Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

Prosty niewielki zegar cyfrowy

tytka 16 Jan 2023 14:59 3627 30
Altium Designer Computer Controls
  • Prosty niewielki zegar cyfrowy
    Mimo, że różnego rodzaju zegarów na tym forum było już mnóstwo, chciałem zaprezentować jeszcze jeden. Ten powstał według mojego pomysłu, a do jego powstania przyczyniła się moja córka. Swego czasu poprosiła mnie ona, o to, abym zrobił jej do pokoju nieduży zegar z alarmem. Taki aby nie raził w ciemności, no i ewentualnie z termometrem. Biorąc pod uwagę pierwotne wytyczne pomysłodawczyni oraz moje zasoby, powstała ta dość prosta konstrukcja. Projekt nie zawiera nic odkrywczego, ale prezentując go mam cichą nadzieję, że mimo jego prostoty, sposób realizacji będzie może jakąś wskazówką w realizacji waszych projektów.

    Prosty niewielki zegar cyfrowy

    Główną funkcję pełni tu popularny układ RTC - DS1307, który dodatkowo/awaryjnie zasilany jest baterią CR2032. Jako sterownika urządzenia użyłem popularnego AVR-a ATMega8. Odpowiada on za komunikację z RTC, obsługę wyświetlacza i klawiatury, oraz odczyt temperatury z popularnego czujnika LM35. Wbudowane w mikrokontroler ADC, użyty jest zarówno do odczytu wartości temperatury z LM-a, jak i do odczytu stanu klawiatury. Dzięki temu do obsługi klawiatury wykorzystywany jest tylko jeden pin kontrolera. Siedmiocyfrowy multipleksowany wyświetlacz LED został złożony z jednego większego czterocyfrowego modułu, oraz trzech mniejszych jednocyfrowych. Gdzie ostatni jednocyfrowy jest odwrócony w pionie, aby jego kropki dziesiętnej użyć jako znaku stopni przy prezentacji temperatury. Wyświetlacz ma bardzo prostą, a zarazem skuteczną regulację jasności świecenia. W układzie polaryzacji tranzystora T1 odpowiedzialnego za zasilanie wyświetlacza, jest fotorezystor, dzięki czemu uzyskałem wymaganą aktywną regulację jasności świecenia wyświetlacza. Potrzebną szerokość zakresu regulacji nastawiamy rezystorem R3. Co do zasilania prezentowanego urządzenia, to z racji, że miałem kilka wtyczkowych zasilaczy 5V, jest ono przystosowane do takiego właśnie zasilania, co też upraszcza konstrukcję.

    Prosty niewielki zegar cyfrowy

    Całość została zamontowana na trzech niewielkich płytkach. Największa jest główną, do której przytwierdzone są te mniejsze. Z przodu za pomocą kątowych kołków zamocowana jest ta z wyświetlaczem, a ta z klawiaturą zamontowana jest na długich kołkach nad przednią częścią płytki głównej.

    Prosty niewielki zegar cyfrowy Prosty niewielki zegar cyfrowy Prosty niewielki zegar cyfrowy Prosty niewielki zegar cyfrowy Prosty niewielki zegar cyfrowy Prosty niewielki zegar cyfrowy

    Obudowa zegara została wykonana ze sklejki 3 mm, a otwór na wyświetlacz przysłonięty jest pleksi przyciemnioną za pomocą folii do przyciemniania szyb. Jest ona dwuczęściowa. Na jej dolno-frontowej części zamontowana jest elektronika. Reszta stanowi niejako przykrywkę i łączona jest z dołem za pomocą śrub na bokach.

    Prosty niewielki zegar cyfrowy Prosty niewielki zegar cyfrowy

    I jeszcze kilka zdjęć przedstawiających całość:

    Prosty niewielki zegar cyfrowy Prosty niewielki zegar cyfrowy
    Prosty niewielki zegar cyfrowy Prosty niewielki zegar cyfrowy

    Cool? Ranking DIY
    About Author
    tytka
    Level 20  
    Offline 
    tytka wrote 528 posts with rating 1272, helped 6 times. Live in city Pabianice. Been with us since 2006 year.
  • Altium Designer Computer Controls
  • #2
    beatom
    Level 35  
    Obudowa nie zachwyca; kolki dystansowe z nakrętek, ogromne i widoczne czarne śruby z boków oraz uszkodzenia przy obróbce górnej płyty obudowy rzucają się w oczy. Plusem jest to, że zrobione z domowych przydasiów.

    Jaki dźwięk alarmu dobywa się z głośnika? Przeraźliwy, czy raczej przyjemny?
  • #3
    tytka
    Level 20  
    Ogólnie sklejka nie jest moim ulubionym materiałem do obróbki i faktycznie są pewne wady powstałe przy wykonywaniu obudowy.

    Dystanse z nakrętek... To zdjęcie to jeszcze z fazy roboczej. Docelowo z tyłu jest mosiężny dystans o wysokości 5 mm, a po bokach faktycznie zostały nakrętki po 1 sztuce na stronę, bo pod nimi są jeszcze kątowniki od montażu ścianek bocznych (które widać na zdjęciu) i wyższych dystansów tam nie mogło być. A to z racji, że całość miała być w miarę niska.
    beatom wrote:
    ogromne i widoczne czarne śruby z boków
    I do tego te czarne przyciski, a jeszcze ten pośrodku taki wielki :). A ogromne śruby bo M3. A jakiego koloru śruby pasowałyby lepiej zdaniem kolegi?

    A dźwięk alarmu jest raczej z tych mniej przyjemnych. Ma bowiem dość skutecznie budzić.
  • #4
    beatom
    Level 35  
    Żadnego koloru, górna część obudowy dokręcona od spodu do bazy, jaką może być dolna część obudowy.
    Dźwięk mnie interesuje, ponieważ nie lubię dźwięków jakie były na przykład stosowane w kultowym MC1206.

    Jak już wspomniałeś o przyciskach - to fakt, też mi nie pasują.
    Jeszcze jedno, cyfry termometru powinny być oddalone od cyfr zegara - dla mnie to mało czytelne te stopnie. Mylą mi się z sekundami.

    Wystawiając ten projekt na publicznym forum oczekiwałeś krytyki, wiec ją masz.
  • Altium Designer Computer Controls
  • #5
    gulson
    System Administrator
    Piękny zegar, moje marzenie w takiej obudowie.
    Napisz do mnie po drobny upominek za tę super prezentację.
  • #6
    khoam
    Level 41  
    Sądzę, że gdybyś całą obudowę miał w kolorze czarnym wyglądałoby to znacznie lepiej, ale i tak jest nieźle.
    Napis "tytka" wtedy mógłby być w kolorze białym ;)
  • #7
    tytka
    Level 20  
    Pewnie, że spodziewałem się krytyki i nie jestem nią zaskoczony.

    Można było zrobić drewniane przyciski bardziej pasujące do obudowy, a także kombinować z obudową tak aby śruby były od spodu. Ale na pewno nie pomogło by to w tym, aby gabaryty zegara były niewielkie, a miały być. Poza tym zleceniodawczyni podobała się pewna kontrastowość, czyli jasna obudowa z ciemnym wyświetlaczem i przyciskami.

    Nie pamiętam już dokładnie dźwięku z MC1206, kojarzę tylko, że faktycznie nie był on przyjemny. Tu jest kombinacja bip-ów i przerw między nimi.
  • #8
    tmf
    Moderator of Microcontroller designs
    Mnie się podoba. Najważniejsze, żeby zadowolona była osoba zamawiająca :) Sklejka jest materiałem jakim jest i tu cudów nie będzie. Wiadomo. Ale wyszło IMHO całkiem nieźle. Pewnie warto to jakimś lakierem przejechać - zamaskuje część defektów i zabezpieczy sklejkę.
    Właściwie nie ma się do czego przyczepić (a kto powiedział, że trzeba). Ponieważ wspomniałeś o walorze edukacyjnym to mały komentarz:
    - plus za wykorzystanie do odczytu przycisków drabinki rezystorowej i ADC, nieczęsto się to rozwiązanie spotyka i może nie wszyscy wiedzą, że tak można i to nie jest trudne.
    Drobne rzeczy do przemyślenia:
    - akurat w ATMega8 AVcc i Vcc są wewnętrznie zwarte (błąd w krzemie), więc ta cała zabawa z dławikami i kondensatorami na AVcc nic nie daje.
    - wewnętrzna referencja w M8 jest taka sobie - lepiej użyć nowszego MCU posiadającego lepsze napięcie referencyjne lub zewnętrznego źródła, tudzież miernika cyfrowego, np. DS18B20, chociaż ja bym raczej użył np. BMP280 - dokładniejszy + dodatkowo pomiar ciśnienia i wilgotności. Ale to oczywiście, jeśli ktoś potrzebuje takie bajery. W końcu to tylko zegar.
    - układ regulacji intensywności świecenia LED - można to było zrobić całkowicie cyfrowo poprzez modulację duty cycle przy wyświetlaniu multipleksowym.
    - użyłbym też wewnętrznego RTC - M8 posiada takowy, oczywiście trzeba dodać trochę kodu, ale w sumie od tego jest MCU :)
    To takie uwagi ogólne, konstrukcja bardzo fajna i najważniejsze, że spełnia oczekiwania autora.
  • #9
    TechEkspert
    Editor
    Bardzo ładny efekt i dobry kontrast wyświetlacza.
    Dobry pomysł na automatyczną regulację jasności - w nocy nie przeszkadza w dzień jest czytelny.
  • #10
    austin007
    Level 17  
    @tytka, bardzo schludny i przemyślany projekt. Ogromny plus za własne PCB, multipleks. Sprawa obudowy i przydatności to kwestia osobista. Przy zalewie bylejakości, termogluta, gotowców i ulepów to świetny przykład staranności. Delikatnie budzi dźwięk typu ding-dong z Nubiry zdaje się, albo podobny stosowany w lotnictwie liniowym (zapięcie pasów). Nie kojarzę modułów z tym tonem. Gdyby było więcej pamięci, można by wrzucić w kod PCM i generować przez zwykły układ RC. PCB w Eagle + termotransfer? W czym pisałeś program? Będę robił stację lutowniczą z multupleksowanym potrójnym LED, PID z Atmega 16 lub 8. Zastanawiam się czy nie pójść na łatwiznę i wgrać bootloader arduino. Byłoby szybciej napisać kod. Nie wiem tylko czy wystarczy pamięci.
  • #11
    freebsd
    Level 41  
    @tytka, zgrabnie wyszło. Kolory dobrane do reszty mebli?
    W bardzo podobnym zegarze fabrycznym nie mam (niestety!) regulacji jasności i zabudowany jest czujnik temperatury, co powoduje przekłamania jej wskazań :-(
    Rozważał Kolega dodanie zasilania buforowego? Jakaś większa bateria niż użyta do RTC, by budzik rano zadzwonił?
  • #12
    slaw0
    Level 14  
    tmf wrote:
    - akurat w ATMega8 AVcc i Vcc są wewnętrznie zwarte (błąd w krzemie), więc ta cała zabawa z dławikami i kondensatorami na AVcc nic nie daje.

    Chyba nie każda. Mam kilka sztuk 8A i one nie mają zwarte AVcc z Vcc.
  • #13
    yogi009
    Level 43  
    Brawo! Jeden z ładniej wykonanych zegarków, ta drewniana obudowa jest dużym plusem. Najprościej włożyć moduł do plastikowej obudowy za 12 zł i spokój. A tu, proszę, jest jasna, estetyczna obudowa z dobrą precyzją wykonania. Czy wsad jest zastrzeżony? Chętnie bym sobie coś takiego powielił i postawił na szafce, kontroler i DS1307 nudzą się w szufladzie. Chyba użyłeś ciekawego koloru folii na wyświetlaczu, kolor nieco przypomina VFD, początkowo nawet sądziłem (po zdjęciach), że to zegarek na VFD właśnie.
  • #14
    rafalekrav40
    Level 11  
    Super. Bardzo przyjemnie się na niego patrzy. Lubię takie estetyczne wykonanie.
    Kolor cyferek przypomina VFD i to też jest ekstra.
  • #15
    ^ToM^
    Level 40  
    Porządny wyrób.
    Ile watów pobiera z sieci ten zegar - możesz zmierzyć i podać?
  • #16
    pikarel
    Level 35  
    Kolejna ciekawa, w całości Twoja konstrukcja. Co prawda przyzwyczaiłeś już nas do "wyrobów" lepszych, niż z fabryki, ale drewno też może być. Czysto, starannie, jak należy.
    Następny zegarek zrób w "amelinium", to nawet malkontenci będą zachwyceni :)
  • #17
    tytka
    Level 20  
    Dziękuję za Wasze wszystkie komentarze.

    Wiem, że obudowa nie jest idealna, ma pewne mankamenty, których nie starałem się ukrywać. Pomimo, że starałem się wykonać ją starannie, to wyszły pewne mankamenty, będące zarówno winą niedoskonałości samego budulca, jak i zbyt małego, mojego doświadczenia z takim materiałem.

    Co do użycia RTC z MCU, to nawet myślałem o tym, ale wybrałem jednak układ DS1307.
    Także jako czujnik temperatury rozważałem układ DS18B20, ale że LM-ów w szufladzie było więcej, a i sam termometr nie musiał być mocno dokładny, to wybrałem LM-a.

    Nie myślałem o buforowym zasilaniu funkcji budzenia, bo przynajmniej jak na razie, przerwy w dostawie prądu, zdarzają się u mnie mocno sporadyczne.

    Mimo, że zbyt mocny w programowaniu nie jestem, to pewnie z programową regulacją jasności świecenia wyświetlacza bym sobie poradził. Wybrałem jednak inny sposób, do po prostu lubię analogowe rozwiązania, o których zdaje się niektórzy już zapominają. (Kilka lat temu ubiegając się o pracę usłyszałem, cyt.: „jesteś zbyt analogowy jak na te czasy” :) )

    Płytki zaprojektowane w Eagle i wykonane za pomocą termotransferu. A soft napisany w Bascom-ie, bo jakoś ciągle brak czasu, aby przesiąść się na C, mimo że nawet książki zakupione. Przyszedł mi do głowy jeszcze pomysł małej modyfikacji oprogramowania, gdy to zrealizuję, mogę udostępnić zainteresowanym. Proszę o kontakt na prv.

    Folię do przyciemniania szyb, mam jasnoszarą, nie pamiętam nazwy (kupiona na znanym portalu aukcyjnym). Ale na „żywca” efekt podobieństwa do VFD jest nieco mniejszy.
    A co do poboru prądu, to nie pamiętam dokładnie, a nie chcę skłamać. Pamiętam tylko, że nie był on duży, a dokładnie podam to za parę dni, gdy to ponownie sprawdzę.

    P.S.
    W "amelinium" powoli powstaje coś niewielkiego, ale nie jest to kolejny zegar. Za jakiś czas, pewnie pozwolę sobie zaprezentować.
  • #18
    lechoo
    Level 39  
    Pomyśl o wzbogaceniu zegara o odbiornik czasu NTP, np. z użyciem tanich i łatwo dostępnych modułów ESP8266. Przy okazji stanie się zbędny układ RTC.
  • #19
    efi222
    Level 12  
    Szacunek za obudowę ze sklejki. Nie jest to łatwy materiał do obróbki. Moim zdaniem ramka przednia mogłaby być trochę cieńsza i tym samym pole wyświetlacza większe. Na zdjęciach widać, że cyfry "chowają" się za ramką pod pewnym kątem widzenia.
    Plus za PCB wykonane samodzielnie.
  • #20
    ladamaniac
    Level 39  
    Podstawa, to sklejka sklejce nierówna, po drugie nie każdy ma odpowiednie narzędzia do obróbki sklejki, po trzecie można zastosować "myki" np. w postaci oklejenia ciętych, obrabianych powierzchni taśmą malarską lub czymś podobnym, albo obróbka w "kanapce", czyli skręcamy właściwy kawałek sklejki między dwoma odpadami i wiercimy przez całość.

    Dla mnie konstrukcja na plus, co też czynię.
  • #21
    szeryf3
    Level 26  
    Sklejka to trudny materiał do obróbki bez specjalistycznych narzędzi. Za to się należy szacunek.
    Do tego zmiana świecenia wyświetlacza. Jednym słowem duży pozytyw.
  • #23
    398216 Usunięty
    Level 43  
    No, niestety, sklejka w roli obudowy może się sprawdzać, ale jedynie jako element konstrukcyjny, Zawsze będzie problem z krawędziami otworów (tu to widać szczególnie przy klawiszach). Można się ratować naklejeniem czegoś w rodzaju szyldziku z opisem i otworami. Tak czy inaczej pozostaje to w konflikcie z resztą, chyba że drewno byłoby od razu potraktowane jako mechaniczny element, a cała reszta wykończona w podobnym stylu co wspomniany szyldzik. Do jasnego drewna pasuje chrom, ewentualnie mosiądz (ale zabezpieczony, żeby nie śniedział).
    Tak czy inaczej - ukłony za podjęcie rękawicy. Sam wyświetlacz bardzo OK. :) Szczególnie podoba mi się sposób wyświetlania temperatury jako "dodatek" do czasu. Masz może możliwość żeby dokleić drugi termistor, ale wystawiony na zewnątrz? Żeby można było w prosty sposób sprawdzić co na dworze przed wyjściem.
    Jak nie chciałem żeby powierzchnia wierconego otworu nie była podczas wiercenia postrzępiona, wierciłem "od tyłu" dociskając silnie sklejkę do drugiej - roboczej - sklejki. Nierówności powstają podczas gdy wiertło "wyskakuje" z otworu, lub gdy się weń "wgryza". No i oczywiście - wiertarka z ostrym wiertłem do drewna na statywie.

    P.S.
    Duży szacunek za konstrukcję przestrzenną PCB.
  • #24
    ditomek
    Level 22  
    Zbudowałeś dwa? Nie myślałeś o konstrukcji, która sama się synchronizuje między sobą?

    398216 Usunięty wrote:
    No, niestety, sklejka w roli obudowy może się sprawdzać, ale jedynie jako element konstrukcyjny, Zawsze będzie problem z krawędziami otworów (tu to widać szczególnie przy klawiszach).

    Dobrze wychodzi połączenie sklejki/drewna z plexi. Przyciski można wykonać na wiele rożnych sposobów i to też będzie pomagało uniknąć tych wad o których wspomniałeś.
    Uważam, że mimo trudnego materiału (miękka sklejka i otwór przy otworze) i tak nie jest bardzo źle. Czy to jest polakierowane? Odpowiednie nakładanie lakieru tez pomaga uzyskać dobre wyniki. Można najpierw położyć pierwszą warstwę a dopiero potem ciąć i wycinać.
  • #25
    acctr
    Level 26  
    Sklejka to wdzięczny materiał, ale wymagający odpowiedniej obróbki.
    Wiercenie w sklejce najlepiej wykonać dobrym wiertłem do drewna (niełatwo o takie). Nie może być bicia, jeśli jest to od razu zwrot do sklepu bo to dziadostwo i odpad jakiś, szczególnie te markowe. Otwór z jednej strony będzie miał idealną krawędź, ale ze strony wylotowej będzie poszarpany.
    To samo z cięciem. Jeśli wyrzynarką to brzeszczot Clean Cut. Zęby muszą wchodzić od strony ładniejszej.
    Sklejkę dobrze ciąć pod kątem 45 stopni i sklejać tak, żeby nie było widać warstw.
  • #26
    saly
    Level 32  
    Bardzo podoba mi się Twój projekt, dobra jakość wykonania całości, fajne rozwiązania z regulacją jasności, klawiaturą, czy z odwróconym wyświetlaczem i wyświetlaczem temperatury, obudowa też przyciąga wzrok.

    Czy ten sposób regulacji prądu, poprzez wspólną anodę, nie powoduje zmiany w świeceniu jak np. przy godzinie 18? Wtedy w pierwszym wyświetlaczu palą się tylko dwa segmenty a w drugim 7 segmentów. Czy jasność nie pływa w zależności od ilości segmentów? Czy napięcie na emiterze T1 jest stabilne?

    Co do podłączenia SCL układu RTC do mikrokontrolera, to chyba tam jest błąd na schemacie piny 26<>28, na PCB jest już ok.
  • #27
    repensator
    Level 12  
    Witam wszystkich
    Chciałbym się odnieść do obróbki sklejki. Jak już tu zauważono, to wdzięczny materiał i dość łatwy w obróbce, jednak te detale... otwory pod klawisze, szczeliny wentylacyjne. Na ogół to nie wychodzi dobrze. Ja zawsze, jak coś ze sklejki robię, to zlecam cięcie laserem. Do grubości sklejki 4 mm nie ma żadnych problemów. Jest faktem, że trochę drogo wychodzi, zwłaszcza teraz, ale i tak jest taniej, niż zaopatrzyć się w stosowne narzędzia, które też nie są tanie. Do tego, jak w moim przypadku, nie każdy ma miejsce na mały choćby warsztat. Podobna sytuacja jest z plexi. Generalnie projekt i wykonanie mi się podoba.
  • #28
    cekala
    Level 10  
    rafalekrav40 wrote:
    Kolor cyferek przypomina VFD i to też jest ekstra.

    Pierwsza rzecz, na którą zwróciłem uwagę. Dla mnie również rewelacja.
  • #29
    tytka
    Level 20  
    ^ToM^ wrote:
    Ile watów pobiera z sieci ten zegar - możesz zmierzyć i podać?


    Pomierzony pobór mocy mojego zegara:
    - 0.05W przy minimalnej jasności wyświetlacza;
    - 0.115W przy maksymalnej jasności wyświetlacza.
  • #30
    ^ToM^
    Level 40  
    tytka wrote:
    ^ToM^ wrote:
    Ile watów pobiera z sieci ten zegar - możesz zmierzyć i podać?


    Pomierzony pobór mocy mojego zegara:
    - 0.05W przy minimalnej jasności wyświetlacza;
    - 0.115W przy maksymalnej jasności wyświetlacza.


    To jest całkiem dobry wynik!
    Dzięki za sprawdzenie.