Analogni digitalni sat: 4 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:07

Razlog za izradu ovog sata bio je taj što moj originalni IKEA sat više nije radio i jako mi se svidjelo kućište ovog sata. Bilo mi je uzalud bacanje sata i odlučio sam ga ponovno upotrijebiti za analogni / digitalni sat.

Mogao sam napraviti standardni sat, ali sam odlučio napraviti nešto drugačije. Kao i svaki drugi sat pokazuje vrijeme, ali ne na standardni način. Pomoću 60 dvobojnih crvenih/zelenih LED dioda prikazuje vrijeme. Crvene LED diode koriste se za prikaz sati, a zelene LED minute. Sekunde su označene hodajućom žutom (crvenom + zelenom) LED i trepćućom žutom LED u sredini sata.

Da biste znali čitati sat, potrebna je određena praksa. Budući da se LED diode koriste za prikazivanje sati i minuta, potreban je poseban način predstavljanja vremena. Vrijeme je prikazano kao LED traka gdje najduža traka prikazuje sate ili minute. Ako je najduža traka prikazana satima, onda kraća traka prikazuje minute zelenom bojom, a preostali dio prikazuje sate crvenom bojom. Kako bih sat učinio čitljivijim u slučajevima kada su trake kratke, dodao sam indikator sata pomoću crvene LED diode. Ako minute postanu veće od sati, trake se mijenjaju, odnosno sve prethodne zelene minute postaju crvene kako bi prikazale sate, a preostali dio će prikazivati minute, tako da u stvari gotovo sva zelena postaje crvena i obrnuto.

Pomalo je teško objasniti kako to funkcionira pa pogledajte video. Zbog multipleksiranja LED dioda izgleda kao da LED diode trepere u videu. Ovo snima samo kamera, a ne ljudsko oko.

Kao i uvijek, izgradio sam ovaj projekt oko svog omiljenog mikro kontrolera PIC -a, koristeći programski jezik JAL, ali možete koristiti i Arduino.

Korak 1: Dizajni

Ukupno sam napravio tri različite verzije sata prije nego što sam bio zadovoljan. Ove su verzije dizajnirane na sljedeći način:

1. Korištenje standardnog kristala od 20 MHz za PIC. S ovim dizajnom sat nije bio sinkroniziran 1 sekundu nakon jednog dana rada. Ovo je bilo previše. Osim toga, vrijeme je izgubljeno kada ste isključili sat jer u dizajnu nije bilo rezervne baterije.
2. Korištenje DS1302 satnog modula. Lijepa stvar ovog modula je to što ima rezervnu bateriju pa se vrijeme ne gubi kada isključite sat. Kada sam testirao sat sa ovim modulom sat nije bio sinhronizovan 7 sekundi! nakon jednog dana. Mislim da je to uzrokovano pogrešnim kristalom ili lošim dizajnom PCB -a.
3. Upotreba takta DS3231. Ovaj modul također ima pomoćnu bateriju i precizniji je od DS1302. Sat je dobro radio s ovim modulom pa sam ga iskoristio za konačni dizajn. Zbog toga PIC -u više nije trebao kristal.

Kompletan dizajn sastavljen je u tri shematska dijagrama:

1. Kontroler sata pomoću PIC -a
2. Led driver koristeći registre pomaka
3. 60 dvobojnih LED dioda

Korak 2: Potrebne komponente

Za ovaj projekt trebate imati sljedeće komponente:

• Komad oplate
• PIC mikrokontroler 16F1823
• 3 registar izmjena 74HC595
• 1 Darlington tranzistorski niz ULN2803A
• IC utičnice: 1 * 14-pinski, 3 * 16-pinski, 1 * 18-pinski
• Modul sata DS3231
• 2 prekidača na dugme
• Otpornici: 2 * 33k, 8 * 100 Ohm, 8 * 47 Ohm
• 1 elektrolitički kondenzator 100 uF/16V
• 4 kondenzatora 100 nF
• LED diode: 60 2 mm dvobojno (crveno/zeleno), 1 5 mm žuto
• Utikač 3 mm
• Adapter od 5 volti, na primjer onaj koji se koristi za punjenje pametnog telefona. Uvjerite se da je to pravo napajanje od 5 V.
• Opcionalno: Zaglavlja za spajanje vanjskih dijelova na matičnu ploču
• Kynar žica i skidač žice
• Kućište za vaš sat.

Pogledajte shematske dijagrame o tome kako spojiti komponente. Potrebno je prilično lemljenja, posebno za povezivanje 60 LED dioda. Shematski dijagrami su uključeni u zip datoteku.

Korak 3: Pravljenje sata

Pogledajte slike kako pravim sat. Počeo sam uklanjanjem unutrašnjosti originalnog sata, nakon čega sam izbušio 60 rupa od 2 mm za dvobojne LED diode na prednjoj ploči. Zatim sam obojao prednju ploču u crno i dodao komad plastike da pokrije rupu na kojoj su bile originalne kazaljke na satu. Sada se na tom položaju nalazi žuta LED.

Zatim sam montirao svih 60 LED dioda, upotrijebio malo vrućeg ljepila da ih zadržim na mjestu i spojio ih Kynar žicom jedan s drugim. Na kraju, ali ne najmanje važno, sastavio sam ploču sa svim komponentama.

Na stražnji poklopac montirao sam dva tastera i utičnicu za napajanje. Zaboravite na dodatnu ploču koju sam zalijepio sa stražnje strane kao što je prikazano na slici. Dodao sam to zato što su se u mom prvom dizajnu tipke nalazile tamo, ali morao sam ih premjestiti jer sam morao dodati modul DS3231 i mogao sam pronaći mjesto gdje su se ti gumbi nalazili kad sam napravio svoj prvi dizajn.

Korak 4: Softver

Kao što je već spomenuto, softver je napisan za PIC16F1823 koristeći programski jezik JAL. PIC radi na internom taktu od 32 MHz. Kao što je ranije spomenuto, mjerenje sata vrši modul sata DS3231.

Softver obavlja sljedeće glavne zadatke:

• Inicijalizacija DS3231 modula pomoću I2C sučelja. Modul će generirati signal od 1 sekunde koji je spojen na prekidni pin PIC -a. PIC koristi ovaj prekid od 1 sekunde za očitavanje vremena iz modula DS3231.
• Pogon 60 dvobojnih LED dioda preko registara pomaka. Na shematskom dijagramu može se vidjeti da su LED diode povezane u matricu 16 x 8. Time se smanjuje broj žica potrebnih za povezivanje svih LED dioda. Ovaj dizajn matrice zahtijeva da PIC mora multipleksirati LED diode kako bi ih mogao pojedinačno osvijetliti. Multipleksiranje LED dioda vrši se na osnovi prekida gdje je frekvencija osvježavanja 70 Hz tako nevidljiva za ljudsko oko.
• Rukovanje tasterima. Oni se koriste za postavljanje vremena, jedan za postavljanje sati i jedan za postavljanje minuta. Oba tastera moraju biti pritisnuta da biste aktivirali režim podešavanja vremena. Kada je odabran način podešavanja vremena, žuta LED lampica će stalno svijetliti. Nakon 5 sekundi neupotrebe tastera, sat se vraća u uobičajeno vrijeme, a žuta LED lampica će početi treptati.

Pogledajte drugi video o tome kako postaviti vrijeme.

Izvorna datoteka JAL-a i datoteka Intel Hex za programiranje PIC-a nalaze se u zip datoteci. Ako ste zainteresirani za korištenje PIC mikrokontrolera s JAL -om - programskim jezikom sličnim Pascalu - posjetite web stranicu JAL -a.

Zabavite se u izgradnji vlastitog projekta i radujte se vašim reakcijama.