Schema schematică a unui ceas electronic cu un ceas cu alarmă pe un microcontroler:
După cum se poate vedea din diagrama ceasului, este singurul cip folosit în acest aparat. Pentru a seta frecvența ceasului, se folosește un rezonator de cuarț de 4 MHz. Pentru a afișa ora, se folosesc indicatoare roșii cu un anod comun, fiecare indicator este format din două cifre cu puncte zecimale. În cazul utilizării unui emițător piezo, condensatorul C1 - 100 microfarad poate fi omis.
Puteți utiliza orice indicator cu un anod comun, atâta timp cât fiecare cifră are propriul anod. Astfel încât Ceas digital erau clar vizibile în întuneric și de la mare distanță - încercați să alegeți ALS-ki mai mare.
Ceasul este afișat dinamic. În acest moment, este afișată doar o cifră, ceea ce poate reduce semnificativ consumul de curent. Anozii fiecărei cifre sunt controlați de un microcontroler PIC16F628A. Segmentele tuturor celor patru cifre sunt conectate împreună și conectate la bornele portului MK prin rezistențe limitatoare de curent R1 ... R8. Deoarece indicatorul se aprinde foarte repede, pâlpâirea numerelor devine imperceptibilă.
Pentru a seta minutele, orele și alarmele se folosesc butoane. Pinul 10 este folosit ca ieșire pentru semnalul de alarmă, iar o cascadă pe tranzistoarele VT1,2 este folosită ca amplificator. Emițătorul de sunet este un element piezoelectric de tip ZP. Pentru a îmbunătăți volumul, puteți pune un difuzor mic.
Ceasul este alimentat de o sursă stabilizată de 5V. Poate fi acționat și cu baterii. Ceasul are 9 moduri de afișare. Tranziția prin moduri se realizează folosind butoanele „+” și „-”. Înainte de afișarea indicațiilor în sine, pe indicatoare este afișat un scurt indiciu al numelui modului. Durata ieșirii indicii este de o secundă.
Cu butonul „Corectare”, ceasul - ceasul cu alarmă este comutat în modul setări. În acest caz, o scurtă solicitare este afișată timp de o jumătate de secundă, după care valoarea corectată începe să clipească. Corectarea indicațiilor se realizează prin butoanele „+” și „-”. Când butonul este apăsat mult timp, se activează modul de auto-repetare, cu o frecvență dată. Toate valorile, cu excepția orelor, minutelor și secundelor, sunt scrise în EEPROM și restaurate după oprire - pornire.
Dacă niciun buton nu este apăsat în câteva secunde, ceasul electronic trece în modul de afișare a orei. Apăsând butonul „Pornit/Oprit” pornește sau dezactivează ceasul cu alarmă, această acțiune este confirmată sunet scurt. Când ceasul cu alarmă este pornit, punctul din cifra inferioară a indicatorului se aprinde. M-am gandit unde sa atasez ceasul in bucatarie si am decis sa-l montez direct in aragaz :) Materialul a fost trimis de in_sane.
Discutați articolul CEAS ELECTRONIC CEAS DESTEPTOR
Vă aduc în atenție electronică ceas microcontroler. Circuitul ceasului este foarte simplu, conține un minim de detalii, este disponibil pentru repetare de către radioamatorii începători.
Designul este asamblat pe un microcontroler și un ceas în timp real DS1307. Un indicator LED cu patru cifre și șapte segmente este folosit ca indicator al orei curente (ultra-luminos, strălucire albastră, care arată bine în întuneric și, în același timp, ceasul joacă rolul unei lumini de noapte) . Ceasul este controlat de două butoane. Datorită utilizării cipului de ceas în timp real DS1307, algoritmul programului s-a dovedit a fi destul de simplu. Microcontrolerul comunică cu ceasul în timp real prin magistrala I2C și este organizat prin software.
Dispunerea ceasului:
Din păcate, există o eroare în diagramă:
- concluziile MK la bazele tranzistoarelor trebuie conectate:
PB0 la T4, PB1 la T3, PB2 la T2, PB3 la T1
sau modificați conexiunea colectoarelor de tranzistori la biții indicatori:
T1 la DP1 ….. T4 la DP4
Detalii utilizate în circuitul ceasului:
♦ Microcontroller ATTiny26:
♦ ceas în timp real DS1307:
♦ Indicator LED cu 4 cifre și 7 segmente - FYQ-5641UB -21 catod comun (albastru ultra-luminos):
♦ Cuarț 32,768 kHz, cu o capacitate de intrare de 12,5 pF (disponibil de la placa de baza computer), precizia ceasului depinde de acest cuarț:
♦ toate tranzistoarele sunt structuri NPN, puteți folosi orice (KT3102, KT315 și omologii lor străini), eu am folosit BC547C
♦ regulator de tensiune cu microcip tip 7805
♦ toate rezistențele de 0,125 wați
♦ condensatori polari pentru tensiunea de lucru nu mai mică decât tensiunea de alimentare
♦ alimentare de rezervă DS1307 - celulă cu litiu de 3 volți CR2032
Orice încărcător inutil poate fi folosit pentru a alimenta ceasul telefon mobil(în acest caz, dacă tensiunea de ieșire încărcător la 5 volți ± 0,5 volți, o parte a circuitului este un regulator de tensiune pe un cip de tip 7805, poate fi exclus)
Consumul de curent al dispozitivului este de - 30 mA.
baterie putere de rezervă nu puteți seta ceasul DS1307, dar atunci, dacă tensiunea de la rețea cade, ora actuală va trebui setată din nou.
Placa de circuit imprimat a dispozitivului nu este prezentată, designul a fost asamblat într-o carcasă din defect ceas mecanic. Un LED (cu o frecvență de clipire de 1 Hz, de la ieșirea SQW DS1307) servește la separarea orelor și minutelor pe indicator.
Setările din fabrică ale microcontrolerului: frecvența ceasului - 1 MHz, biții FUSE nu trebuie atinși.
Algoritmul ceasului(în Algorithm Builder):
1. Setarea indicatorului de stivă
2. Setarea temporizatorului T0:
— frecvența SK/8
- întreruperi de overflow (cu o astfel de frecvență prestabilită, întreruperea este apelată la fiecare 2 milisecunde)
3. Inițializarea porturilor (pinii PA0-6 și PB0-3 sunt configurați pentru ieșire, PA7 și PB6 pentru intrare)
4. Inițializarea magistralei I2C (pini PB4 și PB5)
5. Verificarea celui de-al 7-lea bit (CH) al registrului zero DS1307
6. Activare întrerupere globală
7. Introducerea unei bucle cu un test de clic pe buton
Când DS307 este pornit pentru prima dată sau pornit din nou dacă nu există alimentare de rezervă, acesta va trece la setarea inițială a orei curente. În acest caz: butonul S1 - pentru a seta ora, butonul S2 - trecerea la categoria următoare. Timpul setat - ore și minute sunt scrise pe DS1307 (secundele sunt setate la zero), iar pinul SQW / OUT (pin 7) este configurat pentru a genera impulsuri dreptunghiulare la o frecvență de 1 Hz.
Când apăsați butonul S2 (S4 - în program), întreruperile sunt dezactivate global, programul intră în subrutina de corecție a timpului. Totodată, se setează zecile și unitățile de minute cu butoanele S1 și S2, apoi, de la 0 secunde, prin apăsarea butonului S2, se înregistrează timpul actualizat în DS1307, se activează întreruperea globală și revenirea la se execută programul principal.
Ceasul a arătat o precizie bună, timpul pentru o lună este de 3 secunde.
Pentru a îmbunătăți acuratețea cursului, se recomandă conectarea cuarțului la DS1307, așa cum este indicat în fișa tehnică:
Programul a fost scris în mediul Algorithm Builder.
Puteți, folosind programul de ceas ca exemplu, să vă familiarizați cu algoritmul pentru comunicarea microcontrolerului cu alte dispozitive prin intermediul magistralei I2C (fiecare linie este comentată în detaliu în algoritm).
O fotografie a dispozitivului asamblat și a unei plăci de circuit imprimat în format .lay de la cititorul site-ului Anatoly Pilguk, pentru care îi mulțumesc mult!
Dispozitivul folosește: Tranzistoare - SMD VS847 și rezistențe CHIP
Anexe la articol:
(42,9 KiB, 3038 accesări)
(6,3 KiB, 4058 accesări)
(3,1 KiB, 2500 de accesări)
(312,1 KiB, 5.833 accesări)
A doua versiune a programului de ceas în AB (pentru cei care nu o descarcă pe cea de sus)
(11,4 KiB, 1842 de accesări)
Hei geektimes! În prima parte a articolului au fost luate în considerare principiile obținerii orei exacte la un ceas de casă. Să mergem mai departe și să ne gândim cum și pe ce este mai bine să afișați de data aceasta.
1. Dispozitive de ieșire
Deci, avem o anumită platformă (Arduino, Raspberry, controler PIC / AVR / STM etc.), iar sarcina este să conectăm un fel de indicație la ea. Există multe opțiuni pe care le vom lua în considerare.Afișare segment
Totul este simplu aici. Indicatorul de segment este format din LED-uri obișnuite, care sunt conectate în mod clar la microcontroler prin rezistențe de stingere.Atenție la trafic!
Pro: design simplu, unghiuri bune de vizualizare, preț scăzut.
Minus: cantitatea de informații afișate este limitată.
Există două tipuri de modele de indicator, cu un catod comun și un anod comun, în interior arată cam așa (diagrama de pe site-ul producătorului). 
Există 1001 de articole despre cum să conectați un LED la un microcontroler, Google vă ajută. Dificultățile încep atunci când vrem să facem ceas mare- la urma urmei, să te uiți la un indicator mic nu este foarte convenabil. Atunci avem nevoie de astfel de indicatori (foto de pe eBay): 
Sunt alimentate la 12V și pur și simplu nu vor funcționa direct de la microcontroler. Aici microcipul vine în ajutor. CD4511, conceput doar pentru asta. Nu numai că convertește datele dintr-o linie de 4 biți în numerele dorite, dar conține și un comutator tranzistor încorporat pentru a furniza tensiune indicatorului. Astfel, în circuit, va trebui să avem o tensiune de „putere” de 9-12 V și un convertor descendente separat (de exemplu, L7805) pentru a alimenta „logica” circuitului.
Indicatori matrici
De fapt, acestea sunt aceleași LED-uri, doar sub forma unei matrice 8x8. Fotografie de pe eBay:
Vândut pe eBay sub formă de module individuale sau blocuri gata făcute, de exemplu, 4 bucăți. Gestionarea lor este foarte simplă - microcircuitul este deja lipit pe module MAX7219, asigurând funcționarea acestora și conectarea la microcontroler cu doar 5 fire. Există multe biblioteci pentru Arduino, cei care doresc se pot uita la cod.
Pro: preț scăzut, unghiuri bune de vizualizare și luminozitate.
Contra: rezoluție scăzută. Dar pentru sarcina de ieșire timpul este suficient.
Indicatoare LCD
Indicatorii LCD sunt grafici și text.
Cele grafice sunt mai scumpe, dar vă permit să afișați informații mai diverse (de exemplu, un grafic al presiunii atmosferice). Cele cu text sunt mai ieftine și mai ușor de lucrat, vă permit și să afișați pseudo-grafice - este posibil să încărcați caractere personalizate pe afișaj.
Nu este dificil să lucrați cu un indicator LCD din cod, dar există un anumit minus - indicatorul necesită o mulțime de linii de control (de la 7 la 12) de la microcontroler, ceea ce este incomod. Prin urmare, chinezii au venit cu ideea de a combina un indicator LCD cu un controler i2c, care s-a dovedit a fi foarte convenabil până la urmă - doar 4 fire sunt suficiente pentru a conecta (foto de pe eBay). 
Indicatoarele LCD sunt destul de ieftine (dacă le iei pe eBay), mari, sunt ușor de conectat și poți afișa o varietate de informații. Singurul negativ este unghiurile de vizualizare nu foarte mari.
Indicatoare OLED
Sunt o continuare îmbunătățită a versiunii anterioare. Acestea variază de la mic și ieftin de 1,1" la mari și scumpe. Fotografie de pe eBay.
De fapt, totul este bine, cu excepția prețului. În ceea ce privește indicatorii mici, de 0,9-1,1" în dimensiune, este dificil să găsești vreo aplicație practică pentru aceștia (cu excepția învățării cum să lucrezi cu i2c).
Indicatori de descărcare de gaze (IN-14, IN-18)
Acești indicatori sunt acum foarte populari, aparent din cauza „cald sunetul tubului lumină” și originalitatea designului.
(fotografie de pe nocrotec.com)
Schema conexiunii lor este ceva mai complicată, deoarece. acești indicatori pentru aprindere folosesc o tensiune de 170V. Convertor de la 12V => 180V se poate face pe un cip MAX771. Un microcircuit sovietic este utilizat pentru a furniza tensiune indicatoarelor. K155ID1 care a fost creat special pentru aceasta. Preț de emisiune la auto-fabricare: aproximativ 500 de ruble pentru fiecare indicator și 100 de ruble pentru K155ID1, toate celelalte detalii, după cum scriau în reviste vechi, „nu sunt rare”. Principala dificultate aici este că atât IN-xx, cât și K155ID1 au ieșit de mult timp din producție și le puteți cumpăra doar pe piețele radio sau în câteva magazine specializate.
2. Selectarea platformei
Ne-am dat seama mai mult sau mai puțin indicația, rămâne să decidem ce platformă hardware este mai bine de utilizat. Există mai multe opțiuni aici (nu le iau în considerare pe cele făcute în casă, pentru că cei care știu să separe placa și să lipize procesorul nu au nevoie de acest articol).Arduino
Cea mai ușoară opțiune pentru începători. Placa finită este ieftină (aproximativ 10 USD pe eBay cu transport gratuit), are toți conectorii necesari pentru programare. Fotografie de pe eBay:
Sub Arduino există un număr mare de biblioteci diferite (de exemplu, pentru aceleași ecrane LCD, module în timp real), Arduino este compatibil hardware cu diverse module suplimentare.
Principalul dezavantaj: complexitatea depanării (numai prin consolă port serial) și un procesor destul de slab conform standardelor moderne (2KB RAM și 16MHz).
Principalul plus: puteți face o mulțime de lucruri, practic fără să vă deranjați cu lipirea, cumpărând un programator și plăci de cablare, este suficient să conectați modulele între ele.
procesoare STM pe 32 de biți
Pentru cei care doresc ceva mai puternic, există plăci gata făcute cu procesoare STM, de exemplu, o placă cu STM32F103RBT6 și un ecran TFT. Fotografie de pe eBay:
Aici avem deja depanare completă într-un IDE cu drepturi depline (dintre toate diferitele, mi-a plăcut mai mult IDE-ul Coocox), totuși, veți avea nevoie de un depanator ST-LINK separat cu un conector JTAG (preț de emisiune 20 USD -40 pe eBay). Alternativ, puteți cumpăra o placă de depanare STM32F4Discovery, pe care acest programator este deja încorporat și poate fi folosită separat.
Raspberry PI
Și, în sfârșit, pentru cei care doresc o integrare deplină cu lumea modernă, există computere cu o singură placă cu Linux, probabil că toată lumea cunoaște deja Raspberry PI. Fotografie de pe eBay:
Acest computer complet cu Linux, un gigabyte de RAM și un procesor cu 4 nuclee la bord. Pe marginea plăcii este afișat un panou de 40 de pini, permițându-vă să conectați diverse periferice (pinii sunt disponibili din cod, de exemplu, în Python, ca să nu mai vorbim de C/C++), există și un USB standard. sub forma a 4 conectori (poti conecta WiFi). Există și HDMI standard.
Puterea plăcii este suficientă, de exemplu, nu numai pentru a afișa ora, ci și pentru a rula un server HTTP pentru setarea parametrilor prin interfața web, descărcarea prognozei meteo prin Internet și așa mai departe. În general, spațiul pentru un zbor de fantezie este mare.
Există o singură dificultate cu Raspberry (și procesoarele STM32) - pinii săi folosesc logica de 3V, iar majoritatea dispozitivelor externe (de exemplu, ecranele LCD) funcționează „în mod veche” de la 5V. Desigur, îl puteți conecta așa, în principiu va funcționa, dar nu este chiar așa metoda corecta, și este păcat să strici placa pentru 50 de dolari. Calea cea buna- utilizați „convertorul de nivel logic”, care costă doar 1-2$ pe eBay.
Fotografie de pe eBay: 
Acum este suficient să ne conectăm dispozitivul printr-un astfel de modul, iar toți parametrii vor fi coordonați.
ESP8266
Metoda este mai degrabă exotică, dar mai degrabă promițătoare datorită compactității și ieftinității soluției. Pentru foarte puțini bani (aproximativ 4-5 dolari pe eBay) puteți cumpăra un modul ESP8266 care conține un procesor și WiFi la bord.Fotografie de pe eBay:
Inițial, astfel de module au fost concepute ca un pod WiFi pentru schimbul printr-un port serial, totuși, multe firmware alternativ, permițându-vă să lucrați cu senzori, dispozitive i2c, PWM etc. Ipotetic, este destul de posibil să obțineți timp de la un server NTP și să îl afișați prin i2c pe afișaj. Pentru cei care doresc să conecteze o mulțime de periferice diferite, există plăci speciale NodeMCU cu un număr mare de pini, prețul de emisiune este de aproximativ 500 de ruble (desigur, pe eBay): 
Singurul negativ este că ESP8266 are foarte puțină RAM (în funcție de firmware, de la 1 la 32KB), dar acest lucru face ca sarcina să fie și mai interesantă. Modulele ESP8266 folosesc logica de 3V, astfel încât convertorul de nivel de mai sus va fi, de asemenea, util aici.
În acest sens, poate fi finalizată o excursie introductivă în electronica de casă, autorul dorește tuturor experimente de succes.
În loc de o concluzie
Până la urmă m-am hotărât să folosesc un Raspberry PI cu un indicator de text configurat să funcționeze cu pseudo-grafice (care s-a dovedit a fi mai ieftin decât un ecran grafic de aceeași diagonală). Am făcut o poză cu ecranul ceas de masă la momentul scrierii acestui articol.
Ceasul afișează ora exactă luată de pe Internet și vremea care este actualizată din Yandex, toate acestea sunt scrise în Python și funcționează destul de bine de câteva luni. În același timp, pe ceas rulează un server FTP, ceea ce permite (împreună cu redirecționarea portului pe router) să actualizeze firmware-ul pe ele nu numai de acasă, ci și din orice loc unde există Internet. Ca bonus, resursele Raspberry sunt practic suficiente pentru a conecta o cameră și/sau un microfon cu posibilitatea de a monitoriza de la distanță un apartament, sau pentru a controla diverse module/relee/senzori. Puteți adăuga tot felul de „chile”, cum ar fi indicarea cu LED-uri a mesajelor primite și așa mai departe.
PS: De ce eBay?
După cum puteți vedea, prețurile sau fotografiile de pe ebay au fost date pentru toate dispozitivele. De ce este asta? Din păcate, magazinele noastre trăiesc adesea după principiul „Am cumpărat cu 1 dolar, am vândut cu 3 dolari, trăiesc din acești 2 la sută”. La fel de un exemplu simplu, Arduino Uno R3 costă (la momentul scrierii acestui articol) 3600r în Sankt Petersburg și 350r pe eBay cu transport gratuit din China. Diferența este într-adevăr un ordin de mărime, fără nicio exagerare literară. Da, trebuie să așteptați o lună pentru a ridica coletul de la poștă, dar cred că o astfel de diferență de preț merită. Dar apropo, dacă cineva are nevoie acum și urgent, atunci probabil că există o alegere în magazinele locale, aici fiecare decide singur.
Pentru cei care sunt cel puțin puțin versați în microcontrolere și doresc, de asemenea, să creeze un dispozitiv necomplicat și util pentru casă, nu există nimic mai bun decât construirea cu indicatoare LED. Așa ceva vă poate decora camera sau poate merge pe un cadou unic realizat manual, din care va dobândi valoare suplimentară. Circuitul funcționează ca un ceas și ca un termometru - modurile sunt comutate printr-un buton sau automat.
Ceas de casă cu circuit electric cu termometru
microcontroler PIC18F25K22 se ocupă de toate procesarea și sincronizarea datelor și ULN2803A rămâne să-și coordoneze ieșirile cu indicatorul LED. cip mic DS1302 funcționează ca temporizator pentru semnale secunde precise, frecvența sa este stabilizată de un rezonator cu cuarț standard de 32768 Hz. Acest lucru complică oarecum designul, dar nu trebuie să ajustați și să corectați în mod constant timpul, care inevitabil va întârzia sau se va grăbi dacă vă descurcați cu un rezonator de cuarț neacordat aleatoriu de câțiva MHz. Un astfel de ceas seamănă mai mult cu o simplă jucărie decât cu un cronometru precis de înaltă calitate.
Dacă este necesar, senzorii de temperatură pot fi amplasați departe de unitatea principală - sunt conectați la aceasta cu un cablu cu trei fire. In cazul nostru un senzor de temperatura este instalat in unitate, iar celalalt este amplasat in exterior, pe un cablu de aproximativ 50 cm.Cand am incercat cablul de 5 m a functionat si el perfect.
Afișajul ceasului este format din patru indicatoare digitale mari LED. Au fost inițial catozi obișnuiți, dar s-au schimbat în anod comun versiunea finala. Puteți pune oricare altele, apoi selectați doar rezistențele de limitare a curentului R1-R7 în funcție de luminozitatea necesară. A fost posibil să-l așezi pe o placă comună cu partea electronică a ceasului, dar este mult mai versatil - dintr-o dată vrei să pui un indicator LED foarte mare, astfel încât să poată fi văzute la distanță mare. Un exemplu de astfel de design al unui ceas stradal este aici.
Electronica în sine începe de la 5 V, dar pentru o strălucire strălucitoare a LED-urilor, trebuie să utilizați 12 V. Din rețea, puterea este furnizată printr-un adaptor de transformare coborâtor către stabilizator. 7805 , care generează o tensiune de strict 5 V. Atenție la o mică baterie cilindrică verde - servește ca sursă de alimentare de rezervă în cazul în care se defectează rețeaua de 220 V. Nu este necesar să o luați pentru 5 V - un litiu-ion de 3,6 sau acumulatorul Ni-MH este suficient de volți.
Pentru corp, puteți folosi diverse materiale- lemn, plastic, metal, sau încorporați întreaga structură ceasuri de casăîntr-unul industrial gata făcut, de exemplu, de la un multimetru, tuner, receptor radio și așa mai departe. Am făcut-o din plexiglas, deoarece este ușor de prelucrat, vă permite să vedeți interiorul, astfel încât toată lumea să poată vedea - acest ceas este asamblat manual. Și, cel mai important, era disponibil :)
Aici puteți găsi toate detaliile necesare despre designul propus al unui ceas digital de casă, inclusiv un circuit, topologie placă de circuit imprimat, firmware PIC și
Un simplu ceas LED poate fi realizat pe un controler ieftin PIC16F628A. Desigur, magazinele sunt pline de diverse ceasuri electronice, dar în ceea ce privește funcțiile pot fi fie lipsite de un termometru, fie de ceas cu alarmă, fie să nu strălucească în întuneric. Oricum, uneori doriți doar să lipiți ceva singur și nu să cumpărați gata făcute. Pentru a mări desenul schemei - faceți clic.
Ceasul oferit are calendar. Are două opțiuni pentru afișarea datei - o lună ca cifră sau silabă, toate acestea se configurează după introducerea datei prin comutarea mai departe cu butonul S1în timp ce se afișează parametrul dorit, termometrul. Există firmware pentru diferiți senzori. Vezi dispozitivul din interiorul carcasei:
Toată lumea știe că rezonatoarele de cuarț nu sunt perfecte în acuratețe și în câteva săptămâni se acumulează o eroare. Pentru a combate acest caz, ceasul prevede o corecție a cursului, care este setată de parametri SHȘi SL. Mai mult:
SH=42 și SL=40 - aceasta este înainte 5 minute pe zi;
SH=46 și SL=40 revin 3 minute pe zi;
SH=40 și SL=40 sunt înainte cu 2 minute pe zi;
SH=45 și SL=40 revin 1 minut pe zi;
SH=44 și SL=С0 - aceasta este înainte cu 1 minut pe zi;
SH=45 și SL=00 - această corecție este dezactivată.
În acest fel, se poate obține o precizie perfectă. Deși va trebui să conduceți corecția de mai multe ori până o setați perfect. Și acum lucrul ceasului electronic este clar arătat:
temperatura 29 de grade Celsius
Ca indicatori, puteți fie să puneți ansambluri digitale LED, care sunt indicate în diagramă în sine, fie să le înlocuiți cu LED-uri obișnuite rotunde super-luminoase - atunci aceste ceasuri vor fi vizibile de departe și pot fi chiar agățate pe stradă.
