Аналогов цифров часовник: 4 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:52

Причината да направя този часовник беше, защото моят оригинален часовник на IKEA вече не работеше и много ми хареса корпусът на този часовник. Намерих за загуба да изхвърля часовника и реших да го използвам отново за аналогов / цифров часовник.

Можех да направя стандартен часовник, но реших да направя нещо различно. Както всеки друг часовник, той показва часа, но не по стандартен начин. Използвайки 60 двуцветни червени/зелени светодиода, часовникът показва часа. Червените светодиоди се използват за показване на часовете, а зелените светодиоди показват минутите. Секундите са обозначени с ходещ жълт (червен + зелен) светодиод и с мигащ жълт светодиод в центъра на часовника.

Изисква известна практика, за да знаете как да четете часовника. Тъй като светодиодите се използват за показване както на часовете, така и на минутите, той се нуждае от специален начин за представяне на часа. Времето се показва като лента от светодиоди, където най -дългата лента показва часовете или минутите. Ако най -дългата лента е представена от часовете, тогава по -късата лента представя минутите в зелено, а останалата част показва часовете в червено. За да направя часовника по -четим в случаите, когато лентите са къси, добавих индикатор за час, използвайки червения светодиод. Ако минутите станат по -големи от часовете, лентите се разменят, т.е. всички предишни зелени минути стават червени, за да покажат часовете, а останалата част ще показва минутите, така че всъщност почти цялото зелено става червено и обратно.

Трудно е да се обясни как работи, затова вижте видеоклипа. Поради мултиплексирането на светодиодите изглежда, че светодиодите мигат във видеото. Това се улавя само от камерата, а не от човешкото око.

Както винаги изградих този проект около любимия си микроконтролер PIC, използвайки езика за програмиране JAL, но можете да използвате и Arduino.

Стъпка 1: Дизайнът

Общо направих три различни версии на часовника, преди да остана доволен. Тези версии са проектирани, както следва:

1. Използване на стандартен 20 MHz кристал за PIC. При този дизайн часовникът не беше синхронизиран 1 секунда след един ден работа. Това беше твърде много. Освен това времето беше загубено, когато изключихте часовника, тъй като в дизайна нямаше резервна батерия.
2. Използване на часовник DS1302. Хубавото на този модул е, че той има резервна батерия, така че времето не се губи, когато изключите часовника. Когато тествах часовника с този модул, часовникът не беше синхронизиран 7 секунди! след един ден. Мисля, че това е причинено или от грешен кристал, или от лош дизайн на печатни платки.
3. Използване на часовник DS3231 модул. Този модул има и резервна батерия и е по -точен от DS1302. Часовникът работи добре с този модул, затова го използвах за окончателния дизайн. Поради това PIC вече не се нуждаеше от кристал.

Пълният дизайн е съставен в три схематични диаграми:

1. Контролер на часовника, използващ PIC
2. Led драйвер, използващ регистрите за смяна
3. 60 двуцветни светодиода

Стъпка 2: Необходими компоненти

За този проект трябва да имате следните компоненти:

• Парче макет
• PIC микроконтролер 16F1823
• 3 смяна регистър 74HC595
• 1 Дарлингтънски транзисторен масив ULN2803A
• IC гнезда: 1 * 14-пинов, 3 * 16-пинов, 1 * 18-пинов
• Часовник модул DS3231
• 2 бутона с бутон
• Резистори: 2 * 33k, 8 * 100 Ohm, 8 * 47 Ohm
• 1 електролитен кондензатор 100 uF/16V
• 4 кондензатора 100 nF
• LED: 60 2 mm двуцветен (червен/зелен), 1 5 mm жълт
• Щепсел за жак 3 мм
• 5 -волтов адаптер, например този, който се използва за зареждане на смартфон. Уверете се, че е истинско 5 -волтово захранване.
• По избор: Заглавки за свързване на външните части към макета
• Kynar тел и стриптизьор
• Корпус за вашия часовник.

Вижте схематичните схеми за това как да свържете компонентите. Това изисква доста запояване, особено за свързване на 60 -те светодиода. Схематичните диаграми са включени в zip файла.

Стъпка 3: Изграждане на часовника

Разгледайте снимките как изграждам часовника. Започнах с премахване на вътрешностите на оригиналния часовник, след което пробих 60 дупки от 2 мм за двуцветните светодиоди в предната плоча. След това боядисах предната плоча в черно и добавих парче пластмаса, за да покрия дупката, където са позиционирани оригиналните стрелки на часовника. Сега на това място се намира жълт светодиод.

След това монтирах всичките 60 светодиода, използвах малко горещо лепило, за да ги държа на тяхно място и ги свързах с кабел Kynar един към друг. Не на последно място сглобих платката с всички компоненти.

На задния капак монтирах двата бутона и захранващия жак. Забравете за допълнителната плоча, която залепих на гърба, както е показано на снимката. Добавих това, тъй като в първия ми дизайн бутоните бяха разположени там, но трябваше да ги преместя, защото трябваше да добавя модула DS3231 и можех да намеря място, където бяха тези бутони, когато направих първия си дизайн.

Стъпка 4: Софтуерът

Както вече споменахме, софтуерът е написан за PIC16F1823, използвайки езика за програмиране JAL. PIC работи на вътрешен такт от 32 MHz. Както бе споменато по -рано, синхронизирането на часовника се извършва от часовника DS3231.

Софтуерът изпълнява следните основни задачи:

• Инициализиране на модула DS3231 с помощта на I2C интерфейс. Модулът ще генерира 1 секунден сигнал, който е свързан към прекъсващия щифт на PIC. PIC използва това 1 секундно прекъсване, за да отчете времето от модула DS3231.
• Задвижване на 60 двуцветни светодиода чрез регистрите за смяна. В схематичната диаграма може да се види, че светодиодите са свързани в матрица 16 на 8. Това намалява броя на проводниците, необходими за свързване на всички светодиоди. Този матричен дизайн изисква PIC да мултиплексира светодиодите, за да може да ги осветява индивидуално. Мултиплексирането на светодиодите се извършва на база прекъсване, където честотата на опресняване е 70 Hz, толкова невидима за човешкото око.
• Работа с бутоните. Те се използват за задаване на часа, един за задаване на часове и един за задаване на минути. И двата бутона трябва да бъдат натиснати, за да активирате режима за настройка на времето. Когато е избран режимът за настройка на времето, жълтият светодиод ще свети непрекъснато. След 5 секунди, когато не използвате бутоните, часовникът се връща към нормалното време и жълтият светодиод ще започне да мига.

Вижте втория видеоклип за това как да настроите часа.

Изходният файл JAL и файлът Intel Hex за програмиране на PIC са прикачени към zip файла. Ако се интересувате от използването на микроконтролера PIC с JAL - език за програмиране като Pascal - посетете уеб сайта на JAL.

Забавлявайте се при изграждането на собствен проект и очакваме с нетърпение вашите реакции.