Ceas digital analogic: 4 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:44

Motivul creării acestui ceas a fost că ceasul meu original IKEA nu mai funcționa și mi-a plăcut foarte mult carcasa acestui ceas. Mi s-a părut o risipă să arunc ceasul și am decis să îl refolosesc pentru un ceas analogic / digital.

Aș fi putut face un ceas standard, dar am decis să fac ceva diferit. Ca orice alt ceas, arată ora, dar nu într-un mod standard. Folosind 60 de LED-uri roșu / verde bi-culoare, ceasul arată ora. LED-urile roșii sunt folosite pentru a arăta orele, iar LED-urile verzi arată minutele. Secundele sunt indicate de un LED galben (roșu + verde) și de un LED galben intermitent în centrul ceasului.

Este nevoie de o anumită practică pentru a ști cum să citești ceasul. Deoarece LED-urile sunt utilizate pentru a arăta atât orele, cât și minutele, are nevoie de un mod special de prezentare a timpului. Timpul este afișat ca o bară de LED-uri în care cea mai lungă bară arată orele sau minutele. Dacă cea mai lungă bară este prezentată de ore, bara mai scurtă prezintă minutele în verde, iar partea rămasă arată orele în roșu. Pentru a face ceasul mai lizibil în cazurile în care barele sunt scurte, am adăugat un indicator de oră folosind LED-ul roșu. Dacă minutele devin mai mari decât orele, barele se schimbă, adică toate minutele verzi anterioare devin roșii pentru a arăta orele, iar partea rămasă va afișa minutele, de fapt, aproape tot verde devine roșu și invers.

Este oarecum dificil să explic cum funcționează, așa că vă rugăm să urmăriți videoclipul. Datorită multiplexării LED-urilor, se pare că LED-urile clipesc în videoclip. Aceasta este capturată doar de cameră, nu de ochiul uman.

Ca întotdeauna, am construit acest proiect în jurul microcontrolerului meu preferat PIC, folosind limbajul de programare JAL, dar puteți utiliza și un Arduino.

Pasul 1: Proiectele

În total, am făcut trei versiuni diferite ale ceasului înainte de a fi mulțumit. Aceste versiuni au fost concepute după cum urmează:

1. Folosind un cristal standard de 20 MHz pentru PIC. Cu acest design, ceasul nu era sincronizat 1 secundă după o zi de funcționare. A fost prea mult. În plus, timpul a fost pierdut când ați oprit ceasul, deoarece nu exista baterie de rezervă în proiectare.
2. Utilizarea unui modul de ceas DS1302. Interesantul acestui modul este că are o baterie de rezervă, astfel încât timpul să nu se piardă când opriți ceasul. Când am testat ceasul cu acest modul, ceasul nu era sincronizat 7 secunde! după o zi. Cred că acest lucru este cauzat fie de cristalul greșit, fie de un design PCB defect.
3. Utilizarea unui modul de ceas DS3231. Acest modul are, de asemenea, o baterie de rezervă și este mai precis decât DS1302. Ceasul a funcționat bine cu acest modul, așa că l-am folosit pentru proiectarea finală. Din această cauză, PIC nu mai avea nevoie de un cristal.

Proiectarea completă este întocmită în trei diagrame:

1. Controler de ceas folosind PIC
2. Șofer led cu registre de schimbare
3. 60 LED-uri bi-color

Pasul 2: Componente necesare

Trebuie să aveți următoarele componente pentru acest proiect:

• O bucată de panou
• Microcontroler PIC 16F1823
• Registru 3 schimburi 74HC595
• 1 Matrice de tranzistori Darlington ULN2803A
• Prize IC: 1 * 14 pini, 3 * 16 pini, 1 * 18 pini
• Modulul de ceas DS3231
• 2 comutatoare cu buton
• Rezistoare: 2 * 33k, 8 * 100 Ohm, 8 * 47 Ohm
• 1 condensator electrolitic 100 uF / 16V
• 4 condensatori 100 nF
• LED-uri: 60 2 mm bi-culoare (roșu / verde), 1 5 mm galben
• Mufă 3 mm
• Adaptor de 5 volți, de exemplu cel care este utilizat pentru încărcarea unui smartphone. Asigurați-vă că este o adevărată sursă de alimentare de 5 volți.
• Opțional: anteturi pentru conectarea părților externe la panoul de control
• Kynar sârmă și sârmă
• O carcasă pentru ceasul tău.

Consultați diagramele schematice despre cum să conectați componentele. Necesită destul de puțin lipire, în special pentru conectarea celor 60 de LED-uri. Diagramele sunt incluse în fișierul zip.

Pasul 3: Construirea ceasului

Aruncați o privire la imaginile despre modul în care construiesc ceasul. Am început prin îndepărtarea internelor ceasului original, după care am forat 60 de găuri de 2 mm pentru LED-urile bicolore din placa frontală. Apoi am vopsit placa frontală în negru și am adăugat o bucată de plastic pentru a acoperi orificiul în care erau poziționate mâinile originale ale ceasului. Acum un LED galben este situat în acea poziție.

Apoi am montat toate cele 60 de LED-uri, am folosit niște adeziv fierbinte pentru a le menține la locația lor și le-am conectat cu fir Kynar între ele. Nu în ultimul rând, am asamblat placa cu toate componentele.

Pe capacul din spate am montat cele două butoane și butonul de alimentare. Uitați de placa suplimentară pe care am lipit-o pe spate așa cum se arată în imagine. Am adăugat asta pentru că în primul meu design butoanele erau amplasate acolo, dar trebuia să le mut pentru că trebuia să adaug modulul DS3231 și nu puteam găsi decât un loc unde erau acele butoane atunci când am realizat primul meu design.

Pasul 4: Software-ul

După cum sa menționat deja, software-ul este scris pentru un PIC16F1823 utilizând limbajul de programare JAL. PIC rulează pe un ceas intern de 32 MHz. Așa cum am menționat mai devreme, sincronizarea ceasului este realizată de modulul de ceas DS3231.

Software-ul îndeplinește următoarele sarcini principale:

• Inițializarea modulului DS3231 utilizând o interfață I2C. Modulul va genera un semnal de 1 secundă care este conectat la pinul de întrerupere al PIC. PIC folosește această întrerupere de 1 secundă pentru a citi ora din modulul DS3231.
• Conducerea celor 60 de LED-uri bi-color prin registrele de schimbare. În diagrama schematică se poate vedea că LED-urile sunt conectate într-o matrice de 16 pe 8. Acest lucru reduce numărul de fire necesare pentru conectarea tuturor LED-urilor. Acest design matricial necesită ca PIC să multiplice LED-urile pentru a le putea aprinde individual. Multiplexarea LED-urilor se face într-o bază de întrerupere, unde frecvența de reîmprospătare este de 70 Hz atât de invizibilă pentru ochiul uman.
• Manevrarea butoanelor. Acestea sunt folosite pentru a seta ora, una pentru setarea orelor și una pentru setarea minutelor. Ambele butoane trebuie să fie apăsate pentru a activa modul de setare a timpului. Când este selectat modul de setare a timpului, ledul galben va fi aprins continuu. După 5 secunde de a nu utiliza butoanele, ceasul revine la timpul normal de funcționare și LED-ul galben va începe să clipească.

Vedeți al doilea videoclip despre cum să setați ora.

Fișierul sursă JAL și fișierul Intel Hex pentru programarea PIC sunt atașate în fișierul zip. Dacă sunteți interesat să utilizați microcontrolerul PIC cu JAL - un limbaj de programare ca Pascal - vizitați site-ul web JAL.

Distrează-te construindu-ți propriul proiect și așteptând cu nerăbdare reacțiile tale.