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Schaltplan einer elektronischen Uhr mit LED-Anzeige. DIY elektronische Uhr

Diese Uhr wurde bereits mehrfach rezensiert, ich hoffe aber, dass meine Rezension auch für Sie interessant ist. Stellenbeschreibung und Anweisungen hinzugefügt.

Der Designer wurde auf ebay.com für 1,38 Pfund (0,99 + 0,39 Versandkosten) gekauft, was 2,16 US-Dollar entspricht. Zum Zeitpunkt des Kaufs ist dies der niedrigste angebotene Preis.

Die Lieferung dauerte ca. 3 Wochen, das Set kam in einer normalen Plastiktüte, die wiederum in einem kleinen Luftpolsterbeutel verpackt war. An den Blinkeranschlüssen befand sich ein kleines Stück Schaumstoff, die übrigen Teile waren ohne jeglichen Schutz.

Von der Dokumentation gibt es lediglich ein kleines A5-Blatt mit einer Liste der Funkkomponenten auf der einen Seite und einem Schaltplan auf der anderen Seite.

1. Elektrischer Schaltplan, verwendete Teile und Funktionsprinzip



Die Basis oder das „Herz“ der Uhr ist ein 8-Bit-CMOS-Mikrocontroller AT89C2051-24PU, der mit einem programmierbaren und löschbaren 2-KB-Flash-ROM ausgestattet ist.
Taktgeneratorknoten nach der Schaltung (Abb. 1) aufgebaut und besteht aus einem Quarzresonator Y1, zwei Kondensatoren C2 und C3, die zusammen einen Parallelschwingkreis bilden.


Durch Ändern der Kapazität der Kondensatoren können Sie in kleinen Grenzen die Frequenz des Taktgenerators und damit die Genauigkeit der Uhr ändern. Abbildung 2 zeigt eine Variante einer Taktgeneratorschaltung mit der Möglichkeit, den Taktfehler anzupassen.

Erster Reset-Knoten dient dazu, die internen Register des Mikrocontrollers in den Ausgangszustand zu versetzen. Es dient dazu, nach dem Anlegen der Stromversorgung an 1 Pin des MK einen einzelnen Impuls mit einer Dauer von mindestens 1 μs (12 Taktperioden) zu liefern.
Besteht aus einer RC-Schaltung, die aus dem Widerstand R1 und dem Kondensator C1 besteht.

Eingangsschaltung besteht aus den Tasten S1 und S2. Die Software ist so konzipiert, dass beim einmaligen Drücken einer der Tasten ein einzelnes Signal im Lautsprecher zu hören ist und beim Halten der Taste ein doppeltes Signal.

Anzeigemodul montiert auf einer vierstelligen Sieben-Segment-Anzeige mit einer gemeinsamen Kathode DS1 und einer Widerstandsbaugruppe PR1.
Eine Widerstandsbaugruppe ist eine Reihe von Widerständen in einem Gehäuse:


Soundteil Bei der Schaltung handelt es sich um eine Schaltung, die aus einem 10-kOhm-Widerstand R2, einem PNP-Transistor Q1 SS8550 (der als Verstärker fungiert) und einem piezoelektrischen Element LS1 besteht.

Ernährung Die Versorgung erfolgt über den Anschluss J1 mit parallel geschaltetem Glättungskondensator C4. Versorgungsspannungsbereich von 3 bis 6 V.

2. Zusammenbau des Konstruktors

Der Zusammenbau bereitete keine Schwierigkeiten, auf der Tafel stand, wo welche Teile gelötet werden sollten.

Viele Bilder – die Baugruppe des Designers ist unter dem Spoiler versteckt

Ich habe mit der Steckdose begonnen, da diese als einzige keine Funkkomponente ist:

Der nächste Schritt bestand darin, die Widerstände zu löten. Es ist unmöglich, sie zu verwechseln, sie haben beide 10 kOhm:


Danach installierte ich auf der Platine unter Beachtung der Polarität einen Elektrolytkondensator, eine Widerstandsbaugruppe (wobei ich auch auf den ersten Pin achtete) und Elemente eines Taktgenerators – 2 Kondensatoren und einen Quarzresonator

Der nächste Schritt besteht darin, die Knöpfe und den Leistungsfilterkondensator zu verlöten:

Danach ist es Zeit für das solide piezoelektrische Element und den Transistor. Bei einem Transistor kommt es vor allem darauf an, ihn auf der richtigen Seite einzubauen und die Anschlüsse nicht zu verwechseln:

Zuletzt löte ich die Anzeige und den Stromanschluss:

Ich schließe es an eine 5V-Quelle an. Alles arbeitet!!!


3. Einstellen der aktuellen Uhrzeit, der Alarme und des Stundensignals.

Nach dem Einschalten befindet sich das Display im Modus „STUNDEN:MINUTEN“ und zeigt die Standardzeit 12:59 an. Der stündliche Piepton ist eingeschaltet. Beide Alarme sind eingeschaltet. Der erste soll um 13:01 Uhr in Betrieb sein, der zweite um 13:02 Uhr.


Mit jedem kurzen Druck auf die Taste S2 wechselt die Anzeige zwischen den Modi („STUNDEN: MINUTEN“) und („MINUTEN: SEKUNDEN“).
Wenn Sie die Taste S1 lange drücken, gelangen Sie in das Einstellungsmenü, das aus 9 Untermenüs besteht, die mit den Buchstaben A, B, C, D, E, F, G, H, I gekennzeichnet sind. Die Untermenüs werden durch umgeschaltet S1-Taste, die Werte werden durch die S2-Taste geändert. Im Untermenü I erfolgt das Verlassen des Einstellungsmenüs.

A: Einstellen der aktuellen Uhrzeit
Wenn Sie die Taste S2 drücken, ändert sich der Uhrwert von 0 auf 23. Nach dem Einstellen der Uhr müssen Sie S1 drücken, um zum Untermenü B zu gelangen.

B: Einstellen der Minuten der aktuellen Uhrzeit


C: Schalten Sie den stündlichen Piepton ein
Die Standardeinstellung ist EIN – von 8:00 bis 20:00 Uhr ertönt jede Stunde ein Piepton. Durch Drücken der Taste S2 ändert sich der Wert zwischen EIN und AUS. Nachdem Sie den Wert eingestellt haben, müssen Sie S1 drücken, um zum Untermenü D zu gelangen.

D: Den ersten Alarm ein-/ausschalten
Standardmäßig ist der Alarm eingeschaltet. Durch Drücken der Taste S2 ändert sich der Wert zwischen EIN und AUS. Nachdem Sie den Wert eingestellt haben, müssen Sie S1 drücken, um zum nächsten Untermenü zu gelangen. Wenn der Alarm ausgeschaltet ist, werden die Untermenüs E und F übersprungen.

E: Den ersten Wecker stellen
Wenn Sie die Taste S2 drücken, ändert sich der Uhrwert von 0 auf 23. Nach dem Einstellen der Uhr müssen Sie S1 drücken, um zum Untermenü F zu gelangen.

F: Einstellen der Minuten des ersten Alarms
Wenn Sie die Taste S2 drücken, ändert sich der Minutenwert von 0 auf 59. Nach dem Einstellen der Minuten müssen Sie S1 drücken, um zum Untermenü C zu gelangen.

G: Schalten Sie den zweiten Wecker ein/aus
Standardmäßig ist der Alarm eingeschaltet. Durch Drücken der Taste S2 ändert sich der Wert zwischen EIN und AUS. Nachdem Sie den Wert eingestellt haben, müssen Sie S1 drücken, um zum nächsten Untermenü zu gelangen. Bei ausgeschaltetem Alarm werden die Untermenüs H und I übersprungen und das Einstellungsmenü verlassen.

H: Stellen Sie den zweiten Wecker ein
Wenn Sie die Taste S2 drücken, ändert sich der Uhrwert von 0 auf 23. Nach dem Einstellen der Uhr müssen Sie S1 drücken, um zum Untermenü I zu gelangen.

I: Einstellen der Minuten des zweiten Alarms
Wenn Sie die Taste S2 drücken, ändert sich der Minutenwert von 0 auf 59. Nach dem Einstellen der Minuten müssen Sie S1 drücken, um das Einstellungsmenü zu verlassen.

Sekundenkorrektur
Im Modus („MINUTEN: SEKUNDEN“) müssen Sie die S2-Taste gedrückt halten, um die Sekunden zurückzusetzen. Drücken Sie anschließend kurz die Taste S2, um mit dem Zählen der Sekunden zu beginnen.

4. Allgemeine Eindrücke der Uhr.

Vorteile:
+ Niedriger Preis
+ Einfache Montage, minimale Teileanzahl
+ Das Vergnügen der Selbstmontage
+ Ziemlich geringer Fehler (ich war tagsüber ein paar Sekunden im Rückstand)

Nachteile:
- Hält die Zeit nach dem Ausschalten nicht
- Fehlen jeglicher Dokumentation außer dem Diagramm (dieser Artikel hat diesen Nachteil teilweise behoben)
- Die Firmware im Mikrocontroller ist vor dem Auslesen geschützt

5.Zusätzlich:

1) In den endlosen Weiten des Internets habe ich eine Anleitung für diese Uhr auf Englisch gefunden und ins Russische übersetzt. Sie können es herunterladen

Ich präsentiere Ihre Aufmerksamkeit elektronisch Mikrocontroller-Uhr. Die Taktschaltung ist sehr einfach, enthält ein Minimum an Teilen und kann von beginnenden Funkamateuren wiederholt werden.

Das Design basiert auf einem Mikrocontroller und einer DS1307-Echtzeituhr. Als Indikator für die aktuelle Uhrzeit dient eine vierstellige LED-Anzeige mit sieben Segmenten (ultrahell, blau gefärbt, die im Dunkeln gut aussieht, gleichzeitig übernimmt die Uhr die Rolle einer Nacht). Licht). Die Uhr wird über zwei Tasten gesteuert. Dank der Verwendung des Echtzeituhr-Chips DS1307 erwies sich der Programmieralgorithmus als recht einfach. Der Mikrocontroller kommuniziert über den I2C-Bus mit der Echtzeituhr und wird per Software organisiert.

Uhrendiagramm:

Leider ist im Diagramm ein Fehler aufgetreten:
— Die MK-Klemmen müssen mit den Transistorbasen verbunden werden:
РВ0 bis Т4, РВ1 bis Т3, РВ2 bis Т2, РВ3 bis Т1
oder ändern Sie die Verbindung der Transistorkollektoren zu den Anzeigeziffern:
T1 bis DP1….. T4 bis DP4

In der Taktschaltung verwendete Teile:

♦ ATTiny26-Mikrocontroller:

♦ Echtzeituhr DS1307:

♦ 4-stellige 7-Segment-LED-Anzeige – FYQ-5641UB-21 mit gemeinsamer Kathode (ultrahell, blau):

♦ Quarz 32,768 kHz, mit einer Eingangskapazität von 12,5 pF (kann von der Hauptplatine des Computers entnommen werden), die Genauigkeit der Uhr hängt von diesem Quarz ab:

♦ Alle Transistoren sind NPN-Strukturen, Sie können alle verwenden (KT3102, KT315 und ihre ausländischen Analoga), ich habe BC547S verwendet
♦ Mikroschaltungs-Spannungsstabilisator Typ 7805
♦ alle Widerstände mit einer Leistung von 0,125 Watt
♦ Polkondensatoren für eine Betriebsspannung nicht kleiner als die Versorgungsspannung
♦ Notstromversorgung DS1307 – 3-Volt-Lithiumzelle CR2032

Um die Uhr mit Strom zu versorgen, können Sie jedes unnötige Ladegerät für Mobiltelefone verwenden (in diesem Fall kann ein Teil der Schaltung – ein Spannungsstabilisator auf einem Chip vom Typ 7805 – wenn die Spannung am Ausgang des Ladegeräts innerhalb von 5 Volt ± 0,5 Volt liegt). beseitigt werden)
Der Stromverbrauch des Gerätes beträgt 30 mA.
Sie müssen die Backup-Batterie für die DS1307-Uhr nicht installieren, aber wenn dann der Netzstrom ausfällt, muss die aktuelle Uhrzeit neu eingestellt werden.
Die Leiterplatte des Geräts ist nicht angegeben, das Design wurde in einem Gehäuse aus einer defekten mechanischen Uhr zusammengebaut. Die LED (mit einer Blinkfrequenz von 1 Hz, vom SQW DS1307-Pin) dient zur Trennung der Stunden und Minuten auf der Anzeige.

Die Mikrocontroller-Einstellungen sind werkseitig: Taktfrequenz - 1 MHz, FUSE-Bits müssen nicht berührt werden.

Algorithmus zum Betrieb der Uhr(im Algorithmus-Builder):

1. Setzen des Stapelzeigers
2. Timer T0 einstellen:
— Frequenz SK/8
- Überlauf-Interrupts (bei dieser voreingestellten Frequenz wird der Interrupt alle 2 Millisekunden aufgerufen)
3. Initialisierung der Ports (Pins PA0-6 und PB0-3 sind als Ausgang konfiguriert, PA7 und PB6 als Eingang)
4. Initialisierung des I2C-Busses (Pins PB4 und PB5)
5. Überprüfen des 7. Bits (CH) des DS1307-Registers Null
6. Globale Interrupt-Aktivierung
7. Eine Schleife betreten und prüfen, ob eine Taste gedrückt wird

Beim ersten Einschalten oder beim erneuten Einschalten, wenn keine Notstromversorgung zum DS307 vorhanden ist, wird die aktuelle Uhrzeit auf die ursprüngliche Einstellung zurückgesetzt. In diesem Fall: Taste S1 – zum Einstellen der Uhrzeit, Taste S2 – Übergang zur nächsten Ziffer. Zeit einstellen – Stunden und Minuten werden in den DS1307 geschrieben (Sekunden werden auf Null gesetzt), und der SQW/OUT-Pin (7. Pin) ist so konfiguriert, dass er Rechteckimpulse mit einer Frequenz von 1 Hz erzeugt.
Wenn Sie die Taste S2 (S4 - im Programm) drücken, wird eine globale Unterbrechung deaktiviert, das Programm geht in das Zeitkorrektur-Unterprogramm über. In diesem Fall werden mit den Tasten S1 und S2 Zehner- und Einheiteneinheiten für Minuten eingestellt. Anschließend wird durch Drücken der Taste S2 ab 0 Sekunden die aktualisierte Zeit im DS1307 aufgezeichnet, der globale Interrupt aufgelöst und zum Hauptprogramm zurückgekehrt.

Die Uhr zeigte eine gute Ganggenauigkeit, der Zeitverlust pro Monat betrug 3 Sekunden.
Um die Genauigkeit zu verbessern, wird empfohlen, Quarz an den DS1307 anzuschließen, wie im Datenblatt angegeben:

Das Programm ist in der Algorithm Builder-Umgebung geschrieben.
Am Beispiel des Uhrenprogramms können Sie sich mit dem Algorithmus zur Kommunikation zwischen dem Mikrocontroller und anderen Geräten über den I2C-Bus vertraut machen (jede Zeile ist im Algorithmus ausführlich kommentiert).

Foto des zusammengebauten Geräts und der Leiterplatte im .lay-Format vom Site-Leser Anatoly Pilguk, wofür ihm vielen Dank gilt!

Das Gerät verwendet: Transistoren – SMD BC847 und CHIP-Widerstände

Anhänge zum Artikel:

(42,9 KiB, 3.304 Treffer)

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(312,1 KiB, 6.002 Treffer)


Die zweite Version des Uhrprogramms in AB (für diejenigen, die die obere Version nicht herunterladen können)

(11,4 KiB, 1.999 Treffer)

Vor nicht allzu langer Zeit habe ich eine Kiste mit alten Bauteilen durchwühlt. Ich war auf der Suche nach etwas anderem, habe aber aufgehört, als ich auf mehrere Gasentladungsanzeiger stieß. Eines Tages (vor langer, langer Zeit) habe ich sie aus einem alten Taschenrechner herausgeholt.

Ich erinnere mich... Vor dreißig Jahren waren sechs Indikatoren ein kleiner Schatz. Wer dann mit TTL-Logik und solchen Indikatoren eine Uhr bauen konnte, galt als anspruchsvoller Experte auf seinem Gebiet.

Das Leuchten der Gasentladungsindikatoren schien wärmer zu sein. Nach ein paar Minuten fragte ich mich, ob diese alten Lampen funktionieren würden und wollte etwas damit machen. Jetzt ist es sehr einfach, eine solche Uhr herzustellen. Alles was Sie brauchen ist ein Mikrocontroller...

Da ich mich gleichzeitig für die Programmierung von Mikrocontrollern in Hochsprachen interessierte, beschloss ich, ein wenig zu spielen. Ich habe versucht, eine einfache Uhr mit digitalen Gasentladungsanzeigern zu konstruieren.

Zweck des Designs

Ich entschied, dass die Uhr sechs Ziffern haben sollte und die Zeit mit einer minimalen Anzahl von Tasten eingestellt werden sollte. Darüber hinaus wollte ich versuchen, einige der gängigsten Mikrocontrollerfamilien verschiedener Hersteller zu verwenden. Ich hatte vor, das Programm in C zu schreiben.

Gasentladungsanzeiger benötigen zum Betrieb Hochspannung. Aber ich wollte mich nicht mit gefährlicher Netzspannung auseinandersetzen. Die Uhr sollte mit einer ungefährlichen 12-V-Spannung betrieben werden.

Da mein Hauptziel das Spiel war, finden Sie hier keine Beschreibung des mechanischen Designs oder der Karosseriezeichnungen. Wenn Sie möchten, können Sie die Uhr selbst nach Ihrem Geschmack und Ihrer Erfahrung wechseln.

Folgendes habe ich bekommen:

  • Zeitanzeige: HH MM SS
  • Alarmanzeige: HH MM --
  • Zeitanzeigemodus: 24 Stunden
  • Genauigkeit ±1 Sekunde pro Tag (je nach Quarzkristall)
  • Versorgungsspannung: 12 V
  • Stromaufnahme: 100 mA

Uhrendiagramm

Für ein Gerät mit sechsstelliger Digitalanzeige war der Multiplex-Modus eine natürliche Lösung.

Der Zweck der meisten Elemente des Blockdiagramms (Abbildung 1) ist kommentarlos klar. In gewisser Weise bestand die nicht standardmäßige Aufgabe darin, einen Konverter von TTL-Pegeln in Steuersignale für Hochspannungsanzeiger zu erstellen. Die Anodentreiber bestehen aus Hochspannungs-NPN- und PNP-Transistoren. Das Diagramm ist von Stefan Kneller (http://www.stefankneller.de) entlehnt.

Der TTL-Chip 74141 enthält einen BCD-Decoder und einen Hochspannungstreiber für jede Ziffer. Es kann schwierig sein, einen Chip zu bestellen. (Obwohl ich nicht weiß, ob sie noch jemand herstellt). Aber wenn Sie Gasentladungsindikatoren finden, könnte 74141 irgendwo in der Nähe sein :-). Zur Zeit der TTL-Logik gab es praktisch keine Alternative zum 74141-Chip. Versuchen Sie also, irgendwo einen zu finden.

Die Indikatoren benötigen eine Spannung von etwa 170 V. Es macht keinen Sinn, eine spezielle Schaltung für einen Spannungswandler zu entwickeln, da es eine Vielzahl von Hochsetzstellerchips gibt. Ich habe mich für den preiswerten und weit verbreiteten IC34063 entschieden. Die Wandlerschaltung ist fast vollständig aus dem Datenblatt des MC34063 übernommen. Ein T13-Netzschalter wurde gerade hinzugefügt. Der interne Schalter ist für solch hohe Spannungen nicht geeignet. Als Induktivität für den Wandler habe ich eine Drossel verwendet. Es ist in Abbildung 2 dargestellt; sein Durchmesser beträgt 8 mm und seine Länge beträgt 10 mm.

Der Wirkungsgrad des Wandlers ist recht gut und die Ausgangsspannung relativ sicher. Bei einem Laststrom von 5 mA sinkt die Ausgangsspannung auf 60 V. R32 fungiert als Strommesswiderstand.

Zur Stromversorgung der Logik wird der Linearregler U4 verwendet. Auf der Schaltung und Platine ist Platz für eine Pufferbatterie. (3,6 V – NiMH oder NiCd). D7 und D8 sind Schottky-Dioden und der Widerstand R37 dient zur Begrenzung des Ladestroms entsprechend den Eigenschaften der Batterie. Wenn Sie Uhren nur zum Spaß bauen, benötigen Sie die Batterien D7, D8 und R37 nicht.

Die endgültige Schaltung ist in Abbildung 3 dargestellt.

Figur 3.

Die Zeiteinstelltasten sind über Dioden angeschlossen. Der Zustand der Tasten wird überprüft, indem am entsprechenden Ausgang eine logische „1“ gesetzt wird. Als Bonus-Feature ist ein Piezo-Emitter an den Ausgang des Mikrocontrollers angeschlossen. Um dieses fiese Quietschen zum Schweigen zu bringen, verwenden Sie einen kleinen Schalter. Ein Hammer wäre hierfür durchaus geeignet, aber das ist der letzte Ausweg :-).

Eine Liste der Schaltungskomponenten, eine Leiterplattenzeichnung und ein Layoutdiagramm finden Sie im Bereich „Downloads“.

CPU

Nahezu jeder Mikrocontroller mit einer ausreichenden Anzahl von Pins, deren minimal erforderliche Anzahl in Tabelle 1 angegeben ist, kann dieses einfache Gerät steuern.

Tabelle 1.
Funktion Schlussfolgerungen
Ernährung 2
Quarzresonator 2
Anodenmanagement 6
Treiber 74141 4
Tasteneingabe 1
Piezo-Emitter 1
Gesamt 16

Jeder Hersteller entwickelt seine eigenen Familien und Typen von Mikrocontrollern. Die Position der Pins ist für jeden Typ individuell. Ich habe versucht, eine Universalplatine für verschiedene Arten von Mikrocontrollern zu entwerfen. Die Platine verfügt über eine 20-polige Buchse. Mit ein paar Überbrückungsdrähten können Sie es an verschiedene Mikrocontroller anpassen.

Die in dieser Schaltung getesteten Mikrocontroller sind unten aufgeführt. Sie können mit anderen Typen experimentieren. Der Vorteil des Schemas ist die Möglichkeit, verschiedene Prozessoren zu verwenden. Funkamateure verwenden in der Regel eine Familie von Mikrocontrollern und verfügen über die entsprechenden Programmier- und Softwaretools. Da es bei Mikrocontrollern anderer Hersteller zu Problemen kommen kann, habe ich Ihnen die Möglichkeit gegeben, einen Prozessor aus Ihrer Lieblingsfamilie auszuwählen.

Alle Einzelheiten zum Einschalten verschiedener Mikrocontroller sind in den Tabellen 2...5 und Abbildungen 4...7 wiedergegeben.

Tabelle 2.
Freescale
Typ MC68HC908QY1
Quarzresonator 12 MHz
Kondensatoren C1, C2 22 pF
Programm freescale.zip
(siehe Abschnitt „Downloads“)
Einstellungen

Hinweis: Parallel zum Quarzresonator ist ein 10-MΩ-Widerstand geschaltet.

Tisch 3.
Mikrochip
Typ PIC16F628A
Quarzresonator 32,768 kHz
Kondensatoren C1, C2 22 pF
Programm pic628.zip
(siehe Abschnitt „Downloads“)
Einstellungen Int. 4-MHz-Generator - I/O RA6,
MCLR AUS, WDT AUS, LVP AUS,
BROUT AUS, CP AUS, PWRUP AUS

Hinweis: Die Mikroschaltung muss im Sockel um 180° gedreht werden.

Tabelle 4.
Atmel
Typ ATtiny2313
Quarzresonator 12 MHz
Kondensatoren C1, C2 15 pF
Programm attiny.zip
(siehe Abschnitt „Downloads“)
Einstellungen Quadrat. 8-MHz-Oszillator, RESET EIN

Hinweis: Fügen Sie die SMD-Komponenten R und C zum RESET-Pin hinzu (10 kΩ und 100 nF).

Tabelle 5.
Atmel
Typ AT89C2051
Quarzresonator 12 MHz
Kondensatoren C1, C2 22 pF
Programm at2051.zip
(siehe Abschnitt „Downloads“)
Einstellungen --

Hinweis: Fügen Sie die SMD-Komponenten R und C zum RESET-Pin hinzu (10 kΩ und 100 nF); Verbinden Sie die mit Sternchen markierten Pins über 3,3 kOhm SMD-Widerstände mit dem +Ub-Strombus.

Wenn Sie die Codes verschiedener Mikrocontroller vergleichen, werden Sie feststellen, dass sie sehr ähnlich sind. Es gibt Unterschiede beim Zugriff auf Ports und der Definition von Interrupt-Funktionen sowie darin, was von den Hardwarekomponenten abhängt.

Der Quellcode besteht aus zwei Abschnitten. Funktion hauptsächlich() konfiguriert Ports und startet einen Timer, der Interrupt-Signale generiert. Anschließend scannt das Programm die gedrückten Tasten und stellt die entsprechenden Zeit- und Alarmwerte ein. Dort wird in der Hauptschleife die aktuelle Uhrzeit mit dem Wecker verglichen und der Piezo-Emitter eingeschaltet.

Der zweite Teil ist eine Unterroutine zur Behandlung von Timer-Interrupts. Eine Unterroutine, die jede Millisekunde aufgerufen wird (abhängig von den Fähigkeiten des Timers), erhöht die Zeitvariablen und steuert die Anzeigeziffern. Zusätzlich wird der Status der Schaltflächen überprüft.

Den Rundkurs laufen lassen

Beginnen Sie bei der Installation von Komponenten und der Einrichtung mit der Stromquelle. Löten Sie den U4-Regler und die umgebenden Komponenten. Prüfen Sie, ob die Spannung 5 V für U2 und 4,6 V für U1 beträgt. Im nächsten Schritt erfolgt die Montage des Hochspannungswandlers. Mit dem Trimmwiderstand R36 stellen Sie die Spannung auf 170 V ein. Reicht der Einstellbereich nicht aus, ändern Sie den Widerstandswert des Widerstands R33 leicht. Installieren Sie nun den U2-Chip, die Transistoren und Widerstände der Anode und die digitale Treiberschaltung. Verbinden Sie die U2-Eingänge mit dem GND-Bus und verbinden Sie einen der Widerstände R25–R30 in Reihe mit dem +Ub-Leistungsbus. Die Anzeigenummern sollten an den entsprechenden Stellen aufleuchten. Verbinden Sie in der letzten Phase der Überprüfung des Stromkreises Pin 19 des U1-Mikroschaltkreises mit Masse – der Piezo-Emitter sollte piepen.

Die Quellcodes und kompilierten Programme finden Sie in der entsprechenden ZIP-Datei im Bereich „Downloads“. Nachdem Sie das Programm in den Mikrocontroller geflasht haben, überprüfen Sie sorgfältig jeden Pin in Position U1 und installieren Sie die erforderlichen Draht- und Lötbrücken. Siehe die Bilder des Mikrocontrollers oben. Wenn der Mikrocontroller richtig programmiert und angeschlossen ist, sollte sein Generator zu arbeiten beginnen. Sie können die Uhrzeit und den Alarm einstellen. Aufmerksamkeit! Auf der Platine ist Platz für einen weiteren Knopf – dieser ist ein Ersatzknopf für zukünftige Erweiterungen :-).

Überprüfen Sie die Frequenzgenauigkeit des Generators. Wenn es nicht im erwarteten Bereich liegt, ändern Sie die Werte der Kondensatoren C1 und C2 leicht. (Kleine Kondensatoren parallel löten oder durch andere ersetzen). Die Genauigkeit der Uhr sollte verbessert werden.

Abschluss

Kleine 8-Bit-Prozessoren eignen sich gut für Hochsprachen. C war ursprünglich nicht für kleine Mikrocontroller gedacht, aber für einfache Anwendungen kann man es gut verwenden. Die Assemblersprache eignet sich besser für komplexe Aufgaben, die kritische Zeiten oder maximale CPU-Auslastung erfordern. Für die meisten Funkamateure sind sowohl kostenlose als auch Shareware-beschränkte Versionen des C-Compilers geeignet.

Die C-Programmierung ist für alle Mikrocontroller gleich. Sie müssen die Hardwarefunktionen (Register und Peripheriegeräte) des ausgewählten Mikrocontrollertyps kennen. Seien Sie vorsichtig bei Bitoperationen – die C-Sprache ist nicht für die Manipulation einzelner Bits geeignet, wie am Beispiel des Originals für ATtiny zu sehen ist.

Bist du fertig? Dann schalten Sie ein, betrachten Sie die Vakuumröhren und schauen Sie zu ...

...die alten Zeiten sind zurück... :-)

Anmerkung der Redaktion

Ein vollständiges Analogon des SN74141 ist die Mikroschaltung K155ID1, hergestellt von der Minsk Integral-Software.
Die Mikroschaltung ist leicht im Internet zu finden.

Für diejenigen, die zumindest ein wenig über Mikrocontroller-Kenntnisse verfügen und außerdem ein einfaches und nützliches Gerät für zu Hause erstellen möchten, gibt es nichts Besseres als eine Baugruppe mit LED-Anzeigen. So etwas kann Ihr Zimmer schmücken oder als einzigartiges handgefertigtes Geschenk verwendet werden, das ihm einen zusätzlichen Wert verleiht. Die Schaltung funktioniert wie eine Uhr und wie ein Thermometer – die Modi werden per Knopfdruck oder automatisch umgeschaltet.

Schaltplan einer selbstgebauten Uhr mit Thermometer

Mikrocontroller PIC18F25K22 kümmert sich um die gesamte Datenverarbeitung und das Timing sowie um eine Freigabe ULN2803A Es bleibt nur noch, die Ausgänge mit der LED-Anzeige zu koordinieren. Kleiner Chip DS1302 Funktioniert als Timer präziser Sekundensignale, seine Frequenz wird durch einen Standard-Quarzresonator von 32768 Hz stabilisiert. Dies verkompliziert das Design etwas, aber Sie müssen die Zeit nicht ständig anpassen und anpassen, was zwangsläufig verzögert oder beschleunigt wird, wenn Sie mit einem zufälligen, nicht abgestimmten Quarzresonator von einigen MHz auskommen. Eine solche Uhr ist eher ein einfaches Spielzeug als ein hochwertiger, präziser Zeitmesser.

Bei Bedarf können Temperatursensoren weit vom Hauptgerät entfernt angebracht werden – sie werden über ein dreiadriges Kabel mit diesem verbunden. In unserem Fall ist ein Temperatursensor im Block verbaut, der andere außen an einem etwa 50 cm langen Kabel. Als wir es mit einem 5 m langen Kabel versucht haben, funktionierte es auch einwandfrei.

Die Uhranzeige besteht aus vier großen LED-Digitalanzeigen. Sie hatten ursprünglich eine gemeinsame Kathode, wurden aber in der endgültigen Version durch eine gemeinsame Anode ersetzt. Sie können beliebige andere installieren und dann einfach die Strombegrenzungswiderstände R1-R7 entsprechend der erforderlichen Helligkeit auswählen. Sie könnten es auf einer gemeinsamen Platine mit dem elektronischen Teil der Uhr platzieren, aber das ist viel universeller – plötzlich möchten Sie eine sehr große LED-Anzeige anbringen, damit sie aus großer Entfernung gesehen werden kann. Ein Beispiel für ein solches Design einer Straßenuhr finden Sie hier.

Die Elektronik selbst startet bei 5 V, aber damit die LEDs hell leuchten, müssen 12 V verwendet werden. Vom Netzwerk aus wird der Stabilisator über einen Abwärtstransformator mit Strom versorgt 7805 , die eine Spannung von ausschließlich 5 V erzeugt. Achten Sie auf die kleine grüne zylindrische Batterie – sie dient als Notstromquelle für den Fall, dass das 220-V-Netz ausfällt. Es ist nicht notwendig, sie mit 5 V zu betreiben – eine Lithium-Ionen-Batterie oder Ni-MH-Akku für 3,6 Volt reicht.

Für das Gehäuse können Sie verschiedene Materialien verwenden – Holz, Kunststoff, Metall – oder die gesamte Struktur einer selbstgebauten Uhr in eine fertige Industrieuhr integrieren, beispielsweise aus einem Multimeter, Tuner, Funkempfänger usw. Wir haben sie aus Plexiglas hergestellt, weil es sich leicht verarbeiten lässt und einen Einblick in das Innere ermöglicht, sodass jeder es sehen kann – diese Uhr wurde mit Ihren eigenen Händen zusammengebaut. Und das Wichtigste: Es war verfügbar :)

Hier finden Sie alle notwendigen Details des vorgeschlagenen selbstgebauten Digitaluhr-Designs, einschließlich Schaltplan, PCB-Layout, PIC-Firmware und

Zuvor habe ich auf der Website große Outdoor-Uhren mit dynamischer Anzeige veröffentlicht. An der Bedienung der Uhr gibt es nichts zu bemängeln: präzises Uhrwerk, komfortable Einstellungen. Ein großer Nachteil ist jedoch, dass die LED-Anzeigen tagsüber schwer zu erkennen sind. Um das Problem zu lösen, habe ich auf statische Anzeige und hellere LEDs umgestellt. Wie immer bei Software, vielen Dank an Soir. Generell mache ich Sie auf eine große Outdoor-Uhr mit statischer Anzeige aufmerksam; die Einstellfunktionen bleiben die gleichen wie bei den Vorgängeruhren.

Sie verfügen über zwei Displays – das Hauptdisplay (draußen auf der Straße) und das Zusatzdisplay bei SA15-11 SRWA-Anzeigen – im Innenbereich am Gerätegehäuse. Eine hohe Helligkeit wird durch die Verwendung ultraheller AL-103OR3D-D-LEDs mit einem Betriebsstrom von 50 mA und tpic6b595dw-Treiberchips erreicht.

Schaltplan einer elektronischen Außenuhr mit hellen LEDs

Merkmale dieser Taktschaltung:

— Das Zeitanzeigeformat ist 24 Stunden.
— Digitale Korrektur der Fahrgenauigkeit.
— Integrierte Steuerung der Hauptstromversorgung.
— Nichtflüchtiger Speicher des Mikrocontrollers.
— Es gibt ein Thermometer, das Temperaturen im Bereich von -55 bis 125 Grad misst.
— Es besteht die Möglichkeit, abwechselnd Informationen zu Zeit und Temperatur auf dem Indikator anzuzeigen.

Durch Drücken der SET_TIME-Taste bewegt sich die Anzeige im Kreis aus dem Hauptuhrmodus (Anzeige der aktuellen Uhrzeit). In allen Modi führt das Halten der PLUS/MINUS-Tasten zu einer beschleunigten Installation. Änderungen der Einstellungen 10 Sekunden nach der letzten Wertänderung werden in den nichtflüchtigen Speicher (EEPROM) geschrieben und von dort ausgelesen, wenn der Strom wieder eingeschaltet wird.

Ein weiteres großes Plus der vorgeschlagenen Option ist, dass sich die Helligkeit geändert hat. Bei sonnigem Wetter ist die Helligkeit jetzt ausgezeichnet. Die Anzahl der Kabel wurde von 14 auf 5 verringert. Die Länge des Kabels zum Hauptdisplay (Außendisplay) beträgt 20 Meter. Ich bin mit der Leistung der elektronischen Uhr zufrieden; es stellte sich heraus, dass sie eine voll funktionsfähige Uhr war – sowohl tagsüber als auch nachts. Mit freundlichen Grüßen Soir-Alexandrovich.



 


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