Analogni digitalni sat: 4 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:36

Razlog za izradu ovog sata bio je taj što moj originalni IKEA sat više nije radio i jako mi se svidjelo kućište ovog sata. Napustio sam 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 i za prikaz 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 prikazat će minute, tako da zapravo 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. To snima samo kamera, a ne ljudsko oko.

Kao i uvijek, ovaj sam projekt izgradio oko svog omiljenog mikrokontrolera 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 modula sata DS1302. Lijepa stvar ovog modula je to što ima rezervnu bateriju pa se vrijeme ne gubi kada isključite sat. Kad sam testirao sat s ovim modulom, sat nije bio sinkroniziran 7 sekundi! nakon jednog dana. Mislim da je to uzrokovano pogrešnim kristalom ili lošim dizajnom PCB -a.
3. Korištenje modula sata DS3231. Ovaj modul također ima pomoćnu bateriju i točniji je od DS1302. Sat je dobro radio s ovim modulom pa sam ga upotrijebio za konačni dizajn. Zbog toga PIC -u više nije trebao kristal.

Cjeloviti dizajn sastavljen je u tri shematska dijagrama:

1. Kontroler sata pomoću PIC -a
2. Led vozač pomoću registara pomaka
3. 60 dvobojnih LED dioda

Korak 2: Potrebne komponente

Za ovaj projekt trebate imati sljedeće komponente:

• Komad matične ploče
• PIC mikrokontroler 16F1823
• Registar s 3 pomaka 74HC595
• 1 Darlingtonski tranzistorski niz ULN2803A
• IC utičnice: 1 * 14-pinski, 3 * 16-pinski, 1 * 18-pinski
• Modul sata DS3231
• 2 prekidača na gumb
• 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 utičnice 3 mm
• 5 voltni adapter, na primjer onaj koji se koristi za punjenje pametnog telefona. Provjerite je li to ispravno napajanje od 5 V.
• Izborno: Zaglavlja za spajanje vanjskih dijelova na matičnu ploču
• Kynar žica i skidač žice
• Kućište za vaš sat.

Pogledajte shematske dijagrame kako spojiti komponente. Potrebno je dosta lemljenja, posebno za spajanje 60 LED dioda. Shematski dijagrami su uključeni u zip datoteku.

Korak 3: Izgradnja sata

Pogledajte slike kako izrađujem sat. Počeo sam uklanjanjem unutrašnjosti izvornog 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 se nalazile originalne kazaljke na satu. Sada se na tom mjestu nalazi žuta LED.

Zatim sam montirao svih 60 LED dioda, upotrijebio malo vrućeg ljepila da ih zadržim na svom mjestu i spojio ih Kynar žicom međusobno. Na kraju sam sastavio ploču sa svim komponentama.

Na stražnji poklopac montirao sam dva gumba i utičnicu. Zaboravite na dodatnu ploču koju sam zalijepila na stražnju stranu 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 tek 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.
• Upravljanje 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 spajanje 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 tipkama. Oni se koriste za postavljanje vremena, jedan za postavljanje sati i jedan za postavljanje minuta. Za aktiviranje načina podešavanja vremena potrebno je pritisnuti oba gumba. Kad je odabran način podešavanja vremena, žuta LED lampica će stalno svijetliti. Nakon 5 sekundi neupotrebe tipki, sat se vraća u uobičajeno vrijeme, a žuta LED dioda će početi treptati.

Pogledajte drugi video o tome kako postaviti vrijeme.

Izvorna datoteka JAL 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.

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