Analogna digitalna ura: 4 koraki (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:05

Razlog za izdelavo te ure je bil, ker moja prvotna ura IKEA ni več delovala in ohišje te ure mi je bilo zelo všeč. Zdelo se mi je zaman, da bi zavrgel uro in se odločil, da jo ponovno uporabim za analogno / digitalno uro.

Lahko bi naredil standardno uro, vendar sem se odločil narediti nekaj drugačnega. Kot vsaka druga ura prikazuje čas, vendar ne na standardni način. Z uporabo 60 dvobarvnih rdečih/zelenih LED diod prikazuje uro. Rdeče LED diode se uporabljajo za prikaz ur, zelene LED pa za minute. Sekunde so označene s hojočo rumeno (rdečo + zeleno) LED in utripajočo rumeno LED na sredini ure.

Za branje ure je potrebno nekaj vaje. Ker se LED diode uporabljajo za prikaz ur in minut, potrebuje poseben način predstavitve časa. Čas je prikazan kot vrstica LED, kjer najdaljša vrstica prikazuje ure ali minute. Če najdaljši stolpec predstavljajo ure, potem krajši stolpec prikazuje minute v zeleni barvi, preostali del pa prikazuje ure v rdeči barvi. Da bi bila ura bolj berljiva v primerih, ko so stolpci kratki, sem z rdečo LED dodal indikator ure. Če minute postanejo večje od ur, se vrstice zamenjajo, vse prejšnje zelene minute postanejo rdeče, da prikažejo ure, preostali del pa minute, tako da v resnici skoraj vsa zelena postane rdeča in obratno.

Kako deluje, je težko razložiti, zato si oglejte video. Zaradi multipleksiranja LED je videti, kot da LED utripajo v videu. To posname le kamera, ne pa človeško oko.

Kot vedno sem ta projekt zgradil okoli svojega najljubšega mikro krmilnika PIC z uporabo programskega jezika JAL, lahko pa uporabite tudi Arduino.

Korak: Načrti

Skupaj sem naredil tri različne različice ure, preden sem bil zadovoljen. Te različice so bile oblikovane na naslednji način:

1. Za PIC uporabite standardni kristal 20 MHz. S to zasnovo ura ni bila sinhronizirana 1 sekundo po enem dnevu delovanja. To je bilo preveč. Poleg tega je bil čas, ko ste izklopili uro, izgubljen, ker v zasnovi ni bilo rezervne baterije.
2. Uporaba modula ure DS1302. Lepota tega modula je, da ima rezervno baterijo, zato se čas ne izgubi, ko izklopite uro. Ko sem preizkusil uro s tem modulom, ura ni bila sinhronizirana 7 sekund! po enem dnevu. Mislim, da je to posledica napačnega kristala ali slabe zasnove tiskanega vezja.
3. Uporaba modula ure DS3231. Ta modul ima tudi rezervno baterijo, ki je natančnejša od DS1302. Ura je s tem modulom delovala dobro, zato sem jo uporabil za končno zasnovo. Zaradi tega PIC ni več potreboval kristala.

Celotna zasnova je sestavljena v treh shematskih diagramih:

1. Krmilnik ure z uporabo PIC
2. Led voznik z uporabo registrov premikov
3. 60 dvobarvnih LED

2. korak: Potrebne komponente

Za ta projekt morate imeti naslednje komponente:

• Kos deske
• PIC mikrokrmilnik 16F1823
• 3 prestavni register 74HC595
• 1 Darlingtonov tranzistorski niz ULN2803A
• IC vtičnice: 1 * 14-polna, 3 * 16-polna, 1 * 18-polna
• Modul ure DS3231
• 2 stikala na gumb
• Upori: 2 * 33k, 8 * 100 Ohm, 8 * 47 Ohm
• 1 elektrolitski kondenzator 100 uF/16V
• 4 kondenzatorji 100 nF
• LED: 60 2 mm dvobarvna (rdeča/zelena), 1 5 mm rumena
• Vtič 3 mm
• 5 -voltni adapter, na primer tisti, ki se uporablja za polnjenje pametnega telefona. Prepričajte se, da gre za pravi 5 -voltni napajalnik.
• Izbirno: Glave za priključitev zunanjih delov na mizo
• Kynar odstranjevalec žice in žice
• Ohišje za vašo uro.

Oglejte si shematske diagrame, kako povezati komponente. Zahteva kar nekaj spajkanja, zlasti za priključitev 60 LED. Shematski diagrami so vključeni v datoteko zip.

3. korak: Zgradite uro

Oglejte si slike, kako gradim uro. Začel sem z odstranitvijo notranjosti prvotne ure, nato pa sem izvrtal 60 lukenj po 2 mm za dvobarvne LED na sprednji plošči. Nato sem sprednjo ploščo pobarval v črno in dodal kos plastike, da pokrije luknjo, kjer so bile postavljene prvotne kazalke ure. Zdaj je na tem mestu rumena LED.

Nato sem namestil vseh 60 LED, uporabil nekaj vročega lepila, da sem jih obdržal na mestu, in jih povezal z žico Kynar med seboj. Ne nazadnje sem sestavil ploščo z vsemi sestavnimi deli.

Na zadnji pokrov sem namestil dva gumba in vtičnico. Pozabite na dodatno ploščo, ki sem jo prilepila na hrbet, kot je prikazano na sliki. To sem dodal, ker so bili v moji prvi zasnovi gumbi nameščeni, vendar sem jih moral premakniti, ker sem moral dodati modul DS3231 in sem lahko našel mesto, kjer so bili ti gumbi, ko sem naredil prvo zasnovo.

4. korak: programska oprema

Kot smo že omenili, je programska oprema napisana za PIC16F1823 z uporabo programskega jezika JAL. PIC deluje na notranji uri 32 MHz. Kot smo že omenili, časovni čas ureja modul ure DS3231.

Programska oprema opravlja naslednje glavne naloge:

• Inicializacija modula DS3231 z vmesnikom I2C. Modul bo ustvaril 1 -sekundni signal, ki je priključen na prekinitveni zatič PIC. PIC uporablja ta 1 -sekundni prekinitev za branje časa iz modula DS3231.
• Pogon 60 dvobarvnih LED diod prek registrov premikov. Na shematičnem diagramu je razvidno, da so LED diode povezane v matriko 16 x 8. S tem se zmanjša število žic, ki so potrebne za povezavo vseh LED. Ta matrična zasnova zahteva, da mora PIC multipleksirati LED, da jih lahko prižge posamično. Multipleksiranje LED se izvaja prekinjeno, pri čemer je frekvenca osveževanja 70 Hz, tako nevidna za človeško oko.
• Rokovanje s tipkami. Uporabljajo se za nastavitev časa, enega za nastavitev ur in enega za nastavitev minut. Za aktiviranje načina nastavitve časa morate pritisniti oba gumba. Ko je izbran način nastavitve časa, bo rumena lučka neprekinjeno svetila. Po 5 sekundah neuporabe gumbov se ura vrne v normalno delovanje in rumena LED začne utripati.

Oglejte si drugi videoposnetek o tem, kako nastaviti čas.

Izvorna datoteka JAL in datoteka Intel Hex za programiranje PIC sta priloženi v datoteki zip. Če vas zanima uporaba mikrokrmilnika PIC z JAL - programskim jezikom podobnim Pascalu - obiščite spletno mesto JAL.

Zabavajte se pri gradnji lastnega projekta in se veselite vaših odzivov.