Analogt digitalt ur: 4 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:28

Grunden til at lave dette ur var fordi mit originale IKEA -ur ikke fungerede mere, og jeg kunne virkelig godt lide huset til dette ur. Jeg fandt det spild at smide uret og besluttede at genbruge det til et analogt / digitalt ur.

Jeg kunne have lavet et standardur, men jeg besluttede mig for at lave noget anderledes. Som ethvert andet ur viser det klokken, men ikke på en standard måde. Ved hjælp af 60 to-farve røde/grønne lysdioder viser uret klokken. De røde lysdioder bruges til at vise timerne, og de grønne lysdioder viser minutterne. Sekunderne angives med en gående gul (rød + grøn) LED og med en blinkende gul LED i midten af uret.

Det kræver lidt øvelse at vide, hvordan man læser uret. Da lysdioderne bruges til at vise både timer og minutter, har den brug for en særlig måde at præsentere tiden på. Tiden vises som en bjælke med lysdioder, hvor den længste bjælke enten viser timer eller minutter. Hvis den længste bjælke vises med timerne, viser den kortere bjælke minutterne i grønt, og den resterende del viser timerne med rødt. For at gøre uret mere læsbart i tilfælde af, at søjlerne er korte, tilføjede jeg en time -indikator ved hjælp af den røde LED. Hvis minutterne bliver større end timerne, skifter søjlerne, det vil sige, at alle tidligere grønne minutter blev røde for at vise timerne, og den resterende del viser minutterne, så faktisk næsten alt grønt bliver rødt og omvendt.

Det er lidt svært at forklare, hvordan det fungerer, så se videoen. På grund af multiplexering af LED'erne ser det ud som om LED'erne blinker i videoen. Dette fanges kun af kameraet, ikke af det menneskelige øje.

Som altid byggede jeg dette projekt omkring min yndlingsmikrokontroller PIC ved hjælp af JAL -programmeringssproget, men du kan også bruge en Arduino.

Trin 1: Designerne

I alt lavede jeg tre forskellige versioner af uret, før jeg var tilfreds. Disse versioner blev designet som følger:

1. Brug af en standard 20 MHz krystal til PIC. Med dette design var uret synkroniseret 1 sekund efter en dag i drift. Dette var for meget. Desuden gik tiden tabt, da du slukkede uret, da der ikke var et reservebatteri i designet.
2. Brug af et DS1302 urmodul. Det fine ved dette modul er, at det har et reservebatteri, så tiden ikke går tabt, når du slukker uret. Da jeg testede uret med dette modul var uret synkroniseret 7 sekunder! efter en dag. Jeg tror, at dette skyldes enten den forkerte krystal eller et dårligt PCB -design.
3. Brug af et DS3231 -urmodul. Dette modul har også et backupbatteri, og det er mere præcist end DS1302. Uret fungerede fint med dette modul, så jeg brugte dette til det endelige design. På grund af det havde PIC ikke længere brug for en krystal.

Det komplette design er tegnet i tre skematiske diagrammer:

1. Urkontroller ved hjælp af PIC
2. Ledet driver ved hjælp af skifteregistre
3. 60 tofarvede lysdioder

Trin 2: Påkrævede komponenter

Du skal have følgende komponenter til dette projekt:

• Et stykke brødbræt
• PIC mikrokontroller 16F1823
• 3 skift register 74HC595
• 1 Darlington Transistor Array ULN2803A
• IC-stik: 1 * 14-benet, 3 * 16-benet, 1 * 18-benet
• Urmodul DS3231
• 2 trykknapper
• Modstande: 2 * 33k, 8 * 100 Ohm, 8 * 47 Ohm
• 1 elektrolytkondensator 100 uF/16V
• 4 kondensatorer 100 nF
• Lysdioder: 60 2 mm tofarvet (rød/grøn), 1 5 mm gul
• Jackstik 3 mm
• 5 Volt adapter, for eksempel den, der bruges til opladning af en smartphone. Sørg for, at det er en ægte 5 Volt strømforsyning.
• Valgfrit: Skæreborde til tilslutning af de eksterne dele til brødbrættet
• Kynar wire & wire stripper
• Et hus til dit ur.

Se de skematiske diagrammer om, hvordan komponenterne tilsluttes. Det kræver en del lodning, især for tilslutning af de 60 lysdioder. Skematiske diagrammer er inkluderet i zip -filen.

Trin 3: Byg uret

Se på billederne om, hvordan jeg bygger uret. Jeg startede med at fjerne indersiden af det originale ur, hvorefter jeg borede 60 huller på 2 mm til de tofarvede lysdioder i frontpladen. Derefter malede jeg frontpladen sort og tilføjede et stykke plastik til at dække hullet, hvor urets originale hænder var placeret. Nu er en gul LED placeret på den position.

Derefter monterede jeg alle 60 lysdioder, brugte lidt varm lim til at holde dem på deres sted og forbandt dem med Kynar wire til hinanden. Sidst men ikke mindst samlede jeg brødbrættet med alle komponenter.

På bagdækslet monterede jeg de to trykknapper og strømstikket. Glem den ekstra plade, jeg limede på bagsiden som vist på billedet. Jeg tilføjede, at i mit første design var trykknapperne placeret der, men jeg var nødt til at flytte dem, fordi jeg var nødt til at tilføje DS3231-modulet, og jeg kun kunne finde et sted, hvor disse knapper var, da jeg lavede mit første design.

Trin 4: Softwaren

Som allerede nævnt er softwaren skrevet til en PIC16F1823 ved hjælp af JAL programmeringssprog. PIC'en kører på et internt ur på 32 MHz. Som tidligere nævnt udføres uretimingen af DS3231 -urmodulet.

Softwaren udfører følgende hovedopgaver:

• Initialiserer DS3231 -modulet ved hjælp af et I2C -interface. Modulet vil generere et 1 sekunders signal, der er forbundet til PIC's interrupt pin. PIC'en bruger denne 1 sekunders afbrydelse til at aflæse tiden fra DS3231 -modulet.
• Kører de 60 tofarvede lysdioder via skifteregistrene. I det skematiske diagram kan det ses, at lysdioderne er forbundet i en 16 x 8 matrix. Dette reducerer antallet af ledninger, der er nødvendige for at forbinde alle lysdioder. Dette matrixdesign kræver, at PIC'en skal multiplexere lysdioderne for at kunne tænde dem individuelt. Multiplexing af lysdioderne udføres afbrudt, hvor opdateringsfrekvensen er 70 Hz så usynlig for det menneskelige øje.
• Håndtering af trykknapper. Disse bruges til at indstille tiden, en til indstilling af timer og en til indstilling af minutter. Der skal trykkes på begge knapper for at aktivere tidsindstillingstilstanden. Når tidsindstillingsfunktionen er valgt, lyser den gule LED konstant. Efter 5 sekunder uden at bruge trykknapperne vender uret tilbage til den normale tidsdrift, og den gule LED begynder at blinke.

Se den anden video om, hvordan du indstiller tiden.

JAL-kildefilen og Intel Hex-filen til programmering af PIC'en er vedhæftet zip-filen. Hvis du er interesseret i at bruge PIC -mikrokontrolleren med JAL - et Pascal -lignende programmeringssprog - kan du besøge JAL -webstedet.

God fornøjelse med at bygge dit eget projekt og glæde dig til dine reaktioner.