Электронные часы своими руками: пошаговая инструкция по сборке — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Как собрать электронные часы своими руками. Какие компоненты понадобятся для создания электронных часов. Как запрограммировать микроконтроллер для работы часов. Какие типы индикации можно использовать в самодельных часах.

Содержание

Компоненты для сборки электронных часов своими руками

Для создания простых электронных часов своими руками понадобятся следующие основные компоненты:

Микроконтроллер (например, ATmega328P, PIC16F628A или ESP8266)
Индикатор для отображения времени (светодиодный, ЖК или OLED дисплей)
Тактовый генератор (кварцевый резонатор на 32.768 кГц)
Микросхема реального времени (например, DS1307 или DS3231)
Кнопки для настройки часов
Источник питания (батарейки или блок питания)
Печатная плата и корпус

Выбор конкретных компонентов зависит от желаемой функциональности и сложности конструкции. Для начинающих оптимально использовать готовые модули на базе Arduino.

Типы индикации для самодельных электронных часов

Существует несколько вариантов отображения времени в самодельных электронных часах:

Семисегментные светодиодные индикаторы

Это классический вариант для цифровых часов. Преимущества:

Яркое свечение, хорошая видимость
Низкая стоимость
Простота подключения

Недостатки — ограниченные возможности отображения информации.

ЖК-дисплеи

Позволяют отображать больше информации, но требуют подсветки в темноте. Преимущества:

Низкое энергопотребление
Возможность выводить дополнительные данные (дата, температура и т.д.)
Доступная цена

Недостаток — ограниченные углы обзора.

OLED-дисплеи

Обеспечивают наилучшее качество изображения. Плюсы:

Яркость и контрастность
Широкие углы обзора
Возможность выводить графику

Минус — более высокая стоимость по сравнению с ЖК.

Программирование микроконтроллера для электронных часов

Основные задачи, которые должна выполнять программа для электронных часов:

Считывание показаний времени с микросхемы реального времени
Отображение времени на индикаторе
Обработка нажатий кнопок для настройки
Управление будильником (опционально)
Отображение дополнительной информации — даты, температуры и т.д.

Код можно написать на C или ассемблере. Для Arduino есть готовые библиотеки, упрощающие работу с RTC и дисплеями.

Схема простых электронных часов на микроконтроллере

Рассмотрим базовую схему электронных часов на микроконтроллере ATmega328P:

ATmega328P — основной управляющий микроконтроллер
DS3231 — микросхема часов реального времени
4-разрядный 7-сегментный светодиодный индикатор
Кварцевый резонатор 32.768 кГц для DS3231

2 кнопки для настройки времени
Резисторы, конденсаторы

Микроконтроллер общается с DS3231 по шине I2C, получая текущее время. Затем выводит его на индикатор, используя динамическую индикацию. Кнопки подключены к портам микроконтроллера для настройки.

Корпус для самодельных электронных часов

При выборе корпуса для самодельных электронных часов стоит учитывать следующие факторы:

Размер и форма выбранного дисплея
Необходимость доступа к кнопкам настройки
Способ питания (от сети или батареек)
Условия эксплуатации (настольные, настенные)
Эстетические предпочтения

Корпус можно изготовить из пластика, дерева или металла. Для настольных часов подойдет покупной пластиковый корпус. Для настенных вариантов можно использовать деревянную рамку.

Настройка точности хода электронных часов

Даже с использованием кварцевого резонатора электронные часы могут со временем отставать или спешить. Для корректировки точности хода можно использовать программные методы:

Добавить в код возможность задания коэффициента коррекции
Периодически синхронизировать время с эталонным источником (например, по радио или через интернет)
Использовать температурную компенсацию для учета влияния температуры на частоту кварца

При правильной настройке можно добиться точности хода до нескольких секунд в месяц.

Дополнительные функции самодельных электронных часов

Помимо отображения времени, в электронные часы можно добавить различные полезные функции:

Будильник с несколькими режимами сигнала
Измерение температуры и влажности
Отображение фаз луны
Календарь с напоминаниями
Секундомер и таймер
Подключение к интернету для синхронизации времени

Реализация дополнительных функций потребует усложнения схемы и программы, но сделает часы более функциональными и интересными.

Советы по сборке электронных часов своими руками

Несколько рекомендаций для успешной сборки электронных часов:

Начните с простой схемы, постепенно усложняя конструкцию
Используйте качественные компоненты от проверенных производителей
Тщательно проверяйте схему перед пайкой
Используйте макетную плату для предварительной сборки и отладки
Продумайте систему питания с учетом резервного источника
Обеспечьте удобный доступ к кнопкам настройки
Уделите внимание дизайну корпуса — часы должны радовать глаз

Соблюдение этих советов поможет избежать типичных ошибок и создать надежные и функциональные электронные часы своими руками.

ЭЛЕКТРОННЫЕ ЧАСЫ СВОИМИ РУКАМИ

Для тех, кто хоть немного разбирается в микроконтроллерах, а также хочет создать несложное и полезное устройство для дома, нет ничего лучше сборки цифровых часов с LED индикаторами. Такая вещь может украсить вашу комнату, а может пойти на уникальный подарок, сделанный своими руками, от чего приобретёт дополнительную ценность. Схема работает как часы и как термометр — режимы переключаются кнопкой или автоматически.

Схема электрическая самодельных часов с термометром

Микроконтроллер PIC18F25K22 берёт на себя всю обработку данных и отсчёт времени, а на долю ULN2803A остаётся согласование его выходов со светодиодным индикатором. Небольшая микросхема DS1302 работает как таймер точных секундных сигналов, частота её стабилизирована стандартным кварцевым резонатором 32768 Гц. Это несколько усложняет конструкцию, зато вам не придётся постоянно подстраивать и корректировать время, которое будет неизбежно запаздывать или спешить, если обойтись случайным ненастроенным кварцевым резонатором на несколько МГц. Подобные часы скорее простая игрушка, чем качественный точный хронометр.

При необходимости, датчики температуры могут быть расположены далеко от основного блока — они соединяются с ним трёхпроводным кабелем. В нашем случае один температурный датчик установлен в блок, а другой расположен снаружи, на кабеле длинной около 50 см. Когда пробовали кабель 5 м, то тоже прекрасно функционировало.

Дисплей часов изготовлен из четырех больших светодиодных цифровых индикаторов. Первоначально они были с общим катодом, но изменены на общий анод в финальной версии. Вы можете ставить любые другие, потом просто подберёте токоограничительные резисторы R1-R7 исходя из требуемой яркости. Можно было разместить его на общей, с электронной частью часов, плате, но так гораздо универсальнее — вдруг вы захотите поставить очень большой LED индикатор, чтоб их было видно на дальнем расстоянии. Пример такой конструкции уличных часов есть тут.

7805, который образует напряжение строго 5 В. Обратите внимание на небольшую зелёную цилиндрическую батарейку — она служит источником резервного питания, на случай пропадания сети 220 В. Её не обязательно брать на 5 В — достаточно литий-ионного или Ni-MH аккумулятора на 3,6 вольта.

Для корпуса можно задействовать различные материалы — дерево, пластик, металл, либо встроить всю конструкция самодельных часов в готовый промышленный, например от мультиметра, тюнера, радиоприёмника и так далее. Мы сделали из оргстекла, потому что оно легко обрабатывается, позволяет увидеть внутренности, чтоб все видели — эти часы собраны своими руками. И, главное, оно было в наличии 🙂

Здесь вы сможете найти все необходимые детали предлагаемой конструкции самодельных цифровых часов, в том числе схему, топологию печатной платы, прошивки PIC и исходный код.

Простейшие электронные часы своими руками. Многофункциональные наручные LED часы. Встроенный RC-генератор процессора

Предлагаю для повторения схему простых электронных часов с будильником, выполненные на типа PIC16F628A. Большим плюсом данных часов является светодиодный индикатор типа АЛС, для отображения времени. Лично мне порядком надоели всевозможные ЖКИ и хочется иметь возможность видеть время из любой точки комнаты в том числе в темноте, а не только прямо с хорошим освещением. Схема содержит минимум деталей и имеет отличную повторяемость. Часы испытаны на протяжении месяца, что показало их надежность и работоспособность. Думаю из всех схем в интернете, эта наиболее простая в сборке и запуске.

Принципиальная схема электронных часов с будильником на микроконтроллере:

Как видно из схемы часов, является единственной микросхемой, используемой в данном устройстве. Для задания тактовой частоты используется кварцевый резонатор на 4 МГц. Для отображения времени использованы индикаторы красного цвета с общим анодом, каждый индикатор состоит из двух цифр с десятичными точками. В случае использования пьезоизлучателя, конденсатор С1 — 100мкФ можно не ставить.

Можно применить любые индикаторы с общим анодом, лишь бы каждая цифра имела собственный анод. Чтоб электронные часы были хорошо видны в темноте и с большой дистанции — старайтесь выбрать АЛС-ки чем покрупнее.

Индикация в часах осуществляется динамически. В данный конкретный момент времени отображается лишь одна цифра, что позволяет значительно снизить потребление тока. Аноды каждой цифры управляются микроконтроллером PIC16F628A. Сегменты всех четырех цифр соединены вместе и через токоограничивающие резисторы R1 … R8 подключены к выводам порта МК. Поскольку засвечивание индикатора происходит очень быстро, мерцание цифр становится незаметным.

Питаются часы от стабилизированного источника напряжением 5В. Можно и от батареек. В часах реализовано 9 режимов индикации. Переход по режимам осуществляется кнопками «+» и «-«. Перед выводом на индикацию самих показаний, на индикаторы выводится короткая подсказка названия режима. Длительность вывода подсказки — одна секунда.

Кнопкой «Коррекция» часы — будильник переводятся в режим настроек. При этом кратковременная подсказка выводится на пол секунды, после чего корректируемое значение начинает мигать. Коррекция показаний осуществляется кнопками «+» и «-«. При длительном нажатии на кнопку, включается режим автоповтора, с заданной частотой. Все значения, кроме часов, минут и секунд, записываются в EEPROM и восстанавливаются после выключения — включении питания.

Если в течение нескольких секунд ни одна из кнопок не нажата, то электронные часы переходят в режим отображения времени. Нажатием на кнопку «Вкл/Выкл» включается или выключается будильник, это действие подтверждается коротким звуком. При включенном будильнике светится точка в младшем разряде индикатора. Думал куда бы пристроить часы на кухне, и решил вмонтировать их прямо в газовую плиту:) Материал прислал in_sane.

Обсудить статью ЭЛЕКТРОННЫЕ ЧАСЫ БУДИЛЬНИК

Предлагаю вашему вниманию электронные часы на микроконтроллере . Схема часов очень проста, содержит минимум деталей, доступна для повторения начинающим радиолюбителям.

Конструкция собрана на микроконтроллере и часов реального времени DS1307 . В качестве индикатора текущего времени использован четырехразрядный семисегментный светодиодный индикатор (ультраяркий, голубого цвета свечения, что неплохо смотрится в темное время, и, заодно, часы играют роль ночника). Управление часами происходит двумя кнопками. Благодаря использованию микросхемы часов реального времени DS1307, алгоритм программы получился довольно простым. Общение микроконтроллера с часами реального времени происходит по шине I2C, и организованно программным путем.

Схема часов:

К сожалению, в схеме есть ошибка:
— выводы МК к базам транзисторов нужно подключать:
РВ0 к Т4, РВ1 к Т3, РВ2 к Т2, РВ3 к Т1
или поменять подключение коллекторов транзисторов к разрядам индикатора:
Т1 к DP1 ….. Т4 к DP4

Детали, используемые в схеме часов:

♦ микроконтроллер ATTiny26:

♦ часы реального времени DS1307:

♦ 4-разрядный семисегментный светодиодный индикатор – FYQ-5641UB -21 с общим катодом (ультраяркий, голубого цвета свечения):

♦ кварц 32,768 кГц, с входной емкостью 12,5 пф (можно взять с материнской платы компьютера), от этого кварца зависит точность хода часов:

♦ все транзисторы — NPN-структуры, можно применить любые (КТ3102, КТ315 и их зарубежные аналоги), я применил ВС547С
♦ микросхемный стабилизатор напряжения типа 7805
♦ все резисторы мощностью 0,125 ватт
♦ полярные конденсаторы на рабочее напряжение не ниже напряжения питания
♦ резервное питание DS1307 – 3 вольтовый литиевый элемент CR2032

Для питания часов можно использовать любое ненужное зарядное устройство сотового телефона (в этом случае, если напряжение на выходе зарядного устройства в пределах 5 вольт ± 0,5 вольта, часть схемы — стабилизатор напряжения на микросхеме типа 7805, можно исключить)
Ток потребления устройством составляет — 30 мА.
Батарейку резервного питания часов DS1307 можно и не ставить, но тогда, при пропадании напряжения в сети, текущее время придется устанавливать заново.
Печатная плата устройства не приводится, конструкция была собрана в корпусе от неисправных механических часов. Светодиод (с частотой мигания 1 Гц, от вывода SQW DS1307) служит для разделения часов и минут на индикаторе.

Установки микроконтроллера заводские: тактовая частота — 1МГц, FUSE-биты трогать не надо.

Алгоритм работы часов (в Algorithm Builder):

1. Установка указателя стека
2. Настройка таймера Т0:
— частота СК/8
— прерывания по переполнению (при такой предустановленной частоте вызов прерывания происходит каждые 2 миллисекунды)
3. Инициализация портов (выводы РА0-6 и РВ0-3 настраиваются на выход, РА7 и РВ6 на вход)
4. Инициализация шины I2C (выводы РВ4 и РВ5)
5. Проверка 7-го бита (СН) нулевого регистра DS1307
6. Глобальное разрешение прерывания
7. Вход в цикл с проверкой нажатия кнопки

При первом включении, или повторном включении при отсутствии резервного питания DS307, происходит переход в первоначальную установку текущего времени. При этом: кнопка S1 – для установки времени, кнопка S2 – переход к следующему разряду. Установленное время – часы и минуты записываются в DS1307 (секунды устанавливаются в ноль), а также вывод SQW/OUT (7-й вывод) настраивается на генерацию прямоугольных импульсов с частотой 1 Гц.
При нажатии кнопки S2 (S4 — в программе) происходит глобальный запрет прерываний, программа переходит в подпрограмму коррекции времени. При этом, кнопками S1 и S2 устанавливаются десятки и единицы минут, затем, с 0 секунд, нажатием кнопки S2 происходит запись уточненного времени в DS1307, разрешение глобального прерывания и возвращение в основную программу.

Часы показали хорошую точность хода, уход времени за месяц — 3 секунды.
Для улучшения точности хода, кварц рекомендуется подключать к DS1307, как указано в даташите:

Программа написана в среде «Algorithm Builder».
Вы можете, на примере программы часов, ознакомиться с алгоритмом общения микроконтроллера с другими устройствами по шине I2C (в алгоритме подробно прокомментирована каждая строчка).

Фотография собранного устройства и печатная плата в формате.lay от читателя сайта Анатолия Пильгук, за что ему огромное спасибо!

В устройстве применены: Транзисторы — СМД ВС847 и ЧИП резисторы

Приложения к статье:

(42,9 KiB, 3 038 hits)

(6,3 KiB, 4 058 hits)

(3,1 KiB, 2 500 hits)

(312,1 KiB, 5 833 hits)

Второй вариант программы часов в АБ (для тех у кого нескачивается верхний)

(11,4 KiB, 1 842 hits)

Привет, geektimes! В первой части статьи были рассмотрены принципы получения точного времени на самодельных часах. Пойдем дальше, и рассмотрим, как и на чем это время лучше выводить.

Итак, у нас есть некая платформа (Arduino, Raspberry, PIC/AVR/STM-контроллер, etc), и стоит задача подключить к нему некую индикацию. Есть множество вариантов, которые мы и рассмотрим.

Сегментная индикация

Тут все просто. Сегментный индикатор состоит из обычных светодиодов, которые банально подключаются к микроконтроллеру через гасящие резисторы.

Осторожно, траффик!

Плюсы: простота конструкции, хорошие углы обзора, невысокая цена.
Минус: количество отображаемой информации ограничено.
Конструкции индикаторов бывают двух видов, с общим катодом и общим анодом, внутри это выглядит примерно так (схема с сайта производителя).

Есть 1001 статья как подключить светодиод к микроконтроллеру, гугл в помощь. Сложности начинаются тогда, когда мы захотим сделать большие часы — ведь смотреть на мелкий индикатор не особо удобно. Тогда нам нужны такие индикаторы (фото с eBay):

Они питаются от 12В, и напрямую от микроконтроллера просто не заработают. Тут нам в помощь приходит микросхема CD4511 , как раз для этого предназначенная. Она не только преобразует данные с 4-битной линии в нужные цифры, но и содержит встроенный транзисторный ключ для подачи напряжения на индикатор. Таким образом, нам в схеме нужно будет иметь «силовое» напряжение в 9-12В, и отдельный понижающий преобразователь (например L7805) для питания «логики» схемы.

Матричные индикаторы

По сути, это те же светодиоды, только в виде матрицы 8х8. Фото с eBay:

Продаются на eBay в виде одиночных модулей либо готовых блоков, например по 4 штуки. Управление ими весьма просто — на модулях уже распаяна микросхема MAX7219 , обеспечивающая их работу и подключение к микроконтроллеру с помощью всего лишь 5 проводов. Для Arduino есть много библиотек, желающие могут посмотреть код.
Плюсы: невысокая цена, хорошие углы обзора и яркость.
Минус: невысокое разрешение. Но для задачи вывода времени вполне достаточно.

ЖК-индикаторы

ЖК-индикаторы бывают графические и текстовые.

Графические дороже, однако позволяют выводить более разнообразную информацию (например график атмосферного давления). Текстовые дешевле, и с ними проще работать, они также позволяют выводить псевдографику — есть возможность загружать в дисплей пользовательские символы.

Работать с ЖК-индикатором из кода несложно, но есть определенный минус — индикатор требует много управляющих линий (от 7 до 12) от микроконтроллера, что неудобно. Поэтому китайцы придумали совместить ЖК-индикатор с i2c-контроллером, получилось в итоге очень удобно — для подключения достаточно всего 4х проводов (фото с eBay).

ЖК-индикаторы достаточно дешевые (если брать на еБее), крупные, их просто подключать, и можно выводить разнообразную информацию. Единственный минус это не очень большие углы обзора.

OLED-индикаторы

Являются улучшенным продолжением предыдущего варианта. Варьируются от маленьких и дешевых с диагональю 1.1″, до больших и дорогих. Фото с eBay.

Собственно, хороши всем кроме цены. Что касается мелких индикаторов, размером 0.9-1.1″, то (кроме изучения работы с i2c) какое-то практическое применение им найти сложно.

Газоразрядные индикаторы (ИН-14, ИН-18)

Эти индикаторы сейчас весьма популярны, видимо из-за «теплого лампового звука света» и оригинальности конструкции.

(фото с сайта nocrotec.com)

Схема их подключения несколько сложнее, т.к. эти индикаторы для зажигания используют напряжение в 170В. Преобразователь из 12В=>180В может быть сделан на микросхеме MAX771 . Для подачи напряжения на индикаторы используется советская микросхема К155ИД1 , которая специально для этого и была создана. Цена вопроса при самостоятельном изготовлении: около 500р за каждый индикатор и 100р за К155ИД1, все остальные детали, как писали в старых журналах, «дефицитными не являются». Основная сложность тут в том, что и ИН-хх, и К155ИД1, давно сняты с производства, и купить их можно разве что на радиорынках или в немногих специализированных магазинах.

С индикацией мы более-менее разобрались, осталось решить, какую аппаратную платформу лучше использовать. Тут есть несколько вариантов (самодельные я не рассматриваю, т.к. тем кто умеет развести плату и припаять процессор, эта статья не нужна).

Arduino

Самый простой вариант для начинающих. Готовая плата стоит недорого (около 10$ на eBay с бесплатной доставкой), имеет все необходимые разъемы для программирования. Фото с eBay:

Под Arduino есть огромное количество разных библиотек (например для тех же ЖК-экранов, модулей реального времени), Arduino аппаратно совместима с различными дополнительными модулями.
Главный минус: сложность отладки (только через консоль последовательного порта) и довольно-таки слабый по современным меркам процессор (2КБайт RAM и 16МГц).
Главный плюс: можно сделать много чего, практически не заморачиваясь с пайкой, покупкой программатора и разводкой плат, модули достаточно соединить друг с другом.

32-разрядные процессоры STM

Для тех кто захочет что-то помощнее, есть готовые платы с процессорами STM, например плата с STM32F103RBT6 и TFT-экраном. Фото с eBay:

Здесь мы уже имеем полноценную отладку в полноценной IDE (из всех разных мне больше понравилась Coocox IDE), однако понадобится отдельный программатор-отладчик ST-LINK с разъемом JTAG (цена вопроса 20-40$ на eBay). Как вариант, можно купить отладочную плату STM32F4Discovery, на которой этот программатор уже встроен, и его можно использовать отдельно.

Raspberry PI

И наконец, для тех кто хочет полной интеграции с современным миром, есть одноплатные компьютеры с Linux, всем уже наверное известные Raspberry PI. Фото с eBay:

Это полноценный компьютер с Linux, гигабайтом RAM и 4х-ядерным процессором на борту. С краю платы выведена панель из 40 пинов, позволяющая подключать различную периферию (пины доступны из кода, например на Python, не говоря о C/C++), есть также стандартный USB в виде 4х разъемов (можно подключить WiFi). Так же есть стандартный HDMI.
Мощности платы хватит к примеру, не только чтобы выводить время, но и чтобы держать HTTP-сервер для настройки параметров через web-интерфейс, подгружать прогноз погоды через интернет, и так далее. В общем, простор для полета фантазии большой.

С Raspberry (и процессорами STM32) есть одна единственная сложность — ее пины используют 3-вольтовую логику, а большинство внешних устройств (например ЖК-экраны) работают «по старинке» от 5В. Можно конечно подключить и так, в принципе заработает, но это не совсем правильный метод, да и испортить плату за 50$ как-то жалко. Правильный способ — использовать «logic level converter», который на eBay стоит всего 1-2$.
Фото с eBay:

Теперь достаточно подключить наше устройство через такой модуль, и все параметры будут согласованы.

ESP8266

Способ скорее экзотический, но довольно-таки перспективный в силу компактности и дешевизны решения. За совсем небольшие деньги (около 4-5$ на eBay) можно купить модуль ESP8266, содержащий процессор и WiFi на борту.
Фото с eBay:

Изначально такие модули предназначались как WiFi-мост для обмена по serial-порту, однако энтузиастами было написано множество альтернативных прошивок, позволяющих работать с датчиками, i2c-устройствами, PWM и пр. Гипотетически вполне возможно получать время от NTP-сервера и выводить его по i2c на дисплей. Для тех кто хочет подключить много различной периферии, есть специальные платы NodeMCU с большим числом выводов, цена вопроса около 500р (разумеется на eBay):

Единственный минус — ESP8266 имеет очень мало памяти RAM (в зависимости от прошивки, от 1 до 32КБайт), но задача от этого становится даже интересней. Модули ESP8266 используют 3-вольтовую логику, так что вышеприведенный конвертор уровней тут также пригодится.

На этом вводный экскурс в самодельную электронику можно закончить, автор желает всем удачных экспериментов.

Я в итоге остановился на использовании Raspberry PI с текстовым индикатором, настроенным на работу с псевдографикой (что вышло дешевле чем графический экран той же диагонали). Сфоткал экран настольных часов во время написания этой статьи.

Часы выводят точное время, взятое из Интернета, и погоду которая обновляется с Яндекса, все это написано на Python, и вполне работает уже несколько месяцев. Параллельно на часах запущен FTP-сервер, что позволяет (вкупе с пробросом портов на роутере) обновить на них прошивку не только из дома, но и из любого места где есть Интернет. Как бонус, ресурсов Raspberry в принципе хватит и для подключения камеры и/или микрофона с возможностью удаленного наблюдения за квартирой, или для управлением различными модулями/реле/датчиками. Можно добавить всякие «плюшки», типа светодиодной индикации о пришедшей почте, и так далее.

PS: Почему eBay?
Как можно было видеть, для всех девайсов приводились цены или фото с ебея. Почему так? К сожалению, наши магазины часто живут по принципу «за 1$ купил, за 3$ продал, на эти 2 процента и живу». В качестве простого примера, Arduino Uno R3 стоит (на момент написания статьи) 3600р в Петербурге, и 350р на eBay с бесплатной доставкой из Китая. Разница действительно на порядок, безо всяких литературных преувеличений. Да, придется подождать месяц чтобы забрать посылку на почте, но такая разница в цене думаю, того стоит. Но впрочем, если кому-то надо прямо сейчас и срочно, то наверно и в местных магазинах есть выбор, тут каждый решает сам.

Для тех, кто хоть немного разбирается в микроконтроллерах, а также хочет создать несложное и полезное устройство для дома, нет ничего лучше сборки с LED индикаторами. Такая вещь может украсить вашу комнату, а может пойти на уникальный подарок, сделанный своими руками, от чего приобретёт дополнительную ценность. Схема работает как часы и как термометр — режимы переключаются кнопкой или автоматически.

Схема электрическая самодельных часов с термометром

Сама электроника запускается от 5 В, но для яркого свечения светодиодов необходимо использовать 12 В. Из сети, питание поступает через понижающий трансформатор адаптер на стабилизатор 7805 , который образует напряжение строго 5 В. Обратите внимание на небольшую зелёную цилиндрическую батарейку — она служит источником резервного питания, на случай пропадания сети 220 В. Её не обязательно брать на 5 В — достаточно литий-ионного или Ni-MH аккумулятора на 3,6 вольта.

Здесь вы сможете найти все необходимые детали предлагаемой конструкции самодельных цифровых часов, в том числе схему, топологию печатной платы, прошивки PIC и

Светодиодные простые часы можно сделать на дешёвом контроллере PIC16F628A. Конечно, в магазинах полно различных электронных часов, но по функциям у них может или нехватать термометра, или будильника, или они не светятся в темноте. Да и вообще, иногда прото хочется что-то спаять сам, а не покупать готовое. Чтобы увеличить рисунок схемы — клац.

В предлагаемых часах есть календарь. В нём два варианта отображения даты — месяц цифрой или слогом, всё это настрайвается после ввода даты переключением дальше кнопкой S1 во время отображения нужного параметра, термометр. есть прошивки под разные датчики. Смотрите устройство внутри корпуса:

Все знают, что кварцевые резонаторы не идеальные по точности, и в течение нескольких недель набегает погрешность. Для борьбы с этим делом, в часах предусмотрена корекция хода, которая устанавливается параметрами SH и SL . Подробнее:

SH=42 и SL=40 — это вперёд на 5 минут в сутки;
SH=46 и SL=40 — это назад на 3 минуты в сутки;
SH=40 и SL=40 — это вперёд на 2 минуты в сутки;
SH=45 и SL=40 — это назад на 1 минуту в сутки;
SH=44 и SL=С0 — это вперёд на 1 минуту в сутки;
SH=45 и SL=00 — это корекция отключена.

Таким образом можно добится идеальной точности. Хотя придётся несколько раз погонять коррекцию, пока выставите идеально. А теперь наглядно показывается работа электронных часов:

температура 29градусов цельсия

В качестве индикаторов можно поставить или светодиодные циферные сборки, что указаны в самой схеме, или заменить их обычными круглыми сверхяркими светодиодами — тогда эти часы будут видны издалека и их можно вывешивать даже на улице.

Цифровые светодиодные часы своими руками

Привет всем любителям самоделок. В данной статье я расскажу, как сделать цифровые часы со светодиодной матрицей при помощи кит-набора, заказать который можно по ссылке в конце статьи. Такие самодельные часы будут отличным индикатором времени в вашем доме, а также будут показывать температуру в помещении, что отличает их от обычных часов.

Перед тем, как прочитать статью, предлагаю посмотреть видео, где показан процесс сборки данного кит-набора с разбором всех мелочей, и само собой проверкой готовой самоделки.

Для того, чтобы сделать цифровые светодиодные часы своими руками, понадобится:
* Кит-набор
* Паяльник, припой, флюс
* Бокорезы
* Крестовая отвертка
* Приспособление для пайки «третья рука»
* Блок питания 5В с выходом USB

Шаг первый.
Комплект кит-набора достаточно большой. В нем есть инструкция на английском языке, которая поможет собрать схему, настроить ее и посмотреть номиналы радиодеталей, так как на самой плате не все указано.

Также в комплекте есть кабель USB, на конце которого находится штекер под разъем питания на часах, от которого они и будут питаться.

Сама плата выполнена достаточно качественно. Тут же есть и панельки из оргстекла, которые в следующем будут собраны в корпус и пакетик с радиодеталями и крепежом.

Первым делом закрепим плату в приспособлении для пайки» третья рука» и начнем расставлять резисторы.

Их в схеме всего три, номиналы у них одинаковые и даже подписаны на бумажке, на которой они были закреплены в комплекте.

Удобно то, что определять сопротивление резисторов здесь не нужно, поэтому просто устанавливаем на места с надписью на плате R1, R2 и R3 данные резисторы. Для того, чтобы при пайке радиодетали не выпали, подгинаем им выводы.

Шаг второй.
Далее ставим на плате керамические неполярные конденсаторы, их номиналы в данном случае разные и подписаны на корпусе.

В схеме у нас их три, два из них емкостью 22пФ с цифрой 22 на корпусе и один конденсатор на 0,1 пФ с цифрой 104 на корпусе. В каком порядке их поставить смотрим по инструкции.

Шаг третий.
Теперь вставляем фото и терморезистор, первый можно установить вплотную к плате, а вот терморезистор нужно вывести немного за пределы корпуса, чтобы измерение температуры было как можно точнее, для этого припаиваем его, оставив длинные ножки.

Далее припаиваем остальные компоненты на плате, для лучшего спаивания наносим флюс. После пайки удаляем лишние части выводов при помощи бокорезов. Данный способ достаточно хорош, но будьте при этом аккуратны, так как можно удалить и саму дорожку, которую восстановить будет сложно.

Шаг четвертый.
После этого переходим к микросхемам, их в данном случае две, одна имеет восемь выводов, другая 28. Спутать одну с другой тут не получиться, а для их правильной установки нужно совместить ключ на микросхеме, который выполнен в виде полукруга или точки с ключом на плате, также на плате первый контакт выполнен в виде квадрата.

Аналогично делаем со второй микросхемой. В комплекте было два гнезда под установку микросхем, но ставить их или нет зависит только от вас, так как их можно припаять и без этого. При пайке без гнезд не перегревайте микросхемы, так как они могут выйти из строя, плюс гнезд в том, что микросхемы от самого паяльника греться не будут, потому что устанавливаются после пайки.

Шаг пятый.
Ставим кнопки на плату, которые в дальнейшем позволят настроить часы.

Затем устанавливаем гнездо для подключения питания и пищалку, на ее корпусе указан плюс, со стороны которого находится плюсовой вывод, также полярность можно узнать по длине ножек, длинная- плюс, короткая-минус,а на самой плате отмечен плюс в кружочке.

Припаиваем разъем для батарейки, которая будет продолжать ход времени при отключении от питания, после подключения питания время не собьется.

Шаг шестой.
Теперь хорошенько припаиваем все выводы радиодеталей, предварительно нанеся флюс на контакты.

Из электронной части почти все, осталось припаять светодиодную матрицу. Устанавливаем ее на свое законное место и припаиваем.

На этом паяльник можно выключать.

Шаг седьмой.
Пришло время поместить всю начинку в корпус. Перед установкой в корпус проверяем часы на работоспособность, чтобы не разбирать его при какой-либо ошибке или неисправности.

После того, как убедились в исправной работе часов, начинаем снимать с оргстеклянных пластинок защитные пленки. Между собой они скрепляются при помощи специальных пазов и винтиков с гайками, которые проходят корпус насквозь.

Вот и все, цифровые светодиодные часы полностью готовы, подключаем их к блоку питания с USB выходом и настраиваем время.

Данные часы выглядят вполне оригинально, их прозрачный корпус смотрится необычно, а выведенный за пределы корпуса терморезистор позволяет определить температуру в помещении, что лишним точно не будет. Также в них есть удобная функция, которая реализована при помощи фоторезистора, когда наступает ночь, то светодиодная матрица часов понижает яркость и тем самым не слепит глаза.
На этом у меня все, спасибо за внимание и творческих успехов.

Купить Kit-набор на Aliexpress

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

ЭЛЕКТРОННЫЕ ЧАСЫ НА МИКРОКОНТРОЛЛЕРЕ

Недавно спаял схему электронных часов с будильником, выполненных на популярном среди радиолюбителей микроконтроллере PIC16F628. В них используется светодиодный индикатор для отображения времени. Мне надоели всевозможные ЖКИ и хочется иметь возможность видеть время из любой точки комнаты в том числе в темноте, а не только прямо с хорошим освещением. Схема содержит минимум деталей и имеет отличную повторяемость.

Схема электронных часов на микроконтроллере

Микроконтроллер является единственной микросхемой, используемой в данном устройстве. Для задания тактовой частоты используется кварцевый резонатор на 4 МГц. Для отображения времени использованы индикаторы красного цвета с общим анодом, каждый индикатор состоит из двух цифр с десятичными точками. Можно применить любые индикаторы с общим анодом, лишь бы каждая цифра имела собственный анод. Чтоб электронные часы были хорошо видны в темноте и с большой дистанции — старайтесь выбрать АЛС-ки чем покрупнее.

Индикация в часах осуществляется динамически. В данный конкретный момент времени отображается лишь одна цифра, что позволяет значительно снизить потребление тока. Аноды каждой цифры управляются микроконтроллером PIC16F628. Сегменты всех четырех цифр соединены вместе и через токоограничивающие резисторы R1 … R8 подключены к выводам порта МК. Поскольку засвечивание индикатора происходит очень быстро, мерцание цифр становится незаметным.

Для настройки минут, часов и будильника — используются кнопки без фиксации. В качестве выхода для сигнала будильника используется вывод 10, а в качестве усилителя — каскад на транзисторах VT1,2. Звукоизлучателем является пьезоэлемент типа ЗП. Для улучшения громкости вместо него можно поставить небольшой динамик. Питаются часы от стабилизированного источника напряжением 5 вольт. В часах реализовано 9 режимов индикации. Переход по режимам осуществляется кнопками «+» и «-«. Перед выводом на индикацию самих показаний, на индикаторы выводится короткая подсказка названия режима. Длительность вывода подсказки примерно секунда.

Кнопкой «Коррекция» часы переводятся в режим настроек. При этом кратковременная подсказка выводится на пол секунды, после чего корректируемое значение начинает мигать. Коррекция показаний осуществляется кнопками «+» и «-«. При длительном нажатии на кнопку, включается режим автоповтора, с заданной частотой. Все значения, кроме часов, минут и секунд, записываются в память и восстанавливаются после выключения питания. Если в течение нескольких секунд ни одна из кнопок не нажата, то электронные часы переходят в режим отображения времени. Нажатием на кнопку «Вкл/Выкл» включается или выключается будильник, это действие подтверждается коротким звуком. При включенном будильнике светится точка в младшем разряде индикатора. Вот прошивка и рисунок платы часов.

Поделитесь полезными схемами

МИГАЛКА НА МОТОЦИКЛ

Мотоцикл с полицейской мигалкой — схема двухцветного светодиодного сигнала для имитации полиции.

САМОДЕЛЬНЫЙ ШУМОМЕР

Самодельный шумомер выполнен в виде игрушечного домика для паука и может использоваться для контроля за соблюдением тишины в классе, в котором отсутствует учитель (например, во время урока). Учитель, выходя из класса, настраивает прибор на определенный уровень шума. Для того чтобы не «разбудить» паука, дети должны сидеть тихо и не шуметь. Если паук спокойно «спит» в своем домике, значит, дети сидели спокойно, и их можно похвалить. Если же в отсутствие учителя дети в классе начинают разговаривать, ходить по классу, уровень шума повышается и из домика вылезает паук с горящими глазами.

СХЕМА АУДИО КОМПРЕССОРА

Небольшая самодельная приставка для выравнивания минимальных и максимальных уровней сигнала звука.

Самодельные электронные часы, элементная база — часть 1, измерение времени / Хабр

Наверное, каждый гик, увлекающийся самодельной электроникой, рано или поздно приходит к идее сделать свои, уникальные, часы. Идея вполне неплоха, разберемся как и на чем их лучше сделать. В качестве отправной точки будем считать, что человек умеет программировать микроконтроллеры, понимает как переслать 2 байта по i2c или serial-порту, и может спаять вместе несколько проводов. В принципе, этого достаточно.

Понятно, что ключевая функция часов — измерение времени (кто бы подумал, да?). И делать это желательно максимально точно, здесь есть несколько вариантов и подводных камней.

Итак, какие доступные в «железе» способы измерения времени мы можем использовать?

Встроенный RC-генератор процессора

Самая простая идея, которая может придти в голову — это просто настроить программный таймер, и им отсчитывать секунды. Так вот, эта идея никуда не годится. Часы-то работать конечно будут, только вот точность встроенного генератора никак не регламентируется, и может «плавать» в пределах 10% от номинала. Вряд ли кому-то нужны часы, уходящие в месяц на 15 минут.

Модуль реального времени DS1307

Более правильный вариант, он же использующийся в большинстве «народных» изделий — это часы реального времени. Микросхема обменивается с микроконтроллером по I2C, требует минимума обвязки (кварц и пара резисторов). Цена вопроса около 100р за микросхему, или около 1$ на ебее за готовую плату с микросхемой, модулем памяти и разъемом для батарейки.

Схема из даташита:

Что не менее важно, микросхема выпускается в DIP-корпусе, значит припаять ее может любой начинающий радиолюбитель. Встроенная батарейка обеспечивает работу часов, даже если питание было отключено.

Казалось бы, все хорошо, если бы не одна проблема — невысокая точность. Примерная точность часовых кварцев — 20-30ppm. Обозначение ppm — parts per million, показывает число миллионных долей. Казалось бы, 20миллионных — это супер, однако для частоты в 32768Гц получается 20*32768/1000000 = ±0,65536Гц, т.е. уже полгерца. Путем несложных подсчетов видно, что генератор с такой разницей за сутки «натикает» лишних (или недостающих) 56тыс тактов, что соответствует 2 секундам в день. Кварцы бывают разные, некоторые пользователи писали и об ошибке в 5 секунд в день. Как-то не очень точно — за месяц такие часы уйдут как минимум, на минуту. Это уже приличная разница, заметная невооруженным глазом (когда любимый сериал бабушки начинается в 11.00, а часы показывают 11.05, разработчику таких часов перед родственниками будет неудобно).

Впрочем, поскольку температура в помещении более-менее стабильна, и частота кварца не будет сильно меняться, можно добавить программную коррекцию. Другой совет, даваемый на форумах, использовать часовой кварц от старых материнских плат, по отзывам, они там довольно точные.

Модуль реального времени DS3231

Мы не первые, кто задался вопросом точности, и компания Dallas пойдя навстречу пожеланиям, выпустила более совершенный модуль — DS3231. Он называется «Extremely Accurate Real Time Clock», имеет встроенный генератор с температурной коррекцией. Точность в 10 раз выше, и составляет 2ppm. Цена вопроса чуть повыше, но корпус микросхемы рассчитан под SMD-монтаж, паять не так удобно, зато можно купить на ебее готовую плату.

(фото с сайта продавца)

Точность в 6 секунд в месяц, это уже неплохой результат. Но мы пойдем дальше — в идеале, часы в 21 веке вообще не нужно подстраивать.

Радиомодуль DCF-77

Метод скорее экзотический, но для полноты картины его нельзя не упомянуть. Немногие знают, но сигналы точного времени передаются по радио еще с 70х годов. Передатчик DCF-77 расположен в Германии недалеко от Франкфурта, и на СДВ-частоте 77.5КГц передаются метки точного времени (да, у них уже 20 лет назад были настенные и настольные часы, которые не надо подстраивать).

Способ хорош тем, что схема имеет малое энергопотребление, так что сейчас производятся даже наручные часы с такой технологией. Готовую плату приема DCF-77 можно купить на ebay, цена вопроса 20$.

Многие часы и метеостанции имеют возможность приема DCF-77, проблема лишь в том, что до России сигнал практически не доходит. Карта покрытия с Википедии:

Как можно видеть, лишь Москва и Питер находятся на границе зоны приема. По отзывам владельцев, лишь иногда сигнал удается принять, что для практического применения конечно, не годится.

GPS-модуль

Если часы будут стоять недалеко от окна, то вполне реальный метод получения точного времени — GPS-модуль. Эти модули можно недорого купить на ebay (цена вопроса 10-15$). Например, Ublox NEO-6M, подключается напрямую к serial-пинам процессора, и выдает строки NMEA на скорости 9600.

Данные приходят примерно в таком формате » $GPRMC,040302.663,A,3939.7,N,10506.6,W,0.27,358.86,200804,,*1A», и распарсить их даже для слабой Arduino труда не составляет. Патриоты кстати, могут приобрести более дорогой модуль Ublox NEO-7N, поддерживающий (по отзывам) как GPS так и «Глонасс».

Очевидно, что про разные часовые пояса GPS-модуль ничего не знает, так что их вычисление и смену летнего/зимнего времени, разработчику придется продумать самому. Другой минус использования GPS — относительно высокое энергопотребление (впрочем, некоторые модули можно отдельными командами переводить в «спящий режим»).

Wi-Fi

И наконец, последний (и самый очевидный на сегодняшний момент), способ получения точного времени — это брать его из Интернета. Здесь есть два подхода. Первый, и наиболее простой — использовать в качестве платы часов что-то типа Raspberry PI с Линуксом, тогда делать ничего не надо, все будет работать «из коробки». Если же хочется «экзотики» — то самым интересным вариантом является модуль esp8266.

Это недорогой (цена вопроса около 200р на ebay) WiFi-модуль может обмениваться с сервером по serial-порту процессора, при желании его можно также перепрошить (сторонних прошивок довольно много), и часть логики (например опрос сервера времени) сделать в самом модуле. Сторонними прошивками поддерживается куча всего, от Lua до C++, так что вариантов «размять мозги» вполне достаточно.

На этом тему измерения времени наверно можно закрыть. В следующей части мы поподробнее рассмотрим процессоры, и способы вывода времени.

БОЛЬШИЕ УЛИЧНЫЕ ЭЛЕКТРОННЫЕ ЧАСЫ

Предлагаю схему больших уличных часов. В архиве схема дисплея, прошивка, печатная плата. Основной дисплей подключён с блоком управления, проводом длиной 18 метров.

В качестве резервного питания применил пальчиковые аккумуляторы, зарядное устройство собрано по простой схеме.

На дисплей подаётся 16 вольт, можно меньше 10 вольт. Лень было менять сопротивления в сегментных цепях, при напряжении 16 вольт сопротивления большого светодиодного дисплея 100 ом, дублируещего LED индикатора — 510 ом.

Принципиальная схема, клик для увеличения:

Двоеточие подключено к 5вольт через сопротивление 240 ом. На входе LM317 с микросхемы 16 вольт подаётся на 7805. Вентилятор охлаждает LM317, так как без вентилятора немного греется микросхема. Вентилятор запускает простейшее термореле.

В качестве ключей в сегментах — микросхема ULN2803. В анодных цепях транзисторы 2N551. Можно любые npn транзисторы подходящие по току. В транзисторных ключах подбирается сопротивления (R2) в цепи коллектор-база, под оптимальную яркость часов.

Описание работы электронных часов.

1. Функции часов.

1.1 Часы. Формат отображения времени 24-х часовый. Цифровая коррекция точности хода.
1.2 Термометр. Измерение температуры в диапазоне -55,0 оС ÷ 125,0 оС.
1.3 Поочередный вывод информации на индикатор.
1.4 Контроль основного источника питания.
1.5 Использование энергонезависимой памяти микроконтроллера для сохранения настроек и установок при отключении питания.
1.6 Три кнопки для установки и настройки: PLUS, MINUS, SET.

2. Работа устройства.

При первом включении на дисплее рекламная заставка в течении 1 сек. Потом отображение времени. Нажатие на SET_TIME переводит индикатор по кругу из основного режима часов (отображение текущего времени):

– режим отображения минут и секунд. Если в этом режиме одновременно нажать на кнопку PLUS и MINUS, то произойдет обнуление секунд.
– установка минут текущего времени.
– установка часов текущего времени.
– величина ежесуточной коррекции точности хода часов. Символ c и значение коррекции. Пределы установки -25÷25 сек. Выбранная величина будет ежесуточно в 0 часов 0 минут и 30 секунд прибавлена/вычтена из текущего времени.
– символ t. Настройка продолжительности отображения часов.
– символ o. установка времени индикации температуры с внутреннего датчика.
– символ P. установка времени индикации рекламной заставки.
Пределы установки для времени отображения 0÷60 сек. Если установлен 0, данный параметр на индикатор не выводится. Если все параметры установить в 0 – на индикаторе будут часы.

3. Настройка часов.

3.1 Во всех режимах удержанием кнопок PLUS/MINUS производится ускоренная установка.
3.2 Если производились изменения настроек, через 10 секунд от последнего изменения новые значения запишутся в энергонезависимую память (EEPROM) и будут считаны оттуда при повторном включении питания. Индикатор перейдет в основной режим времени.
3.3 Новые настройки вступают в силу по ходу установки.

4. Контроль питания схемы.

Микроконтроллер отслеживает наличие основного питания. При его отключении питание прибора осуществляется от внутреннего источника.

Для уменьшения тока потребления отключаются индикатор, датчики и кнопки. Часы продолжают отсчитывать время. При появлении питания от основного источника все функции восстанавливаются. Автор схемы: Александр.

Originally posted 2019-06-19 18:01:44. Republished by Blog Post Promoter

Большие цифровые часы на светодиодной ленте и Ардуино | Лучшие самоделки

Давно хотел себе сделать большие цифровые часы которые можно было как поставить на стол так и повесить на стену и их было бы хорошо видно, как ночью так и днём при ярком свете солнца. К сожалению большие семисегментные индикаторы очень дорого стоят, да и не такие они большие как хотелось бы и для своих цифровых часов я решил применить обычную светодиодную ленту на белых сверхярких светодиодах, что гораздо выходит дешевле чем покупать готовые семисегментные индикаторы и при этом размеры часов можно делать разными, хоть и на всю стену и яркость у них очень хорошая, у меня мои часы когда были готовы осветили всю комнату, пришлось даже добавить регулятор яркости.