Самодельные электронные часы, элементная база — часть 1, измерение времени / Хабр
Наверное, каждый гик, увлекающийся самодельной электроникой, рано или поздно приходит к идее сделать свои, уникальные, часы. Идея вполне неплоха, разберемся как и на чем их лучше сделать. В качестве отправной точки будем считать, что человек умеет программировать микроконтроллеры, понимает как переслать 2 байта по i2c или serial-порту, и может спаять вместе несколько проводов. В принципе, этого достаточно.
Понятно, что ключевая функция часов — измерение времени (кто бы подумал, да?). И делать это желательно максимально точно, здесь есть несколько вариантов и подводных камней.
Итак, какие доступные в «железе» способы измерения времени мы можем использовать?
Встроенный RC-генератор процессора
Самая простая идея, которая может придти в голову — это просто настроить программный таймер, и им отсчитывать секунды. Так вот, эта идея никуда не годится. Часы-то работать конечно будут, только вот точность встроенного генератора никак не регламентируется, и может «плавать» в пределах 10% от номинала.
Модуль реального времени DS1307
Более правильный вариант, он же использующийся в большинстве «народных» изделий — это часы реального времени. Микросхема обменивается с микроконтроллером по I2C, требует минимума обвязки (кварц и пара резисторов). Цена вопроса около 100р за микросхему, или около 1$ на ебее за готовую плату с микросхемой, модулем памяти и разъемом для батарейки.
Схема из даташита:
Что не менее важно, микросхема выпускается в DIP-корпусе, значит припаять ее может любой начинающий радиолюбитель. Встроенная батарейка обеспечивает работу часов, даже если питание было отключено.
Казалось бы, все хорошо, если бы не одна проблема — невысокая точность. Примерная точность часовых кварцев — 20-30ppm. Обозначение ppm — parts per million, показывает число миллионных долей. Казалось бы, 20миллионных — это супер, однако для частоты в 32768Гц получается 20*32768/1000000 = ±0,65536Гц, т.е. уже полгерца.
Впрочем, поскольку температура в помещении более-менее стабильна, и частота кварца не будет сильно меняться, можно добавить программную коррекцию. Другой совет, даваемый на форумах, использовать часовой кварц от старых материнских плат, по отзывам, они там довольно точные.
Модуль реального времени DS3231
Мы не первые, кто задался вопросом точности, и компания Dallas пойдя навстречу пожеланиям, выпустила более совершенный модуль — DS3231. Он называется «Extremely Accurate Real Time Clock», имеет встроенный генератор с температурной коррекцией.
Точность в 10 раз выше, и составляет 2ppm. Цена вопроса чуть повыше, но корпус микросхемы рассчитан под SMD-монтаж, паять не так удобно, зато можно купить на ебее готовую плату.
(фото с сайта продавца)
Точность в 6 секунд в месяц, это уже неплохой результат. Но мы пойдем дальше — в идеале, часы в 21 веке вообще не нужно подстраивать.
Радиомодуль DCF-77
Метод скорее экзотический, но для полноты картины его нельзя не упомянуть. Немногие знают, но сигналы точного времени передаются по радио еще с 70х годов. Передатчик DCF-77 расположен в Германии недалеко от Франкфурта, и на СДВ-частоте 77.5КГц передаются метки точного времени (да, у них уже 20 лет назад были настенные и настольные часы, которые не надо подстраивать).
Способ хорош тем, что схема имеет малое энергопотребление, так что сейчас производятся даже наручные часы с такой технологией. Готовую плату приема DCF-77 можно купить на ebay, цена вопроса 20$.
Многие часы и метеостанции имеют возможность приема DCF-77, проблема лишь в том, что до России сигнал практически не доходит.
Карта покрытия с Википедии:
Как можно видеть, лишь Москва и Питер находятся на границе зоны приема. По отзывам владельцев, лишь иногда сигнал удается принять, что для практического применения конечно, не годится.
GPS-модуль
Если часы будут стоять недалеко от окна, то вполне реальный метод получения точного времени — GPS-модуль. Эти модули можно недорого купить на ebay (цена вопроса 10-15$). Например, Ublox NEO-6M, подключается напрямую к serial-пинам процессора, и выдает строки NMEA на скорости 9600.
Данные приходят примерно в таком формате ” $GPRMC,040302.663,A,3939.7,N,10506.6,W,0.27,358.86,200804,,*1A”, и распарсить их даже для слабой Arduino труда не составляет. Патриоты кстати, могут приобрести более дорогой модуль Ublox NEO-7N, поддерживающий (по отзывам) как GPS так и «Глонасс».
Очевидно, что про разные часовые пояса GPS-модуль ничего не знает, так что их вычисление и смену летнего/зимнего времени, разработчику придется продумать самому.
Другой минус использования GPS — относительно высокое энергопотребление (впрочем, некоторые модули можно отдельными командами переводить в «спящий режим»).
Wi-Fi
И наконец, последний (и самый очевидный на сегодняшний момент), способ получения точного времени — это брать его из Интернета. Здесь есть два подхода. Первый, и наиболее простой — использовать в качестве платы часов что-то типа Raspberry PI с Линуксом, тогда делать ничего не надо, все будет работать «из коробки». Если же хочется «экзотики» — то самым интересным вариантом является модуль esp8266.
Это недорогой (цена вопроса около 200р на ebay) WiFi-модуль может обмениваться с сервером по serial-порту процессора, при желании его можно также перепрошить (сторонних прошивок довольно много), и часть логики (например опрос сервера времени) сделать в самом модуле. Сторонними прошивками поддерживается куча всего, от Lua до C++, так что вариантов «размять мозги» вполне достаточно.
На этом тему измерения времени наверно можно закрыть.
В следующей части мы поподробнее рассмотрим процессоры, и способы вывода времени.
Большие цифровые часы на светодиодной ленте и Ардуино | Лучшие самоделки своими руками
Давно хотел себе сделать большие цифровые часы которые можно было как поставить на стол так и повесить на стену и их было бы хорошо видно, как ночью так и днём при ярком свете солнца. К сожалению большие семисегментные индикаторы очень дорого стоят, да и не такие они большие как хотелось бы и для своих цифровых часов я решил применить обычную светодиодную ленту на белых сверхярких светодиодах, что гораздо выходит дешевле чем покупать готовые семисегментные индикаторы и при этом размеры часов можно делать разными, хоть и на всю стену и яркость у них очень хорошая, у меня мои часы когда были готовы осветили всю комнату, пришлось даже добавить регулятор яркости.
Большие цифровые часы на светодиодной ленте и Ардуино
Что нужно для проекта больших цифровых часов:
- Светодиодная лента белого свечения на 12В;
- Вспененный ПВХ пластик толщиной 5 мм;
- Arduino Nano;
- Модуль часов реального времени на базе микросхемы DS1302;
- Микросхема CD4026BE – 4 шт.
; - Транзистор S8050 – 30 шт;
- Повышающий DC-DC модуль.
;Большие цифровые часы на светодиодной ленте и Ардуино
Как сделать настенные цифровые часы из светодиодной ленты, процесс изготовления:
Корпус для часов я делал из вспененного ПВХ пластика толщиной 5 мм, он хорошо режется и обрабатывается, на отрезанный кусок пластика я приклеил отрезки светодиодной ленты в виде цифр, то есть четыре восьмёрки, а также двоеточие и ещё отдельную точку для даты.
Каждый из сегментов у меня имеет по 6 светодиодов, а размер одного символа составил 12х6,5 см. Полностью весь дисплей с 4-мя символами у меня получился 40х16,5 см.
Большие цифровые часы на светодиодной ленте и Ардуино
Большие цифровые часы на светодиодной ленте и Ардуино
Аноды всех сегментов я подпаял к общей шине (здесь она плюсовая), а катод каждого из сегментов вывел к отдельному контакту разъёма, всего таких контактов 31 штука. Нашёл разъём на 33 вывода и один контакт я не использовал, а на последний продублировал плюсовой потенциал.
Большие цифровые часы на светодиодной ленте и Ардуино
Большие цифровые часы на светодиодной ленте и Ардуино
Большие цифровые часы на светодиодной ленте и Ардуино
Для управления всех этих часов я использовал Arduino Nano. Так как напрямую к ней индикаторы подключить не получиться, у Ардуино нет столько выводов и напряжение для светодиодов требуется 12В то буду дополнительно использовать микросхемы CD4026BE, поэтому вместо 8 выводов для управления каждого семисегментного индикатора понадобится всего 2, один контакт повышает значение на единицу, а второй сбрасывает счётчик на ноль.
Большие цифровые часы на светодиодной ленте и Ардуино
Но так как ток который может выдавать на своих выводах микросхема CD4026BE очень незначительный то придётся применять дополнительно транзисторные ключи, в качестве них я выбрал транзисторы S8050.
В Ардуино нет часов реального времени поэтому нам ещё понадобится модуль часов реального времени RTC DS1302.
Большие цифровые часы на светодиодной ленте и Ардуино
Для часов я разработал отдельную печатную плату на которой размещаются все элементы и модули, скачать печатную плату электронных цифровых часов можно по ссылке в конце статьи.
Управлять часами можно с помощью 4-х кнопок которые подключены к Ардуине двумя проводами, какая кнопка в данный момент нажата микроконтроллер вычисляет по сопротивлению, для каждой кнопки оно своё и задаётся стоящими возле них резисторами.
Большие цифровые часы на светодиодной ленте и Ардуино
Управление происходит по такому алгоритму нажатий на кнопки:
Большие цифровые часы на светодиодной ленте и Ардуино
Большие цифровые часы на светодиодной ленте и Ардуино
Также я сделал управление яркостью, так как в тёмное время суток часы могут даже освещать комнату и иногда смотреть на них довольно некомфортно для глаз, здесь на фото часы при минимальной яркости:
Большие цифровые часы на светодиодной ленте и Ардуино
А здесь включен на полную яркость, видно как комната освещается всего лишь одними часами:
Большие цифровые часы на светодиодной ленте и Ардуино
Большие цифровые часы на светодиодной ленте и Ардуино
В итоге у меня получились достаточно удачные большие цифровые часы на Arduino с возможностью доработки и увеличения цифр до практически любых размеров, они отображают часы и при нажатии ещё и дату.
Скетч для Ардуино, схему и печатную плату можно скачать по этой ссылке.
Большие цифровые часы на светодиодной ленте и Ардуино
Большие цифровые часы на светодиодной ленте и Ардуино
Светодиодные простые часы можно сделать на дешёвом контроллере PIC16F628A. Конечно, в магазинах полно различных электронных часов, но по функциям у них может или нехватать термометра, или будильника, или они не светятся в темноте. Да и вообще, иногда прото хочется что-то спаять сам, а не покупать готовое. Чтобы увеличить рисунок схемы – клац. В предлагаемых часах есть календарь. В нём два варианта отображения даты – месяц цифрой или слогом, всё это настрайвается после ввода даты переключением дальше кнопкой S1 во время отображения нужного параметра, термометр. есть прошивки под разные датчики. Смотрите устройство внутри корпуса: Все знают, что кварцевые резонаторы не идеальные по точности, и в течение нескольких недель набегает погрешность. SH=42 и SL=40 – это вперёд на 5 минут в сутки; Таким образом можно добится идеальной точности. Хотя придётся несколько раз погонять коррекцию, пока выставите идеально. А теперь наглядно показывается работа электронных часов: температура 29градусов цельсия В качестве индикаторов можно поставить или светодиодные циферные сборки, что указаны в самой схеме, или заменить их обычными круглыми сверхяркими светодиодами – тогда эти часы будут видны издалека и их можно вывешивать даже на улице.
| ||||||
Управление ими весьма просто – на модулях уже распаяна микросхема MAX7219 , обеспечивающая их работу и подключение к микроконтроллеру с помощью всего лишь 5 проводов. Для Arduino есть много библиотек, желающие могут посмотреть код.
Цена вопроса при самостоятельном изготовлении: около 500р за каждый индикатор и 100р за К155ИД1, все остальные детали, как писали в старых журналах, «дефицитными не являются». Основная сложность тут в том, что и ИН-хх, и К155ИД1, давно сняты с производства, и купить их можно разве что на радиорынках или в немногих специализированных магазинах.
Так же есть стандартный HDMI. 
Сфоткал экран настольных часов во время написания этой статьи.
Разница действительно на порядок, безо всяких литературных преувеличений. Да, придется подождать месяц чтобы забрать посылку на почте, но такая разница в цене думаю, того стоит. Но впрочем, если кому-то надо прямо сейчас и срочно, то наверно и в местных магазинах есть выбор, тут каждый решает сам.
Для борьбы с этим делом, в часах предусмотрена корекция хода, которая устанавливается параметрами SH и SL . Подробнее:
Существует множество конструкций и схем зарядных устройств для мобильных телефонов. Сегодня мы поговорим о характеристиках и схемах зарядных устройств выполненных на двух транзисторах. Чаще всего выходное напряжение у зарядных устройств ограничено 7.8 вольтами.
, 1 ед. = 3,90625 мс.)
Светодиодный фонарик
Так же имеется 7 статусных светодиодов, назначение которых следующее:
Управление осуществляется тремя кнопками, которые я условно назвал: MODE (режим), UP (вверх), DOWN (вниз). Первая из них также предназначена для пробуждения МК по внешнему прерыванию (при этом индикация включается), поэтому она подключена отдельно на вход PD3. Нажатия остальных кнопок определяется при помощи АЦП и резисторов R16,R18. Если кнопки не нажимаются в течении 16 сек, то МК засыпает и индикатор гаснет. При нахождении в режиме “Пульт ДУ для фотокамер” этот интервал составляет 32 сек., а при включенном фонарике – 1 минуту. Также МК можно усыпить вручную, используя кнопки управления. При запущенном секундомере с дискретностью счета 0,01 сек. устройство не переходит в спящий режим. 
Платы затем склеил. Все это делалось потому что, у меня не было тонкого двухстороннего стеклотекстолита, а каждый сэкономленный миллиметр толщины в ограниченном внутреннем пространстве корпуса часов очень ценен, да и отпала надобность совмещения при изготовлении печатных проводников методом ЛУТ. Рисунок печатной платы и расположение деталей находятся в прилагаемых файлах. На одной стороне размещены индикаторы и токоограничительные резисторы R1-R8. На обратной – все остальные детали. Имеются два сквозных отверстия для белого и инфракрасного светодиодов.
(только не зеленые – они будут слабо светиться) Другие аналоги подобных размеров с достойной яркостью мне неизвестны. У HG1, HG3 соединение катодов сегментов отличается от HG2, HG4, потому что мне так было удобнее для разводки печатной платы. В связи с этим для них в программе применена различная таблица знакогенератора. Используемые резисторы и конденсаторы SMD для поверхностного монтажа типоразмеров 0805 и 1206, светодиоды D1-D7 типоразмера 0805. Белый и инфракрасный светодиоды диаметром 3мм. На плате имеется 13 сквозных отверстий, в которые необходимо установить перемычки. В качестве температурного датчика применён DS18B20 c интерфейсом 1-Wire. LS1 – обычная пьезоэлектрическая пищалка, вставляется в крышку. Одним контактом она соединяется с платой при помощи пружинки, установленной на ней, другим соединяется с корпусом часов самой крышкой. Кварцевый резонатор от наручных часов.
К программатору их подключал, используя контактное устройство, сделанное из штыревой вилки PLD2x3 и напаянных на них пружинками, прижимая их одной рукой к пятачкам. Ниже прилагается фото приспособления.
FUSE–бит запрограммирован, если установлен в “0”.Адрес ячейки | Назначение | Параметр | Примечание | |
Величина напряжения батареи, при которой происходит сигнал о её низком уровне | 260($104) (2,6V) | |||
коэффициент для коррекции значения измеренного напряжения батареи | ||||
интервал времени на переход в режим сна | 1 ед. = 1 сек | |||
интервал времени на переход в режим сна при включенном фонарике | 1 ед. | |||
интервал времени на переход в режим сна при нахождении в режиме ДУ для фотокамер | 1 ед. = 1 сек | |||
Здесь хранятся номера IButton ключей |
= 1 секНебольшие пояснения по пунктам:
1 пункт. Здесь указывается величина напряжения на батарее, при которой загорится светодиод, сигнализирующий о её низком значении. Я поставил 2,6V (параметр – 260). Если нужно другое, например 2,4V, то надо записать 240($00F0). В ячейку по адресу $0000 заносится младший байт, соответственно в $0001 – старший.
2 пункт. Поскольку я не установил на плату переменный резистор для подстройки точности измерения напряжения батареи питания ввиду отсутствия места, то я ввел программную калибровку. Порядок калибровки для точного измерения следующий: изначально в данной ячейке EEPROM записан коэффициент 1024($400), необходимо перевести устройство в активный режим и посмотреть на индикаторе напряжение, и тут же замерить вольтметром реальное напряжение на батарее.
Коэффициент коррекции (К), который необходимо выставить, вычисляется по формуле: K=Uр/Uи*1024 где Uр – реальное напряжение, измеренное вольтметром, Uи – напряжение которое, измерило само устройство. После подсчёта коэффициента ”K” его заносят в устройство (как это делается сказано в инструкции по эксплуатации). После калибровки у меня погрешность не превысила 3%.
3 пункт. Здесь задается параметр времени, через которое устройство перейдет в спящий режим, если кнопки не нажимаются. У меня стоит 16 сек. Если допустим надо, чтобы засыпало через 30 сек, то надо записать 30($26).
В 4 и 5 пунктах аналогично.
6 пункт. По адресу $0030 хранится код семейства нулевого ключа (dallas 1-Wire), затем его 48 битный номер и CRC. И так 50 ключей последовательно.
Настройка, особенности работы
Настройка устройства сводится к калибровке измерения напряжения батареи, как описано выше. Также необходимо засечь отклонение хода часов за 1 час, посчитать и внести соответствующее значение коррекции (процедура описана в инструкции по эксплуатации).
Устройство питается от литиевой батареи CR2032 (3V) и потребляет в режиме сна примерно 4 мкА, а в активном режиме 5…20 мА в зависимости от яркости индикатора. При ежедневном пятиминутном использовании активного режима батареи должно хватить примерно на 2….8 месяцев в зависимости от яркости. Корпус часов соединен с минусом батареи.
Считывание ключей проверялось на DS1990. Эмуляция проверена на домофонах ”МЕТАКОМ”. Под порядковыми номерами от 46 до 49(последние 4) прошиты (все ключи хранятся в EEPROM, их можно изменять перед прошивкой) универсальные ключи для домофонов. Ключ, прописанный под номером 49 открывал все домофоны ”МЕТАКОМ”, которые мне попадались, остальные универсальные ключи тестировать не довелось, их коды я взял из сети.
Дистанционное управление для фотокамер проверялось на моделях Pentax optio L20, Nikon D3000. Canon не удалось заполучить для проверки.
Инструкция пользователя занимает 13 страниц, поэтому я не стал её включать в статью, а вынес в приложение в формате PDF.
Архив содержит:
Схема в и GIF;
Рисунок печатной платы и расположение элементов в формате ;
Прошивка и исходники на ассемблере;
Список радиоэлементов
| Обозначение | Тип | Номинал | Количество | Примечание | Магазин | Мой блокнот |
|---|---|---|---|---|---|---|
| DD1 | МК AVR 8-бит | ATmega168PA | 1 | PA-AU | В блокнот | |
| U2 | Датчик температуры | DS18B20 | 1 | В блокнот | ||
| Q1 | MOSFET-транзистор | 2N7002 | 1 | В блокнот | ||
| С1, С2 | Конденсатор | 30 пФ | 2 | В блокнот | ||
| С3, С4 | Конденсатор | 0. 1 мкФ | 2 | В блокнот | ||
| С5 | Электролитический конденсатор | 47 мкФ | 1 | В блокнот | ||
| R1-R8, R17 | Резистор | 100 Ом | 9 | В блокнот | ||
| R9 | Резистор | 10 кОм | 1 | В блокнот | ||
| R10 | Резистор | 8.2 Ом | 1 | В блокнот | ||
| R11 | Резистор | 300 Ом | 1 | В блокнот | ||
| R12 | Резистор | 2 МОм | 1 | В блокнот | ||
| R13 | Резистор | 220 кОм | 1 | В блокнот | ||
| R14 | Резистор | 30 кОм | 1 | В блокнот | ||
| R15, R19 | Резистор | 4. | 2 | В блокнот | ||
| R16 | Резистор | 20 кОм | 1 |
7 кОмНаручные самодельные часы на вакуумном индикаторе, сделанные в стиле стимпанк. Материал взят с сайта www.johngineer.com. Эти наручные часы собраны на основе ИВЛ-2 дисплея. Изначально купил несколько таких индикаторов, чтобы создать стандартные настольные часы, но после размышлений понял, что можно построить стильные наручные часы тоже. Индикатор имеет ряд особенностей, которые делают его более подходящим для этой цели, чем большинство других советских дисплеев. Вот параметры:
- Номинальный ток накала 60mA 2.4V, но работает и с 35mA 1.2V.
- Небольшой размер – всего 1.25 x 2.25″
- Может работать с относительно низким напряжением сетки 12V (до 24)
- Потребляет только 2,5 мА/сегмент при 12.5V
Все фотки можно сделать по-больше кликнув на них.
Самым крупным препятствием на пути к успешному завершению проекта было питание. Поскольку эти часы задумывались как часть костюма, не беда что аккумулятор работает всего 10 часов. Остановился на AA и AAA.
Схема довольно проста. Микроконтроллер Atmel AVR ATMega88, и часы реального времени – DS3231. Но есть и другие микросхемы, намного дешевле, которые будут работать так же хорошо в генераторе.
VFD-дисплей управляется MAX6920 – 12-разрядный регистр сдвига с высоким напряжением (до 70V) выходов. Он прост в использовании, очень надежный и компактный. Также возможно для драйвера дисплея спаять кучу дискретных компонентов, но это было непрактично из-за нехватки места.
Напряжение аккумулятора питает также повышающий преобразователь на 5 В (MCP1640 SOT23-6), который нужен для нормальной работы AVR, DS3231, и MAX6920, а также выступает в качестве входного напряжения для второго повышающего преобразователя (NCP1403 SOT23-5), который производит 13V для напряжения сетки вакуумного индикатора.
В часах есть три датчика: один аналоговый и два цифровых. Аналоговый датчик – это фототранзистор, он используется для выявления уровня освещения (Q2). Цифровые датчики: BMP180 – давления и температуры, и MMA8653 – акселерометр для обнаружения движения. Оба цифровых датчика связаны по шине I2C с DS3231.
Латунные трубочки припаяны для красоты и защиты стеклянного дисплея наручных часов, а медные толстые проволоки 2 мм – для крепления кожаного ремешка. Полная принципиальная схема в оригинальной статье не приводится – смотрите подключение по даташитам к указанным микросхемам.
Данные часы собранны на хорошо известном комплекте микросхем – К176ИЕ18 (двоичный счетчик для часов с генератором сигнала звонка),
К176ИЕ13 (счетчик для часов с будильником) и К176ИД2 (преобразователь двоичного кода в семисегментный)
При включении питания в счетчик часов, минут и в регистр памяти будильника микросхемы U2 автоматически записываются нули. Для установки
времени следует нажать кнопку S4 (Time Set) и придерживая ее нажать кнопку S3 (Hour) – для установки часов или S2 (Min) – для установки
минут.
При этом показания соответствующих индикаторов начнут изменяться с частотой 2 Гц от 00 до 59 и далее снова 00. В момент перехода
от 59 к 00 показания счетчика часов увеличатся на единицу. Установка времени будильника происходит так же, только придерживать нужно
кнопку S5 (Alarm Set). После установки времени срабатывания будильника нужно нажать кнопку S1 для включения будильника (контакты
замкнуты). Кнопка S6 (Reset) служит для принудительного сброса индикаторов минут в 00 при настройке. Светодиоды D3 и D4 играют роль
разделительных точек, мигающих с частотой 1 Hz. Цифровые индикаторы на схеме расположены в правильном порядке, т.е. сначала идут
индикаторы часов, две разделительные точки (светодиоды D3 и D4) и индикаторы минут.
В часах использовались резисторы R6-R12 и R14-R16 ваттностью 0,25W остальные – 0,125W. Кварцевый резонатор XTAL1 на частоту 32 768Hz –
обычный часовой, Транзисторы КТ315А можно заменить на любые маломощные кремниевые соответствующей структуры, КТ815А – на транзисторы
средней мощности со статическим коэффициентом передачи тока базы не менее 40, диоды – любые кремниевые маломощные.
Пищалка BZ1
динамическая, без встроенного генератора, сопротивление обмотки 45 Om. Кнопка S1 естественно с фиксацией.
Индикаторы использованы TOS-5163AG зеленого свечения, можно применить любые другие индикаторы с общим катодом, не уменьшая при этом
сопротивление резисторов R6-R12. На рисунке Вы можете наблюдать распиновку данного индикатора, выводы показаны условно, т.к. представлен
вид сверху.
После сборки часов, возможно, нужно будет подстроить частоту кварцевого генератора. Точнее всего это можно сделать, контролируя цифровым
частотомером период колебаний 1 с на выводе 4 микросхемы U1. Настройка генератора по ходу часов потребует значительно большей затраты
времени. Возможно, придется также подстроить яркость свечения светодиодов D3 и D4 подбором сопротивления резистора R5, чтобы все
светилось равномерно ярко. Потребляемый часами ток не превышает 180 мА.
Часы питаются от обычного блока питания, собранного на плюсовом микросхемном стабилизаторе 7809 с выходным напряжением +9V и током 1,5A.
Вконтакте
Одноклассники
Google+
Ярослав Меньшиков. Большие дамашние электронные часы
Здравствуйте друзья!
На этой странице я расскажу Вам о том, как самостоятельно изготовить большие электронные часы, предназначенные для использования внутри помещения (дома). Кроме внушительных размеров, часы имеют полезную особенность – они сохраняют ход времени при отключении питания, а также имеют функцию установки точности хода, которая позволяет вручную откалибровать точность хода (чтобы часы не спешили и не отставали).
Давайте сразу рассмотрим полную схему электронных часов, которую мы с Вами будем пытаться реализовать (нажмите на схему, чтобы увидеть ее в полном размере):
В качестве светодиодных индикаторов используются отдельные светодиоды:
Каждый сегмент каждой цифры – это группа из пяти последовательно соединенных светодиодов:
С этих светодиодов была снята вольтамперная характеристика (ВАХ), результаты которой выглядят следующим образом:
Из этой ВАХ видно, что каждая такая “линейка” светодиодов требует напряжения питания порядка 12В, поэтому напряжение питания электронных часов выбрано именно таким – 12В.
Также видно, что для данных светодиодов при данном их количестве в одной “линейке” и данном напряжении питания токоограничивающие резисторы последовательно с ними не требуются (о том, что такое токоограничивающие резисторы, о том, как выбирать их номинал и о том, как их применять, подробно рассмотрено в статье про Электронный термометр).
В качестве блока питания используется китайский модульный импульсный блок питания фирмы Powerld PMA-h20S12, преобразующий входное сетевое напряжение из розетки 220В в те самые необходимые нам 12В. Максимальная мощность нагрузки такого модуля может достигать 10Вт, а сам модуль предназначен для установки на плату:
Если снять с него крышку, можно увидеть внутреннее устройство:
Основой часов является микроконтроллер фирмы Atmel ATtiny2313. О том, что такое микроконтроллер и как он работает, а также как его программировать с помощью настольного компьютера, как подавать на него питание, как защитить от электромагнитных помех конденсаторами на цепях питания и не только – описано на странице о том, как сделать Электронный термометр.
Сам микроконтроллер питается от напряжения примерно 5В, подготавливаемого микросхемой L7805 из напряжения питания +12В. О том, как использовать микросхему L7805 подробно рассказано в статье про Электронные часы для ВАЗ-2106.
Для сопряжения рабочего напряжения микроконтроллера (+5В) и рабочего напряжения светодиодных “линеек” (+12В) реализована схема на основе микросхем ULN2003AN и полевых транзисторов International Rectifier IRLML6302TR.
Микросхема ULN2003A представляет собой сборку семи биполярных составных транзисторов. Левая по схеме микросхема ULN2003A коммутирует сегментные выводы наших самодельных светодиодных индикаторов, правая – используется как набор инверторов с открытым коллектором для передачи сигналов на затворы полевых транзисторов IRLML6302TR, которые, в свою очередь, подсоединяют общие выводы наших самодельных светодиодных индикаторов к источнику питания +12В.
Кроме того, один из каналов правой по схеме микросхемы ULN2003A используется для подачи питания на два светодиода – точки-разделители. О том, как использовать светодиодные индикаторы, о том, что такое сегментные и общие выводы, а также о том, что такое динамическая индикация описано все на той же странице про Электронный термометр.
Давайте теперь рассмотрим часть схемы, отвечающую за сохранение хода времени при отключении питания. Для этого используется небольшой аккумулятор, производимый компанией GP типа T341 на 3.6В емкостью 270мА·ч:
Если внимательно посмотреть на схему вот здесь:
и вот здесь:
можно заметить, что микроконтроллер может получать питание от двух источников – от микросхемы L7805 через диод 1N4148 и от аккумулятора T341 также через такой же диод 1N4148. В нормальном режиме, когда электропитание часов есть, питание микроконтроллера осуществляется через диод 1N4148 от микросхемы L7805.
Кроме того, от источника питания через третий диод 1N4148 и два последовательно соединенных резистора на 270 Ом осуществляется подзарядка аккумулятора T341. Если внешнее питание будет потеряно, питание микроконтроллера будет осуществляться через второй диод 1N4148 от аккумулятора T341.
Чтобы снизить потребление энергии от аккумулятора на столько, на сколько это только возможно, программа микроконтроллера содержит блок, который во время питания от аккумулятора (т. е. при отсутствии внешнего питания) переводит все выводы микроконтроллера в высокоимпедансное состояние (делает их “входами”). Чтобы это работало, микроконтроллер должен знать о том, что внешнее электропитание потеряно или получено вновь. Для этого, на вывод 12 микроконтроллера подается напряжение питания +12В через резистивный делитель, выполненный на резисторах номиналом 9.1кОм. О том, как выбирать номиналы резисторов для таких делителей, рассказано на странице про Электронные часы для ВАЗ-2106 в части описания ввода в схему сигнала “Габариты”.
Резистор номиналом 1.5кОм, включенный параллельно источнику питания +12В, необходим для наискорейшего падения напряжения при исчезновении внешнего питания и быстрому реагированию микроконтроллера с последующим переключением своих выводов в высокоимпедансное состояние.
Кроме того, в программу микроконтроллера включен специальный блок, который позволяет вручную настраивать точность хода часов уже во время их нормальной эксплуатации (без перепрограммирования микроконтроллера).
Для чего это нужно?
Точность хода часов определяется точностью частоты, генерируемой кварцевым резонатором. Для того типа кварцевых резонаторов, который применен в данных часах (совершенно обычный кварцевый резонатор), отклонение частоты может составлять ±0.005% (50ppm). К какой же погрешности хода часов может привести такое отклонение? Оказывается, что это может привести к погрешности в 3600·24·0.00005 = 4.3сек в сутки или более чем на 2 минуты в месяц! Такая погрешность является недопустимой, отсюда вывод, что каждый экземпляр часов должен настраиваться индивидуально!
В данных часах применено следующее программное решение.
В программу микроконтроллера введен специальный настроечный параметр – калибровочная константа. Ее значение можно установить вручную в диапазоне от 0 до 699. Что это за параметр? Это количество миллисекунд (0.001сек), на которое задерживается ход времени часов каждые 10 минут. Программа микроконтроллера устроена так, что изначально часы несколько спешат, и если значение этой калибровочной константы будет равно нулю (т. е. никаких задержек каждые 10 минут не будет), то часы довольно сильно будут “убегать” вперед. Напротив, если значение калибровочной константы будет максимально (699), это приведет к сильным задержкам и часы начнут отставать. Т. о., существует вполне определенное значение этой калибровочной константы, при которой часы будут идти максимально точно.
Давайте прикинем, на сколько может измениться ход времени за сутки, при изменении значения калибровочной константы на единицу. Очевидно, что в сутках будет 24·6 = 144 раза по 10 минут. Значит, изменение калибровочной константы на единицу приведет к изменению точности хода на 144·0.
001 = 0.144сек в сутки. Таким образом, максимальная неустранимая погрешность хода данных часов после окончательной настройки не должна превышать 0.072сек в сутки (половина от 0.144) или 2.3сек в месяц.
Значение калибровочной константы сохраняется в энергонезависимой памяти микроконтроллера, называемой память EEPROM, поэтому, при отключении внешнего и даже внутреннего питания (если “сядет” встроенный аккумулятор), значение этой константы не будет потеряно. Более подробно о том, что такое энергонезависимая память EEPROM, рассказано на странице про Электронный термометр.
После изменения значения калибровочной константы значение времени обнуляется и требует повторной установки.
Микропрограмма для больших домашних электронных часов выполнена в среде Algorithm Builder:
С некоторых пор эта среда стала полностью бесплатна для любых объемов программы! Скачать ее можно со страницы разработчика здесь.
По просьбам посетителей сайта, предоставляю исходники и прошивку на микропрограмму микроконтроллера больших домашних электронных часов с комментариями:
CLOCK_SAN.
PROG.rar (34.2кБ)
Напоминаю, что все материалы с этой страницы могут быть использованы только для личного применения (не для коммерческих целей).
Перед работой со средой Algorithm Builder рекомендую ознакомится с инструкцией на эту среду. Инструкция в формате .pdf, вызывается клавишей F1 (из самой среды). В инструкции, в том числе, рассказано, как собрать простейший программатор, работающий через COM-порт компьютера, который подойдет для программирования схемы часов. Программирование схемы часов осуществляется прямо из самого Algorithm Builder-а.
Страница USB-программатор микроконтроллеров AVR для Algorithm Builder рассказывает о том, как собрать более продвинутый программатор для программирования микроконтроллеров из этой среды.
Кроме того, чтобы микроконтроллер в схеме часов работал правильно, необходимо запрограммировать его так называемые “Fuse bits”. Эти биты определяют ряд важнейших параметров микроконтроллера, например, такие, как источник тактовой частоты и метод программирования.
Установить нужные значения Fuse bits можно в меню “Опции” – “Опции проекта…” – вкладка “Fuse bits”, либо из окна программирования по ссылке Fuse bits… В любом случае, эти биты устанавливаются в окне установки Fuse bits, и должны быть установлены В ТОЧНОСТИ как на картинке ниже:
Внимание! В ТОЧНОСТИ как на картинке! Неправильная установка Fuse bits может привести к порче микроконтроллера и невозможности его дальнейшей работы!
Схема электронных часов смонтирована на односторонней печатной плате. О том, как изготовить качественные печатные платы в домашних условиях смотрите в статье Изготовление качественных печатных плат в домашних условиях.
Для тех, кто собрался повторить данную конструкцию, выкладываю файлы трассировки этой платы:
CLOCK_SAN.PCB.rar (39.3кБ) – файл трассировки печатной платы в программе P-CAD 2006:
Давайте теперь рассмотрим конструкцию данных электронных часов.
Лицевая панель корпуса часов выполнена из гетинакса толщиной 3мм (облицовка дверей старых лифтов):
Чтобы упростить разметку отверстий под светодиоды, сначала на бумаге был распечатан эскиз расположения отверстий, который затем был наклеен на заготовку с помощью канцелярского прозрачного скотча по краям:
По этому эскизу было произведено кернение центров отверстий, после чего он был удален, а отверстия просверлены.
Диаметр сверла для сверления отверстий – 5.0мм. С внутренней стороны отверстия надсверлены сверлом диаметром 7мм с целью создания выемок для размещения “юбок” светодиодов:
Так выглядит заготовка лицевой панели корпуса часов после просверливания отверстий под светодиоды:
Стенки корпуса изготовлены из отрезков ДСП:
Эти стенки приклеены к передней лицевой панели с помощью клея “Момент-Кристалл”. После высыхания клея боковые поверхности корпуса обработаны на точиле.
Затем корпус был окрашен черной матовой краской:
Перед монтажом светодиодов в отверстия в корпусе, их ножки были укорочены и загнуты:
При указанном диаметре сверла для отверстий под светодиоды (5мм), светодиоды входят в эти отверстия с небольшим натягом, но этого недостаточно для их надежной фиксации “на весь срок службы”. Поэтому, после установки светодиодов в отверстия, с внутренней стороны корпуса на каждый светодиод было нанесено по капле эпоксидного клея, который хорошо растекается и после затвердевания надежно фиксирует светодиоды в отверстиях корпуса:
Поскольку плата электронной схемы была изготовлена позже во времени, чем сам корпус, отверстия для крепления платы и отверстия под кнопки (кнопки установки времени и значения калибровочной константы) были просверлены уже после окраски и вклейки светодиодов.
В четырех отверстиях для крепления платы нарезана резьба М3:
Монтаж схемы “цифр” выполнен тонким многожильным проводом:
После чего, оставшиеся концы проводов были распаяны на плате:
Провода связаны в жгуты с помощью хлопчатобумажных ниток, которые затем были пропитаны лаком. Чтобы обеспечить пространство под платой для проводов и ножек светодиодов, плата крепится на латунных резьбовых стойках:
Итак, электрическая часть закончена:
Для того, чтобы вывести провод наружу, в стенке корпуса сделано углубление:
Задняя стенка корпуса изготовлена из оцинкованного железа, после чего она была прикручена к корпусу с помощью 16 шурупов:
Наконец, часы готовы:
Представленный ниже видеоролик рассказывает о том, как настраивать точность хода и устанавливать время на наших больших домашних электронных часах:
На данной странице представлена для свободного доступа вся необходимая информация и проектная документация для самостоятельного повторения данной конструкции.
При возникновении вопросов обращайтесь на электронный почтовый ящик Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Радиоконструктор “Электронные часы”
Приветствую всех!
В данной статье, хочу рассказать про такую вещь, как электронный конструктор. В данном случае, конструктор электронных часов с будильником и кукушкой.
Радио-электроникой я увлекся еще будучи школьником. Собирал детекторный радиоприемник и прочие примитивные схемы. А потом с отцом купили Советский электронный конструктор Старт 7176 “Электронные часы”.
Собрать то я их собрал, но они не заработали, то ли я, что то напутал, то ли деталь какая то оказалось не рабочей, но они так и не пошли. Было обидно и досадно. Но тем не менее, даже этот опыт был очень полезным, а работа с конструктором очень познавательна.
И вот спустя много лет, попался на глаза интересный набор для самостоятельной сборки и решил приобрести себе. Заказал на сайте banggood.com.
Посылка шла 21 день, доставка бесплатная, но без трека. Получил в своем почтовом отделении, все как обычно, без приключений. Приходит это дело в виде мелкого пакета.
Вскрываем, смотрим что внутри.
Состав набора
- Плата?
- Семисегментные цифровые индикаторы с точкой – 4 шт
- Микросхемы – 2 шт
- Рассыпуха (резисторы, конденсаторы, транзисторы, кварц, прочие элементы)
- Кабель питания
- Детали корпуса
- Инструкция
Инструкция в комплекте идет на китайском языке. Для сборки этого достаточно (язык схемотехники единый для всех), а вот с настройкой были проблемы.
Процесс сборки
Нам понадобятся:
- паяльник;
- припой;
- бокорезы;
- нож.
Сборку принято начитать с пассивных элементов (резисторы, конденсаторы, кнопки и тп). В наборе идет два вида резисторов (510 и 4.7К), маркировка на них цветовая. Можно воспользоваться калькулятором или омметром. Но на самом деле все оказалось намного проще, они были подписаны.
Расставил резисторы согласно схемы, чтобы не выпадали подгибал контакты с обратной стороны. Потом обрезал бокорезами лишнее и одним махом пропаял все.
На этой фотографии видны подготовленные контакты резисторов и один ряд уже пропаян.
Припаял кнопочки
Панельки для микросхем, не забываем контролировать правильное положение по ключу (выемка на одном торце панельки).
Потом конденсаторы, диод, пищалку и разъем для прошивки микроконтроллера. Здесь требует контроля впайка диода, так как ему не все равно какой стороной!
Дело дошло до транзисторов, кварца, разъема для питания и панельки под батарейку. Проверяем правильность установки транзисторов, это тоже важно! Благо и на схеме, и на самой плате это все отмечено.
Все, все элементы с этой стороны на месте, осталось впаять цифровые сегменты. Расставляем их по своим местам, не забываем перевернуть один точкой вверх! И также одним заходом пропаял.
Все, часы собраны, барабанная дробь, настал момент истины…
Подключаем к источнику питания… Ура! Заработало!
Осталось собрать корпус. Инструкции на это дело нет, собираем методом подбора.
Часы собраны и настроены. Пару фото в интерьере.
Назначение кнопок и индикаторов
- первые два индикатора – часы
- два вторых индикатора минуты
- две точки между ними – отсчет секунд
- точка после минут – индикатор будильника (вкл/выкл)
- верхняя кнопка – Инкремент, увеличивает значение
- нижняя кнопка – Функции, настройка функций часов
Первоначальный сброс и тестирование
- включить часы
- зажать и удерживать кнопку Инкремент
- нажать и отпустить кнопку Функции
После этого на часах выставится время 7:59 и через несколько секунд поменяется на 8:00, сработает будильник. Для остановки звукового сигнала будильника, кратковременно нажмите кнопку Инкремент.
Настройка
Настройка часов выполняется кнопкой Функции. Ее нажатие переводят часы в один из режимов настройки в следующей последовательности:
- настройка времени, часы
- настройка времени, минуты
- настройка будильника, часы
- настройка будильника, минуты
- включение выключение будильника
- настройка периода часовых сигналов, начало в часах
- настройка периода часовых сигналов, конец в часах
- включение выключение часовых сигналов
- возврат к рабочему режиму
В каждом из режимов с помощью кнопки Инкремент можно менять заданное значение. Одно кратковременное нажатие добавляет единицу к текущему значению. В режимах где требуется включить или выключить функцию, соответственно включает.?
Впечатления от конструктора
Набор очень понравился! Собирать одно удовольствие. Порадовало качество печатной платы, очень качественно изготовлена. Все детали отлично подошли, ни какого напилинга не потребовалось.
Часы заработали сразу и уже тикают несколько дней. Светят очень ярко, поставил в коридоре.
К сожалению заказал я его буквально за пару дней до появления обновленной версии. В новой версии добавили градусник и регулировку яркости в зависимости от освещения. В любом случае, этот конструктор для тех кто хочет сделать электронное устройство своими руками. Как говориться, купить в магазине готовое устройство, может кто угодно, а вот собрать гаджет собственноручно, это совсем другое дело. К тому же это отличный подарок для подростка увлекающегося электроникой. Рекомендую!
PS: Часики очень понравились жене. Сказала закажи еще одни, белые с регулировкой яркости, поставим в комнате.
Спасибо что дочитали, предложения и замечания приветствуются!
В часы попала вода – что делать? ТОП-3 советов, как устранить влагу. |DEKA.ua
Вряд ли кому понравится, если в его наручные часы вдруг попадет влага. Ведь многие из нас уже давно привыкли к тому, что приличные по всем меркам часы, само собой, еще и водонепроницаемые. Конечно, речь вовсе не о возможности ежедневно покорять таинственные глубины на экзотических побережьях или бесстрашно нырять в воду с высот, значительно превышающих некогда стандартные для бассейнов «5-ти метровки». Нет, мы говорим о повседневных буднях и о том, что, в отличие от самых современных и навороченных персональных гаджетов, многие наручные часы уже давно стали эталоном герметичности, а значит, и водонепроницаемости.
Стартовала эра водонепроницаемых наручных часов еще в октябре 1927 года. Именно тогда на смелой англичанке Мерседес Гляйтце, дерзко переплывшей пролив Ла-Манш, журналист газеты «Times» и заметил первые водонепроницаемые часы Rolex «Oyster». За прошедшие более чем 90 лет много воды утекло, и было придумано немало технических решений, надёжно защищающих от ее проникновения внутрь корпуса часов. Но почему же тогда иногда случается так, что мы с удивлением обнаруживаем влагу даже в часах с очень высокими уровнями водозащиты?
Как вода оказывается внутри часов?
Ну, во-первых, влага всегда присутствует в любом из часовых корпусов со встроенным в него механизмом. Да, да – вы не ослышались. Дело все в том, что даже в самых современных и стерильных цехах по сборке часов до сих пор еще работают люди. Работают в защитной одежде, дабы не разносить пыль по цеху, но дышат-то они воздухом. Воздухом, влажность которого должна быть не ниже 40-60%, дабы не обезвоживался организм работающих в цехе людей. А это значит, что даже в самых герметичных часах есть влага. Влага, которой, что бы вы не делали с часами, не становиться ни больше, ни меньше, пока герметичность часов не нарушена. В случае же, когда часы сильно-сильно нагреваются, а после резко-резко охлаждаются в водной среде, то к «собственным» молекулам воды добавляются еще и внешние молекулы, «всасывающиеся» в корпус часов в местах соединения элементов, его составляющих, имеющих различные температурно-механические характеристики. Конечным результатом чего и есть переход воды из газообразного состояния в конденсат в виде «росы», осаждающейся на внутренней поверхности стекла часов. А так как, после нормализации температуры часов, их герметизация нормализуется, то излишней влаге, скопившейся внутри часов, «выбраться» наружу уже намного сложнее. Вот Вам и причина возникновения конденсата в часах как следствие нарушения температурных правил эксплуатации даже для часов с высокими уровнями герметичности.
Следующая по частоте возможность попадания влаги в водозащищенные часы возникает непосредственно во время водных процедур даже без существенного нарушения температурного режима. И если не принимать во внимание редкие случаи заводского брака, ну, например, в виде перевернувшейся «восьмеркой» или разорванной герметизирующей прокладки, установленной во время сборки часов, то чаще всего виновата в этом обычная пользовательская небрежность. Кто-то не проверил перед купанием, задвинут ли в нормальное положение заводной ключ. Кто-то забыл или криво завинтил его, если он к тому же еще и на резьбе. А кто-то, несмотря на настоятельные рекомендации производителей по поводу регулярных профилактических проверок состояния прокладок (как минимум раз в 2-3 года), просто проигнорировал эту норму и понадеялся, что авось пронесет. Ведь уже десять лет в них плавал, никуда на проверки не носил, и все было хорошо. Вот именно, что БЫЛО. Но годы-то прошли, и прокладки уже существенно потеряли былую эластичность, а с ней и способность эффективно сопротивляться высокому давлению воды.
Ну, и весьма часты ситуации, когда люди просто элементарно игнорируют допустимый для конкретной модели часов уровень водозащиты, погружаясь с ней на глубину, многократно превышающую ее «паспортные» возможности. Например, в часах с уровнем водозащиты WATER RESIST (WR) они спокойно ныряют за ракушками. А затем с гордостью рассказывают об этом, совершенно игнорируя тот факт, что практически ни один производитель в мире не выпускает часы с подобной надписью на задней крышке, предназначенные для непосредственного ныряния в них хоть на какую-либо глубину.
Итак, по тем или иным причинам, но вода попала внутрь часов, что дальше? И если в первом случае вид капель воды под циферблатом вызывают лишь затруднение в полноценном обзоре циферблата и обоснованное эстетическое неприятие, то, когда в часах «рыбки плавают», это уже настоящая беда.
Как вода воздействует на механизм и другие детали часов?
С момента попадания воды в корпус часов время беспощадно начинает работать против вашего любимого аксессуара.
По словам сотрудника сервисного центра, не раз диагностировавшего случаи, когда в часах обнаружена вода, ситуация развивается следующим образом:
– «Проникнув внутрь корпуса часов, вода, и в особенности морская, начинает портить и уродовать буквально все, к чему прикоснулась. На циферблате начинает постепенно отслаиваться и облазить краска, а на стрелках и ламелях, кроме покрытия и лака, еще и светонакопитель растворяется, если таковой имелся. Естественно, начинает ржаветь и сам механизм часов. Покрываясь коррозией так, что и отмыть его становится малореальным. Даже внутренняя сторона корпуса покрывается легким налетом ржавчины. Таким образом, для полного выхода кварцевого механизма из строя достаточно 4-7 дней вашего бездействия по спасению дорогих Вам часов. С механическими калибрами ситуация немного менее трагичная за столь короткий промежуток времени, но свои пагубные нюансы и тут начинают проявляться весьма очевидно».
Как удалить влагу из часов?
Вот мы и подошли к заглавному вопросу нашей статьи: «В часы попала вода – что делать?». Далее предлагаем вам подборку из советов, ранжированных относительно их эффективности и надежности в решении данной проблемы.
Совет № 3. Использование для сушки часов простейших подручных средств без полной разборки часов.
Солнечные лучи, батарея отопления, фен и даже кулер вашего ПК или ноута может быть использованы для предварительной сушки часов. И тут, как и в случае самостоятельного удаления царапин на стекле часов: «Главное – не перегреть!». Если же для процесса сушки ничего подобного у вас не имеется, то чаще всего советуют использовать соль или рис. Но на наш взгляд соль, наряду со своей гигроскопичностью, слишком уж коррозионно активное вещество и скорее способно навредить вашим часам, чем существенно помочь. Поэтому наш совет – лучше для обезвоживания часов выбирайте рисовую крупу.
Наиболее действенен данный способ, если Ваши часы вовсе без водозащиты, или ее уровень не очень высокий, а значит, задняя крышка не завинчивается, а просто захлопывается. Тогда аккуратно отщелкните ее и вытряхните из часов остатки воды. А затем организуйте продувочно-сушильные процедуры или, погрузив часы в рис, дайте ему возможность втянуть в себя влагу из корпуса и механизма. Кстати, если часы аналоговые кварцевые, то, вытащив заводной ключ, сразу обесточьте их, а кроме того, будет очень кстати, если Вам еще удастся вынуть из механизма батарейку. Прибегать к такой «экстренной» помощи часовые мастера советуют прежде всего в случае невозможности обратиться к их услугам в срочном порядке. Ну, а затем при первой же возможности лучше обратитесь в сервисный центр. Поскольку даже обратный процесс захлопывания задней крышки часов в большинстве случаев отнюдь не прост и требует специальных приспособлений и навыков. Но более существенным поводом для посещения сервиса все же является то, что внутри механизма часов могут активно развиваться процессы деградации – невидимые без его полной разборки и средств специальной диагностики.
Совет №2. Самостоятельная разборка и сушка часов.
Забравшись в Интернет, прописываете в поисковой строке браузера название и референс вашей модели часов и ищете советы как по вскрытию ваших часов, так и по их сушке. Вполне возможно, что вам повезет, и кто-то уже раньше Вас, утопив подобную модель, смог не только разобрать ее, но и даже высушить. Хотя, по правде говоря, очень сомнительно, что у обычного среднестатистического гражданина найдется дома и специальный ключ для отвинчивания задней крышки, и пинцет для аккуратного изъятия механизма из корпуса часов. О специальном съёмнике для стрелок мы вообще промолчим. Но, ваша воля – ваше решение! Если Вы все же отважились поэкспериментировать самостоятельно, то рекомендуем несколько раз пересмотреть весь найденный Вами видеоматериал с начала и до самого конца. Если Вас в итоге что-то смутило, не стесняйтесь, пишите автору ролика с просьбой объяснить тот или иной аспект процедуры сушки часов. Помните, что, взвалив на себя работу по устранению влаги из часов, ее успешные или не очень последствия всецело ложатся только на ваши плечи.
Совет №1. По возможности немедленное обращение в сервисный центр.
Согласитесь, что сколько бы не стоили Ваши часы, но они обошлись вам в кругленькую или не очень, но сумму денег. Так стоит ли Вам рисковать превратить их в полный хлам своими непрофессиональными действиями или наоборот, не менее пагубным бездействием? Может, все же стоит еще раз прислушаться к комментариям-доводам мастеров:
– «Самостоятельно высушить и отремонтировать часы, в которых побывала вода, не удастся никак. Часы полностью нужно разбирать. Обычный человек, без специальных инструментов и навыков, справиться с таким не способен. Чем более водозащищенные часы, тем сложнее их раскрутить и разобрать, не испортив при этом их внешний вид и не повредив водозащитные прокладки и уплотнители. Все сначала нужно вынуть, потом выдуть воду, высушить, а после только разбирать и пытаться отремонтировать. И это только при условии, что вы обратились в сервисный центр в течение первых двух, ну самый максимум – трех дней. Хотя, и в данном случае нет никаких гарантий, что какой-то из узлов механизма не находится уже в стадии постепенного разрушения. Причем, даже если выдвинуть заводной ключ в крайнее правое положение, то и эта манипуляция навряд ли сможет чем-то серьезно помочь Вам в высушивании промокших часов. А еще, подумайте над таким моментом, как обратная сборка часов и проверка их на герметичность. Вы и тут уверенны, что у Вас все получиться, как следует?».
Итак, лишь Вам, уважаемые читатели, решать какой из наших советов на ваш взгляд наиболее оптимален. Мы же традиционно напоминаем Вам, что сервисный центр Торговой сети ДЕКА всегда готов помочь практически в любых вопросах, связанных с вашими часами как в период гарантийного, так и после гарантийного обслуживания. Обращайтесь по адресу: ул. Березинская, 80, г. Днепр, Украина, тел.: +38 (095) 485-15-46, email: [email protected]
Светодиодные простые часы можно сделать на дешёвом контроллере PIC16F628A. Конечно, в магазинах полно различных электронных часов, но по функциям у них может или нехватать термометра, или будильника, или они не светятся в темноте. Да и вообще, иногда прото хочется что-то спаять сам, а не покупать готовое. Чтобы увеличить рисунок схемы – клац. В предлагаемых часах есть календарь. В нём два варианта отображения даты – месяц цифрой или слогом, всё это настрайвается после ввода даты переключением дальше кнопкой S1 во время отображения нужного параметра, термометр. есть прошивки под разные датчики. Смотрите устройство внутри корпуса: Все знают, что кварцевые резонаторы не идеальные по точности, и в течение нескольких недель набегает погрешность. Для борьбы с этим делом, в часах предусмотрена корекция хода, которая устанавливается параметрами SH и SL . Подробнее: SH=42 и SL=40 – это вперёд на 5 минут в сутки; Таким образом можно добится идеальной точности. Хотя придётся несколько раз погонять коррекцию, пока выставите идеально. А теперь наглядно показывается работа электронных часов: температура 29градусов цельсия В качестве индикаторов можно поставить или светодиодные циферные сборки, что указаны в самой схеме, или заменить их обычными круглыми сверхяркими светодиодами – тогда эти часы будут видны издалека и их можно вывешивать даже на улице.
| Еще в юности мне хотелось собрать электронные часы. Мне казалось, что собрать часы, это было вершиной мастерства. В итоге я собрал часы с календарем и будильником на серии К176. Сейчас они уже морально устарели и мне захотелось собрать что-нибудь более современное. После долгих поисков по интернету (никогда не думал, что мне так трудно угодить;)) понравилась эта схема. Отличие от приведенной схемы в том, что не используется редкая микросхема ТРIC6В595 , а ее составной и более мощный аналог на микросхемах 74HC595 и ULN2003 . Исправления в схеме приведены ниже.
Создание собственных цифровых часов – Как работают цифровые часы
Лучший способ понять различные компоненты цифровых часов и то, как они работают вместе, – это на самом деле пройти этапы создания собственных часов. Здесь мы построим только «секундную» часть часов, но вы можете легко расширить вещи, чтобы построить полные часы с часами, минутами и секундами. Чтобы понять эти шаги, вам необходимо прочитать Как работает логическая логика и как работают электронные ворота. В частности, статья об электронных воротах знакомит вас с микросхемами TTL, макетными платами и источниками питания.Если вы уже играли с воротами, как описано в этой статье, то описание здесь будет иметь гораздо больше смысла.
Первое, что нам понадобится, это блок питания . Мы построили один в статье об электронных воротах. В то время мы использовали стандартный настенный трансформатор, который вырабатывал постоянный ток (постоянный ток), а затем регулировал его до 5 вольт с помощью 7805. Для наших часов мы хотим сделать что-то немного по-другому, потому что мы собираемся извлечь нашу временную развертку 60 Гц. от ЛЭП.Это означает, что нам нужен AC , а не трансформатор постоянного тока, и мы будем использовать часть, называемую мостовым выпрямителем , для преобразования переменного тока в постоянный. Поэтому для нашего источника питания нам понадобятся следующие детали:
- 12-вольтовый трансформатор переменного тока (Jameco part # 115602)
- Мостовой выпрямитель (Jameco part # 103018)
- 7805 5-вольтный регулятор (корпус TO-220) ( Номер детали Jameco 51262)
- Два электролитических конденсатора емкостью 470 мкФ (деталь № 93817 Jameco)
- 5.1-вольтовый стабилитрон (деталь Jameco № 36097)
- Резистор сопротивлением 1 кОм (деталь № 29663 Jameco)
Несколько примечаний по используемым деталям:
- Разница между используемым нами трансформатором переменного тока Здесь и трансформатор постоянного тока, который мы использовали в статье о воротах, заключается в том, что трансформатор переменного тока сохраняет синусоидальную волну 60 Гц, которая присутствует в 120-вольтовом домашнем токе. Если вы хотите использовать вольт-омметр для измерения напряжения трансформатора переменного тока, убедитесь, что вы используете диапазон переменного напряжения, а не диапазон постоянного тока.
- Мы используем мостовой выпрямитель для преобразования переменного тока в постоянный. Один из выводов выпрямителя будет отмечен знаком «+» – оттуда вы можете найти минус и входы переменного тока. У трансформатора переменного тока нет полярности, поэтому не имеет значения, какой вывод трансформатора вы подключаете к какому выводу переменного тока выпрямителя.
- Конденсаторы , 7805, и , имеют такую же проводку, как и в электронных затворах.
- Резистор и стабилитрон извлекают сигнал частотой 60 Гц из синусоидальной волны трансформатора.Диод – это односторонний клапан для электронов. Стабилитрон также является односторонним клапаном, но он также пропускает электроны в другом направлении, если они находятся выше определенного напряжения. Таким образом, стабилитрон превращает синусоидальную волну 10 вольт в ограниченную волну, колеблющуюся между 0 и 5 вольт. Это идеально подходит для тактирования счетчиков TTL. Резистор сопротивлением 1 кОм обеспечивает ограничение тока, подаваемого на стабилитрон, поэтому мы не сгораем диод. На одном конце диода будет нарисована полоса – конец, подключенный к резистору.
Как создать высококачественные светодиодные цифровые часы
Я использую этот самодельный прототип цифровых часов в течение последних восьми лет без какого-либо обслуживания, и тем не менее он работает, как никогда. Схема настолько прочная, что даже случайное падение ее на пол несколько раз не оказало отрицательного воздействия на ее работу, поэтому я должен сказать, что этот проект цифровых часов, в которых используются дискретные электронные компоненты, стоит того, поскольку он намного лучше, чем Бытовые цифровые часы коммерческого модульного типа, хотя и дешевы, могут быть очень ненадежными в своей работе.Кроме того, все компоненты, используемые в этом проекте, легко доступны и легко заменяются в случае возникновения неисправности.
Схема оснащена всеми средствами, обычно связанными с цифровыми часами, и функциями, которые можно от нее ожидать. Наряду с часами и минутами он отображает секунды, мигающее двоеточие, имеет индикатор AM / PM и таймер сна с отсрочкой и будильником. Часы могут работать в обоих режимах переменного и постоянного тока, а также могут работать в «спящем» режиме, когда они не используются, что помогает экономить электроэнергию.Потребление тока в «спящем режиме» составляет около 4 мА, в этом режиме светодиодный дисплей остается выключенным, но часы правильно обновляют время, чтобы при повторном включении дисплеев они точно отображали текущее время.
Изображения построенного прототипа
Описание схемы
Если вы серьезно заинтересованы в том, чтобы научиться создавать свои собственные цифровые часы, следующая схема и описание ее управления – это то, что вам нужно. сначала поймите:
Схема в основном основана на основной микросхеме National Semiconductor MM5402, которая представляет собой монолитную большую интегральную схему MOS, способную самостоятельно выполнять все обсуждаемые функции, причем тактовый сигнал является единственным внешним триггером, необходимым для всего этого.На рисунке ниже показан подробный вид конфигурации выводов этой ИС.
Функционирование схемы можно понять, обратившись к рисунку рядом со следующими точками:
Блок питания представляет собой стандартную схему понижающего трансформатора / диода / конденсатора, способную подавать чистый постоянный ток напряжением 9 В при 500 мА. максимальный выходной ток.
9 В постоянного тока подается непосредственно на контакт № 28, который является входом Vdd IC, через резистор 1 кОм.
Конденсатор C5 обеспечивает защиту ИС от высокочастотных переходных процессов на входе.
Еще одна микросхема, включенная в схему, которая также выполняет важную задачу, – это ИС счетчика / делителя / генератора MM5369 от National Semiconductor.
Микросхема генерирует точные импульсы 60 Гц с помощью кристалла 3,579 МГц и некоторых других связанных частей. Частота становится доступной на выводе №1 микросхемы IC и подается на вывод №35 микросхемы IC2, который формирует основу для всех таймингов.
Подстроечный резистор C4 можно использовать для настройки выходной частоты 60 Гц, чтобы часы были очень точными.
В качестве дисплея я использовал семисегментные светодиодные дисплеи Fairchild FND 500, которые в основном представляют собой обычные катодные дисплеи. Можно попробовать аналогичные типы, которые должны работать удовлетворительно.
Так как выход IC2 управляется током, он никогда не превышает 10 мА и, следовательно, может напрямую подаваться на соответствующие выводы IC без включения ограничивающих резисторов.Однако в моем прототипе я использовал резисторы 1 кОм, чтобы дисплеи не светились слишком ярко. На рисунке ниже показано расположение контактов FND 500.
Различные средства управления дисплеем достигаются путем простого добавления нажимных переключателей к соответствующим выводам IC, что делает всю систему управления довольно простой.
Вывод 25 ИС обеспечивает выход сигнала тревоги. Поскольку импульс с этой точки слишком слабый, для усиления этих сигналов включен дополнительный каскад усилителя тока, который в конечном итоге приводит в действие генератор 555 и каскад громкоговорителей.
Выход «сна» с контакта № 27 может использоваться для запуска внешних электроприборов в определенно фиксированное заранее заданное время через реле, например радио, телевизор, духовку, гейзер или другие подобные устройства.
Схема также оборудована резервным аккумулятором, который позволяет часам «тикать» даже при сбоях питания. Хотя во время резервного копирования дисплей остается выключенным, он сразу же начинает действовать с правильным временем, когда питание восстанавливается. Средство также можно использовать в ночное время, если чувствуется, что свет от дисплея мешает.
Ссылка
Проект Vega Kit, созданный мной.
Простые цифровые часы с использованием микросхемы LM8650
Цифровые часы, описанные здесь, представляют собой схему, которую большинство любителей электроники хотели бы создать.
Возможно, вы слышали о цифровых часах, сделанных на основе тактовых микросхем, таких как популярные LM8361, MM5387 и т. Д., Но эти микросхемы сегодня могут быть довольно устаревшими и / или сложными в сборке.
Работа схемы
Настоящая конструкция намного проще и не меньше, чем их вышеупомянутые аналоги с точки зрения функций и спецификаций.Кроме того, в эту схему цифровых часов входит одно дополнительное преимущество – это модель дуплексного светодиодного дисплея, которая помогает уменьшить количество соединений и ссылок через IC1 (LM8560) и светодиодный дисплей, что позволяет упростить настройку.
Теперь давайте узнаем, как работает предлагаемая схема цифровых часов:
Как видно из приведенной схемы, сердцем схемы является микросхема IC1 (LM8560),
, которой назначены следующие выходные клеммы:
1 .Выход для управления дисплеем. Дуплексные номера моделей (контакты 1-14)
2. Выход для генерации сигнала тревоги на контакте 16.
3. Вариант выхода, который может использоваться для управления внешними электрическими приборами через встроенную автоматику. таймер.
Части R1, C1 включены в схему, чтобы облегчить подачу тактовой частоты 50 Гц на вывод 25 ИС.
Диоды D1, D2 позиционируются как выпрямители для работы в качестве генераторов сигналов на катоде номера дисплея для генерации попеременной работы подсветки дисплея по отношению к входу IC1.
Сигнал тревоги от контакта 16 IC1 соединяется с потенциометром P1 (Volume) и далее интегрируется с контактом 3 IC2 (LM386), который формирует каскад усилителя для управления громкоговорителем во время активации тревоги.
P1 включен для обеспечения возможности точной настройки громкости сигнала тревоги. Кроме того, сигнал «спящего» вывода с вывода 17 может использоваться для управления любой другой желаемой схемой запуска.
Как установить время в этих цифровых часах
1.S6 используется для установки часов.
2. S4 используется для установки минут.
Для установки времени будильника могут использоваться следующие переключатели:
1. S3 для удержания времени
2. S5 для установки часов для будильника.
3. S4 для установки минут для будильника.
По истечении указанного выше лимита времени через S4 / S5 может начать звучать сигнал тревоги, который может быть остановлен нажатием переключателя S2 или фактически любого другого переключателя из указанных.
Следующие переключатели могут использоваться для управления внешним устройством с помощью триггеров часов.
1. Сначала вам нужно будет держать переключатель S6 нажатым.
2. Затем нажмите S4, чтобы установить минуты.
3. Нажмите переключатель S5, чтобы установить часы.
Выходной сигнал для описанного выше управления включением / выключением приборов может быть получен от контакта 17 ИС.
Использование будильника замедления времени для повтора сигнала будильника.
Чтобы использовать эту функцию, если мы хотим Повторить тревогу или продлить ее еще на девять минут, вы можете нажать переключатель S7.
Принципиальная схема
Цифровой будильник | Повязки Mepits
Используя этот проектный комплект DIY electronics , вы можете сделать цифровой будильник.Это интересный комплект электроники своими руками для студентов и любителей сделать цифровой будильник.
Работа цифрового будильника:В схеме можно использовать COB TMS 3450/8560. В этой микросхеме есть вся логика для функционирования цифрового будильника . С его помощью можно выполнить несколько типов часов и таймеров с цифровым режимом отображения: часы, минуты, настройки отображения будильника. Основное преимущество этой микросхемы в том, что она может работать в широком диапазоне напряжений.
Все необходимые компоненты и печатная плата входят в комплект DIY electronics project . Закрепите все компоненты в нужном месте и припаяйте. Затем подайте питание и проверьте схему.
Комплект цифровых будильников
Характеристики цифрового будильника:- Светодиодный прямой привод с дуплексным дисплеем с разделением времени
- Широкий диапазон рабочего напряжения
- Круглосуточная сигнализация
- Батарея резервного питания
- 50 Гц / 60 Гц можно использовать в качестве опорной частоты
- Одиночный источник питания
- Выход AM
- R1, R2, R3, R4, R5: РЕЗИСТОР 1K / 1 / 4W
- R6 – R19: 390 Ом / 1 / 4W РЕЗИСТОР
- R20: 1 м
- C1: 1000 мкФ / 25 В
- C2, C3: 10PF
- IC1: TMS 3450/8560 / COB
- IC2: CD 4541B
- Q1, Q2, Q3, Q4: BC 547
- от D1 до D7: IN 4007 DIODE
- Светодиод 3 мм: 2 н.у.
- ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ: НАЖАТЬ НА 4 ШТ.
- БАТАРЕЯ 9V КЛАПАН
- 2-КОНТАКТНЫЙ СЕТЕВОЙ ШНУР
- ТРАНСФОРМАТОР 0-12В / 500МА
- ЗУММЕР
- БАЗА ИС: 14-контактный
- КРИСТАЛЛ: 3.2768 МГц
- ДИСПЛЕЙ: ДУПЛЕКСНЫЙ ДИСПЛЕЙ
- Этот комплект для создания электроники своими руками очень хорош для любителей
- Из этого комплекта для проектирования электроники можно сделать цифровые часы для дома.
Как сделать свои собственные часы | Блог сети DIY: Сделано + переделано
Я действительно тяготею к практическим проектам DIY и домашнему декору, и после нескольких месяцев покупок новых часов для нашего дома я решил, что я попробую их сделать.Кажется, что часы могут быть изготовлены из любого количества материалов любого размера, чтобы они точно соответствовали пространству и дизайну, которые вы ищете в своем доме, и мне понравилась привлекательность возможности создать что-то совершенно уникальное и уникальное. обычай.
Но что меня больше интересовало, так это то, как обычный домашний мастер может найти компоненты и научиться собирать работающие часы. Было сложно? Трудно было достать детали? Неужели механизмы делают купленные в магазине часы такими дорогими? А можно ли самому собрать часы, полностью не испортив ориентацию стрелок?
Оказывается, это просто! Детали, которые вам нужно купить, недороги, и существует множество вариантов, чтобы вы могли настроить свой проект в соответствии с потребностями вашего дома и эстетикой вашего собственного дизайна.
Мое планирование и исследование привело меня к нескольким каналам, и я тщательно изучил местных розничных продавцов и мозги их партнеров, а еще больше времени потратил на изучение запасов, продаваемых через специализированные интернет-магазины. Я остановился на покупке через Klockit.com, потому что если есть что-то, что они, кажется, знают, так это детали часов. Стрелки включены в набор, и у вас будет хороший выбор при разработке собственных часов. У вас даже будет выбор между часовыми механизмами Quartex с батарейным питанием и батарейками.электрический. Я выбрал проводное электрическое устройство, потому что считаю, что часы с батарейным питанием – это то, что нужно. В часах важна надежность.
Существует бесконечное количество способов подойти к сборке ваших собственных часов – я использовал кусок фанеры для демонстрации ниже, но вы можете легко разместить компоненты механизма в любом количестве материалов, например, в центре винтажной обеденной тарелки с с помощью алмазного сверла, или на плитку, или на классную доску (подумайте о творческих возможностях с числами, начерченными мелом!).
Шаг 1: Начните с основания ваших часов. Из чего ты это делаешь? Я выбрал кусок прямоугольной фанеры, на которую можно хорошо красить, но с зернистостью и красивым внешним видом. Я люблю декор из натурального дерева в моем доме, но если это не ваш стиль, подумайте о плитке (например, винтажной шестиугольной плитке из магазина вторсырья), тарелках (забавное дополнение к любой кухне) или непонятных деталях (я видел их вручную. из велосипедных колес, на развешанных уличных знаках и встроенных в книги, так что руки просовываются сквозь крышку).
Используйте сверло, чтобы создать пространство для I-образного вала. Я использовал бит 5/16 ″.
Шаг 2: Обратите внимание на толщину того, на чем вы строите – если ваш материал такой же тонкий, как у меня, вам придется изготовить прокладку, чтобы поместиться между механизмом и передней частью часов, чтобы только несколько ниток на валу «I» просмотрите отверстие.
Шаг 3: Соберите стрелки часов в соответствии с инструкциями.Это займет всего 60 секунд, и это очень легко, но руки хрупкие, так что будьте осторожны.
Шаг 4: После сборки он будет выглядеть законченным и очень похожим на этот (в зависимости от того, добавляете ли вы руку для секунд, а это просто третья рука, добавленная на кончике).
Шаг 5: (Необязательно) Металлические стрелки можно отрезать до нужной длины с помощью ножниц по металлу, если вам нужен другой вид или если вам нужны более короткие руки для вашего проекта.
Step 6: Обрезанный по длине, я также изменил внешний вид кончиков каждой руки.
Шаг 7: Когда готовые часы будут собраны, подключите их и проверьте. Я обнаружил, что перетянул накидную гайку, которая заставляла минутную стрелку двигаться с каждой секундой, поэтому ослабьте ее на четверть оборота, если это произойдет, и все будет хорошо, надежно, пока идет электричество. Асимметричные часы счастья, всем?
Создайте цифровые часы в Интернете
Пришло время создать эти цифровые часы, которые подключаются через Wi-Fi к Интернету, чтобы не только отображать обычное время, дату, температуру и влажность, но также иметь возможность получать данные из Интернета, например, погоду или прогноз погоды, а также отчеты о фондовом рынке.
Введение
Я конструировал цифровые часы дольше, чем хочу признаться. Мой первый был построен с более чем 20 микросхемами серии 7400 и новыми (на тот момент) семисегментными светодиодными дисплеями от Monsanto. Моя семья была очень впечатлена, особенно когда все эти нули появлялись в начале каждого часа. Затем последовала серия, состоящая из специализированных ИС цифровых часов, которые сканировали семисегментные дисплеи. Это значительно уменьшило количество микросхем и добавило переключающие транзисторы для обработки тока.
Совсем недавно я построил цифровые часы, используя семейство микроконтроллеров Arduino и высокоточные (около одной минуты в год) микросхемы часов реального времени, такие как DS3234 и DS3231. Они позволяют использовать календарь, а также время, и, добавив что-то вроде BME280, вы можете легко добавить температуру, влажность и атмосферное давление на восьмизначный семисегментный дисплей. DS3231 теперь доступен на красивой небольшой плате со встроенным резервным аккумулятором и простым интерфейсом I2C.
Установка правильного времени всегда была проблемой. Мой ранний подход заключался в использовании переключателей. В моих последних версиях добавлен ИК-приемник, который позволяет при необходимости изменять часы или минуты для перехода на летнее время. Простая кнопка «кликер» используется с ИК-приемником для изменения настроек. Потеря мощности из-за резервного аккумулятора (или разряженного) по-прежнему означает перепрограммирование и загрузку программного обеспечения в микроконтроллер.
При первоначальном программировании времени запуска в DS3231, как только правильное время было установлено в работающем DS3231, программа запускается снова с закомментированной функцией установленного времени.Батарея теперь будет показывать правильное время, даже если питание отключено.
Появление плат разработки ESP32 Wi-Fi позволяет еще больше усовершенствовать цифровые часы. Не нужно много воображения, чтобы представить себе цифровые часы с большим ЖК-дисплеем, которые не только отображают обычное время, дату, температуру и влажность, но и могут получать информацию из Интернета, например, погоду или прогноз погоды и т. Д. отчеты фондового рынка.
Почему время? Когда время извлекается из Интернета, ваши часы всегда будут иметь точность примерно до секунды.Кроме того, вам никогда не придется сбрасывать часы при переходе на летнее время. Получение времени из Интернета сделает это за вас.
Мой дизайн начался с больших семидюймовых ЖК-дисплеев с разрешением 800×480 пикселей. Есть много вариантов выбора между eBay, Amazon и другими дилерами. Мне понравилась цена номера на eBay из Китая, но я не знал, какое программное обеспечение потребуется для их работы. У них есть хороший набор монтажных отверстий по углам. Также оказалось, что многие из них были созданы для подключения к Arduino Mega 2650, и я думал использовать ESP32.
Вместо этого я решил использовать семидюймовый дисплей Adafruit 800×480, подключенный к их плате драйвера RA8875. К сожалению, у дисплея Adafruit нет монтажных отверстий, поэтому его установка в коробку потребует дополнительных усилий. По сути, у вас есть кусок стекла, поэтому вам нужно будет сделать какую-нибудь раму, чтобы установить его.
Я знал, что RA8875 будет работать на Arduino, и программные пакеты Adafruit всегда работали на меня. RA8875 имеет интерфейс SPI, а ESP32 также имеет интерфейс SPI, так что может быть проще? Знаменитые последние слова! Я не мог заставить RA8875 работать с моим ESP32.Я купил свой ESP32 на Amazon – их плату разработки HiLetgo ESP-WROOM-32 ESP32 с двухрежимным Wi-Fi 2,4 ГГц.
Я нашел этот ESP32 простым в использовании. Хорошее руководство по установке ESP32 Arduino IDE (интегрированная среда разработки) можно найти по адресу https://randomnerdtutorials.com/installing-the-esp32-board-in-arduino-ide-windows-instructions , а есть и другие, которые просты найти с помощью Google. После нескольких сообщений на форуме Adafruit с просьбой о помощи по использованию RA8875 с ESP32, Adafruit ответил сообщением: «Мы никогда не пробовали ESP32 с RA8875 – ESP32 также имеет всевозможные странности, которые делают его нестабильным и трудным в использовании.”
Что ж, мне не было сложно использовать ESP32. Через час или два я установил свой на Arduino IDE и получил информацию о времени и погоде по Wi-Fi.
Покопавшись в программном обеспечении RA8875, я обнаружил, что инициализация интерфейса SPI начинается с чтения регистра и проверки возвращаемого значения. Если это значение не соответствует тому, что возвращает Arduino, он просто завершает работу. Я открыл проблему с библиотекой RA8875, и, надеюсь, Adafruit решит ее.Я также тестировал Teensy 3.1 с RA8875, и он работал нормально.
Итак, что делать? Мой дисплей не будет работать с ESP32. Мой ответ заключался в том, чтобы поставить подчиненную Arduino Nano между ESP32 и RA8875. Небольшой перебор и настоящая проблема, чтобы сформировать строки на ESP32, а затем отправить их на Arduino Nano, где ему нужно проанализировать их, а затем отправить необходимые команды на RA8875, но этот метод действительно работает.
Рисунок 1 – это блок-схема созданной мной схемы. Arduino Nano выполняет большую часть работы.Он управляет ЖК-дисплеем и считывает часы реального времени DS3231, а также BME280 для определения температуры и влажности.
РИСУНОК 1. Блок-схема цифровых часов.
Строительство
Я использовал двухточечную проводку на прототипной плате 3,75 x 2,25 дюйма. Он подошел ко всему очень красиво. Я использовал четырехконтактный разъем для подключения небольшой коммутационной платы BME280 через восьмидюймовую перемычку. Это защищает датчик температуры и влажности от тепла, выделяемого макетной платой.
Пара шестиконтактных разъемов с перемычками соединяет макетную плату с RA8875. Использовался источник питания с настенным бородавкой на девять вольт / один ампер, который подключается к плате через ответный разъем. Блок питания на девять вольт выдает на плату около 200 миллиампер.
Обычный пятивольтовый регулятор 7805 подает пять вольт на все пять небольших плат: Arduino Nano; ESP32; DS3231; BME280; и RA8875 с ЖК-дисплеем. Небольшой радиатор размером 1 x 1,25 дюйма на 7805 подойдет.Он теплый на ощупь, но не настолько горячий, чтобы на нем нельзя было удерживать пальцы (это моя мерка «сиденья из штанов», чтобы судить о размере радиатора). Полная схема показана на , рис. 2 .
РИСУНОК 2. Схема прототипа.
РИСУНОК 3. Полный прототип.
РИСУНОК 4. Прототип платы с компонентами.
РИСУНОК 5.Плата RA8875.
Программное обеспечение
Сердцем этого проекта является программное обеспечение, учитывая, что оборудование в основном представляет собой набор коммутационных плат, которые просто соединяются друг с другом.
Есть несколько конкретных библиотек, которые необходимо добавить в папку с библиотеками Arduino. Проверьте различные операторы #include , чтобы определить эти библиотеки в программах, представленных в области загрузки для этой статьи. Эти библиотеки были найдены в Интернете в разных местах, и поиск в Google по названию приведет вас к их источникам.Конкретные места могут измениться со временем. Если вам нужна помощь с установкой библиотек, перейдите на страницу https://www.arduino.cc/en/Guide/Libraries .
Были написаны две программы: одна для Arduino Nano, действующего в качестве подчиненного устройства; и еще один для ESP32, который используется только для подключения к Интернету и получения времени и внешней погоды, а затем передает его в Nano. Плата BME280 собирает температуру и влажность внутри.
Программное обеспечение ESP32 обращается к двум серверам через Интернет: пулу.ntp.org (сетевой протокол времени), чтобы получить текущее время; и openweathermap.org для получения информации о погоде. (Для получения дополнительной информации см. www.ntppool.org/en .)
РИСУНОК 6. Выход на ЖК-дисплей.
Использовать pool.ntp.org довольно просто. Вам необходимо зарегистрироваться для доступа к серверу openweathermap.org. Оба эти сервиса бесплатны, и оба сайта предоставляют информацию о том, как их использовать.
Сервер NTP будет сообщать вам текущее время с точностью до секунды при каждом опросе.Бесплатный сервер openweathermap.org можно опрашивать раз в секунду, но имейте в виду, что служба обновляет информацию о погоде только один раз менее чем за два часа. Похоже, на этот раз по-разному. Моя программа опрашивала эти два сервера каждые 10 секунд. Это было сделано для тестирования, и опроса каждые 10 минут вполне достаточно.
Блок-схема программного обеспечения ESP32 в Рисунок 7 описывает основные операции. Программа сначала подключается к Интернету через Wi-Fi. Ваше локальное имя SSID Wi-Fi и пароль должны быть вставлены в программу, чтобы она подключилась к вашему конкретному Wi-Fi.Если по какой-либо причине сигнал Wi-Fi пропал, программа обнаружит это и попытается восстановить соединение.
РИСУНОК 7. Блок-схема программного обеспечения ESP32.
После подключения к Wi-Fi программа просто считывает данные о времени и погоде с серверов, а затем отправляет информацию двумя отдельными строками через порт Serial2 на Arduino Nano. Синий светодиод на контакте 2 ESP32 загорится, когда Wi-Fi подключен, и погаснет, если Wi-Fi потеряна.Зеленый светодиод (установленный отдельно на плате) загорится на одну секунду, когда порт Serial2 отправит свои строки. После выключения зеленого светодиода программа откладывается на девять секунд, а затем повторяется.
При подключении к серверу pool.ntp.org ваше смещение в секундах от GMT (время по Гринвичу) указывается вместе с смещением перехода на летнее время в секундах. Что касается погоды, есть разные способы указать, какое местоположение погоды вы хотите, чтобы сервер openweathermap.org сообщал.
Я выбираю использование почтового индекса и указание британских единиц измерения, которое затем сообщает температуру в градусах Фаренгейта. Вы можете обратиться к программному обеспечению в области загрузки для получения более подробной информации. Программное обеспечение ESP32 было протестировано на плате разработки ESP-WROOM-32 и плате разработки WLAN Wi-Fi модуля AZDelivery ESP32 Nodemcu CP2102 – обе доступны на Amazon. Он также был протестирован на оригинальной плате ESP32 DevKitC. Только на плате HiLetgo синий светодиод привязан к контакту 2.
Рисунок 8 иллюстрирует блок-схему программного обеспечения Arduino Nano.Он не только принимает строки данных от ESP32, но также содержит схему часов реального времени DS3231 и схему температуры / влажности / давления BME280 вместе с платой RA8875 для управления ЖК-дисплеем.
РИСУНОК 8. Блок-схема программного обеспечения Arduino Nano.
Хотя схема DS3231 довольно точно отслеживает время, она сбрасывается каждые 10 секунд, чтобы поддерживать точность и автоматически переходить на летнее время. Как часто мы сбрасываем время и обновляем погоду, определяется программой, работающей на ESP32.
Nano сбрасывает вещи всякий раз, когда получает строку от ESP32. BME280 работает независимо и выдает температуру и влажность в месте, близком к печатной плате, то есть температуру и влажность внутри. Внешняя температура, влажность и условия получаются из Интернета, когда Nano получает строку погоды от ESP32.
Я хотел, чтобы время отображалось большими числами, которые можно было бы увидеть через всю комнату. Программная библиотека Adafruit для RA8875 весьма ограничена, когда дело доходит до вывода текста, поэтому я написал свою собственную функцию для рисования больших семисегментных чисел размером 80×160 пикселей.
Список деталей
- Adafruit RA8875 и семидюймовый ЖК-дисплей 800×480 пикселей
- HiLetgo ESP-WROOM-32 ESP32 ESP-32S макетная плата
- Ардуино Нано
- Коммутационная плата DS3231 с аккумулятором
- BME280 коммутационная плата
- Штифты заголовка
- Перемычки заголовка
- Джек 5,5 x 2,1 мм
- Настенный источник питания 9 В / 1 А
- LM7805 пятивольтный регулятор
- Радиатор для LM7805
- Зеленый светодиод
- Резистор 100 Ом
- 3.Прототип платы 75 x 2,25 дюйма
- Проволока, припой, винт, гайки
Следует помнить, что каждый раз, когда выпадает число, нужно очищать область под ним, иначе рисунки будут накладываться друг на друга. Я чувствовал, что вывод текста трудно читать на любом расстоянии даже с большими шрифтами на RA8875. Я увеличил толщину шрифта после того, как нарисовал его один раз, нарисовав его снова с местоположением на один пиксель вверх и вниз от первого местоположения. Закрашенный темно-желтый кружок для a.м. и темно-серый для вечера. разделяет часы, минуты и секунды.
Хотя мне нравится интерфейс I2C на плате DS3231, RTClib (библиотека часов реального времени), использующая этот интерфейс, имеет функцию, которая мне не нравится. Он настроен только на отображение в 24-часовом формате. Большинство цифровых часов используют 12-часовой режим, поэтому вам нужно проверить нулевой час и часы больше 12 и соответственно настроить час.
Регистры DS3231 позволяют работать как с 12-часовыми, так и с 24-часовыми часами. Кроме того, RTClib не выполняет запись в регистр дня недели в DS3231; вместо этого он использует свой собственный алгоритм для вычисления дня недели.
Я настраиваю время в DS3231, устанавливая текущее время и дату с помощью). rtc.adjust (DateTime (год, месяц, день, час, минута, секунда) ). Как только DS3231 будет работать с правильным временем, я закомментирую эту строку, компилирую и снова загружаю программу. Батарея на плате DS3231 теперь будет поддерживать работу часов при отключении питания, а при перезапуске программы она не будет устанавливать время, а просто продолжит считывать его с DS3231. Обе программы доступны в загружаемых материалах.
Мне понравилось собирать эти цифровые часы. Теперь все, что мне нужно сделать, это спроектировать «подходящую» коробку для ее установки. Следите за подробностями об этом. NV
Загрузки
Что в почтовом индексе?
Исходный код
Создайте значок трехмерных цифровых часов с помощью Illustrator
Предварительный просмотр
Шаг 1. Приступаем к работе
Откройте новый документ в Illustrator и установите цветовой режим на RGB. Затем выберите инструмент «Прямоугольник» (M) и нарисуйте прямоугольник шириной 346 пунктов и высотой 237 пунктов.
Не снимая выделения с прямоугольника, примените закругленные углы (20 pt), выбрав «Эффект»> «Стилизация»> «Закругленные углы».
Шаг 2. Простой способ нанесения скругленных углов
Теперь у нас есть закругленные углы. Мы хотим, чтобы они были расширены, поэтому перейдите в Object> Expand Appearance. Это удалит стиль.
Выберите форму закругленного угла и примените к ней контур смещения. Для этого перейдите в Object> Path> Offset Path и введите отрицательное число (-25pt).Это пропорционально уменьшит прямоугольник.
Как только это будет сделано, разгруппируйте две формы (Cmd / Ctrl + Shift + G), выберите меньший внутренний прямоугольник и примените еще один эффект закругленного угла с радиусом 5 pt.
После этого снова разверните внешний вид («Объект»> «Разобрать внешний вид»).
Шаг 3: Создание каркаса
Теперь, когда мы создали два скругленных прямоугольника (один меньше другого), мы можем заполнить их черным цветом.Это каркас (или базовая форма) для цифровых часов: внешняя / большая форма – это рамка, а внутренняя / меньшая форма – это циферблат.
Шаг 4: Добавление основных моментов
Теперь я покажу вам, как несколько простых фигур, созданных с помощью Pen Tool (P), могут добавить трехмерный вид. Выберите Pen Tool (P) и нарисуйте похожую форму для выделения в левой части кадра. Оставьте небольшой зазор между краями прямоугольника и не заходите в меньший внутренний прямоугольник (циферблат).
Залейте фигуру черным / серым линейным градиентом с помощью инструмента Gradient Tool (G), ориентируя вертикально. Поместив градиентный блик вверху и смешав его с черным цветом рамки внизу, форма будет выглядеть так, как будто она скошена наружу.
Создайте аналогичную форму для верхней части каркаса и придайте ей линейный градиент.
А затем создайте еще один блик внизу. Как видите, наши часы уже оживают.
Для углов создайте маленькие полукруглые формы и залейте их градиентом.
Вот правый нижний угол.
Вот выделение правого верхнего угла.
Вот наш значок цифровых часов со всеми градиентами.
Шаг 5: Добавление деталей
Сделайте копию внутреннего прямоугольника сверху, скопировав его (Cmd / Ctrl + C), а затем используя команду «Вставить на передний план» (Cmd / Ctrl + F).
Отрежьте большую часть верха – вы можете сделать это с помощью инструмента «Ластик» (Shift + E) или инструмента «Ножницы» (C). Затем залейте его темным тиком до светлого тикового цвета.
Шаг 6. Создание фона циферблата
Затем выберите внутренний прямоугольник (базовая форма циферблата), добавьте светло-серую обводку, а затем установите для заливки тот же градиент, что и на предыдущем шаге.
Шаг 7: Добавление размера
Теперь мы добавим эффект, который мгновенно оживит часы.Выделите внутренний прямоугольник и добавьте Inner Glow (Effect> Stylize> Inner Glow). Этот эффект придаст циферблату необходимый вид вставки.
Шаг 8: мелкие детали могут иметь большое значение
Сейчас мы просто добавляем стилистические элементы. Эти вещи всегда необязательны, и вы можете добавлять любые формы, кнопки, числа или текст по своему вкусу. Я добавил два небольших прямоугольника в левой части рамки, которые будут служить элементами управления для цифровых часов (возможно, это элементы управления отложением и будильником – давайте просто будем использовать наше воображение), один красный, а другой серый.
Шаг 9: Добавление цифровых чисел
Цифровые часы – ничто без цифровых цифр, обозначающих время! Добавьте числа либо с помощью бесплатного шрифта (например, шрифта DS-Digital), либо нарисуйте их самостоятельно с помощью Pen Tool (P). Обычно цифровые числа имеют обрезанные окончания под углом 45 o градуса.
Шаг 10: Добавьте больше элементов на циферблат
Вот часы с цифрами, текстом и еще некоторыми элементами дизайна.
Шаг 11: Добавление стилизованных элементов
Я решил оживить значок цифровых часов цветными элементами. Для этого начните с создания копии внутреннего прямоугольника и удаления градиента скопированной формы.
Затем отрежьте левую часть и разрежьте ее на три части. Вы можете сделать это, нарисовав две линии поперек фигуры, выбрав фигуру и линии, а затем разделив их с помощью команды «Разделить» на панели «Обработка контуров».
Раскрасьте каждую часть по-своему, выбрав их с помощью инструмента «Прямое выделение» (A) и выбрав свои цвета.Затем установите режим слоя на Overlay на панели Transparency Panel, чтобы кнопки отражали контуры циферблата.
Шаг 12: Добавление ручек
Давайте добавим ручки к часам. Создайте прямоугольник с закругленными углами и залейте его линейным градиентом белого / черного цвета.
Затем сделайте копию ниже, скопировав форму (Cmd / Ctrl + C) и используя команду «Вставить на задний план» (Cmd / Ctrl + B). Залейте новую форму черным. Переместите ее вправо и вниз, чтобы она немного выступала.
Выберите оба объекта, сгруппируйте их вместе (Cmd / Ctrl + G), продублируйте группу, скопировав ее (Cmd / Ctrl + C), вставьте (Cmd / Ctrl + P) ее, а затем отразите дублированную группу по горизонтали, перейдя в Transform> Reflect, выбрав Horizontal для опции Axis в появившемся диалоговом окне. Это будет ручка для другой стороны часов, поэтому переместите ее на другую сторону.
Шаг 13: Создание задней формы для внешнего свечения
Теперь выберите все формы, которые вы создали, сделайте копию и сгруппируйте их.Мы хотим создать одну сплошную форму, которая будет контуром всех цифровых часов. Выделите сгруппированную фигуру и нажмите кнопку «Объединить» на панели «Обработка контуров». После этого залейте фигуру черным.
Шаг 14: Добавьте внешнее свечение к задней части
Добавьте Outer Glow (Effect> Stylize> Outer Glow) к спине.
Затем поместите фигуру с внешним свечением за цифровыми часами так, чтобы она выглядела так, как будто она отбрасывает тень (возможно, вам придется переупорядочить слои так, чтобы задняя форма с внешним свечением находилась под всеми частями цифровых часов).
Пока неплохо, наши цифровые часы скоро появятся, сейчас они немного плоские.
Шаг 15: Сделайте блестящий материал
Давайте добавим блеска нашим цифровым часам, чтобы сделать их интереснее. Сделайте еще одну копию формы заднего внешнего свечения и залейте ее светло-синим / черным радиальным градиентом.
Измените градиент так, чтобы градиентная заливка представляла собой эллипс, а не круг, выбрав Радиальный для параметра Тип, а затем изменив форму градиента на вертикально ориентированный эллипс.
Вы можете легко изменить цвет радиального градиента и придать часам другой цветовой блеск, если вы предпочитаете другой цвет преобладающему синему цвету.
Затем поместите фигуру поверх всех остальных фигур, выделив ее и перейдя в Объект> Упорядочить> На передний план (Shift + Cmd / Ctrl +]).
Позвольте контурам и формам циферблата сиять сквозь фигуру, установив режим слоя на Overlay на панели Transparency Panel.
Шаг 16. Не забудьте об отражении света
Красивый блестящий объект не обходится без небольшого отражения.Создайте форму, подобную изображенной на изображении ниже. Чтобы создать форму, возьмите копию внутреннего прямоугольника с закругленными углами и вычтите из него большой эллипс, создав эллиптическую форму с помощью инструмента Ellipse Tool (L), а затем используя команду Minus Front на панели Pathfinder. В противном случае, если у вас есть устойчивые руки и хорошая свобода рук, использование Pen Tool (P) для рисования формы – еще один (более трудоемкий и, вероятно, менее точный) вариант.
Залейте фигуру более светлым цветом тика и установите режим слоя на Умножение.Поместите его поверх фигуры часов, но ниже фигуры наложения из шага 15.
Шаг 17: Придание часам тени
Всякий раз, когда есть свет, появляется тень объекта. Давай создадим его. Выберите инструмент Ellipse Tool (L) и залейте его белым / черным радиальным градиентом. Поместите его под фигурку часов.
Затем сделайте копию и поместите ее справа.
Затем установите режим слоя на Умножение.
Шаг 18: Отражение, отражение, отражение
Давайте добавим к нашим цифровым часам светоотражающие элементы.Сделаем так, чтобы часы стояли на глянцевой поверхности. Сгруппируйте все формы, кроме теневых частей, сделайте копию и отразите их вертикально, перейдя в «Объект»> «Трансформировать»> «Отразить» и выбрав «Вертикаль» для параметра «Ось».
Поместите сгруппированные отраженные фигуры под часами. После этого установите непрозрачность на 40%
.Как только это будет сделано, выберите отраженную группу и примените маску непрозрачности, чтобы ее нижняя часть исчезла.
Шаг 19: Добавление фона
Этот последний шаг действительно необязателен: мы просто добавим простой фон, чтобы помочь кадрировать наш объект.
Начните с добавления большого прямоугольника за часами и заливки его вертикальным линейным цветовым градиентом.
Дублируйте фон, скопировав его (Cmd / Ctrl + C), а затем вставив его вперед (Cmd / Ctrl + F). Залейте его прозрачным белым градиентом.
Установите режим слоя на Overlay.
Краткое содержание руководства
Вот и все. Глянцевые цифровые часы, разработанные исключительно в Illustrator. Хотя некоторые могут подумать, что Photoshop – это более простой способ создания значков с большим количеством отражающих элементов и цветовых градиентов, я надеюсь, что этот урок показал вам, что Illustrator не только способен создавать такие стили дизайна, но и что он действительно делает отличную и эффективную работу.
