Текстовые часы своими руками схема

Обновлено: 07.07.2024

В статье проанализирована возможность проектирования и изготовления в домашних условиях больших цифровых индикаторов любой сложности и размера на базе дешёвых (100 штук за 1$/80руб/30грн…) сверхъярких китайских светодиодов.

В частности, рассмотрен вопрос построения 6-и разрядного 7-и сегментного индикатора на светодиодах smd5730, разработаны схемы управления, отладки и монтажа часов с данным индикатором.

Технические характеристики светодиода smd5730

Размеры (Д х Ш х В): 5,6 х 3 х 0,9 мм
Рабочее напряжение: 3,2-3,5 В
Номинальный ток: 120 мА
Рассеиваемая мощность: 400 мВт
Цветовая температура: 6000-8000 K
Сила света: 50-55 Лм
Угол свечения: 120°
Рабочая температура: -40° до 85°C

Цветовая температура некоторых электрических ламп

Лампа накаливания в 10 Вт порождает световой поток в 50 люменов, а потребляемая мощность smd5730 менее 0,5Вт, т.е более чем в 20 раз экономичнее.

Монтаж светодиодов на печатную плату

1. Процесс пайки SMD светодиодов состоит в предварительном нанесении легкоплавкого припоя на токоведущие дорожки печатной платы. Можно нанести сразу на все.

2. Для того, чтобы паять диоды SMD, необходимо использовать специальный паяльник малой мощности и ограничивать время контакта SMD светодиода с жалом паяльника не более 3-5 секунд. Распространенной ошибкой является использование паяльников с тонким жалом. Это снижает эффективность теплопередачи и не позволяет качественно нагреть контакты и дорожки печатной платы. Сначала припаивается один конец диода SMD, затем второй.

3. Я пользовался жалом с прямоугольным жалом (Рис.3) что обеспечивает быстрый прогрев площадки платы и расплав припоя, исключая перегрев светодиода. Жидкий припой под действием эффектов смачивания и капиллярного впитывания затекает в зазор между контактом smd-светодиода и дорожкой печатной платы. Температура жала подбирается экспериментально, чтобы выполнить п.2. Я работал с паяльной станцией SP 8520, где температура жала регулируется в диапазоне от 200 С° до 480С° с точностью до 1 град.

Ошибка, приводящая к выходу светодиода из строя — перегрев. Чрезмерно долгое прикосновение паяльника к контакту smd диода и дорожки приводит к расплавлению пластмассового корпус светодиода и его разрушение. Если не контролировать длительность прикосновения жала к детали, избежать чрезмерного нагрева не удастся. Повторить такую технологию в домашних условиях трудно но возможно, поскольку необходимо иметь:

Терпение и желание изготовить огромный индикатор.
Паяльник с прямоугольным жалом на конце.
Возможность установки и фиксации температуры жала.
Легкоплавкий припой с внутренним наполнением сосновой канифолью. Я пользовался проволокой диаметром 0,8 мм.

Выбор конфигурации индикатора

Рассмотрим 7-и сегментный индикатор с сегментами a,b,c,d,e,f,g представленный 7-ю жёлтыми smd светодиодами. Размер индикатора 6х3 мм

Такая крошка сгодится разве для карманного калькулятора. Следовательно, размер сегмента должен быть увеличен, допустим в 10 раз. Тогда индикатор по высоте будет более 12 см, а если в 20 раз, то индикатор по высоте будет более 24 см.

Наращивая количество светодиодов в сегменте, тем самым изменяем длину и высоту сегмента, можно спроектировать табло, например для стадиона ДИНАМО в г.Киеве.

Электрические связи внутри сегмента

Учитывая что питание управляющего контроллера равно 5В, то для схемы А1-Б1 необходим дополнительный источник стабилизированного питания на 24 В, для А2-Б2 12 В, для А3-Б3 6 В.

Для схемы для А4-Б4 подойдёт 5В с определёнными условиями.

Поскольку, речь идёт о динамической индикации, приложение напряжения к рассматриваемой ячейке имеет импульсный характер с определённой скважностью.

Частота, длительность импульса и скважность подбирается экспериментально исходя из следующего:

Наличия одного или нескольких блоков питания
Отсутствия мерцания индикатора
Непревышения импульсных нагрузок для элементов управляющей части
Непревышения импульсных токов для светодиодов
Непревышения импульсных нагрузок для блока(блоков) питания

Управление сегментом

После ряда испытаний была выбран сегмент типа А4-Б4(См Рис., выше) и один стабилизированный блок питания на 5В для всей схемы.

Импульсы управления транзисторами в 1 млС Т1,Т2 формируются микроконтроллером. Каждый сегмент управляется по каналу А4 мощным ключом на Т1 и Т2 формирующим положительный импульс длительностью 1 млС. Таких ключей 6, по числу сегментов.

Для активации сегмента на канале Б4, должен быть сформирован нулевой уровень напряжения, на всё время действия положительного импульса на А4, при этом через сегмент протекает ток активируя выброс фотонов в глаза наблюдателя.

Ключи формирующие нулевой потенциал выполнены на транзисторах КТ645 Т3÷Т11, которые являются общими для всех сегментов. Превращение кода микроконтроллера(МК) в видимую цифру Программа формирует 7-и разрядный код и выставляет его на шинах МК. Например, код нуля равен 126, код девятки 123. 126 в бинарном виде представляется в виде строки 1111110.

Логические единицы представляют собой положительные уровни +5В, открывая транзисторы Т3÷Т11 с открытым коллектором, обеспечивая нулевой потенциал каналов Б4. Нулевой уровень закрывает транзистор и данный сегмент не светится. Про прошествии 1млС включается силовой ключ следующего сегмента, предыдущего выключается.

Блок индикатора

На Рис., выше представлен 7-и сегментный 6-и разрядный индикатор часов точного времени. Старшие разряды десятки часов – 5 разряд, единицы часов – 4 разряд, десятки минут – 3 разряд, 2 разряд – минуты, 1 разряд представляет десятки секунд, нулевой разряд – секунды.

Разряды индикатора окрашивались в разные цвета фломастерами и первоначально выглядели очень эффектно, но проработав пару недель, куда то пропали, как будто выгорели.

На анодах формируются положительные импульсы в 1 млС сдвинутые по времени, на катодах формируется код символа состоящий из комбинации нулей и единиц.

Печатные платы индикатора

Станок на котором я фрезерую платы, имеет ограничение на размеры платы не более 170 х 170 см, в действительности 160 х 160 см. Поэтому весь индикатор пришлось разбить на 3 части по 125 х 150:

Десятки часов от 0 до 2 – А1 и Единицы часов от 0 до 9 – А2

Десятки минут от 0 до 5 – А5 и Единицы мнут от 0 до 9 – А6

Десятки секунд от 0 до 5 – А3 и Единицы секунд от 0 до 9 – А4

Светодиоды smd изображены в красных прямоугольных корпусах по 5 светодиодах в каждом сегменте. Каждая цифра индикатора обвязана линией положительного импульса:

Десятки часов от 0 до 2 – А1

Единицы часов от 0 до 9 – А2

Десятки минут от 0 до 5 – А5

Единицы мнут от 0 до 9 – А6

Десятки секунд от 0 до 5 – А3

Единицы секунд от 0 до 9 – А4

Каждый сегмент любой цифры, состоящий из 5-и светодиодов, имеет имеет связь с подобным сегментом из 5-и остальных.

Платы похожи на первый взгляд, но имеют различия:

Плата часов принимает код символа от МК снизу и передаёт его по вертикали справа плате минут.

Плата минут принимает код символа по вертикали слева от платы часов и передаёт его по вертикали справа плате секунд.

Плата секунд принимает код символа по вертикали справа от платы минут и передаёт его вниз по горизонтали для возможного использования в будущем.

Принципиальная схема управления большим индикатором

Контроллер ATMega8 синхронизируется внутренним кварцевым генератором на 16 МГц обеспечивая точность хода ±0,5 сек/сутки.

Вывод текущего времени на индикатор

A1 PORTD=S[ch/10]; t1 cl t1 A2 PORTD=S[ch%10]; t1 cl t1 //вывод часов

A5 PORTD=S[min/10]; t1 cl t1 A6 PORTD=S[min%10]; t1 cl t1 //вывод минут

A3 PORTD=S[sec/10]; t1 cl t1 A4 PORTD=S[sec%10]; t1 cl t1 //вывод секунд

Расшифруем первую строку:

1. Процедура в фигурных скобках выполняется, если кнопка 1 (kn1) не нажата.

4. Переменная ch формируется процедурой interrupt [TIM1_COMPA] void timer1_compa_isr(void), представляющей из себя прерывание каждую секунду при сравнении таймера timer1 с некоторой постоянной. Секунды накапливаясь формируют минуты и часы точного времени. Для формирования цифры “десятки часов” переменная ch делится на 10 с отбрасыванием остатка от деления. Полученный результат является указателем в массиве S для формирования кода “десятки часов”.

6. cl – по прошествии 1 млС идёт процедура выведения порта D в высокий импеданс и обнуление. В результате семь катодных транзисторов Т закрываются, ци

фра гаснет, но глаз имея енерцию зрения помнит её.

8. Для формирования цифры “единиц часов” от переменной ch берётся остаток от деления на 10 оператором ch%10 которая является указателем в массиве S.

9. Для формирования остальных цифр индикатора процедура зажигания/погасания аналогичны.

Синхронизации времени часов с временем интернета

Для корректировки времени данного устройства с точным временем интернета служит пульт управления являющийся внешним устройством на 2-х кнопках kn1,kn2, переменном резисторе в 10к и мобильного телефона. Подвижный контакт резистора acp соединён с ADC3. АЦП измеряет напряжение на acp и передаёт данные в программу МК. Программа анализирует в состояние kn1,kn2 и выполняет корректировку времени.

//Вывод на индикатор режима

A5 PORTD=S[val/10]; t1 cl t1

A6 PORTD=S[val%10]; t1 cl t1

//корректировка параметра согласно выбранного режима

Отслеживание и корректировка точного времени происходит по телефону.
Режимов корректировки 4, выбирается поворотом ручки переменного резистора в 10 кОм:
1. Корректировки минут+
2. Корректировки минут-
3. Корректировки часов+
4. Корректировки часов-

В два последних разряда при kn1=0 выводится код АЦП делённый на 100, что позволяет выводить до 10 режимов. При отпускании кнопки kn1=1 код АЦП сохраняется в переменной val что и является номером режима.

При нажатии kn2=0, выполняется процедура корректировки:
1. val=0, при отпускании kn2=1 добавляется 1 мин, обнуляются сек, анализируется переменная min, если она больше 59, min обнуляется
2. val=1, при отпускании kn2=1 минуты уменьшаются на 1, обнуляются сек.
3. val=2, при отпускании kn2=1 добавляется 1 час, обнуляются сек, анализируется переменная ch, если она больше 23, обнуляется ch
4. val=3, при отпускании kn2=1 отнимается 1 час, обнуляются сек.
При подаче питания/включения устанавливается время по умолчанию 14 часов 0 минут 40 секунд, далее происходит процедура корректировки.

Внешний вид часов

Программа

Автор Владимир Шишмаков

Chip type : ATmega8

Program type : Application

AVR Core Clock frequency: 16,000000 MHz

Memory model : Small

External RAM size : 0

Data Stack size : 256

//0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

// Timer1 output compare A interrupt service routine

interrupt [TIM1_COMPA] void timer1_compa_isr(void)

// Voltage Reference: AVCC pin

Автор: Владимир Шишмаков, г.Кузнецовск

Ни кому не понравится пользоваться каким-либо девайсом, которое приходилось бы часто заряжать. В портативных устройствах время автономной работы — важный параметр, поэтому к различным способам снижения энергопотребления полезно добавлять еще одну функцию — автоматическое отключение питания, которое поможет спасти заряд батареи, если пользователь забыл отключить устройство.

Arduino Mini, Nano, Uno и Mega.

Общие сведения, анализ и программирование

Arduino — это интересный электронный конструктор, с помощью которого можно создавать различные электронные устройства как для начинающих, так и профессионалов. Модули пользуются огромной популярностью благодаря удобству построения схем и простоте языка программирования. Модуль программируется через обычный USB разъём, без использования специальных программаторов. Ранее мы рассматривали несколько простых схем на основе Ардуино.

В статье описан прибор на базе микроконтроллера ATMega8, с помощью которого была сделана попытка восстановления необслуживаемого кислотного аккумулятора.

Варианты отображения времени в текстовом виде.

Уже после публикации добавил отверстия для вентиляции корпуса. Ну и кнопки заменил на латунные, а то Ян придрался, что чёрные не комильфо.

14.02.2012 6 комментариев

Часы с термометром

12.02.2012 3 комментария

Часы с термометром для автомобиля Устройство собрано в корпусе штатных часов автомобилей ВАЗ 2104-2107. Вверху отображается текущее время, внизу температура. Внешний вид часов показан на фото: Под этот корпус и заточены две платы: плата индикации — односторонняя (используются два четырехразрядных индикатора с общим анодом). Плата контроллера и питания — двухсторонняя. Обе платы соединены межплатными перемыками. […]

Часы — будильник

08.02.2012 1 комментарий

При использовании маломощного сверхяркого индикатора (такого как CA04-41SRWA) и обычных пальчиковых или мизинчиковых батареек (ещё лучше, но дороже поставить аккумуляторы) необходимости отключать индикатор во время отсутствия сетевого напряжения нет. Схема такого варианта питания удобна, если применён блок питания, выполненный в виде зарядного для мобильного телефона со стабилизированным выходным напряжением 5 вольт. В этом случае можно […]

Многофункциональные наручные LED часы

26.01.2012 12 комментариев

Как видно из названия, главное предназначение данного устройства — узнавать текущее время и дату. Но оно имеет ещё множество других полезных функций. Идея его создания появилась после того, как мне на глаза попались полусломанные часы с относительно большим (для наручных) металлическим корпусом. Я подумал, что туда можно вставить самодельные часы, возможности которых ограничиваются только собственной […]

Часы-термометр LED с радиодатчиком

11.01.2012 1 комментарий

1. Часы-термометр LED с радиодатчиком Если для питания часов и приемника применяется один общий стабилизатор напряжения, то скорее всего (да не скорее всего, а точно) приемник начнет сильно шуметь из-за динамической индикации, что приведет к полной потере приема данных! Необходимо применить ДВА ОТДЕЛЬНЫХ стабилизатора 7805/78L05 как показано на схеме! […]

Часы-термометр с большими LED с радиодатчиком

11.01.2012 0 комментариев

Матричные часы-будильник-термометр

06.11.2011 4 комментария

Пропеллер часы

01.10.2011 1 комментарий

И так, для изготовления Пропеллер часов нам понадобятся следующие детали:Для часов: * Драйвер LED MBI5170CD( SOP16, 8 bit) — 4 штуки.* Часы реального времени DS1307Z/ZN( SMD, SO8) — 1 штука.* Микроконторллер ATmega32-16AU (32K Flash, TQFP44, 16MH) — 1 штука.* Кварцевые резонаторы 16MHz — 1 штука.* Кварцевые резонаторы 32kHz — 1 штука.* Линейный стабилизатор 78M05CDT — […]

Простейшие электронные часы на микроконтроллере

01.10.2011 27 комментариев

Простейшие электронные часы на микроконтроллере(С исходником снабженным подробнейшими кометариями) Эти электронные часы простейшие. Собраны были за несколько часов. Основа микроконтроллер PIC16F628A, кроме него часы содержат несколько простых и дешевых элементов, информация выводится на 4-х разрядный (часовой) светодиодный индикатор. Схема питается от сети, а также имеет резервное питание. Данную конструкцию можно рекомендовать начинающим, я специально снабдил […]

Простые часы на светодиодных матрицах.

29.09.2011 1 комментарий

Как то набрел на давно забытые и некогда долго служившие верой и правдой бюджетные домашние электронные часы-будильник.

Простые часы из отдельных светодиодов на микроконтроллере ATMEGA8

Часы-будильник на ATMEGA8 с функцией измерения атмосферного давления, температуры и влажности.

Идея схемы такова, что можно аккуратно собрать такую схему из отдельных деталей, а можно просто используя готовые блоки, даже паяльник при этом не используя.

Будильник на ATMEGA88 с функцией измерения атмосферного давления и температуры.

Автор vitalyadm

Захотелось мне сделать часики на DS1307, убил на это дело день, в протеусе накидал схемку, написал прошивку, развёл быстренько ПП, уже вечером любовался на готовый результат .

- часы на PIC16F628A и датчике температуры DS18B20.

- 4-х сегментный светодиодный индикатор.

- анимированная смена индикации.

Любительская измерительная схема на микроконтроллере,

с программной конвертацией информации в виде текста, на экран телевизора или монитора,

имеющих низкочастотный AV вход.

Схема обладает функцией, вывода на экран телевизора или аналогового монитора, часов реального времени, с отображением даты, и данных цифрового термометра.

В виде текстовой строки ЧЧ:ММ.СС_ДД/ММ/ГГ термометр с точностью до 0.1ºС.

Устройство 2 в 1 часы и секундомер, на Attiny2313.

Отображение в полном формате; часы, минуты, секунды.

Раздельное, удобное управление.

Счётчик отработанного времени предназначен, для контроля за временем наработки ресурсоограниченного устройства в рабочем состоянии.

Счет всегда начинается с включением устройства в активное состояние, и заканчивается когда устройство отключается , а данные остаются в памяти МК ATtiny2313. Срок хранения информации при отключении питающего напряжения не ограничен.

– часы с цифровой коррекцией точности.
– будильник.
– термометр.
– индикация на семисегментный индикатор.
– автоматическая регулировка яркости индикатора.

Читайте также: