حدودی پیچیده تر است، زیرا. این نشانگرها برای احتراق از ولتاژ 170 ولت استفاده می کنند. مبدل از 12 ولت => 180 ولت را می توان روی یک تراشه ساخت MAX771. برای تامین ولتاژ نشانگرها از ریز مدار شوروی استفاده می شود. K155ID1که به طور خاص برای این ساخته شده است. قیمت صدور در خود ساخت: حدود 500 روبل برای هر نشانگر و 100 روبل برای K155ID1، تمام جزئیات دیگر، همانطور که در مجلات قدیمی نوشتند، "کمیاب نیستند." مشکل اصلی اینجاست که هم IN-xx و هم K155ID1 مدت‌هاست که از تولید خارج شده‌اند و شما فقط می‌توانید آنها را در بازارهای رادیویی یا در چند فروشگاه تخصصی خریداری کنید.

2. انتخاب پلت فرم

ما کم و بیش نشانه را فهمیده ایم، باید تصمیم بگیریم که از کدام پلتفرم سخت افزاری بهتر است استفاده کنیم. چندین گزینه در اینجا وجود دارد (من موارد خانگی را در نظر نمی گیرم ، زیرا کسانی که می دانند چگونه برد را جدا کنند و پردازنده را لحیم کنند به این مقاله نیاز ندارند).

آردوینو

ساده ترین گزینه برای مبتدیان. برد تمام شده ارزان است (حدود 10 دلار در eBay با حمل و نقل رایگان) دارای تمامی کانکتورهای لازم برای برنامه نویسی می باشد. عکس از eBay:

تحت آردوینو تعداد زیادی کتابخانه مختلف وجود دارد (مثلاً برای صفحه‌های LCD یکسان، ماژول‌های زمان واقعی)، آردوینو با ماژول‌های مختلف سخت‌افزاری سازگار است.
نقطه ضعف اصلی: پیچیدگی اشکال زدایی (فقط از طریق کنسول پورت سریال) و یک پردازنده نسبتا ضعیف با استانداردهای مدرن (رم 2 کیلوبایت و 16 مگاهرتز).
مزیت اصلی: شما می توانید بسیاری از کارها را انجام دهید، عملاً بدون زحمت لحیم کاری، خرید برنامه نویس و تابلوهای سیم کشی، کافی است ماژول ها را به یکدیگر متصل کنید.

پردازنده های 32 بیتی STM

برای کسانی که چیزی قدرتمندتر می خواهند، بردهای آماده با پردازنده STM وجود دارد، به عنوان مثال، یک برد با STM32F103RBT6 و یک صفحه نمایش TFT. عکس از eBay:

در اینجا ما در حال حاضر اشکال زدایی کامل را در یک IDE کامل داریم (از همه موارد مختلف، من Coocox IDE را بیشتر دوست داشتم)، با این حال، شما به یک دیباگر ST-LINK جداگانه با اتصال JTAG نیاز دارید (قیمت نسخه 20 دلار). -40 در eBay). از طرف دیگر، می توانید یک برد اشکال زدایی STM32F4Discovery را خریداری کنید که این برنامه نویس قبلاً روی آن تعبیه شده است و می توان از آن به طور جداگانه استفاده کرد.

Raspberry PI

و در نهایت، برای کسانی که می خواهند ادغام کامل با دنیای مدرن، رایانه های تک بردی با لینوکس وجود دارد، احتمالاً همه قبلاً Raspberry PI را می شناسند. عکس از eBay:

این یک کامپیوتر تمام عیار با لینوکس، یک گیگابایت رم و یک پردازنده 4 هسته ای است. یک پنل 40 پین در لبه برد نمایش داده می شود که به شما امکان می دهد وسایل جانبی مختلف را متصل کنید (پین ها از روی کد موجود هستند، به عنوان مثال، در پایتون، بدون ذکر C / C ++)، همچنین یک USB استاندارد وجود دارد. در قالب 4 کانکتور (شما می توانید WiFi را وصل کنید). HDMI استاندارد نیز وجود دارد.
قدرت برد برای مثال نه تنها برای نمایش زمان بلکه برای اجرای سرور HTTP برای تنظیم پارامترها از طریق رابط وب، دانلود پیش بینی آب و هوا از طریق اینترنت و ... کافی است. به طور کلی، زمینه برای پرواز فانتزی زیاد است.

تنها یک مشکل با Raspberry (و پردازنده های STM32) وجود دارد - پین های آن از منطق 3 ولت استفاده می کنند و اکثر دستگاه های خارجی (مثلاً صفحه نمایش های LCD) "به روش قدیمی" از 5 ولت کار می کنند. البته، شما می توانید آن را به همین صورت وصل کنید، در اصل، کار خواهد کرد، اما این روش کاملا درست نیست، و به نوعی حیف است که برد 50 دلاری را خراب کنید. راه درست- از "مبدل سطح منطقی" استفاده کنید که فقط 1-2 دلار در eBay هزینه دارد.
عکس از eBay:

اکنون کافی است دستگاه خود را از طریق چنین ماژولی متصل کنیم و تمام پارامترها هماهنگ می شوند.

ESP8266

این روش نسبتا عجیب و غریب است، اما به دلیل فشرده بودن و ارزان بودن راه حل، امیدوارکننده است. با پول بسیار کمی (حدود 4 تا 5 دلار در eBay) می توانید یک ماژول ESP8266 حاوی پردازنده و وای فای را خریداری کنید.
عکس از eBay:

در ابتدا، چنین ماژول هایی به عنوان یک پل وای فای برای تبادل از طریق یک پورت سریال در نظر گرفته شده بودند، با این حال، علاقه مندان بسیاری از سیستم عامل های جایگزین را نوشتند که به شما امکان می دهد با سنسورها، دستگاه های i2c، PWM و غیره کار کنید. به طور فرضی، زمان گرفتن کاملاً امکان پذیر است. از یک سرور NTP و آن را از طریق i2c به نمایشگر نمایش دهید. برای کسانی که می خواهند تعداد زیادی لوازم جانبی مختلف را به هم وصل کنند، بردهای NodeMCU ویژه ای با تعداد زیادی پین وجود دارد، قیمت آن حدود 500 روبل است (البته در eBay):

تنها نکته منفی این است که ESP8266 رم بسیار کمی دارد (بسته به سیستم عامل، از 1 تا 32 کیلوبایت)، اما این کار را جالب تر می کند. ماژول های ESP8266 از منطق 3 ولت استفاده می کنند، بنابراین مبدل سطح بالا نیز در اینجا مفید خواهد بود.

در این مورد، یک گشت و گذار مقدماتی در الکترونیک خانگی را می توان تکمیل کرد، نویسنده برای همه آزمایش های موفق آرزو می کند.

به جای نتیجه گیری

من در نهایت به استفاده از Raspberry PI با یک نشانگر متنی که برای کار با شبه گرافیک ها پیکربندی شده بود (که ارزان تر از یک صفحه گرافیکی با همان مورب بود) راضی شدم. هنگام نوشتن این مقاله از صفحه ساعت دسکتاپ عکس گرفتم.

ساعت زمان دقیق گرفته شده از اینترنت را نشان می دهد و وضعیت آب و هوایی که از Yandex به روز می شود، همه اینها در پایتون نوشته شده است و چندین ماه است که کاملاً خوب کار می کند. در همان زمان، یک سرور FTP بر روی ساعت در حال اجرا است، که اجازه می دهد (همراه با ارسال پورت روی روتر) سیستم عامل را بر روی آنها نه تنها از خانه، بلکه از هر مکانی که اینترنت وجود دارد، به روز کند. به عنوان یک امتیاز، منابع Raspberry اساساً برای اتصال دوربین و / یا میکروفون با قابلیت نظارت از راه دور یک آپارتمان یا کنترل ماژول ها / رله ها / سنسورهای مختلف کافی است. شما می توانید انواع "بن ها" را اضافه کنید، مانند نشانگر LED نامه های دریافتی، و غیره.

PS: چرا eBay؟
همانطور که می بینید قیمت یا عکس از ebay برای همه دستگاه ها داده شده است. چرا اینطور است؟ متأسفانه، فروشگاه‌های ما اغلب بر اساس این اصل زندگی می‌کنند که «من 1 دلار خریدم، 3 دلار فروختم، با این 2 درصد زندگی می‌کنم». مانند یک مثال سادهقیمت آردوینو Uno R3 (در زمان نگارش مقاله) 3600r در سنت پترزبورگ و 350r در eBay با ارسال رایگان از چین. تفاوت واقعاً یک مرتبه بزرگ است، بدون هیچ گونه اغراق ادبی. بله، برای تحویل گرفتن بسته از اداره پست باید یک ماه صبر کنید، اما به نظر من چنین تفاوت قیمت ارزشش را دارد. اما به هر حال، اگر کسی در حال حاضر و فوری به آن نیاز داشته باشد، احتمالاً در فروشگاه های محلی یک انتخاب وجود دارد، در اینجا هر کس برای خودش تصمیم می گیرد.

ساعتی با نور پس‌زمینه LED و عقربه دقیقه‌ای ضربان دار روی میکروکنترلر آردوینو
این ساعت با نور پس‌زمینه LED منحصر به فرد با عقربه دقیقه‌ای ضربان دار با استفاده از آی سی کنترلر TLC5940 PWM ساخته شده است. وظیفه اصلی آن گسترش تعداد مخاطبین با مدولاسیون PWM است. یکی دیگر از ویژگی های این ساعت تبدیل ولت متر آنالوگ به دستگاهی است که دقیقه ها را اندازه گیری می کند. برای انجام این کار، یک ترازو جدید روی یک چاپگر استاندارد چاپ شد و روی یک چاپگر قدیمی چسبانده شد. به این ترتیب، دقیقه 5 شمارش نمی شود، فقط در دقیقه 5 شمارنده زمان فلشی را نشان می دهد که روی انتهای ترازو قرار گرفته است (از مقیاس خارج می شود). کنترل اصلی بر روی میکروکنترلر Arduino Uno پیاده سازی شده است.

برای جلوگیری از روشن شدن بیش از حد نور پس زمینه ساعت اتاق تاریکمداری برای تنظیم خودکار روشنایی بسته به روشنایی اجرا شد (از مقاومت نوری استفاده شد).

مرحله 1: اجزای مورد نیاز

در اینجا چیزی است که مورد نیاز است:

• ماژول ولت متر آنالوگ برای 5 ولت DC؛
• میکروکنترلر آردوینو UNO یا آردوینو مناسب دیگر؛
• برد مدار آردوینو (پرتو برد);
• ماژول ساعت واقعی DS1307 (RTC)؛
• ماژول با کنترلر PWM TLC5940;
• LED های نور پس زمینه گلبرگ - 12 عدد.
• اجزای مونتاژ شماتیک تنظیم خودکارروشنایی (LDR).

همچنین برای ساخت برخی دیگر از اجزای پروژه، دسترسی به چاپگر سه بعدی و دستگاه برش لیزری مطلوب است. فرض بر این است که شما این دسترسی را دارید، بنابراین نقشه های ساخت در مراحل مناسب به دستورالعمل ها پیوست می شود.

مرحله 2: شماره گیری

صفحه شامل سه قسمت (لایه) برش خورده بر روی دستگاه برش لیزری از ورق MDF 3 میلی متری است که با پیچ و مهره به یکدیگر بسته می شوند. یک صفحه بدون شکاف (پایین سمت راست در تصویر) در زیر صفحه موقعیت یابی LED دیگری (پایین سمت چپ) قرار داده شده است. سپس LED های جداگانه در شکاف های مربوطه قرار می گیرند و پانل جلویی در بالا قرار می گیرد (بالا در شکل). چهار سوراخ در امتداد لبه صفحه حفر شده است که از طریق آن هر سه قسمت با پیچ و مهره به هم محکم می شوند.

• برای آزمایش عملکرد LED ها در این مرحله، از باتری سکه ای CR2032 استفاده شد.
• برای تعمیر ال ای دی ها از نوارهای کوچک نوار چسب استفاده شد که به پشت ال ای دی ها چسبانده شد.
• تمام پایه های LED بر این اساس از قبل خم شده اند.
• سوراخ‌های لبه‌ها دوباره حفر شدند که از طریق آن‌ها پیچ‌کاری انجام شد. معلوم شد که خیلی راحت تر است.

نقشه فنی جزئیات شماره گیری در آدرس زیر موجود است:

مرحله 3: طراحی شماتیک

در این مرحله توسعه یافت مدار. برای این کار از کتاب های درسی و کتابچه های راهنما مختلف استفاده شد. ما خیلی عمیق به این فرآیند نخواهیم پرداخت، دو فایل زیر مدار الکتریکی تمام شده ای را نشان می دهد که در این پروژه استفاده شده است.

مرحله 4: اتصال برد مدار آردوینو

1. اولین قدم این است که تمام کنتاکت های سوزن را روی تخته های مدار و تخته های شکسته لحیم کنید.
2. علاوه بر این، با توجه به این واقعیت که بسیاری از بردها و تجهیزات جانبی از برق 5 ولت و GND استفاده می کنند، برای اطمینان، دو سیم برای 5 ولت و GND روی برد مدار لحیم شده است.
3. سپس یک کنترلر PWM TLC5940 در کنار کنتاکت های مورد استفاده نصب شد.
4. پس از آن، طبق نمودار اتصال، کنترلر TLC5940 متصل می شود.
5. برای اینکه بتوان از باتری استفاده کرد، یک ماژول RTC روی لبه برد مدار نصب شد. اگر آن را در وسط برد لحیم کنید، نام مخاطبین قابل مشاهده نخواهد بود.
6. ماژول RTC مطابق نمودار اتصال متصل شده است.
7. یک مدار کنترل خودکار روشنایی (LDR) مونتاژ شده است، می توانید آن را در لینک پیدا کنید
8. سیم کشی ولت متر با اتصال سیم ها به پایه 6 و GND انجام می شود.
9. در پایان، 13 سیم برای LED ها لحیم شدند (در عمل، معلوم شد که بهتر است قبل از اقدام به مرحله 3 این کار را انجام دهید).

مرحله 5: کد

کد زیر از قطعات مختلفی از اجزای ساعت موجود در اینترنت جمع آوری شده است. به طور کامل اشکال زدایی شده است و اکنون کاملاً کاربردی است و نظرات کاملاً دقیقی اضافه شده است. اما قبل از دانلود در میکروکنترلر به نکات زیر توجه کنید:

• قبل از فلش کردن آردوینو، باید خطی را که زمان را تنظیم می‌کند، کامنت کنید:
  rtc.adjust(DateTime(__DATE__, __TIME__))
  پس از فلش کردن کنترلر با این خط (زمان تنظیم شده است) باید دوباره آن را کامنت کنید و دوباره کنترلر را فلش کنید. این به ماژول RTC اجازه می دهد تا در صورت قطع برق اصلی از باتری برای یادآوری زمان استفاده کند.
• هر بار که از "Tlc.set()" استفاده می کنید، باید از "Tlc.update" استفاده کنید.

مرحله 6: حلقه بیرونی

حلقه بیرونی ساعت بر روی Replicator Z18 به صورت سه بعدی چاپ شده بود. با پیچ های جلوی ساعت به ساعت متصل می شود. در زیر فایلی با مدل سه بعدی حلقه برای چاپ روی پرینتر سه بعدی آورده شده است.

مرحله 7: مونتاژ ساعت

میکروکنترلر آردوینو به همراه سایر لوازم الکترونیکی با استفاده از پیچ‌ها و مهره‌ها به عنوان فاصله‌دهنده در پشت ساعت ثابت می‌شد. سپس تمام ال ای دی ها، ولت متر آنالوگ و LDR را به سیم هایی که قبلا به مدار لحیم شده بودند وصل کردم. همه LED ها توسط یک پایه به هم متصل شده و به پین ​​VCC روی کنترلر TLC5940 متصل می شوند (یک تکه سیم به سادگی به صورت دایره ای لحیم می شود).

تا کنون، همه این ها به خوبی از اتصال کوتاه جدا نشده اند، اما کار روی این موضوع در نسخه های بعدی ادامه خواهد داشت.

حتی در جوانی می خواستم یک ساعت الکترونیکی بسازم. به نظرم می رسید که مونتاژ ساعت اوج مهارت است. در نتیجه، من یک ساعت با یک تقویم و یک ساعت زنگ دار در سری K176 مونتاژ کردم. اکنون آنها منسوخ شده اند و من می خواستم چیزی مدرن تر جمع آوری کنم. پس از جستجوی طولانی در اینترنت (هرگز فکر نمی کردم که راضی کردن من خیلی سخت باشد؛)) از این طرح خوشم آمد. تفاوت با طرح فوق این است که از یک تراشه کمیاب استفاده نمی شود TRIC6B595و آنالوگ مرکب و قدرتمندتر آن روی ریز مدارها 74HC595و ULN2003. تغییرات در نمودار در زیر نشان داده شده است.

طرح خط در حال اجرا ساعت LED الکترونیکی

نویسنده طرح قابل احترام است OLEDفریمور هم مال اوست. ساعت، زمان جاری، سال، ماه و روز هفته و همچنین دمای بیرون و داخل خانه را با یک خط دویدن نمایش می دهد. آنها 9 ساعت زنگ دار مستقل دارند. امکان تنظیم (تصحیح) ضربه + - دقیقه در روز، انتخاب سرعت خط، تغییر روشنایی LED ها، بسته به زمان روز.

در صورت قطع برق ساعت یا از طریق یونیستور (ظرفیت 1 فاراد برای 4 روز سفر کافی است) یا با باتری تغذیه می شود. هر کس آن را دوست دارد، برد برای نصب هر دو طراحی شده است. آنها یک منوی کنترلی بسیار راحت و قابل فهم دارند (همه کنترل ها فقط با دو دکمه ساخته می شوند). از قطعات زیر در ساعت استفاده شده است (همه قطعات در کیس SMD هستند):

میکروکنترلر AtMEGA 16A

-
ثبت شیفت 74HC595

-
تراشه ULN2803(هشت کلید دارلینگتون)

-
سنسورهای دما DS18B20(در صورت درخواست نصب می شود)

-
25 مقاومت 75 اهم (نوع 0805)

-
3 مقاومت 4.7kΩ

-
2 مقاومت 1.5 کیلو اهم

-
1 مقاومت 3.6 کیلو اهم

-
6 عدد خازن SMD با ظرفیت 0.1uF

-
1 خازن 220uF

-
کوارتز را با فرکانس 32768 هرتز تماشا کنید.

-
ماتریس 3 تکه مارک 23088-ASR 60x60 میلی متر - کاتد مشترک

-
بوزر هر 5 ولت.

تخته چاپ شده برای خط اجرای ساعت LED الکترونیکی

برای ساکنان اوکراین، به شما می گویم، ماتریس هایی در فروشگاه بازار رادیویی لوگانسک وجود دارد. از مزایای ساعت ها نسبت به سایر دستگاه های مشابه می توان به حداقل قطعات و تکرارپذیری بالا اشاره کرد. ساعت LED بلافاصله پس از سیستم عامل شروع به کار می کند، مگر اینکه در نصب هیچ مشکلی وجود نداشته باشد. میکروکنترلر در مدار فلش می شود؛ برای این، نتیجه گیری های خاصی روی برد ارائه شده است. با PonyProg فلش کردم. اسکرین شات از فیوزهای برنامه ها ponyprogو AVRدر زیر آورده شده است، فایل های فریمور به زبان های اوکراینی و روسی نیز درج شده است که برای چه کسی عزیزتر است.

اگر به سنسورهای دما نیاز ندارید، نمی توانید آنها را نصب کنید. ساعت به طور خودکار اتصال سنسورها را تشخیص می دهد و اگر یک یا هر دو سنسور از دست رفته باشند، دستگاه به سادگی نمایش دما را متوقف می کند (اگر یک سنسور از دست رفته باشد، دمای بیرون نمایش داده نمی شود، اگر هر دو، دما نمایش داده نمی شود. اصلا).

مسکن خانگی برای ساعت های LED

برای نشان دادن عملکرد ساعت، یک ویدیو ارائه شده است، کیفیت بالایی ندارد، زیرا با دوربین فیلمبرداری شده است، اما چیست.

تماشای ویدیو

چهار نسخه از این ساعت قبلا جمع آوری شده است، هر کدام را به مناسبت تولد به اقوامم می دهم. و همه واقعاً آنها را دوست داشتند. اگر شما هم می خواهید این ساعت را جمع آوری کنید و سوالی دارید، به انجمن ما خوش آمدید. با احترام، سرگئی وویتوویچ ( سرگئی-78 ).

در مورد مقاله ساعت ELECTRONIC LED بحث کنید

در فروش می‌توانید مدل‌ها و گزینه‌های مختلفی را برای ساعت‌های دیجیتال الکترونیکی پیدا کنید، اما اکثر آنها برای استفاده در محیط داخلی طراحی شده‌اند، زیرا تعداد آنها کم است. با این حال، گاهی اوقات لازم است ساعت را در خیابان قرار دهید - به عنوان مثال، روی دیوار یک خانه، یا در یک استادیوم، میدان، یعنی جایی که در فاصله بسیار زیادی توسط افراد زیادی قابل مشاهده است. برای این، این مدار یک ساعت LED بزرگ توسعه یافته و با موفقیت مونتاژ شد که می توانید نشانگرهای LED با اندازه دلخواه خود را (از طریق سوئیچ های ترانزیستور داخلی) به آن وصل کنید. افزایش دادن مدارمی توانید روی آن کلیک کنید:

توضیحات ساعت

1. تماشا کردن. در این حالت یک نمای استاندارد از نمایش زمان وجود دارد. تصحیح دیجیتالی دقت ساعت وجود دارد.
2. دماسنج. در این حالت، دستگاه دمای اتاق یا هوای بیرون را از یک سنسور اندازه گیری می کند. محدوده از -55 تا +125 درجه.
3. کنترل منبع تغذیه ارائه شده است.
4. خروجی اطلاعات به نشانگر به طور متناوب - ساعت و دماسنج.
5. برای ذخیره تنظیمات و تنظیمات در صورت قطع برق 220 ولت، از یک حافظه غیر فرار استفاده می شود.

اساس دستگاه ATMega8 MK است که طبق جدول با افشای فیوزها فلش می شود:

مدیریت عملیات و ساعت

هنگامی که ساعت را برای اولین بار روشن می کنید، یک صفحه نمایش تبلیغاتی روی صفحه ظاهر می شود و پس از آن به نمایش زمان تغییر می کند. فشار دادن دکمه مدت زمان معینینشانگر از حالت اصلی به صورت دایره ای می رود:

• حالت نمایش برای دقیقه و ثانیه اگر در این حالت به طور همزمان دکمه را فشار دهید به علاوهو منهای، سپس ثانیه ها بازنشانی خواهند شد.
• تنظیم دقیقه زمان جاری؛
• تنظیم ساعت زمان فعلی؛
• نماد تی. تنظیم مدت زمان نمایش ساعت؛
• نماد o. زمان نمایش علائم برای نشان دادن دمای خارجی (خارج)؛
• ارزش تصحیح روزانه دقت ساعت. نماد جو ارزش تصحیح تنظیم محدودیت از -25 تا 25 ثانیه. مقدار انتخاب شده روزانه در 0 ساعت 0 دقیقه و 30 ثانیه به زمان فعلی اضافه یا از آن کم می شود. برای جزئیات بیشتر، دستورالعمل‌هایی را که در آرشیو فایل‌های میان‌افزار و بردهای مدار چاپی موجود است، بخوانید.

تنظیم ساعت

نگه داشتن دکمه ها به علاوه/منهایتنظیم سریع مقادیر را انجام دهید. پس از تغییر تنظیمات، پس از 10 ثانیه، مقادیر جدید در حافظه غیر فرار نوشته می شود و با روشن شدن مجدد برق از آنجا خوانده می شود. تنظیمات جدید در حین نصب اعمال می شود. میکروکنترلر وجود منبع تغذیه اصلی را کنترل می کند. هنگامی که خاموش است، دستگاه از یک منبع داخلی تغذیه می شود. شماتیک ماژول توان اضافی در زیر نشان داده شده است:

برای کاهش مصرف فعلی، نشانگر، سنسورها و دکمه‌ها خاموش می‌شوند، اما خود ساعت به شمارش زمان ادامه می‌دهد. به محض ظاهر شدن ولتاژ شبکه 220 ولت، تمام عملکردهای نشانگر بازیابی می شوند.

از آنجایی که دستگاه به عنوان یک دستگاه بزرگ تصور شده بود ساعت LEDآنها دارای دو نمایشگر هستند: یک LED بزرگ - برای خیابان، و یک LCD کوچک - برای نصب آسان نمایشگر اصلی. نمایشگر بزرگ در فاصله چند متری از واحد کنترل قرار دارد و توسط دو کابل 8 سیم به هم متصل می شود. برای کنترل آندهای نشانگر خارجی نشانگرها، از کلیدهای ترانزیستور طبق طرح ارائه شده در بایگانی استفاده می شود. نویسندگان پروژه: Aleksandrovich & SOIR.