Atmega8 часы своими руками

Двоичные часики на ATmega8

Двоичные часы – это часы показывающие время в двоичном (бинарном) виде.

В двоичной системе счисления используются только два числа (0 и 1), в отличии от десятичной, которой принято пользоваться людьми.

Так, например, время 11:33.06 в двоичной системе счисления будет выглядеть так: 1011 : 100001 : 000110

Индикация времени в данных часах осуществляется светодиодами,

при этом свечение светодиода означает 1, а отсутствие свечения — 0.

Двоичные часы — это хорошее средство для обучения счету в уме детей, приобщения их, в некой игровой форме, к информатике, математике, электронике и программированию.

Вот и у меня идея изготовить подобные часы возникла тогда, когда у моего сына, в школе, появился такой предмет как информатика. Чтобы как-то не навязчиво заинтересовать его данным предметом, а не скучным переводом из одной формы счисления в другую и объяснения принципа представления двоичных чисел я решил изготовить сей девайс.

Так как у меня завалялось около десятка микросхем ATmega8 в DIP-корпусе, её было и решено использовать в этом устройстве.

Принципиальная схема представлена на следующем рисунке:

Схему было решено делать максимально простой, чтобы было меньше паять. Так как в устройстве используется динамическая индикация, то было решено исключить из схемы токоограничительные резисторы в цепях светодиодов. При этом импульсный ток через светодиод при динамической индикации не будет превышать максимально допустимого.

Для питания часов я решил использовать зарядное устройство с USB-разъемом, с напряжением на выходе 5 Вольт.

Теперь возник вопрос, как быстро, за один вечер, собрать эти часики и упаковать их в корпус, не тратя времени на изготовление печатной платы и т.д.

Посмотрев из того что есть под рукой, было решено использовать отрезок кабель канала типоразмера 16×16. В нем через одинаковое расстояние были просверлены отверстия, в которые были вставлены светодиоды, и приклеены с помощью термо клея.

Микроконтроллер и вся обвязка (благо ее не много) был распаян навесным монтажом, от нужных ножек контроллера был припаян шлейф к светодиодам. Все это тоже вставилось в кабель канал, и было приклеено. Под кнопки сбоку были просверлены два отверстия, кнопки также приклеены. С помощь скотча и лазерного принтера были сделаны все необходимые надписи на корпусе.

Дабы не травмировать психику пользователей и не оторвать чего либо во время разборки данной конструкции фото “потрохов” я выкладывать не буду, а приведу лишь фото и видео работы законченного устройства. Часики были повешены вертикально на стену, над компьютерным столом ребенка.

Ну и в заключении расскажу как установить правильное время, все очень просто,

после нажатия кнопки “mode”, светодиоды, отвечающие за показания часов, начнут мигать. Кнопкой “set” необходимо установить нужное время. Последующие нажатия на кнопку “mode” приведут к редактированию показаний минут и затем секунд.

В часиках имеется функция авто-выхода из режима установки времени, устройство выходит из этого режима по истечении 30сек. если при этом не одна из кнопок не нажимается.

Если микроконтроллер новый, то фьюзы можно оставить по умолчанию.

Он тактируется от встроенного RC-генератора на частоте 1МГц.

На всякий случай приведу скрин, как должны быть выставлены фьюзы.

В прилагаемом архиве содержится исходный код в WinAVR, файл прошивки и проект в программе Proteus.

Источник

Часы на газоразрядных индикаторах с ATmega8

В данной конструкции используются четыре газоразрядных индикатора LC513. Для точного расчета времени применена микросхема PCF8583. Сердцем устройства является микроконтроллер ATmega8. Чтобы не настраивать заново время при отключении питания, используется электролитический конденсатор высокой емкости. Лампы питаются от напряжения 150В.

Часы размещены в деревянном корпусе, сделанным «Под старину» — настоящее украшение для любого дома!

Внимание! В устройстве используется опасное для жизни напряжение!

Железо

Принципиальная схема контроллера:

Сердцем является микроконтроллер U1 (ATmega8), тактирующийся от внутреннего генератора с частотой 8 МГц. Микросхема часов реального времени U2 (PCF8583) тактируется кварцевым резонатором X1 (32,768 кГц) и связана с микроконтроллером через шину I2C. Конденсатор С4 (4700uF/5V) способен в течении нескольких часов питать микросхему U2 в случае отключения питания. Резисторы R17 (3,3 кОм) и R18 (3,3 кОм) — подтяжка шины I2C к положительному выводу источника питания. Разъем SW используется для подключения четырех кнопок управления работой часов. Транзистор T11 (BC558) с резистором R15 (3,3 кОм) и R16 (3,3 кОм) — для подключения пищалки. Разъемы GpA и GpK обеспечивают связь между контроллером и платой драйвера дисплея. Разъем Prog и резисторы R11 — R14 (330R) — для прошивки микроконтроллера. Стабилизатор напряжения построен на микросхеме U3 (7805) и конденсаторах С1 (220uF) и С2 (47uF). Высоковольтные транзисторы Т1 — Т2 (MPSA42) и резисторы R1 — R10 (33k) управляют работой катодов дисплея.

На рисунке ниже показана схема драйвера дисплея:

Лампы L1 — L4 (LC513) соединены таким образом для применения мультиплексирования. Транзисторы Т1 (MPSA92) и Т2 (MPSA42) вместе с резисторами R1 (33k), R2 (470K) и R3 (100K) необходимы для подачи на анод высокого напряжения. Ток через L1 ограничен резистором R13 (47k). Обвязка всех ламп одинакова. Неоновая лампа, выступающая в качестве разделительной точки контролируется транзистором T9 (MPSA42), резистор R18 (220k) ограничивает ток. Разъемы GpA и GpK используются для подключения к плате контроллера. Разъем HV — для подачи напряжения на лампы с повышающего преобразователя.

Источник

Многофункциональные цифровые часы на микроконтроллере Attmega8. Схема и описание

Данная статья описывает конструкцию цифровых часов на микроконтроллере Attmega8, которые снабжены секундомером, будильником, таймером обратного отсчета. В часах реализована функция отображения дня недели и даты с возможностью комбинированного отображения даты и времени. Имеется автоматическое переключение на летнее и зимнее время, а так же учет високосного года.

Дисплей построен на шести 7-сегментных светодиодных индикаторов с регулировкой яркости. Часы также оснащены резервным питанием от батарей.

Описание конструкции микроконтроллерных часов

Как уже было сказано выше, часы имеют шестизначный дисплей, состоящий из двух трехзначных дисплеев T-5631BUY-11, работающий в мультиплексном режиме. Аноды индикаторов сгруппированы по разрядам и переключаются с помощью транзисторов Т1…Т6.

Катоды сгруппированы в сегменты и питаются непосредственно от микроконтроллера IO1 Attmega8. Частота мультиплексирования составляет 100Гц.

Часы контролируется низкочастотным кварцевым резонатором X1 с частотой 32768 Гц. В результате активации бита CKOPT, разрешающего использование внутренних конденсаторов 36пф для кварца, отпадает необходимость в использовании внешних конденсаторов.

В случае возникновении проблем с запуском генератора, можно попробовать подключить 2 конденсатора по 22пф. Для еще большей точности часов можно вообще отключить внутренние конденсаторы (сбросить бит СKOPT) и оставить только внешние.

Пъезоизлучатель REP1 издает звуковой сигнал будильника и сигнализирует о завершении работы таймера. Во время звукового сигнала на выводе 16 (порт PB2) появляется лог.1. Этот сигнал можно использовать для управления какой-либо нагрузкой.

Управление часами производится тремя кнопками — минуты, часы и режим. Кнопки подключены через резисторы, которые защищают порты микроконтроллер Attmega8. Схема питается от источника 5 вольт (7805). Потребление тока в основном зависит от числа активных индикаторов, а так же от степени настройки яркости.

При максимальной яркости ток потребления доходит до 60 мА. Часы снабжены резервной батареей питания. Во время работы от батареи, часы переходят в экономичный режим, при котором дисплей выключен. Так же в этом режиме не активны и кнопки за исключением случая, когда необходимо отключить звуковой сигнал.

Напряжение резервного питания от 3 до 4,5 В. Это может быть одна батарея на 3В, три NiMH или NiCd по 1,2 В или один аккумулятор Li-Pol или Li-Ion (от 3,6 до 3,7 В). Ток потребления от 3В батареи составляет всего лишь 5…12мA. Время автономной работы часов в экономичном режиме от батареи 3В типа CR2032 со стандартной емкостью 200mAh теоретически должно хватить примерно на 2,5 — 3 лет.

Программное обеспечения для микроконтроллера находится в конце статьи. Биты конфигурации необходимо выставить следующим образом:

Управление часами

Часы управляются с помощью TL1-минута, час-TL2 и TL3-режим. Кнопки часы и минуты используются в режиме часов для назначения часов и минут. В других режимах они имеют различные функции. Кнопка режима переключает между различными режимами, которых в общей сложности 8:

Режим 1-й — Часы

В этом режиме на дисплее отображается текущее время в формате «ЧЧ.ММ.СС». Кнопка часов используется для установки часов. Кнопка минут для установки минут. При ее нажатии происходит сброс секунд.

Режим 2-й — Включение перехода на летнее время и установки года

Здесь Вы можете включать и выключать автоматический переход между летним и зимним временем и установить год. Данные следующего формата «AC ‘RR» (АС – автоматическое время, пробел, последние две цифры года).

Режим 3-й — Таймер обратного отсчета

Это режим позволяет организовать обратный отсчет от заданного значения до нуля. По истечении этого времени раздастся звуковой сигнал и светится светодиод LED1. Звуковой сигнал может быть остановлен нажатием кнопки Режим. Данные следующего формата «ЧЧ.ММ.СС». Максимально возможное значение составляет 99.59.59 (почти 100 часов).

Режим 4-й – Комбинированный вывод информации

В этом режиме, попеременно показывается:

1. текущее время в формате «ЧЧ.ММ.СС»
2. дата в формате «AA.DD.MM.»

Каждый формат отображается в течение 1 секунды. В этом режиме используются кнопки Часов и Минут, для регулировки яркости дисплея (Часы-, Минуты+). Яркость изменяется логарифмически в 6 этапов: 1/1, 1/2, 1/4, 1/8, 1/16 и 1/32-й. По умолчанию установлено 1/2

Режим 5-й — Установка дня недели и режим работы будильника

В этом режиме можно установить день недели — с понедельника по воскресенье (отображается как пн, вт, ср, чт, пт, сб, вс), включать будильник и выбирать его режим работы. Данные следующего формата «AA AL._» (день недели, пробел, AL., Настройка будильника).

Кнопка часов устанавливает день недели. Кнопка минут используется для включения/выключения звукового сигнала будильника и выбора режима его работы: «AL._» = будильник не активный, «AL.1″ = будильник сигналит 1 раз (затем автоматически переходит в положение»AL._»), «AL.5» = сигнал будильника только в будние дни (пн-пт, кроме сб-вс), «AL.7» = будильник звонит каждый день

Режим 6-й – Установка дня недели и даты

Кнопка часов позволяет установить день месяца. Кнопка минут позволяет установить месяц.

Режим 7-й — Секундомер

Секундомер позволяет измерять время с точностью 0,1 сек. Максимальное время измерения составляет 9.59.59.9 (почти 10 часов). Данные следующего формата «H.MM.SS.X». Кнопка минут используется для запуска и остановки секундомера. Кнопка часов используется для сброса.

Режим 8-й — Будильник

Этот режим используется для отображения и установить время будильника (ALARM). Данные следующего формата «HH.MM.AL». Кнопка Минуты устанавливает минуту будильника, кнопку Часы устанавливает час будильника.

Ниже приведена схема аналогичных часов, имеющие индикатор с общим катодом

Скачать прошивку с общим анодом (37,7 KiB, скачано: 1 361)

Скачать прошивку с общим катодом (29,9 KiB, скачано: 753)

Источник

Atmega8 часы своими руками

Подключаем плату часов к дата-кабелю. Дата-кабель подключаем к программатору. Программатор к компьютеру, на котором установлена программа AVRDUDESHELL. Подключать плату часов к питающей сети 220В не следует.

Пытаемся прочитать, например, фьюзы микроконтроллера. Если все ОК — поздравляю. Теперь можно скачать программу часов и смело заливать ее в микроконтроллер. Работы по изготовлению часов с большими цифрами можно считать практически законченной.

Сборка цифровой части. Версия 1, без DS1307

Если при изготовлении печатной платы часов вы придерживались рекомендаций, изложенных в этой статье, то тогда вам излишне напоминать, что перед сборкой печатная плата должна быть просверлена, все видимые короткие замыкания на ней устранены, а плата покрыта жидкой канифолью? Тогда приступаем к сборке часов.

Я рекомендую начать со сборки блока питания и только за тем выполнить монтаж цифровой части. Это общая рекомендация по самостоятельной сборке девайсов. Почему? Просто потому, что если блок питания собран с ошибкой можно пожечь всю низковольтную электронику, которая должна питаться этим блоком питания.

Если все сделано правильно — блок питания должен заработать сразу. Проверяем сборку блока питания. Подключаем к сети 220В и замеряем напряжение в контрольных точках. Во время проверки НЕ КАСАЙТЕСЬ ДОРОЖЕК — сетевое напряжение подведено непосредственно на печатную плату и в случае неосторожного касания можно получить непередаваемые ощущения от электрошока.

На рисунке показаны контрольные точки, в которых следует проверить напряжение питания. Если напряжение соответствует заявленному, можно приступать к сборке цифровой части часов. Иначе проверяем монтаж и работоспособность элементов блока питания.

Источник