Годинник зі світлодіодною індикацією своїми руками. Електронний годинник своїми руками Все про електронний годинник схеми

Раніше мною був опублікований на сайті Великий вуличний годинник з динамічною індикацією. По роботі годинника претензій немає: точний хід, зручні налаштування. Але один великий мінус - вдень погано видно світлодіодні індикатори. Для вирішення проблеми перейшов на статичну індикацію та яскравіші світлодіоди. Як завжди в програмне забезпеченнявелике спасибі Soir. Загалом пропоную вашій увазі великий вуличний годинник зі статичною індикацією, функції налаштування залишилися як і в попередніх годинах.

У них два дисплеї – основний (зовні на вулиці) та допоміжний на індикаторах SA15-11 SRWA – у приміщенні, на корпусі приладу. Висока яскравість досягається застосуванням ультраярких світлодіодів AL-103OR3D-D, з робочим струмом 50мА, та мікросхем-драйверів tpic6b595dw.

Схема електронного годинника для вулиці на яскравих світлодіодах

Особливості даної схеми годинника:

— Формат відображення часу 24-годинний.
- Цифрова корекція точності ходу.
- Вбудований контроль основного джерела живлення.
- Енергонезалежна пам'ять мікроконтролера.
- Є термометр, який вимірює температуру в діапазоні -55 - 125 градусів.
— Можливе почергове виведення інформації про час і температуру на індикатор.

Натискання кнопки SET_TIME переводить індикатор по колу з основного режиму годинника (відображення поточного часу). У всіх режимах утриманням кнопок PLUS/MINUS виконується прискорене встановлення. Зміни налаштувань через 10 секунд від останньої зміни значення запишуться в енергонезалежну пам'ять (EEPROM) і будуть зчитані звідти при повторному вмиканні живлення.

Ще один великий плюс запропонованого варіанта – змінилася яскравість, тепер у сонячну погоду яскравість прекрасна. Зменшилася кількість дротів з 14 до 5. Довжина дроту до основного (вуличного) дисплея - 20 метрів. Роботою електронного годинника задоволений, вийшов повнофункціональний годинник — і вдень, і вночі. З повагою, Soir-Олександрович.

У продажу можна зустріти багато різних моделей і варіантів електронного цифрового годинника, але більшість з них розраховані на використання всередині приміщень, так як цифри маленькі. Однак іноді потрібно розмістити годинник на вулиці - наприклад, на стіні будинку, або на стадіоні, площі, тобто там, де вони будуть видно на великій відстані багатьма людьми. Для цього і була розроблена та успішно зібрана дана схемавеликих світлодіодних годинників, до яких можна підключити (через внутрішні транзисторні ключі) LED індикатори скільки завгодно великого розміру. Збільшити принципову схемуможна клікнувши по ній:

Опис роботи годинника

1. Годинник. У цьому режимі стандартний вид відображення часу. Є цифрова корекція точності ходу годинника.
2. Термометр. У цьому випадку пристрій здійснює вимірювання температури кімнати або повітря на вулиці, з одного датчика. Діапазон від -55 до +125 градусів.
3. Передбачено контроль джерела живлення.
4. Виведення інформації на індикатор по черзі - годинник і термометр.
5. Для збереження налаштувань та установок при зникненні 220В застосовано енергонезалежну пам'ять.

Робота та управління годинником

Увімкнувши годинник вперше, на екрані з'явиться рекламна заставка, після чого перейде на відображення часу. Натискаючи кнопку SET_TIMEіндикатор піде по колу з основного режиму:

• режим відображення хвилин та секунд. Якщо в цьому режимі одночасно натиснути кнопку PLUSі MINUSто відбудеться обнулення секунд;
• встановлення хвилин поточного часу;
• встановлення годинника поточного часу;
• символ t. Налаштування тривалості відображення годинника;
• символ o. час відображення символів індикації зовнішньої температури (out);
• величина щодобової корекції точності ходу годинника. Символ cта значення корекції. Межі установки -25 до 25 сек. Вибрана величина буде щодобово о 0 годині 0 хвилин і 30 секунд додана або вирахована з поточного часу. Детальніше читайте в інструкції, що в архіві з файлами прошивки та друкованих плат.

Налаштування годинника

Утримуючи кнопки PLUS/MINUSробимо прискорену установку значень. Після зміни будь-яких налаштувань, через 10 секунд нові значення запишуться в незалежну пам'ять і будуть зчитані звідти при повторному включенні живлення. Нові настройки набирають чинності в процесі встановлення. Мікроконтролер відстежує наявність живлення. При відключенні живлення приладу здійснюється від внутрішнього джерела. Схема резервного модуля живлення показана нижче:

Добридень. Пропоную Вашій увазі мою розробку - первинний годинник. Зібрано з того, що було під рукою, але якщо все купувати, то вийде не більше 100 рублів (не рахуючи трансформатора і самих вторинних годин). Електрична схемагодин збільшиться на кліку.

Схема первинного годинника на МК

Передісторія така. Попросив знайомий зібрати йому первинний годинник (оскільки вторинні у нього з радянських часів завалялися в підсобці). Якщо хто не знає - вторинні години раніше стояли у всіх цехах на заводах і фабриках (і в школах теж були у всіх аудиторіях), а керувалися вони за допомогою первинного годинника. Тобто один первинний годинник керував сотнею вторинних. Покопавшись в інтернеті знайшов опис роботи (а саме мене цікавив спосіб управління) і купу схем, на кварцовому резонаторі 32 кілогерці і мікросхемі, що майже вимерла, 176іє12. Але потім подумав: "я ембеддер чи де?" і вирішив сам розробити на сучасній елементній базі, а саме - мікроконтролерний лічильний вузол, тригер та міст Н-типу для керування кроковим двигуном. Потрібно його обмотку розгойдувати в різні полярності, тобто на першій хвилині на обмотці імпульс +-, наступної навпаки +, потім знову +, потім + і т.д. Написав програму наступного алгоритму - мікроконтролер pic12f629 "смикає однією ногою з частотою 1 Гц - це будуть секунди, а інший з частотою 0,0 Гц - це будуть хвилини. Частота рахунка високостабільна через кварцову стабілізацію частоти тактування мікроконтролера.

Робота схеми первинного годинника

Відео роботи первинного годинника

Принципова схема годинника наведена на рис. Вона містить три мікросхеми підвищеного рівняінтеграції серії К176, два транзистори та 36 інших дискретних елементів. Індикатор - плоский багаторозрядний, катодо-люмнесцентний, з динамічною індикацією ШВЛ1 - 7/5. Він має чотири цифри висотою 21 мм та дві розділові точки, розташовані вертикально.

Генератор секундних та хвилинних імпульсів виконаний на мікросхемі - ІМС1 К176ІЕ18. Крім того, ця мікросхема створює імпульси частотою прямування 1024 Гц (висновок 11), які використовуються для роботи сигнального пристрою. Для створення переривчастого сигналу використовуються імпульси частотою 2 Гц (висновок 6). Частота 1 Гц (висновок 4) створює ефект «миготіння» розділових точок. Імпульси частотою проходження 128 Гц, зсунуті відносно один одного по фазі на 4 мс (висновки 1, 2, 3, 15) подаються на сітки чотирьох цифр індикатора, забезпечуючи їх послідовне свічення. Комутація відповідних лічильників хвилин та годин здійснюється частотою 1024 Гц (висновок 11). Кожен імпульс, що подається на сітки індикатора, дорівнює за тривалістю двох періодів частоти 1024 Гц, тобто сигнал, що подається на сітку з лічильників, буде двічі увімкнений і вимкнений. Таким підбором частоти синфазних імпульсів забезпечується два ефекти: динамічна індикація та імпульсна робота дешифратора та індикатора.
Інтегральна мікросхема ІМС2 К176ІЕ13 містить лічильники хвилин і годин основних годин, лічильники хвилин і годин для встановлення часу сигнального пристрою, а також комутатори для перемикання входів і виходів цих лічильників. Виходи лічильників через комутатор підключаються до дешифратора двійкового коду семиелементний код індикатора. Цей дешифратор виконаний на мікросхемі ІМСЗ К176ІДЗ. Виходи дешифратора приєднуються до відповідних сегментів усіх чотирьох цифр паралельно. При відтиснутій кнопці S2 «Дзвінок» індикатор підключений до лічильників годинника (для впізнавання цього режиму точка блимає з частотою 1 Гц). Натиснувши кнопку S6 «Кор.», проводять установку лічильників годинника (мікросхема К176ІЕ13) і дільників генератора хвилинної послідовності імпульсів (мікросхема К176ІЕ18) в нульовий стан. Після відпускання кнопки S6 годинник працюватиме як завжди. Потім натисканням кнопок S3 "Мін" і S4 "Година" проводять установку хвилин і годин поточного часу. У цьому режимі можливе увімкнення звукового сигналу. При натиснутій кнопці S2 «Дзвінок» до дешифратора та індикатора підключаються лічильники сигнального пристрою. У цьому режимі також висвічується чотири цифри, але миготливі точки згасають. Натиснувши кнопку S5 «Буд» і утримуючи її, послідовно натискають на кнопки S3 «Мін» і S4 «Година», встановлюють необхідний час спрацьовування сигнального пристрою, спостерігаючи за показаннями індикатора. Схема годинника дозволяє встановлювати знижену яскравість світіння індикаторів за допомогою кнопки S1 «Яскравість». Однак при цьому слід пам'ятати, що при зниженій яскравості (кнопка S1 натиснута) увімкнення звукового сигналу, а також встановлення часу годинника та сигнального пристрою неможливі.
Блок живлення БП6 - 1 - 1 містить мережевий трансформатор Т, що створює напругу 5 В (з середньою точкою) для живлення катоду індикатора і напруга 30 В для живлення інших ланцюгів індикатора і мікросхем. Напруга 30 В випрямляється кільцевою схемою на чотирьох діодах (VD10 - VD13), а потім за допомогою стабілізатора на стабілітроні VD16 щодо корпусу створюється напруга +9 В для живлення мікросхем, а за допомогою стабілізатора на стабілітронах VD14, VD15 і транзистора 25 В (щодо катода) для живлення сіток та анодів індикаторів. Потужність, що споживається годинником, не більше 5 Вт. Передбачено підключення резервного живлення для збереження часу годинника при вимкненні мережі. Може бути використана будь-яка батарея 6…9В.

Література МРБ1089

3.1.1. Електрична схема електронного годинника на РКІ

Рідкокристалічний індикатор являє собою дві плоскі пластинки зі скла, склеєні по периметру таким чином, щоб між склом залишався проміжок, заповнюють його спеціальними рідкими кристалами.

На обох пластинах спеціальною речовиною, яка прозора та проводить електричний струм, намальовані власне сегменти індикатора Зазвичай одна з пластин виконує роль загального дроту.

Рідкокристалічні індикатори працюють з поляризованим світлом – для цього з обох боків індикатора наклеєні спеціальні плівкові поляризатори. Залежно від взаємного розташування поляризаторів, РКІ може бути позитивним(темні символи на світлому фоні - як у годиннику, мікрокалькуляторах) і негативним(прозорі символи на чорному тлі – використовуються в автомобільних магнітолах). Рідкі кристали, за відсутності струму, що протікає через них, розташовуються всередині індикатора хаотичним чином, і практично не перекривають світло, тобто всі сегменти прозорі. При виникненні між якими-небудь сегментами на обох сторонах скла різниці потенціалів, рідкі кристали в цьому місці впорядковано вишиковуються впоперек світлового потоку, перекриваючи його, і відповідний сегмент стає непрозорим. Причому, змінюючи величину напруги, можна змінювати ступінь непрозорості індикатора.

Рідкі кристали- Діелектрик, тобто не проводять електричний струм. Тому керувати ними можна тільки змінною напругою: адже дві обкладки РК-скла - це практично конденсатор, а при подачі на висновки конденсатора змінної напругичерез нього тече струм. Для рідких кристалів потрібен нікчемний струм, тому частота напруги, що управляє, може бути досить низькою (50 ... 100 Гц). Зверху діапазону ця частота практично не обмежена, проте не рекомендується робити її вище 1 кГц - провідники, якими намальовані сегменти, мають кінцевий опір (зазвичай 1...10 кОм), тому при збільшенні частоти контрастність індикатора погіршуватиметься. Заодно, завдяки цьому опору, індикатор нечутливий до перевантажень за напругою - він витримує напругу до 30...50 В (при цьому сегменти, іноді разом з доріжками, чорніють, і після зняття напруги стають прозорими протягом декількох хвилин, тоді як решта індикатори виходять з ладу вже при дворазових навантаженнях. Але все одно, незважаючи на відсутність видимих ​​пошкоджень, занадто захоплюватися перевантаженнями РКІ не варто – це різко зменшує ресурс його роботи, зокрема, знижує контрастність.

Для управління РКІ зазвичай використовуються логічні елементи «Виключає АБО», один із входів всіх елементів з'єднують разом і підключають до генератора і загального висновку РКІ, а на другий вхід елемента подають керуючі сигнали. Як відомо, ці елементи при рівні «логічного нуля» на одному з входів працюють як повторювачі рівня з іншого входу (тобто різниця напруг між виходом елемента та загальним індикатором дорівнює нулю - сегмент не видно), а при «одиниці» - як інвертори, та відповідний сегмент індикатора стає видимим. Таким чином, щоб "засвітити" сегмент, на вхід елемента потрібно подати "одиницю".

Крім того, для роботи з РКІ зручно використовувати мікросхеми серії К176: К176ІЕ3 (лічильник-ділитель на 2 і 6), К176ІЕ4 (лічильник-ділитель на 4 і 10) і К176ІД2 або К176ІД3 (двійково-десяткові дешифратори, тільки у К17 ). У всіх цих мікросхем на виходах вже стоять елементи "Виключає АБО", що значно спрощує схему пристрою.

На рис. 3.1 наведена схема нескладного електронного годинника, що складається з мінімуму деталей. Для більшої зручності до схеми доданий вузол гасіння нуля в розряді десятків годин.

На спеціалізованій мікросхемі К176ІЕ12 зібраний кварцовий генератор, як кварцовий резонатор ZQ1 можна використовувати будь-який «вартовий» кварц. Частоту генератора можна скоригувати, змінюючи ємність конденсатора С1. На виведенні 4 мікросхеми формуються секундні імпульси - вони використовуються для моргання розділової точки, на виведенні 10 секундні імпульси вже розділені на 60. Таким чином виходять хвилинні імпульси. Вони надходять на лінійку лічильників DD2...DD5: DD2 вважає одиниці хвилин, DD3 - десятки хвилин і т.д. логічної «1», що обнулять усі лічильники. Поки що кількість годин менше 24, хоча б на одному з цих висновків є рівень логічного «0», який забороняє скидання.

Оскільки мікросхема DD1 не має порівняно низькочастотного виходу, довелося задіяти тактові виходи T1…T4. На елементах R3 і VD1 зібраний найпростіший суматор, завдяки якому в точці з'єднання цих елементів є правильний меандр частотою 256 Гц. Він використовується для роботи РКІ.

На елементах DD6.1, DD6.2 зібрана схема управління десятковою точкою (всі інші точки та додаткові сегменти мають бути з'єднані із загальним дротом індикатора). Елемент DD6.2 виконує функцію інвертора (при рівні логічної «1» на вході, що управляє, він замкнутий і подає рівень «0» на DD6.1, при «0» - розімкнуть і на вхід DD6.1 надходить «1» через резистор R4) , елемент DD6.1, залежно від рівня на виході «1 Гц», подає на сегмент «точка» то прямий, то інвертований сигнал генератора, тобто точка буде видно протягом 0,5 с, а наступні 0,5 сек – ні.

Звичайно, було б простіше зібрати цей вузол на одному елементі «Виключає АБО», однак зібрати на елементах, що залишилися, схему гасіння зайвого нуля буде неможливо, а вводити в схему зайву мікросхему - логічно нерозумно.

Цей вузол гасіння нуля зібраний на елементах DD6.3 і DD6.4. Неважко помітити, що у старшому розряді сегмент f буде видно лише за коду цифри 0, при кодах цифр 1 і 2 - цей сегмент не світиться. Тому цілком логічно задіятиме цей вихід дешифратора для нашого аналізатора. При рівні логічної «1» на виході генератора елемент DD6.4 з'єднується з виходом дешифратора f, і заряджає або розряджає конденсатор С3. У цей час на виведенні 6 мікросхеми DD5 рівень логічного «1». Таким чином, при коді цифри "0" на виході сегмента f буде рівень логічного "0", а при кодах цифр 1 або 2 там буде рівень логічного "1". Відповідний рівень та на конденсаторі С3. При рівні логічної «1» на цьому конденсаторі елемент DD6.3 замкнутий, і мікросхема DD5 працює так само, як і решта лічильників - розряд десятків годин видно, при рівні логічного «0» на конденсаторі С3 елемент DD6.3 розімкнуто, і виходи лічильника не перемикаються.