Tato verze hodinek je vyrobena takovým způsobem, aby co nejvíce zjednodušil obvod, snížil spotřebu energie a v důsledku toho získal zařízení, které se snadno vejde do kapsy. Výběrem miniaturních baterií pro napájení obvodu, montáže SMD a miniaturního reproduktoru (například z nepracujícího mobilního telefonu) můžete získat strukturu o něco větší než krabička od zápalky.
Použití super jasného indikátoru umožňuje snížit proud spotřebovaný obvodem. Snížení spotřeby proudu se dosáhne také v režimu „LoFF“ - indikátor nesvítí, zatímco svítí pouze blikající bod nejméně významné číslice hodin.
Indikace
Nastavitelný jas indikátorů umožňuje zvolit nejpohodlnější zobrazení naměřených hodnot (a opět snížit spotřebu energie).
Hodinky mají 9 režimů zobrazení. Režimy se mění pomocí tlačítek plus a mínus. Před zobrazením samotných hodnot se na indikátorech zobrazí krátký náznak názvu režimu. Doba zobrazení nápovědy je jedna sekunda. Použití krátkodobých pokynů umožnilo dosáhnout dobré ergonomie hodinek. Při procházení režimy zobrazení (což se ukázalo být docela dost, pro tak jednoduché zařízení, jako jsou běžné hodinky), nedochází k nejasnostem a vždy je jasné, které hodnoty se zobrazují na indikátoru.
Oprava naměřených hodnot zobrazených na indikátoru se aktivuje stisknutím tlačítka „Oprava“. V takovém případě se na 1/4 sekundy zobrazí krátká výzva, po které začne blikat opravená hodnota s frekvencí 2 Hz. Odečty jsou opraveny tlačítky „plus“ a „mínus“. Pokud tlačítko stisknete delší dobu, aktivuje se režim automatického opakování se zadanou frekvencí. Frekvence automatického opakování pro stisknutí tlačítka jsou: pro hodiny, měsíce a dny v týdnu - 4 Hz; pro minuty, rok a jas indikátoru - 10 Hz; pro korekční hodnotu - 100 Hz.
Všechny opravené hodnoty, s výjimkou hodin, minut a sekund, se zapíší do EEPROM a obnoví se po vypnutí / zapnutí. Během opravy se sekundy vynulují. Ze všech režimů, s výjimkou hodin-minut, minut-sekund a LoFF, je organizován automatický návrat. Pokud do 10 sekund nestisknete žádné z tlačítek, hodinky se přepnou do režimu zobrazení hodin - minut.
Stisknutím tlačítka „Zapnuto / Vypnuto“. budík se zapíná / vypíná. Aktivace alarmu je potvrzena krátkým dvoutónovým zvukem. Když je budík zapnutý, svítí tečka na nejméně významné číslici indikátoru.
V režimu „Corr“ indikátor zobrazuje korekční konstantu, jejíž počáteční hodnota je 5 000 mikrosekund za sekundu. Když hodiny zaostávají, konstanta se zvýší o částku zpoždění vypočítanou v mikrosekundách za sekundu. Pokud hodiny spěchají, pak se konstanta sníží stejným principem.
Schematický diagram měřiče frekvence
Mikrokontrolér PIC16F628A slouží k provádění veškeré práce bez dalších mikroobvodů. 16F628A má 16 I / O pinů, z nichž dva se používají pro krystalový oscilátor, jeden je pro vstup signálu a druhý lze použít pouze pro vstup, což nám dává pouze 12 užitečných I / O pinů. Řešením je umístit tranzistor, který se otevře, když jsou vypnuty všechny ostatní číslice.
Zde se používá 7segmentový LED displej s běžným katodovým typem BC56-12SRWA. Když jsou všechny signály vysoké, Q1 se zapne a zapne první číslici. Proud pro každý segment je přibližně 7 mA.
Celý obvod čítače kmitočtů spotřebovává v průměru proud přibližně 30 mA. Mikroprocesor používá svůj interní 4 MHz oscilátor k taktování CPU. A externí krystalový oscilátor s frekvencí 32768 Hz je potřebný k nastavení 1sekundového časového intervalu. Tmr0 se používá k počítání vstupního signálu na pinu RA4.
Jako vstupní signál budete potřebovat 5 voltů obdélníkového tvaru. Samotný čítač kmitočtů může měřit až 1 megahertz, což je pro amatérské projekty více než dost. To je pro vaše pohodlí, protože počitadlo může dosáhnout až 999 999 Hz, aniž byste museli cokoli přepínat. Měříme nejméně 11 hertzů, nejméně 139,622 kilohertzů.
Obecně platí, že pokud má někdo zájem tento projekt opakovat, zde jsou soubory. Deska v archivu se mírně liší od desky na fotografii, některé optimalizace byly provedeny později. A programový kód je otevřený - můžete jej optimalizovat, pokud víte, jak jej optimalizovat.
Zde je další příklad laboratorního vybavení - LC metr. Tento režim měření, zejména měření L, je téměř nemožné najít v levných továrních multimetrech.
Schéma tohoto LC metr na mikrokontroléru převzato z www.sites.google.com/site/vk3bhr/home/index2-html. Zařízení je postaveno na mikrokontroléru PIC 16F628A a protože jsem si nedávno koupil programátor PIC, rozhodl jsem se to s tímto projektem vyzkoušet.
Odstranil jsem regulátor 7805, když jsem se rozhodl použít 5voltovou nabíječku mobilního telefonu.
Obvod má odpor 5 kΩ, ale ve skutečnosti jsem dal 10 kΩ, podle datového listu, pro zakoupený LCD modul.
Všechny tři tantalové kondenzátory 10uF. Je třeba poznamenat, že kondenzátor C7 - 100uF je ve skutečnosti 1000uF.
Dva kondenzátory 1 000pF polystyrenové kondenzátory s tolerancí 1%, indukční cívkou 82μH.
Celková spotřeba proudu s podsvícením je asi 30 mA.
Rezistor R11 omezuje proud podsvícení a musí být dimenzován podle skutečného použitého LCD modulu.
Jako výchozí bod jsem použil původní výkres desky plošných spojů a upravil jej tak, aby odpovídal součástem, které mám.
Výsledek:
Poslední dvě fotografie ukazují měřič LC v akci. Na prvním z nich je měření kapacity kondenzátoru 1nF s odchylkou 1% a na druhém indukčnost 22μH s odchylkou 10%. Zařízení je velmi citlivé - to znamená, že s nepřipojeným kondenzátorem vykazuje kapacitu řádově 3–5 pF, ale kalibrací je to eliminováno.
Hodinky s malým čtyřmístným indikátorem. Tečka mezi hodinami a minutami bliká rychlostí 0,5 sekundy. Lze zabudovat do jakéhokoli objektu: stolního kalendáře, rádia, automobilu. Vypočítaná chyba je 0,00002%. V praxi po dobu půl roku nebyla nikdy nutná korekce.
Napájení 4,5 - 5 voltů, proud až 70 mA. Regulátor napětí je umístěn v zástrčce adaptéru. Je sestaven na 3-wattovém transformátoru a vysokofrekvenčním měniči - stabilizátoru podle standardního obvodu. U automobilu samozřejmě není potřeba transformátor. Mikroobvod bez radiátoru se prakticky nezahřívá. Konektor pro napájení 3,5 mm. Křemen 4 MHz. Libovolné tranzistory n-p-n s nízkou spotřebou.
Libovolná tlačítka . Délka tlačného knoflíku se volí na základě konstrukčních požadavků. Můžete také pájet knoflíky ze strany vodičů. Pokaždé, když stisknete tlačítko, přidá se jedno. Při držení se počet zrychlí na rozumnou míru.
Rezistory MLT - 0,25. R7 - R14 300 - 360 Ohm. R3 - R6 1-3 kOhm.
Baterie: 4 kusy GP-170 nebo podobné. Když je síťové napětí odpojeno, dodává pouze mikrokontrolér. 8 dní je přesně uchováváno, kontrolováno.
Diody s nejnižším poklesem dopředného napětí.
Desky jsou vyrobeny z jednostranného skelného vlákna potaženého fólií.
Před instalací mikrokontroléru do panelu vyrobené desky zapněte napájení a změřte napětí na 14. noze zásuvky. Mělo by být 4,5 - 4,8 voltů. 5. noha má 0 voltů. Pokud si nejste jisti kvalitou vyrobené desky nebo provozuschopností dílů, zkontrolujte zařízení bez mikrokontroléru. To se provádí velmi jednoduše:
- Vložte propojku holého drátu do zásuvky, svorky 1 a 14. To znamená, že +4,5 voltů od prvního ramene přes rezistor otevře tranzistor VT 2 a katoda indikátoru hodinových jednotek bude připojena k nule.
- Připojte jakýkoli vodič jedním koncem k + a druhý konec střídavě dotýkejte se svorek 6,7,8,9,10,11,12,13 zásuvky.
- Současně sledujte osvětlené segmenty a jejich korespondenci se schématem: + na 6. noze - segment „g“ je zapnutý atd.
- Přesuňte propojku na svorky 2 a 14 zásuvky. Zkontrolujte všechny segmenty indikátoru minut.
- Jumper 18 a 14 - desítky hodin jsou kontrolovány, 17 a 14 - desítky minut.
Pokud něco není v pořádku, opravte to. Pokud je vše v pořádku, naprogramujte mikrokontrolér a zasuňte jej s vypnutým napájením do zásuvky.
Soubor HEX je přiložen.
Zapněte napájení a mějte připravené hodiny.
Pokud si koupíte všechny součásti, včetně odporů, pak bude zařízení v souladu s mým diagramem stát asi 400 rublů:
- PIC16F628A - 22,8 UAH
- LM2575T-5,0 - 10 UAH
- FYQ 3641AS21 - 9,3 UAH
- Zásuvka - 3 UAH
- Křemen - 1,5 UAH
Literatura:
- Pic mikrokontroléry. Vše, co potřebujete vědět. Sid Katzen.2008.
- PIC mikrokontroléry. Architektura a programování. Michael Predko. 2010
- Pic mikrokontroléry. Aplikační praxe. Christian Tavernier.2004.
- Vývoj vestavěných systémů pomocí mikrokontrolérů PIC. Tim Wilmshurst. 2008
- Datový list: PIC16F628A, FYQ 3641, LM2575.
- Výukový program pro programování PIC regulátorů pro začátečníky. Evgeny Korabelnikov. 2008
Níže si můžete stáhnout firmware a PCB ve formátu LAY
Seznam radioaktivních prvků
| Označení | Typ | Označení | Skóre | ||
|---|---|---|---|---|---|
| MK PIC 8-bit | PIC16F628A | 1 | Hledat v obchodě | ||
| VR2 | DC / DC pulzní převodník | LM2575 | 1 | 5B | Hledat v obchodě |
| VT1-VT4 | Bipolární tranzistor | KT315A | 4 | Hledat v obchodě | |
| VD1, VD3, VD4 | Dioda | D310 | 3 | Hledat v obchodě | |
| VD2 | Schottkyho dioda | 1N5819 | 1 | Hledat v obchodě | |
| VD5 | Diodový most | DB157 | 1 | Hledat v obchodě | |
| C1, C2 | Kondenzátor | 20 pF | 2 | Hledat v obchodě | |
| C3 | Kondenzátor | 0,1 uF | 1 | Hledat v obchodě | |
| C4 | 330 uF 16 V | 1 | Hledat v obchodě | ||
| C5 | Elektrolytický kondenzátor | 100 uF 35 V | 1 | Hledat v obchodě | |
| R1, R2 | Rezistor | 10 kΩ | 2 | Hledat v obchodě | |
| R3-R6 | Rezistor | 1,5 k Ohm | 4 | Hledat v obchodě | |
| R7-R9, R11-R14 | Rezistor | 300 Ohm | 7 | Hledat v obchodě | |
| R10 | Rezistor | 360 ohmů | 1 |
Toto zařízení jsou běžné elektronické hodiny s budíkem, ale jsou ovládány dálkovým ovládáním pomocí infračervených paprsků. Hodiny jsou implementovány v softwaru, indikace je dynamická. Obvod poskytuje záložní napájení pro případ výpadku proudu. Budík je implementován na jednoduchém „bzučáku“ s vestavěným generátorem - bzučákem.
Ovládací panel je implementován na mikrokontroléru PIC12F629. Dálkový ovladač je napájen běžnou baterií základní desky počítače. Pokud není stisknuto žádné z tlačítek, mikrokontrolér je v režimu SLEEP a prakticky nespotřebovává proud. Jakmile je tlačítko stisknuto, mikrokontrolér se „probudí“ a vygeneruje kódovou zprávu na IR LED.
Po zapnutí napájení se na displeji zobrazí aktuální čas, dvojtečka bliká. Pokud stisknete tlačítko CLOCK, na displeji se zobrazí čas, kdy je alarm nastaven (dvojtečka nebliká), nebo -: - pokud je alarm vypnutý. Opětovným stisknutím tlačítka CLOCK nebo po 6 sekundách zařízení znovu zobrazí aktuální čas. Stisknutím tlačítka COR přepnete zařízení do režimu korekce hodin, pokud jsou hodiny aktuálně zobrazeny; nebo do režimu nastavení budíku, pokud je zobrazen budík. První stisknutí - hodiny blikají, tlačítko +1 nastavuje hodiny, druhé stisknutí tlačítka COR - blikání minut - tlačítko +1 nastavuje minuty, třetí stisk - opouští režim korekce hodin (nebo budík). Pokud je nastaven čas budíku, automaticky se zapne.
Když displej ukazuje čas pro nastavení alarmu (zapne se tlačítkem CLOCK) - stisknutím tlačítka +1 se zapne a dalším stisknutím tlačítka se alarm vypne, na displeji se odpovídajícím způsobem zobrazí čas pro nastavení alarmu nebo -: - (dvojtečka nebliká). Pokud je alarm vypnutý, jeho doba nastavení se nevynuluje.
V režimu indikace hodin (dvojtečka bliká) - stisknutím tlačítka +1 - přepnete hodiny do režimu „noc“ - v tomto režimu indikátor úplně zhasne a bliká pouze dvojtečka, což snižuje spotřebu energie a nevytváří zbytečné noční osvětlení. V takovém případě se stisknutím libovolného tlačítka na dálkovém ovladači a také spuštěním odeberou hodiny z nočního režimu.
Je-li spuštěn alarm, zazní zvukový signál po dobu jedné minuty, všechny číslice na displeji blikají. Stisknutím libovolného tlačítka na dálkovém ovladači se alarm vypne (bez vynulování času jeho nastavení).
K zálohování hodin, stejně jako na ovládacím panelu, se používá baterie ze základní desky počítače. Jeho napětí je 3V, takže mikrokontrolér v hodinách musí být napájen nízkým napětím - PIC16LF628A. Používáte-li baterii s napětím vyšším než 3,6 V, bude vám stačit obvyklá PIC16F628A. Absolutně ideální možností je použít mikrokontrolér s technologií NANOWATT - PIC16F819 (Pozor! Tento mikrokontrolér používá jiný firmware).