Analog digital klokke: 4 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:23

Grunnen til å lage denne klokken var fordi min originale IKEA -klokke ikke fungerte lenger, og jeg likte huset til denne klokken. Jeg syntes det var bortkastet å kaste klokken og bestemte meg for å bruke den på nytt til en analog / digital klokke.

Jeg kunne ha laget en vanlig klokke, men jeg bestemte meg for å lage noe annet. Som enhver annen klokke viser den tiden, men ikke på en standard måte. Ved bruk av 60 to-fargede røde/grønne lysdioder viser klokken klokken. De røde lysdiodene brukes til å vise timene og de grønne lysdiodene viser minuttene. Sekundene indikeres med en gul (rød + grønn) LED og en blinkende gul LED midt på klokken.

Det krever litt øvelse å vite hvordan man leser klokken. Siden lysdiodene brukes til å vise både timer og minutter, trenger den en spesiell måte å presentere tiden på. Tiden vises som en stolpe med lysdioder der den lengste linjen viser enten timene eller minuttene. Hvis den lengste linjen vises i timene, viser den kortere linjen minuttene i grønt, og den resterende delen viser timene i rødt. For å gjøre klokken mer lesbar i tilfelle stolpene er korte, la jeg til en time -indikator ved hjelp av den røde LED -en. Hvis minuttene blir større enn timene, bytter stolpene, det vil si at alle tidligere grønne minutter blir røde for å vise timene, og den gjenværende delen vil vise minuttene, så faktisk blir nesten alt grønt rødt og omvendt.

Det er litt vanskelig å forklare hvordan det fungerer, så vennligst se videoen. På grunn av multiplexering av lysdiodene ser det ut som om lysdiodene blinker i videoen. Dette fanges bare av kameraet, ikke av det menneskelige øyet.

Som alltid bygde jeg dette prosjektet rundt min favoritt mikrokontroller PIC, ved hjelp av JAL -programmeringsspråket, men du kan også bruke en Arduino.

Trinn 1: Designene

Totalt lagde jeg tre forskjellige versjoner av klokken før jeg var fornøyd. Disse versjonene ble designet slik:

1. Bruker en standard 20 MHz krystall for PIC. Med denne designen var klokken synkronisert 1 sekund etter en driftsdag. Dette var for mye. Ved siden av gikk tiden tapt da du slo av klokken siden det ikke var noe reservebatteri i designet.
2. Bruke en DS1302 klokkemodul. Det fine med denne modulen er at den har et reservebatteri, slik at tiden ikke går tapt når du slår av klokken. Da jeg testet klokken med denne modulen var klokken ute av synkronisering 7 sekunder! etter en dag. Jeg tror dette skyldes enten feil krystall eller dårlig PCB -design.
3. Bruke en DS3231 klokkemodul. Denne modulen har også et reservebatteri, og det er mer nøyaktig enn DS1302. Klokken fungerte fint med denne modulen, så jeg brukte dette til den endelige designen. På grunn av det trengte PIC ikke lenger en krystall.

Den komplette designen er tegnet opp i tre skjematiske diagrammer:

1. Klokkekontroller ved hjelp av PIC
2. Ledet sjåfør som bruker skiftregistre
3. 60 tofargede lysdioder

Trinn 2: Nødvendige komponenter

Du må ha følgende komponenter for dette prosjektet:

• Et stykke brødbrett
• PIC mikrokontroller 16F1823
• 3 skiftregister 74HC595
• 1 Darlington Transistor Array ULN2803A
• IC-kontakter: 1 * 14-pins, 3 * 16-pins, 1 * 18-pins
• Klokkemodul DS3231
• 2 trykknappbrytere
• Motstander: 2 * 33k, 8 * 100 Ohm, 8 * 47 Ohm
• 1 elektrolytisk kondensator 100 uF/16V
• 4 kondensatorer 100 nF
• Lysdioder: 60 2 mm tofarger (rød/grønn), 1 5 mm gul
• Jekkplugg 3 mm
• 5 volt adapter, for eksempel den som brukes til lading av en smarttelefon. Sørg for at det er en ekte 5 Volt strømforsyning.
• Valgfritt: Overskrifter for tilkobling av de ytre delene til brødbrettet
• Kynar wire & wire stripper
• Et hus for klokken din.

Se skjematiske diagrammer for hvordan du kobler komponentene. Det krever ganske mye lodding, spesielt for tilkobling av de 60 lysdiodene. Skjematiske diagrammer er inkludert i zip -filen.

Trinn 3: Bygg klokken

Se på bildene om hvordan jeg bygger klokken. Jeg begynte med å fjerne innsiden av den originale klokken, hvoretter jeg boret 60 hull på 2 mm for de tofargede lysdiodene i frontplaten. Deretter malte jeg frontplaten svart og la til et stykke plast for å dekke hullet der de originale hendene på klokken var plassert. Nå er en gul LED plassert på den posisjonen.

Deretter monterte jeg alle 60 lysdiodene, brukte litt varmt lim for å holde dem på plass og koblet dem med Kynar wire til hverandre. Sist men ikke minst monterte jeg brødbrettet med alle komponenter.

På bakdekselet monterte jeg de to trykknappene og strømuttaket. Glem den ekstra platen jeg limte på baksiden som vist på bildet. Jeg la til at fordi i mitt første design var trykknappene plassert der, men jeg måtte flytte dem fordi jeg måtte legge til DS3231-modulen, og jeg bare kunne finne et sted der knappene var da jeg laget mitt første design.

Trinn 4: Programvaren

Som allerede nevnt, er programvaren skrevet for en PIC16F1823 ved bruk av JAL programmeringsspråk. PIC kjører på en intern klokke på 32 MHz. Som nevnt tidligere, utføres klokkeslettet av DS3231 -klokkemodulen.

Programvaren utfører følgende hovedoppgaver:

• Initialiserer DS3231 -modulen ved hjelp av et I2C -grensesnitt. Modulen vil generere et 1 sekunders signal som er koblet til avbruddspinnen til PIC. PIC bruker dette 1 sekunders avbruddet til å lese tiden fra DS3231 -modulen.
• Kjører de 60 tofargede lysdiodene via skiftregistrene. I det skjematiske diagrammet kan det sees at lysdiodene er koblet til en 16 x 8 matrise. Dette reduserer antall ledninger som er nødvendige for å koble til alle lysdioder. Denne matrisedesignen krever at PIC må multiplexere lysdiodene for å lyse dem individuelt. Multiplexing av lysdiodene gjøres på en avbruddsbasis der oppdateringsfrekvensen er 70 Hz så usynlig for det menneskelige øyet.
• Håndtering av trykknappene. Disse brukes til å angi klokkeslettet, en til å stille timer og en til å angi minutter. Begge knappene må trykkes for å aktivere tidsinnstillingsmodus. Når tidsinnstillingsmodus er valgt, lyser den gule lysdioden kontinuerlig. Etter 5 sekunder uten å bruke trykknappene går klokken tilbake til normal tidsdrift og den gule LED-en begynner å blinke.

Se den andre videoen om hvordan du stiller inn tiden.

JAL-kildefilen og Intel Hex-filen for programmering av PIC er vedlagt i zip-filen. Hvis du er interessert i å bruke PIC -mikrokontrolleren med JAL - et Pascal -lignende programmeringsspråk - kan du besøke JAL -nettstedet.

Ha det gøy med å bygge ditt eget prosjekt og gleder deg til reaksjonene dine.