ساعت دیجیتال آنالوگ: 4 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:55

دلیل ساخت این ساعت این بود که ساعت اصلی IKEA من دیگر کار نمی کرد و من محفظه این ساعت را بسیار دوست داشتم. من دور انداختن ساعت را هدر دادم و تصمیم گرفتم دوباره از آن برای یک ساعت آنالوگ / دیجیتال استفاده کنم.

من می توانستم یک ساعت استاندارد بسازم اما تصمیم گرفتم چیزی متفاوت بسازم. مانند هر ساعت دیگری ، زمان را نشان می دهد اما نه به روش استاندارد. با استفاده از 60 LED دو رنگ قرمز/سبز ساعت زمان را نشان می دهد. LED های قرمز برای نشان دادن ساعت ها و LED های سبز دقیقه ها را نشان می دهند. ثانیه ها با LED زرد راه رفتن (قرمز + سبز) و LED زرد چشمک زن در وسط ساعت نشان داده می شود.

دانستن نحوه خواندن ساعت نیاز به تمرین دارد. از آنجا که LED ها برای نشان دادن ساعت و دقیقه استفاده می شوند ، به روش خاصی برای ارائه زمان نیاز دارد. زمان به عنوان یک نوار LED نشان داده می شود که در آن طولانی ترین نوار ساعت یا دقیقه را نشان می دهد. اگر طولانی ترین نوار با ساعت نشان داده شود ، نوار کوتاهتر دقیقه را با رنگ سبز نشان می دهد و قسمت دیگر ساعت ها را با رنگ قرمز نشان می دهد. به منظور خواندن بیشتر ساعت در مواردی که نوارها کوتاه هستند ، با استفاده از LED قرمز یک نشانگر ساعت اضافه کردم. اگر دقیقه ها از ساعت ها بزرگتر شوند ، میله ها عوض می شوند ، یعنی تمام دقیقه های سبز قبلی برای نشان دادن ساعت ها قرمز می شوند و قسمت باقی مانده دقیقه ها را نشان می دهد ، بنابراین در واقع تقریباً تمام رنگ سبز قرمز می شود و برعکس.

توضیح نحوه کار تا حدودی دشوار است ، بنابراین لطفاً ویدیو را تماشا کنید. به دلیل چند برابر شدن LED ها ، به نظر می رسد که LED ها در فیلم چشمک می زنند. این فقط توسط دوربین ثبت می شود ، نه توسط چشم انسان.

مانند همیشه ، من این پروژه را با استفاده از زبان برنامه نویسی JAL در اطراف میکرو کنترلر مورد علاقه خود PIC ، با استفاده از زبان برنامه نویسی JAL ، ایجاد کردم.

مرحله 1: طراحی ها

در مجموع قبل از اینکه راضی شوم ، سه نسخه مختلف از ساعت ساختم. این نسخه ها به شرح زیر طراحی شده اند:

1. استفاده از کریستال استاندارد 20 مگاهرتز برای PIC. با این طرح ، ساعت 1 ثانیه پس از یک روز کارکرد ، هماهنگ نشد. این خیلی زیاد بود در کنار آن زمانی که ساعت را خاموش می کردید از دست رفته بود زیرا هیچ باتری پشتیبان در طراحی وجود نداشت.
2. استفاده از ماژول ساعت DS1302. نکته جالب در مورد این ماژول این است که دارای باتری پشتیبان است بنابراین وقتی ساعت را خاموش می کنید زمان از دست نمی رود. هنگامی که من ساعت را با این ماژول آزمایش کردم ، ساعت 7 ثانیه غیر هماهنگ بود! بعد از یک روز من فکر می کنم این امر به دلیل کریستال اشتباه یا طراحی بد PCB ایجاد شده است.
3. استفاده از ماژول ساعت DS3231. این ماژول همچنین دارای یک باتری پشتیبان است و از دقت بیشتری نسبت به DS1302 برخوردار است. ساعت با این ماژول خوب کار می کرد ، بنابراین من از آن برای طراحی نهایی استفاده کردم. به همین دلیل ، PIC دیگر نیازی به کریستال ندارد.

طرح کامل در سه نمودار شماتیک ترسیم شده است:

1. کنترل ساعت با استفاده از PIC
2. درایور LED با استفاده از رجیسترهای شیفت
3. 60 LED دو رنگ

مرحله 2: اجزای مورد نیاز

برای این پروژه باید اجزای زیر را داشته باشید:

• یک تکه تخته نان
• میکروکنترلر PIC 16F1823
• رجیستر 3 شیفت 74HC595
• 1 آرایه ترانزیستور دارلینگتون ULN2803A
• سوکت IC: 1 * 14 پین ، 3 * 16 پین ، 1 * 18 پین
• ماژول ساعت DS3231
• 2 کلید فشاری
• مقاومت ها: 2 * 33k ، 8 * 100 اهم ، 8 * 47 اهم
• 1 خازن الکترولیتی 100 uF/16V
• 4 خازن 100 nF
• LED ها: 60 دو میلی متری دو رنگ (قرمز/سبز) ، 1 5 میلی متر زرد
• پلاگین جک 3 میلی متر
• آداپتور 5 ولت ، به عنوان مثال آداپتور مورد استفاده برای شارژ تلفن هوشمند. مطمئن شوید منبع تغذیه واقعی 5 ولت است.
• اختیاری: سرصفحه هایی برای اتصال قطعات خارجی به تخته نان
• سیم و سیم برنده سیمار
• محفظه ای برای ساعت شما

نمودارهای شماتیک نحوه اتصال اجزا را ببینید. به خصوص برای اتصال 60 LED به لحیم کاری احتیاج دارد. نمودارهای شماتیک در فایل زیپ گنجانده شده است.

مرحله 3: ساختن ساعت

به تصاویر نحوه ساخت ساعت نگاه کنید. من با برداشتن قسمت داخلی ساعت اصلی شروع کردم و سپس 60 سوراخ 2 میلی متری برای LED های دو رنگ در صفحه جلو ایجاد کردم. سپس صفحه جلو را سیاه رنگ کردم و یک تکه پلاستیک به آن اضافه کردم تا سوراخ محل عقربه های اصلی ساعت در آن قرار گیرد. اکنون یک LED زرد در آن موقعیت قرار دارد.

سپس همه 60 LED را نصب کردم ، از چسب حرارتی برای نگه داشتن آنها در محل خود استفاده کردم و آنها را با سیم Kynar به یکدیگر متصل کردم. آخرین و مهمترین نکته اینکه من تخته نان را با تمام اجزای آن مونتاژ کردم.

روی قاب پشتی دو دکمه فشاری و جک پاور را نصب کردم. بشقاب اضافی را که در پشت چسباندم ، همانطور که در تصویر نشان داده شده است ، فراموش کنید. من اضافه کردم که در اولین طراحی من ، دکمه های فشاری در آنجا قرار داشت ، اما من نیاز به جابجایی آنها داشتم زیرا باید ماژول DS3231 را اضافه می کردم و تنها زمانی که اولین طراحی خود را انجام دادم ، جایی را دیدم که آن دکمه ها در آن قرار داشتند.

مرحله 4: نرم افزار

همانطور که قبلاً ذکر شد ، نرم افزار برای PIC16F1823 با استفاده از زبان برنامه نویسی JAL نوشته شده است. PIC با کلاک داخلی 32 مگاهرتز کار می کند. همانطور که قبلاً ذکر شد ، زمان بندی ساعت توسط ماژول ساعت DS3231 انجام می شود.

این نرم افزار وظایف اصلی زیر را انجام می دهد:

• راه اندازی ماژول DS3231 با استفاده از رابط I2C. ماژول یک سیگنال 1 ثانیه ای ایجاد می کند که به پین وقفه PIC متصل است. PIC از این وقفه 1 ثانیه ای برای خواندن زمان از ماژول DS3231 استفاده می کند.
• رانندگی 60 LED دو رنگ از طریق شیفت رجیسترها. در نمودار شماتیک دیده می شود که LED ها در یک ماتریس 16 در 8 متصل شده اند. این امر باعث کاهش تعداد سیم های مورد نیاز برای اتصال همه LED ها می شود. این طرح ماتریسی مستلزم آن است که PIC باید LED ها را چند برابر کند تا بتواند آنها را به صورت جداگانه روشن کند. Multiplexing LED ها به صورت وقفه انجام می شود که در آن فرکانس بازخوانی 70 هرتز است بنابراین برای چشم انسان نامرئی است.
• دست زدن به دکمه های فشاری اینها برای تنظیم زمان ، یکی برای تنظیم ساعت و دیگری برای تنظیم دقیقه استفاده می شود. برای فعال کردن حالت تنظیم زمان باید هر دو دکمه را فشار دهید. هنگامی که حالت تنظیم زمان انتخاب می شود ، چراغ زرد به طور مداوم روشن می شود. پس از 5 ثانیه عدم استفاده از دکمه ها ، ساعت به حالت عادی باز می گردد و LED زرد شروع به چشمک زدن می کند.

ویدئوی دوم نحوه تنظیم زمان را مشاهده کنید.

فایل منبع JAL و فایل Intel Hex برای برنامه نویسی PIC در فایل zip ضمیمه شده اند. اگر علاقه مند به استفاده از میکروکنترلر PIC با JAL هستید - یک زبان برنامه نویسی مانند پاسکال - از وب سایت JAL دیدن کنید.

از ایجاد پروژه شخصی خود لذت ببرید و منتظر واکنش های خود باشید.