Digitaalne analoogkell: 4 sammu (piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:48

Selle kella tegemise põhjus oli see, et minu esialgne IKEA kell ei töötanud enam ja mulle meeldis selle kella korpus väga. Tundsin, et kella viskamine on raiskamine ja otsustasin seda analoog- / digitaalkella jaoks uuesti kasutada.

Oleksin võinud teha tavalise kella, kuid otsustasin teha midagi muud. Nagu iga teine kell, näitab see aega, kuid mitte standardsel viisil. 60 kahevärvilise punase/rohelise LED-i abil näitab kell aega. Punaseid LED -e kasutatakse tundide kuvamiseks ja rohelisi LED -e. Sekundeid tähistab kõndiv kollane (punane + roheline) LED ja kella keskel vilkuv kollane LED.

Kella lugemiseks on vaja teatavat harjutamist. Kuna LED -e kasutatakse nii tundide kui ka minutite näitamiseks, vajab see aja esitamiseks erilist viisi. Aega näidatakse LED -tulpana, kus pikim tulp näitab tunde või minuteid. Kui pikim tulp on esitatud tundide järgi, siis lühem riba näitab minutid roheliselt ja ülejäänud osa näitab tunde punaselt. Selleks, et muuta kella paremini loetavaks, kui ribad on lühikesed, lisasin punase LED -i abil tunni indikaatori. Kui minutid muutuvad tundidest suuremaks, vahetatakse ribad, st kõik eelmised rohelised minutid muutuvad tundide kuvamiseks punaseks ja ülejäänud osa näitab minuteid, nii et peaaegu kogu roheline muutub punaseks ja vastupidi.

Selle toimimist on mõnevõrra raske selgitada, nii et palun vaadake videot. LED -ide multipleksimise tõttu tundub, et LED -id vilguvad videos. Seda jäädvustab ainult kaamera, mitte inimsilm.

Nagu alati, ehitasin selle projekti oma lemmik -mikrokontrolleri PIC ümber, kasutades JAL -i programmeerimiskeelt, kuid võite kasutada ka Arduino.

Samm: kujundused

Kokku tegin kellast kolm erinevat versiooni, enne kui rahule jäin. Need versioonid on kavandatud järgmiselt:

1. Kasutades PIC -i jaoks tavalist 20 MHz kristalli. Sellise disainiga oli kell 1 sekund pärast ühepäevast töötamist sünkroonis. Seda oli liiga palju. Lisaks kaotati kella väljalülitamisel aeg, kuna disainis ei olnud varuakut.
2. DS1302 kella mooduli kasutamine. Selle mooduli juures on tore see, et sellel on varupatarei, nii et kella väljalülitamisel ei lähe aeg kaduma. Kui ma selle mooduliga kella testisin, oli kell 7 sekundit sünkroniseerimata! ühe päeva pärast. Ma arvan, et selle põhjuseks on kas vale kristall või halb PCB disain.
3. DS3231 kella mooduli kasutamine. Sellel moodulil on ka varuaku ja see on täpsem kui DS1302. Kell töötas selle mooduliga hästi, nii et kasutasin seda lõpliku kujunduse jaoks. Seetõttu ei vajanud PIC enam kristalli.

Kogu disain on koostatud kolmes skemaatilises diagrammis:

1. Kellakontroller PIC -i abil
2. Juhtinud vahetusregistreid kasutavat juhti
3. 60 kahevärvilist LED-i

2. samm: nõutavad komponendid

Selle projekti jaoks peavad teil olema järgmised komponendid:

• Tükk leivaplaati
• PIC mikrokontroller 16F1823
• 3 vahetuste register 74HC595
• 1 Darlingtoni transistorimassiiv ULN2803A
• IC-pistikupesad: 1 * 14-pin, 3 * 16-pin, 1 * 18-pin
• Kella moodul DS3231
• 2 nupule lülitit
• Takistid: 2 * 33k, 8 * 100 oomi, 8 * 47 oomi
• 1 elektrolüütkondensaator 100 uF/16V
• 4 kondensaatorit 100 nF
• LEDid: 60 2 mm kahevärvilised (punane/roheline), 1 5 mm kollane
• Pistikupesa 3 mm
• 5 -voldine adapter, näiteks see, mida kasutatakse nutitelefoni laadimiseks. Veenduge, et see oleks tõeline 5 -voldine toiteallikas.
• Valikuline: päised väliste osade ühendamiseks leivaplaadiga
• Kynari traadi- ja traadieemaldaja
• Korpus teie kellale.

Vaadake komponentide ühendamise skemaatilisi diagramme. See nõuab üsna palju jootmist, eriti 60 LED -i ühendamiseks. Skemaatilised diagrammid on kaasatud zip -faili.

3. samm: kella ehitamine

Vaadake pilte, kuidas ma kella ehitan. Alustasin algse kella sisemuse eemaldamisega, mille järel puurisin 60 mm 2 mm auku esiplaadi kahevärviliste LED-ide jaoks. Seejärel värvisin esiplaadi mustaks ja lisasin plasttüki, et katta auk, kus kella algsed käed olid. Nüüd asub kollane LED selles asendis.

Seejärel paigaldasin kõik 60 LED -i, kasutasin kuuma liimi, et neid oma asukohas hoida, ja ühendasin need Kynari juhtmega üksteisega. Lõpuks panin kokku leivaplaadi koos kõigi komponentidega.

Tagakaanele paigaldasin kaks surunuppu ja toitepistiku. Unustage lisaplaat, mille liimisin tagaküljele, nagu pildil näidatud. Lisasin, et kuna minu esimeses disainis olid nupud seal, kuid ma pidin neid teisaldama, kuna pidin lisama DS3231 mooduli ja ma leidsin ainult koha, kus need nupud olid, kui tegin oma esimese kujunduse.

Samm 4: Tarkvara

Nagu juba mainitud, on tarkvara kirjutatud PIC16F1823 jaoks, kasutades JAL programmeerimiskeelt. PIC töötab sisemise kellaga 32 MHz. Nagu varem mainitud, teeb kella ajastus DS3231 kella moodul.

Tarkvara täidab järgmisi põhiülesandeid:

• DS3231 mooduli initsialiseerimine I2C liidese abil. Moodul genereerib 1 -sekundilise signaali, mis on ühendatud PIC -i katkestusnõelaga. PIC kasutab seda 1 -sekundilist katkestust, et lugeda aega DS3231 moodulist.
• 60 kahevärvilise LED-i juhtimine vahetusregistrite kaudu. Skemaatilisel diagrammil on näha, et LED -id on ühendatud 16x8 maatriksiga. See vähendab kõigi LED -ide ühendamiseks vajalike juhtmete arvu. See maatrikskonstruktsioon nõuab, et PIC -d peavad LED -id multipleksima, et oleks võimalik neid eraldi süttida. Valgusdioodide multipleksimine toimub katkestusega, kus värskendussagedus on 70 Hz, nii et inimsilmale nähtamatu.
• Nuppude käsitsemine. Neid kasutatakse kellaaja määramiseks, üks tundide ja teine minutite määramiseks. Aja seadistamise režiimi aktiveerimiseks tuleb mõlemat nuppu vajutada. Kui valitud on aja seadistusrežiim, põleb kollane LED pidevalt. Pärast 5 sekundit pärast nuppude mittekasutamist naaseb kell normaalsele tööajale ja kollane LED hakkab vilkuma.

Vaadake teist videot, kuidas kellaaega määrata.

JAL-i lähtefail ja Intel Hex-fail PIC-i programmeerimiseks on lisatud zip-faili. Kui olete huvitatud PIC -mikrokontrolleri kasutamisest koos JAL -iga - Pascali -laadse programmeerimiskeelega - külastage JAL -i veebisaiti.

Nautige oma projekti ehitamist ja oodake oma reaktsioone.