ساعة بمؤشر LED من سبعة أجزاء على شريحة K145IK1911

يختلف تاريخ ظهور هذه الساعات على الموقع قليلاً عن الرسوم البيانية الأخرى الموجودة على الموقع.

إنه يوم عطلة عادي، أذهب إلى مكتب البريد، وأقوم بالبحث في المكان، فيصادفني القارئ أرسل Fedorenko Evgeniy رسمًا تخطيطيًا للساعة مع وصف وجميع الصور.

باختصار عن هذا المخطط دائرة الساعة الإلكترونيةهُم الأيديمكتمل على شريحة K145IK1911، ويتم عرض الوقت على مؤشرات LED من سبعة أجزاء، وكذلك مقالته.

مخطط الساعة:

لتكبير الصورة، ما عليك سوى النقر عليها لتكبيرها وحفظها على الكمبيوتر.

منذ وقت ليس ببعيد، واجهت مهمة إما شراء ساعة جديدة أو تجميع ساعة جديدة بنفسي. كانت متطلبات الساعة بسيطة - يجب أن تعرض الشاشة الساعات والدقائق، ويجب أن يكون هناك منبه، ويجب استخدام مؤشرات LED المكونة من سبعة أجزاء كجهاز عرض. لم أكن أرغب في تكديس مجموعة من الرقائق المنطقية، ولم أرغب في المشاركة في وحدات التحكم في البرمجة. تم الاختيار على تطوير صناعة الإلكترونيات السوفيتية - رقاقة K145IK1901.

لم يكن موجودًا في المتجر في ذلك الوقت، ولكن كان هناك نظير في حزمة مكونة من 40 سنًا - K145IK1911. لا يختلف اسم دبابيس هذه الدائرة الدقيقة عن سابقتها، والفرق هو في الترقيم.

الجانب السلبي لهذه الدوائر الدقيقةهو أنها تعمل فقط مع مؤشرات الفلورسنت فراغ. لضمان الالتحام بمؤشر LED، كان من الضروري بناء دائرة مطابقة باستخدام مفاتيح أشباه الموصلات.

كمحركات سلسلة – J1-J7 يمكنك استخدام الترانزستورات KT3107 مع فهرس الحروف I، A، B. للسائقين لاختيار القطاعات D1-D4، KT3102I، أو KT3117A، KT660A، بالإضافة إلى أي أجهزة أخرى ذات جهد باعث جامع أقصى لا يقل عن 35 فولت وتيار مجمع يبلغ سيتم استخدام 100 مللي أمبير على الأقل. يتم تنظيم تيار قطاعات المؤشر بواسطة مقاومات في دوائر المجمع الخاصة بمحركات الصف.

يتم استخدام نقطة تومض بتردد 1 هرتز للفصل بين أرقام الساعة والدقائق.

هذا التردد موجود عند الطرف Y4 بعد بدء التوقيت. يوفر هذا المخطط أيضًا القدرة على العرض على الشاشة بدلاً من الساعات والدقائق - الدقائق والثواني على التوالي. يتم الانتقال إلى هذا الوضع بالضغط على الزر "Sec". تتم العودة إلى عرض الوقت بالساعة والدقيقة بعد الضغط على زر "الرجوع". توفر هذه الشريحة القدرة على ضبط منبهين في نفس الوقت، ولكن في هذا المخطط لا يتم استخدام المنبه الثاني باعتباره غير ضروري. يتم استخدام مكبر صوت بيزو مزود بمولد مدمج بجهد إمداد يبلغ 12 فولت كباعث صوت. تتم إزالة إشارة المنبه من الدبوس Y5 للدائرة الدقيقة. لتوفير صوت متقطع، يتم تعديل الإشارة بتردد 1 هرتز، يستخدم للإشارة إلى الإيقاع الثاني (النقطة). للحصول على دراسة أكثر تفصيلاً لوظيفة الدائرة الدقيقة K145IK1901(11)، يمكنك الرجوع إلى الوثائق التي يمكن العثور عليها بسهولة مؤخرًا على الإنترنت. يجب أن يتم تشغيل الدائرة الدقيقة بجهد سالب يبلغ -27 فولت ± 10%. وفقًا للتجارب التي تم إجراؤها، تظل الدائرة الدقيقة قيد التشغيل حتى عند جهد -19 فولت، ولا تتأثر دقة الساعة على الإطلاق.

يظهر مخطط الساعة في الشكل أعلاه. تم استخدام مقاومات الرقائق ذات الحجم القياسي 1206 في الدائرة، مما يجعل من الممكن تقليل أبعاد الجهاز بشكل كبير. أي مؤشرات من سبعة قطاعات ذات أنود مشترك تكون مناسبة كمؤشرات من سبعة قطاعات.

حسنًا، هذه هي نهاية القصة في الوقت الحالي، وسيتم تطويرها وتجديدها، وأود أن أعرب عن امتناني لمؤلفها، إيفجيني فيدورينكو، على جميع الأسئلة وأرسل بريده الإلكتروني أيضًا محمي عنوان البريد الإلكتروني هذا من المتطفلين و برامج التطفل. يجب عليك تفعيل جافا سكريبت لمشاهدته.

كما يوحي الاسم، فإن الغرض الرئيسي من هذا الجهاز هو معرفة الوقت والتاريخ الحاليين. ولكن لديها العديد من الميزات المفيدة الأخرى. ظهرت فكرة إنشائها بعد أن صادفت ساعة نصف مكسورة بعلبة معدنية كبيرة نسبيًا (للمعصم). اعتقدت أنه يمكنني إدراج ساعة محلية الصنع هناك، وإمكانياتها محدودة فقط بخيالي ومهارتي. وكانت النتيجة جهازًا يتمتع بالوظائف التالية:

1. الساعة - التقويم:

عد وعرض الساعات والدقائق والثواني ويوم الأسبوع واليوم والشهر والسنة.

توفر الضبط التلقائي للوقت الحالي، والذي يتم إجراؤه كل ساعة (القيم القصوى +/- 9999 وحدة، 1 وحدة = 3.90625 مللي ثانية)

حساب يوم الأسبوع من تاريخ (للقرن الحالي)

الانتقال التلقائي بين التوقيت الصيفي والشتوي (يمكن إيقافه)

• تؤخذ السنوات الكبيسة بعين الاعتبار

2. منبهان مستقلان (يصدر لحن عند تشغيله)
3. مؤقت بزيادات 1 ثانية. (الحد الأقصى لوقت العد 99 ساعة و59 دقيقة و59 ثانية)
4. ساعة توقيت ثنائية القناة بدقة عد تبلغ 0.01 ثانية. (الحد الأقصى لوقت العد 99 ساعة و59 دقيقة و59 ثانية)
5. ساعة توقيت مع دقة العد 1 ثانية. (الحد الأقصى لوقت العد 99 يومًا)
6. ميزان الحرارة في نطاق من -5 درجة مئوية. ما يصل إلى 55 درجة مئوية (محدود بنطاق درجة الحرارة للتشغيل العادي للجهاز) بزيادات قدرها 0.1 درجة مئوية.
7. قارئ ومحاكي المفاتيح الإلكترونية - أجهزة لوحية من النوع DS1990 باستخدام بروتوكول Dallas 1-Wire (ذاكرة تتسع لـ 50 قطعة، والتي تحتوي بالفعل على العديد من "مفاتيح جميع التضاريس" العالمية) مع إمكانية عرض رمز المفتاح بايت بايت .
8. جهاز التحكم عن بعد بالأشعة تحت الحمراء (يتم تنفيذ أمر "التقاط صورة" فقط) للكاميرات الرقمية "بنتاكس"، "نيكون"، "كانون"
9. مصباح يدوي LED
10. 7 ألحان
11. إشارة صوتية في بداية كل ساعة (يمكن إطفاؤها)
12. التأكيد الصوتي للضغط على الزر (يمكن إيقاف تشغيله)
13. مراقبة جهد البطارية مع وظيفة المعايرة
14. تعديل سطوع المؤشر الرقمي

ربما تكون هذه الوظيفة زائدة عن الحاجة، لكنني أحب الأشياء العالمية، بالإضافة إلى الرضا الأخلاقي بأن هذه الساعة ستُصنع بيدي.

رسم تخطيطي للساعة

الجهاز مبني على متحكم ATmega168PA-AU. تدق الساعة وفقًا للمؤقت T2، الذي يعمل في الوضع غير المتزامن من ساعة كوارتز عند تردد 32768 هرتز. يكون المتحكم الدقيق في وضع السكون طوال الوقت تقريبًا (المؤشر متوقف)، ويستيقظ مرة كل ثانية ليضيف هذه الثانية إلى الوقت الحالي ويغفو مرة أخرى. في الوضع النشط، يتم تسجيل MK من مذبذب RC الداخلي عند 8 ميجاهرتز، لكن المقياس الأولي الداخلي يقسمه على 2، ونتيجة لذلك، يتم تسجيل النواة عند 4 ميجاهرتز. للإشارة، يتم استخدام أربعة مؤشرات LED رقمية مكونة من سبعة أجزاء مع أنود مشترك وفاصلة عشرية. هناك أيضًا 7 مصابيح LED للحالة، والغرض منها كما يلي:
D1- علامة القيمة السالبة (ناقص)
D2- علامة ساعة توقيت قيد التشغيل (وامض)
D3- علامة تشغيل الإنذار الأول
D4- علامة تشغيل المنبه الثاني
D5- علامة الإشارة الصوتية في بداية كل ساعة
D6- علامة تشغيل المؤقت (وامض)
D7- مؤشر انخفاض جهد البطارية

R1-R8 - مقاومات الحد الحالي لقطاعات المؤشرات الرقمية HG1-HG4 ومصابيح LED D1-D7. R12,R13 – مقسم لمراقبة جهد البطارية. نظرًا لأن جهد إمداد الساعة هو 3 فولت، ويتطلب مصباح LED الأبيض D9 حوالي 3.4-3.8 فولت عند الاستهلاك الحالي المقدر، فإنه لا يتوهج بكامل قوته (لكنه يكفي لتجنب التعثر في الظلام) وبالتالي فهو متصل بدون تيار - الحد من المقاوم. تم تصميم العناصر R14 وQ1 وR10 للتحكم في LED D8 بالأشعة تحت الحمراء (تطبيق التحكم عن بعد للكاميرات الرقمية). يتم استخدام R19 وR20 وR21 للاقتران عند الاتصال بالأجهزة التي تحتوي على واجهة ذات سلك واحد. يتم التحكم بواسطة ثلاثة أزرار، والتي أسميتها تقليديًا: MODE (الوضع)، UP (أعلى)، DOWN (أسفل). تم تصميم الأول أيضًا لإيقاظ MK عن طريق مقاطعة خارجية (في هذه الحالة يتم تشغيل المؤشر)، لذلك يتم توصيله بشكل منفصل بإدخال PD3. يتم تحديد الضغط على الأزرار المتبقية باستخدام ADC والمقاومات R16، R18. إذا لم يتم الضغط على الأزرار خلال 16 ثانية، فسينتقل MK إلى وضع السكون وينطفئ المؤشر. عندما تكون في الوضع ""جهاز التحكم عن بعد للكاميرات""هذه الفترة هي 32 ثانية، ومع تشغيل المصباح - دقيقة واحدة. يمكن أيضًا وضع MK في وضع السكون يدويًا باستخدام أزرار التحكم. عندما تعمل ساعة الإيقاف بدقة حساب تبلغ 0.01 ثانية. الجهاز لا يدخل في وضع السكون .

لوحة الدوائر المطبوعة

يتم تجميع الجهاز على لوحة دوائر مطبوعة على الوجهين ذات شكل دائري بحجم القطر الداخلي لعلبة ساعة اليد. لكن في الإنتاج استخدمت لوحين أحاديي الجانب بسمك 0.35 مم. تم الحصول على هذا السُمك مرة أخرى عن طريق تقشيره من صفائح الألياف الزجاجية ذات الوجهين بسمك 1.5 مم. ثم تم لصق الألواح معًا. كل هذا تم لأنه لم يكن لدي ألياف زجاجية رقيقة على الوجهين، وكل ملليمتر من السماكة المحفوظة في المساحة الداخلية المحدودة لعلبة الساعة له قيمة كبيرة، ولم تكن هناك حاجة للمحاذاة في صناعة الموصلات المطبوعة باستخدام LUT طريقة. رسم لوحة الدوائر المطبوعة وموقع الأجزاء موجود في الملفات المرفقة. على جانب واحد توجد مؤشرات ومقاومات تحد من التيار R1-R8. على الظهر توجد كل التفاصيل الأخرى. يوجد فتحتان من خلال مصابيح LED البيضاء والأشعة تحت الحمراء.

تم تصنيع جهات اتصال الزر وحامل البطارية من صفائح فولاذية مرنة بسمك 0.2...0.3 مم. والمعلبة. وفيما يلي صور للمجلس من كلا الجانبين:

التصميم والأجزاء وإمكانية استبدالها

يمكن استبدال وحدة التحكم الدقيقة ATmega168PA-AU بـ ATmega168P-AU، ATmega168V-10AU ATmega168-20AU. المؤشرات الرقمية - 4 قطع KPSA02-105 توهج أحمر فائق السطوع بارتفاع رقمي 5.08 ملم. يمكن توفيره من نفس السلسلة KPSA02-xxx أو KCSA02-xxx. (ليس فقط اللون الأخضر - سوف يتوهج بشكل خافت) لست على علم بوجود نظائر أخرى ذات أحجام مماثلة مع سطوع لائق. في HG1، HG3، يختلف اتصال شرائح الكاثود عن HG2، HG4، لأنه كان أكثر ملاءمة بالنسبة لي لتوصيل لوحة الدوائر المطبوعة. في هذا الصدد، يتم استخدام جدول مولد أحرف مختلف لهم في البرنامج. المقاومات والمكثفات المستخدمة SMD للتركيب السطحي بأحجام قياسية 0805 و 1206 ومصابيح LED D1-D7 ذات حجم قياسي 0805. مصابيح LED باللون الأبيض والأشعة تحت الحمراء بقطر 3 مم. تحتوي اللوحة على 13 فتحة يجب تركيب وصلات العبور فيها. يتم استخدام DS18B20 بواجهة ذات سلك واحد كجهاز استشعار لدرجة الحرارة. LS1 عبارة عن مكبر صوت كهرضغطية عادي يتم إدخاله في الغطاء. من خلال جهة اتصال واحدة يتم توصيله باللوحة باستخدام زنبرك مثبت عليه، ومن جهة أخرى يتم توصيله بجسم الساعة بواسطة الغطاء نفسه. مرنان الكوارتز من ساعة اليد.

البرمجة، البرامج الثابتة، الصمامات

بالنسبة للبرمجة داخل الدائرة، تحتوي اللوحة على 6 نقاط اتصال مستديرة فقط (J1)، نظرًا لأن الموصل الكامل لا يتناسب مع الارتفاع. لقد قمت بتوصيلها بالمبرمج باستخدام جهاز اتصال مصنوع من قابس PLD2x3 ونوابض ملحومة بها، وقمت بالضغط عليها بيد واحدة على البقع. وفيما يلي صورة للجهاز.

لقد استخدمته لأنه أثناء عملية التصحيح اضطررت إلى إعادة تحميل ملفات MK عدة مرات. باستخدام البرامج الثابتة التي تستخدم لمرة واحدة، يكون من الأسهل لحام الأسلاك الرفيعة المتصلة بالمبرمج بالتصحيحات، ثم فكها مرة أخرى. يعد وميض MK بدون بطارية أكثر ملاءمة، ولكن بحيث تأتي الطاقة إما من مصدر +3V خارجي أو من مبرمج بنفس جهد الإمداد. تمت كتابة البرنامج في المجمع في بيئة VMLAB 3.15. أكواد المصدر والبرامج الثابتة لـ FLASH وEEPROM في التطبيق.

يجب برمجة بتات FUSE الخاصة بالمتحكم الدقيق DD1 على النحو التالي:
CKSEL3...0 = 0010 - تسجيل الوقت من مذبذب RC الداخلي 8 ميجا هرتز؛
SUT1...0 =10 - وقت بدء التشغيل: 6 CK + 64 مللي ثانية؛
CKDIV8 = 1 - تم تعطيل مقسم التردد على 8؛
CKOUT = 1 - تعطيل ساعة الإخراج على CKOUT؛
BODLEVEL2…0 = 111 - تم تعطيل التحكم في جهد الإمداد؛
EESAVE = 0 - يُحظر مسح EEPROM عند برمجة البلورة؛
WDTON = 1 - مؤقت المراقبة ليس قيد التشغيل دائمًا؛
من الأفضل ترك أجزاء FUSE المتبقية دون تغيير. تتم برمجة بت FUSE إذا تم ضبطها على "0".

مطلوب وميض EEPROM مع التفريغ المضمن في الأرشيف.

تحتوي الخلايا الأولى من EEPROM على المعلمات الأولية للجهاز. ويوضح الجدول أدناه الغرض من بعضها، والذي يمكن تغييره في حدود معقولة.

	عنوان الخلية	غاية	معامل	ملحوظة
		مقدار جهد البطارية الذي تحدث عنده إشارة منخفضة المستوى	260 (104 دولارًا) (2.6 فولت)
		معامل تصحيح قيمة جهد البطارية المقاس
		الفاصل الزمني للتبديل إلى وضع السكون		وحدة 1 = 1 ثانية
		الفاصل الزمني للتبديل إلى وضع السكون عندما يكون المصباح قيد التشغيل		وحدة 1 = 1 ثانية
		الفاصل الزمني للتبديل إلى وضع السكون عندما تكون في وضع التحكم عن بعد للكاميرات		وحدة 1 = 1 ثانية
		يتم تخزين أرقام مفاتيح IButton هنا

توضيحات صغيرة على النقاط:

1 نقطة. يشير هذا إلى مستوى الجهد في البطارية الذي سيضيء عنده مؤشر LED، مما يشير إلى قيمته المنخفضة. لقد قمت بضبطه على 2.6 فولت (المعلمة - 260). إذا كنت بحاجة إلى شيء آخر، على سبيل المثال 2.4 فولت، فأنت بحاجة إلى كتابة 240 ($00F0). يتم تخزين البايت المنخفض في الخلية على العنوان 0000 دولار، ويتم تخزين البايت العالي في 0001 دولار.

2 نقطة. نظرًا لأنني لم أقم بتثبيت مقاوم متغير على اللوحة لضبط دقة قياس جهد البطارية بسبب ضيق المساحة، فقد قدمت معايرة البرامج. إجراء المعايرة للقياس الدقيق هو كما يلي: في البداية، يتم كتابة المعامل 1024 (400 دولار) في خلية EEPROM هذه، وتحتاج إلى تحويل الجهاز إلى الوضع النشط وإلقاء نظرة على الجهد على المؤشر، ثم قياس الجهد الحقيقي على البطارية مع الفولتميتر. يتم حساب عامل التصحيح (K)، الذي يجب ضبطه، بالصيغة: K=Uur/Ui*1024 حيث Uur هو الجهد الحقيقي المقاس بواسطة الفولتميتر، وUi هو الجهد الذي تم قياسه بواسطة الجهاز نفسه. بعد حساب معامل “K” يتم إدخاله إلى الجهاز (كما هو مذكور في تعليمات التشغيل). وبعد المعايرة لم يتجاوز خطأي 3%.

3 نقطة. هنا يمكنك ضبط الوقت الذي سيدخل الجهاز بعده في وضع السكون إذا لم يتم الضغط على أي أزرار. تكاليف الألغام 16 ثانية. على سبيل المثال، إذا كنت بحاجة إلى النوم خلال 30 ثانية، فستحتاج إلى كتابة 30 دولارًا (26 دولارًا).

في النقطتين 4 و 5 نفس الشيء.

6 نقطة. عند العنوان $0030، يتم تخزين رمز عائلة المفتاح الصفري (Dallas 1-Wire)، ثم رقمه المكون من 48 بت وCRC. وهكذا 50 مفتاحًا بالتسلسل.

الإعداد، ميزات التشغيل

يتلخص إعداد الجهاز في معايرة قياس جهد البطارية، كما هو موضح أعلاه. من الضروري أيضًا اكتشاف انحراف معدل الساعة لمدة ساعة واحدة، وحساب قيمة التصحيح المناسبة وإدخالها (يتم وصف الإجراء في تعليمات التشغيل).

يتم تشغيل الجهاز بواسطة بطارية ليثيوم CR2032 (3 فولت) ويستهلك حوالي 4 ميكرو أمبير في وضع السكون، و5...20 مللي أمبير في الوضع النشط، اعتمادًا على سطوع المؤشر. مع الاستخدام اليومي للوضع النشط لمدة خمس دقائق، يجب أن تدوم البطارية حوالي 2....8 شهرًا حسب السطوع. علبة الساعة متصلة بالبطارية السلبية.

تم اختبار القراءة الرئيسية على DS1990. تم اختبار المحاكاة على أجهزة الاتصال الداخلي METAKOM. تحت الأرقام التسلسلية من 46 إلى 49 (آخر 4) تومض المفاتيح العالمية للاتصال الداخلي (يتم تخزين جميع المفاتيح في EEPROM، ويمكن تغييرها قبل الوميض). المفتاح المسجل تحت الرقم 49 فتح جميع أجهزة الاتصال الداخلي METAKOM التي صادفتها، ولم تتح لي الفرصة لاختبار بقية المفاتيح العالمية، لقد أخذت رموزها من الشبكة.

تم اختبار جهاز التحكم عن بعد للكاميرات على طرازي Pentax optio L20 وNikon D3000. تعذر الحصول على Canon للمراجعة.

دليل المستخدم يقع في 13 صفحة، لذلك لم أدرجه في المقال، بل أدرجته في ملحق بصيغة PDF.

يحتوي الأرشيف على:
مخطط في وGIF؛
رسم لوحة الدوائر المطبوعة وترتيب العناصر في التنسيق؛
البرامج الثابتة وكود المصدر في المجمع؛

قائمة العناصر الراديوية

تعيين	يكتب	فئة	كمية	ملحوظة	محل	مفكرة بلدي
DD1	MK AVR 8 بت	أتميجا168PA	1	PA-AU		إلى المفكرة
U2	جهاز استشعار درجة الحرارة	DS18B20	1			إلى المفكرة
س1	ترانزستور موسفيت	2N7002	1			إلى المفكرة
ج1، ج2	مكثف	30 بيكو فاراد	2			إلى المفكرة
ج3، ج4	مكثف	0.1 درجة فهرنهايت	2			إلى المفكرة
ج5	مكثف كهربائيا	47 درجة فهرنهايت	1			إلى المفكرة
آر1-آر8، آر17	المقاوم	100 أوم	9			إلى المفكرة
ص9	المقاوم	10 كيلو أوم	1			إلى المفكرة
ص 10	المقاوم	8.2 أوم	1			إلى المفكرة
ص11	المقاوم	300 أوم	1			إلى المفكرة
ر12	المقاوم	2 ميغا أوم	1			إلى المفكرة
ر13	المقاوم	220 كيلو أوم	1			إلى المفكرة
ر14	المقاوم	30 كيلو أوم	1			إلى المفكرة
ر15، ر19	المقاوم	4.7 كيلو أوم	2			إلى المفكرة
ص16	المقاوم	20 كيلو أوم	1

ساعة بإضاءة خلفية LED وعقرب دقائق نابض على متحكم Arduino
تم تصنيع هذه الساعة الفريدة ذات الإضاءة الخلفية LED وعقرب الدقائق النابض باستخدام شريحة التحكم TLC5940 PWM. وتتمثل مهمتها الرئيسية في زيادة عدد جهات اتصال تعديل PWM. ميزة أخرى لهذه الساعة هي أنها قامت بتحويل الفولتميتر التناظري إلى جهاز يقيس الدقائق. للقيام بذلك، تمت طباعة مقياس جديد على طابعة قياسية ولصقه فوق القديم. على هذا النحو، لا يتم احتساب الدقيقة الخامسة، كل ما في الأمر هو أنه خلال الدقيقة الخامسة يُظهر عداد الوقت سهمًا يشير إلى نهاية المقياس (خارج المقياس). يتم تنفيذ التحكم الرئيسي على متحكم Arduino Uno.

للتأكد من أن الإضاءة الخلفية على مدار الساعة لم تتوهج بشكل مشرق للغاية في غرفة مظلمة، تم تنفيذ دائرة لضبط السطوع تلقائيًا اعتمادًا على الإضاءة (تم استخدام المقاوم الضوئي).

الخطوة 1: المكونات المطلوبة

إليك ما ستحتاج إليه:

• وحدة الفولتميتر التناظرية 5 فولت تيار مستمر ؛
• متحكم Arduino UNO أو أي جهاز Arduino مناسب آخر؛
• لوحة دوائر اردوينو (لوحة بروتو) ؛
• وحدة DS1307 لساعة الوقت الحقيقي (RTC)؛
• وحدة مع وحدة تحكم PWM TLC5940؛
• المصابيح الخلفية LED البتلة - 12 قطعة؛
• مكونات لتجميع دائرة التحكم التلقائي في السطوع (LDR).

أيضًا، لإنتاج بعض المكونات الأخرى للمشروع، من المستحسن الوصول إلى طابعة ثلاثية الأبعاد وآلة قطع بالليزر. ومن المفترض أن يكون لديك هذا الوصول، لذا ستتضمن التعليمات رسومات التصنيع في المراحل المناسبة.

الخطوة 2: اطلب

يتكون القرص من ثلاثة أجزاء (طبقات) مقطوعة على آلة القطع بالليزر من لوح MDF مقاس 3 مم، ويتم تثبيتها معًا بمسامير. يتم وضع لوحة بدون فتحات (أسفل اليمين في الصورة) أسفل لوحة أخرى لوضع مصابيح LED (أسفل اليسار). بعد ذلك، يتم وضع مصابيح LED الفردية في الفتحات المناسبة، ويتم وضع اللوحة الأمامية في الأعلى (في الشكل العلوي). يتم حفر أربعة ثقوب على طول حافة القرص، حيث يتم من خلالها ربط الأجزاء الثلاثة معًا.

• لاختبار أداء المصابيح في هذه المرحلة، تم استخدام بطارية خلية العملة المعدنية CR2032؛
• لتأمين مصابيح LED، تم استخدام شرائح صغيرة من الشريط اللاصق، والتي تم لصقها على الجزء الخلفي من مصابيح LED؛
• تم ثني جميع أرجل LED مسبقًا وفقًا لذلك؛
• تم إعادة حفر الثقوب الموجودة على طول الحواف، والتي تم من خلالها تنفيذ البراغي. اتضح أن هذا كان أكثر ملاءمة.

الرسم الفني لأجزاء الاتصال متاح على:

الخطوة 3: تصميم الدائرة

وفي هذه المرحلة تم تطوير الدائرة الكهربائية. تم استخدام الكتب المدرسية والأدلة المختلفة لهذا الغرض. لن نتعمق كثيرًا في هذه العملية؛ فالملفان أدناه يوضحان الدائرة الكهربائية النهائية التي تم استخدامها في هذا المشروع.

الخطوة 4: توصيل لوحة دائرة اردوينو

1. الخطوة الأولى هي فك جميع وصلات الإبرة الموجودة على لوحات الدوائر واللوحات المقطعية؛
2. علاوة على ذلك، نظرًا لاستخدام طاقة 5V وGND بواسطة العديد من اللوحات والأجهزة الطرفية، من أجل الموثوقية، تم لحام سلكين لـ 5V وGND على لوحة الدائرة؛
3. بعد ذلك، تم تثبيت وحدة تحكم TLC5940 PWM بجوار جهات الاتصال المستخدمة؛
4. ثم يتم توصيل وحدة التحكم TLC5940 وفقًا لمخطط الاتصال؛
5. لكي تتمكن من استخدام البطارية، تم تركيب وحدة RTC على حافة لوحة الدائرة. إذا قمت بلحامها في منتصف اللوحة، فلن تكون علامات الدبوس مرئية؛
6. تم توصيل وحدة RTC وفقًا لمخطط الاتصال؛
7. تم تجميع دائرة التحكم التلقائي في السطوع (LDR)، يمكنك مشاهدتها على الرابط
8. يتم توصيل أسلاك الفولتميتر عن طريق توصيل الأسلاك بالدبوس 6 و GND.
9. في النهاية، تم لحام 13 سلكًا لمصابيح LED (في الممارسة العملية، اتضح أنه كان من الأفضل القيام بذلك قبل الانتقال إلى الخطوة 3).

الخطوة 5: الكود

تم تجميع الكود أدناه من أجزاء مختلفة من مكونات الساعة الموجودة على الإنترنت. لقد تم تصحيحه بالكامل وهو الآن يعمل بكامل طاقته، وتمت إضافة بعض التعليقات التفصيلية. ولكن قبل التحميل إلى المتحكم الدقيق، ضع في اعتبارك النقاط التالية:

• قبل تحديث البرنامج الثابت لـ Arduino، يجب عليك إلغاء التعليق على السطر الذي يحدد الوقت:
  rtc.adjust(DateTime(__DATE__, __TIME__))
  بعد وميض وحدة التحكم بهذا الخط (تم ضبط الوقت)، تحتاج إلى التعليق عليه مرة أخرى وميض وحدة التحكم مرة أخرى. يتيح ذلك لوحدة RTC استخدام البطارية لتذكر الوقت في حالة فقدان الطاقة الرئيسية.
• في كل مرة تستخدم فيها "Tlc.set()" تحتاج إلى استخدام "Tlc.update"

الخطوة 6: الحلقة الخارجية

تمت طباعة حلقة الساعة الخارجية بتقنية ثلاثية الأبعاد باستخدام طابعة Replicator Z18. يتم تثبيته على الساعة باستخدام مسامير على وجه الساعة. يوجد أدناه ملف يحتوي على نموذج ثلاثي الأبعاد للحلقة للطباعة على طابعة ثلاثية الأبعاد.

الخطوة 7: تجميع الساعة

تم تثبيت متحكم Arduino مع جميع الأجهزة الإلكترونية الأخرى في الجزء الخلفي من الساعة باستخدام البراغي والصواميل كفواصل. ثم قمت بتوصيل جميع مصابيح LED والفولتميتر التناظري و LDR بالأسلاك التي كانت ملحومة مسبقًا بلوحة الدائرة. جميع مصابيح LED مترابطة بواسطة ساق واحدة ومتصلة بمنفذ VCC الموجود على وحدة التحكم TLC5940 (قطعة من السلك ملحومة ببساطة في دائرة).

حتى الآن، كل هذا ليس معزولًا جيدًا عن الدوائر القصيرة، ولكن العمل على ذلك سيستمر في الإصدارات المستقبلية.

ساعة يد محلية الصنع مع مؤشر فراغ، مصنوعة بأسلوب Steampunk. المواد مأخوذة من www.johngineer.com. تم تجميع ساعة اليد هذه على أساس شاشة IVL-2. لقد اشتريت في الأصل العديد من هذه المؤشرات لإنشاء ساعة طاولة قياسية، ولكن بعد بعض التفكير أدركت أنه يمكنني إنشاء ساعة يد أنيقة أيضًا. يحتوي المؤشر على عدد من الميزات التي تجعله أكثر ملاءمة لهذا الغرض من معظم شاشات العرض السوفيتية الأخرى. وهنا المعلمات:

• تيار الفتيل المقدر هو 60 مللي أمبير 2.4 فولت، ولكنه يعمل مع 35 مللي أمبير 1.2 فولت.
• حجم صغير - فقط 1.25 × 2.25 بوصة
• يمكن أن تعمل بجهد شبكة منخفض نسبيًا 12 فولت (حتى 24)
• يستهلك فقط 2.5 مللي أمبير/قطعة عند 12.5 فولت

يمكن تكبير جميع الصور من خلال النقر عليها. وكان الغذاء هو العائق الأكبر أمام إتمام المشروع بنجاح. وبما أن هذه الساعة كان المقصود منها أن تكون جزءًا من زي ما، فلا يهم أن تدوم البطارية لمدة 10 ساعات فقط. استقرت على AA و AAA.

المخطط بسيط للغاية. متحكم Atmel AVR ATMega88 وساعة الوقت الحقيقي - DS3231. ولكن هناك شرائح أخرى، أرخص بكثير، ستعمل بنفس الطريقة في المولد.

يتم تشغيل شاشة VFD بواسطة MAX6920 - مسجل تحويل 12 بت مع مخرجات الجهد العالي (حتى 70 فولت). إنه سهل الاستخدام وموثوق للغاية وصغير الحجم. كان من الممكن أيضًا أن يقوم برنامج تشغيل الشاشة بلحام مجموعة من المكونات المنفصلة، ​​لكن هذا لم يكن عمليًا بسبب قيود المساحة.

يعمل جهد البطارية أيضًا على تشغيل محول تعزيز 5 فولت (MCP1640 SOT23-6)، وهو مطلوب للتشغيل العادي لـ AVR وDS3231 وMAX6920، ويعمل أيضًا كجهد دخل لمحول تعزيز ثانٍ (NCP1403 SOT23-5)، الذي ينتج 13 فولت لجهد الشبكة لمؤشر الفراغ.

تحتوي الساعة على ثلاثة أجهزة استشعار: واحد تناظري واثنان رقميان. المستشعر التناظري عبارة عن ترانزستور ضوئي ويستخدم للكشف عن مستوى الضوء (Q2). أجهزة الاستشعار الرقمية: BMP180 - الضغط ودرجة الحرارة، وMMA8653 - مقياس التسارع للكشف عن الحركة. يتم توصيل كلا المستشعرين الرقميين عبر ناقل I2C إلى DS3231.

يتم لحام الأنابيب النحاسية من أجل جمال وحماية الشاشة الزجاجية لساعة اليد، ويتم استخدام أسلاك نحاسية بسمك 2 مم لربط الحزام الجلدي. لم يتم تقديم مخطط الدائرة الكامل في المقالة الأصلية - راجع الاتصال الموجود على أوراق البيانات بالدوائر الدقيقة المشار إليها.

تم تجميع هذه الساعة على مجموعة شرائح معروفة - K176IE18 (عداد ثنائي للساعة مع مولد إشارة الجرس)،

K176IE13 (عداد الساعة مع المنبه) وK176ID2 (محول الكود الثنائي إلى سبعة أجزاء)

عند تشغيل الطاقة، تتم كتابة الأصفار تلقائيًا على عداد الساعات والدقائق وسجل ذاكرة ساعة المنبه لشريحة U2. من أجل التثبيت

الوقت، اضغط على الزر S4 (ضبط الوقت) مع الاستمرار اضغط على الزر S3 (الساعة) - لضبط الساعة أو S2 (الحد الأدنى) - للضبط

دقائق. في هذه الحالة، ستبدأ قراءات المؤشرات المقابلة بالتغير بتردد 2 هرتز من 00 إلى 59 ثم مرة أخرى 00. في لحظة الانتقال

من 59 إلى 00 سيزيد عداد الساعات بمقدار واحد. ضبط وقت المنبه هو نفسه، ما عليك سوى الاحتفاظ به

الزر S5 (ضبط التنبيه). بعد ضبط وقت المنبه، تحتاج إلى الضغط على الزر S1 لتشغيل المنبه (جهات الاتصال

مغلق). يُستخدم الزر S6 (إعادة الضبط) لفرض إعادة ضبط مؤشرات الدقائق على 00 أثناء الإعداد. تلعب مصابيح LED D3 و D4 دورًا

تقسيم النقاط وامض بتردد 1 هرتز. المؤشرات الرقمية الموجودة على الرسم البياني موجودة بالترتيب الصحيح، أي. تعال أولا

مؤشرات الساعات ونقطتان مقسمتان (مصابيح LED D3 وD4) ومؤشرات الدقائق.

تستخدم الساعة المقاومات R6-R12 و R14-R16 بقوة 0.25 واط والباقي 0.125 واط. مرنان الكوارتز XTAL1 بتردد 32768 هرتز -

الحراسة العادية، يمكن استبدال الترانزستورات KT315A بأي سيليكون منخفض الطاقة للهيكل المناسب، KT815A - مع الترانزستورات

متوسط ​​​​الطاقة مع معامل نقل تيار أساسي ثابت لا يقل عن 40، الثنائيات - أي سيليكون منخفض الطاقة. مكبر الصوت BZ1

ديناميكي، بدون مولد مدمج، مقاومة اللف 45 أوم. الزر S1 مقفل بشكل طبيعي.

المؤشرات المستخدمة هي TOS-5163AG باللون الأخضر، ويمكنك استخدام أي مؤشرات أخرى ذات كاثود مشترك دون تقليل

مقاومة المقاومات R6-R12. في الشكل يمكنك رؤية دبوس هذا المؤشر، وتظهر الاستنتاجات بشكل مشروط، لأنه قدم

وجهة نظر من فوق.

بعد تجميع الساعة، قد تحتاج إلى ضبط تردد المذبذب البلوري. يمكن القيام بذلك بدقة أكبر من خلال التحكم الرقمي

باستخدام مقياس التردد، تكون فترة التذبذب 1 ثانية عند الطرف 4 من الدائرة الدقيقة U1. سيتطلب ضبط المولد مع تقدم الساعة نفقات أكبر بكثير

وقت. قد يتعين عليك أيضًا ضبط سطوع مصابيح LED D3 وD4 عن طريق تحديد مقاومة المقاوم R5، بحيث يكون كل شيء

متوهج بشكل موحد الزاهية. التيار الذي تستهلكه الساعة لا يتجاوز 180 مللي أمبير.

يتم تشغيل الساعة بواسطة مصدر طاقة تقليدي، تم تجميعه على مثبت دائرة كهربائية دقيقة إيجابي 7809 بجهد خرج +9 فولت وتيار 1.5 أمبير.