Часы на светодиодной матрице.


Вступление.

Всем доброго времени суток! Хочу поделиться небольшой, но приятной мелочью — часами собственного дизайна :). Приближается Новый Год, а, значит, родным и близким можно сделать и подарить что-то интересное. Уже давно крутилась мысль подарить часы. Но не простые, а с какой-нибудь приятной мелочью. В итоге получились часы на светодиодной матрице. Требования были следующие:

Требования.

— Энергонезависимость. Часы не должны сбрасываться при отключении питания;
— Эстетичность. Должна присутствовать какая-никакая эстетика. Все-таки будут стоять на видном месте;
— Должна присутствовать некая изюминка. Это и будет приятной мелочью;
— Наличие нескольких будильников;
— Простота и надежность.

Схема.

Схема достаточно простая. Поэтому по каждой части скажу всего несколько слов.
Для читаемости, схема разделена на три части.

Часть первая. Питание, интерфейс JTAG, управление звуковым излучателем.

Поскольку потребление схемы сравнительно небольшое — до 200мА, я решил поставить линейный стабилизатор на 5В.
В моем случае на вход стабилизатора подается 12В. Максимальная мощность выделяемая на стабилизаторе: (12-5)*0,2 = 1,4Вт. Это приличное значение, поэтому пришлось сделать небольшую вентиляцию в задней стенке.
Для программирования и отладки я использовал JTAG. У кого нет этой полезной вещи, можно заглянуть сюда:
http://easyelectronics.ru/vnutrisxemnaya-otladka-avr-cherez-jtag-ice.html
Для будильника был установлен излучатель со встроенной схемой генерации. Поэтому для получения нужной длительности звукового сигнала достаточно просто включать и выключать транзистор. Ограничивающее сопротивление около 10 Ом.

Часть вторая. Микроконтроллер, часы реального времени.

С контроллером я немного подстраховался и поставил Мегу32. Хотя программа без оптимизации свободно помещается в Мегу16. На нее и рекомендую заменить. RTC поставил обычные DS1307 в корпусе DIP. При наличии SMD варианта — плата легким движением руки переделывается под нее. Кварцевый резонатор рекомендую ставить более-менее приличный, потому как подводить часы раз в 2-3 месяца — то еще «удовольствие».

Часть третья. Индикация.
Используется простая динамическая индикация. Для придания хорошей контрастности две пленки наклеены друг на друга. Они так же хорошо скрывают щель между корпусом и индикатором. Пленка — ORACAL 8300.


Интерфейс.

Интерфейс простой. Всего несколько менюшек:
1. БУД1 — Будильник 1(рабочий день). Установка времени.
2. БУД2 — Будильник 2(выходной день). Установка времени.
3. ЗВК1 — Включение\отключение звонка(рабочий день).
4. ЗВК2 — Включение\отключение звонка(выходной день).
5. ЧАС — Установка текущего времени.
6. ДЕНЬ — Установка дня недели.
7. СБРС — Сброс. Нужен при смене батарейки.

Для управления используется одна кнопка. Алгоритм работы следующий: короткое нажатие — вход в текущее меню, длительное нажатие — переход к следующему пункту меню. Для выхода из меню — просто ждем 4 секунды.

Конструктив.

Конструкция достаточно простая. Плата крепится на стойки. Стойки приклеиваются к передней крышке. В ней вырезается отверстие под индикатор. В задней части корпуса сделаны отверстия под кнопку, провод питания и вентиляцию.


Корпус для примера можно посмотреть здесь:
ru.aliexpress.com/store/product/Free-shipping-plastic-project-box-abs-enclosures-for-electronics-plastic-pcb-enclosures-instrument-cases-110-65/1352312_2039888752.html

В качестве изюминки выступает «плавная» прокрутка при изменении цифр. Это можно посмотреть в ролике:
www.youtube.com/watch?v=iu826mNwrKU
Схема, плата и исходники во вложении.

Файлы в топике: Clock_Matrix.zip

Комментарии (17)

RSS свернуть / развернуть
Красиво! Еще бы фото внутренностей посмотреть…
0
Конструкция простая. Смотреть особо не на что.


Большая черная ляпушка — литиевая батарейка.
0
Большая черная ляпушка — литиевая батарейка.
Фи. Не так уж сложно же найти держатель нормальный.
0
Согласен, с держателем было бы гораздо культурнее. Но я не нашел места для его. Так и пришлось на контроллер его приклеить.
0
Бывают еще вертикальные. А еще можно было поставить его поверх какой-нить другой детальки. Решение несколько странное, но нинтенду, например, не смущает спрятать процессор под слотом карты памяти) Тоже в своем роде изюминка :D
0
Что-то сразу я не догадался… Можно было приклеить батарейку на заднюю стенку. Тогда внутри все было бы аккуратнее.
0
Корпус классный!
Сделано красиво.

JTAG ICE работает в новой 7 студии? вроде они отказались от него.
0
Не могу сказать. Я в IAR 6.12 писал. Там точно есть :-)
0
Поскольку потребление схемы сравнительно небольшое — до 200мА, я решил поставить линейный стабилизатор на 5В.
Это довольно дофига, при дропе в 7В. Я бы подумал в сторону импульсника, чтобы часы не грелись.
Почему питание от 12В, кстати? Адаптер на 5В нынче найти даже проще.
Хотя программа без оптимизации свободно помещается в Мегу16.
Что-то как по мне для часиков без особых изысков и это сильно дофига.
Для управления используется одна кнопка.
Почему не сделать более удобный интерфейс с несколькими кнопками?
0
  • avatar
  • Vga
  • 22 декабря 2017, 23:05
1. В закромах нашелся БП только на 12В 200мА. Его и решил использовать. Да и 200мА — максимальный ток в статическом режиме. В динамике он не успевает дойти до этого значения.
2. Мегу16 рекомендовал из-за нужного количества выводов. В Мегу8 думаю тоже влезет, но у нее не хватит GPIO. Надо было бы защелки ставить. Из-за этого усложнилась бы и схема и прога и разводка. Мне показалось, что это не стоит 50р.
3. Сначала это решение тоже показалось мне не очень. Но как показала практика — за последний месяц ни разу не нажал даже эту кнопку.
0
Да и 200мА — максимальный ток в статическом режиме. В динамике он не успевает дойти до этого значения.
Все равно в среднем там с сотню будет. Корпус часов заметно нагревается?
Надо было бы защелки ставить.
А, да, у тебя же 24 пина на матрицу идет. 16 пинов на столбцы, конечно, так и вызывают желание заменить их счетчиком-дешифратором или регистром, как это сделано в TFT-матрицах, но схема упростится только если найти 16-битный регистр с мощными выходами (вообще, у NXP кажется был SPI GPIO-расширитель с OD выходами на 18В и довольно приличный, ЕМНИП, ток).
Но как показала практика — за последний месяц ни разу не нажал даже эту кнопку.
Подводить часы оно может и редко требуется, но если часто юзать будильник, то и к кнопкам лезть придется регулярно.
Можно, конечно, вообще вместо кнопки поставить ИК-ресивер или BT и настраивать с компа/смартфона/карманной консольки)
P.S. Совсем забыл. За качественно выполненную морду — жирный плюс. Хотя кнопка вид несколько портит, как по мне.
P.P.S. Алсо, излучатель у тебя таки электромагнитный, а не пьезо.
0
В принципе к внешнему виду претензий почти нет. Сделано красиво и действительно эстетично. Браво! Напрягает лишь кнопка. На мой взгляд великовата. Соглашусь с отговоркой что другой не было. Но можно было все же немного пофантазировать. Да и управлять настройками всего одной кнопкой вряд ли удобно.
Теперь о питании, тут вопросы. Судя по увиденному используешь 12 V аккумулятор. Все же можно было бы обратить внимание на импульсник.
Бесперебойник, то бишь батарейку можно было установить в самодельном пластиковом корпусе и закрепить саморезом или винтом на плате или корпусе устройства. Такой корпус довольно элементарно можно склеить из тонкого полистирола. Коробка от компакт диска думаю у тебя в хламе найдется.
Касаемо подключения микросхемного или линейного стабилизатора как принято его еще называть.
При любых (всех) условиях эксплуатации емкость входных конденсаторов должна быть не менее 2.2 мкф для танталовых и не менее 10 мкф для оксидных конденсаторов. Для выходных конденсаторов условия примерно те же. Касаемо корректирующих конденсаторов их емкость лежит в пределах от 0.001 до 0.2 мкф. Рекомендуется применять керамические. Они нужны для подавления высокочастотной составляющей.
0
Судя по увиденному используешь 12 V аккумулятор.
Блок питания импульсный на 12В 200мА.

При любых (всех) условиях эксплуатации емкость входных конденсаторов должна быть не менее 2.2 мкф для танталовых и не менее 10 мкф для оксидных конденсаторов. Для выходных конденсаторов условия примерно те же. Касаемо корректирующих конденсаторов их емкость лежит в пределах от 0.001 до 0.2 мкф. Рекомендуется применять керамические. Они нужны для подавления высокочастотной составляющей.
Скорее всего вы правы. Осциллограмму напряжения не смотрел. Только мультиметром проверил — 5.05В.
0
И все-таки я удивлен, что не нашлось лишнего питальника на 5В. Они весьма распространены. Если погулять по знакомым, можно насобирать приличную коробочку зарядников от старых телефонов… А можно и купить, мне встречались и по 15р зарядники для всякой никому более не нужной древности (но там обычно китай более чем сомнительной надежности).
По поводу кондеров — это сильно зависит от чипа, но да, для 7805 0.1мкФ явно мало.
0
Кстати, хорошая идея! Тогда вместо стабилизатора можно было установить батарейный отсек для CR1220.
0
Есть ещё блоки питания от ныне почти вымерших свичей и маршрутников D-Link там заветные 5В и честные 2А.
0
D-Link и вымер? Да ладно?
0
Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии.