Многофункциональные часы на ВЛИ

На рисунке 1 представлена схема многофункциональных часов на микроконтроллере Atmega8 со следующими функциями:

Многофункциональные часы на ВЛИ (Рис. 1)

Рис. 1

◊ Отображение текущего времени и дня недели.
◊ Отображение температуры воздуха.
◊ Функция будильника и сигнала окончании часа.
◊ Функция выбора мелодий.
◊ Функция управления нагрузкой.
◊ Наличие автономных часов реального времени.
◊ Автоматическая регулировка яркости индикатора.
◊ Наличие спецэффектов.

 

Часы содержат три кнопки управления: «SEL» , «+» и «-» .

Информация отображается в одном из следующих режимов:

 

1 . Текущее время

1а. Текущее время + дата .
1б. Текущее время + температура .
1в. Текущее время + дата / температура .
1г. Текущее время + секунды .

Текущее время отображается в 4-х левых разрядах индикатора с мигающей (0.5Гц) во 2-м разряде точкой. При индикации даты она размещается в 6-м и 7-м разрядах. При этом в 8-м разряде отображается буква d.

При индикации температуры точка также размещается в 6-м и 7-м разрядах, а в 8-м индицируется символ градуса .

При выбранном варианте дата и температура отображаются по очереди, сменяя друг друга каждые 7 секунд с эффектом бегущей строки.

При индикации секунд они так же размещаются в 6-м и 7-м разрядах , а в 5-м их сопровождает символ минус .

В любом варианте режима 1 отображается включенное состояние будильника в нижнем треугольнике 8-го разряда и день недели в нижнем треугольнике соответствующего разряда, а включенное состояние звукового сигнала каждый час скрыто.

При срабатывании будильника его сигнал можно отключить нажав одну из кнопок “+“ или “-“ , не переходя при этом в другие режимы.

При первом включении часов будет активирован режим 1в, сопровождающийся дважды пробегающей заставкой “СУПЕР-ЧАСЫ“.

 

2. Индикация полной даты, выбор варианта для режима 1

Вход в этот режим осуществляется из режима 1 удерживанием кнопки “+“ . На индикаторе отображается полная дата в формате 15-04-68 (число-месяц-год). При отпускании кнопки “+“ часы возвращаются в режим 1, а удерживая кнопку “+“ и при этом нажимая последовательно на кнопку “-“ можно выбрать вариант работы для режима 1: когда обе кнопки нажаты — с экрана исчезает дата , появляется одна из 4-х возможных надписей (d, t, dt, SEC), соответствующих выбранному варианту режима 1. При отпускании кнопки “-“ эта надпись остается на экране, а при последующих нажатиях на “-“ эти надписи будут сменять друг друга , выбирая требуемый вариант.

При отсутствии микросхемы термодатчика U6 варианты и будут недоступны!

 

3. Индикация времени установки будильника включение/отключение будильника и звукового сигнала каждый час

Вход в этот режим осуществляется из режима 1 удерживанием кнопки “-“. В 4-х левых разрядах индикатора отображается время срабатывания будильника со светящейся точкой во 2-м разряде и буквами AL в 6-м и 7-м разрядах. Включенное состояние будильника сопровождается светящимся треугольником в восьмом разряде, а включение звукового сигнала в конце каждого часа — в нижних треугольниках, всех, кроме 8-го разряда. Не отпуская кнопку “-“ нажимая последовательно на “+“ можно включить или отменить будильник или звуковой сигнал. При отпускании кнопки “-“ часы возвращаются в режим 1.

 

4. Выбор мелодии

Вход в этот режим осуществляется из режима 1 удерживанием кнопки “SEL“.

В 4-х левых разрядах индикатора отображается время срабатывания будильника со светящейся точкой во 2-м разряде, в 8-м разряде – номер установленной мелодии. Не отпуская “SEL“ при нажатии на “+“ происходит выбор и проигрывание мелодии, номер которой отобразится в 8-м разряде . При нажатии на “-“ проигрывание мелодии прекратится.

При отпускании кнопки “SEL“ часы возвращаются в режим 1.

Если во время удерживания кнопки “SEL“ кнопки “+“ или “-“ не нажимались, то при отпускании кнопки “SEL“ часы переходят в режим 5 — установки времени срабатывания будильника.

 

5. Установка времени срабатывания будильника

Вход в этот режим осуществляется из режима 1 при нажатии и отпускании кнопки “SEL“ (через режим 4 без смены мелодии). На индикаторе будет отображаться время будильника с постоянно светящейся точкой во 2-м разряде. Показания часов будильника корректируют кнопками “+“ и “-“.

При нажатии на кнопку “+“ значение выбранного параметра (выбранный параметр мигает) увеличивается на 1, а при удержании “+“ через 1.5 секунд запускается ускоренная настройка (5 шагов в секунду). Кнопкой “-“ перебираются параметры для настройки.

В режиме 5 есть только 2 параметра. Если за время нахождения в режиме 5 кнопки “+“ или “-“ не нажимались, то при нажатии и отпускании кнопки “SEL“ часы перейдут в режим 6 – режим установки и коррекции текущего времени. Если же время установки будильника было изменено, то при нажатии и отпускании кнопки “SEL“ часы переходят в режим 1. Потенциометр R15 может быть как внутренним миниатюрным, так и внешним, если потребуется регулировать громкость.

 

6. Установка и коррекция текущего времени.

Вход в этот режим осуществляется из режима 1 двойным нажатием кнопки “SEL“ (через режимы 4 и 5 без смены мелодии и времени установки будильника).

Текущее время будет отображаться как в режиме 1г. Показания часов текущего времени при этом будут подмаргивать так как в данный момент являются параметром настройки. Настройка часов и минут аналогична режиму 5, а при выбранных секундах в качестве параметра настройки при нажатии кнопки “+“ происходит их обнуление и возврат часов в режим 1. При нажатии кнопки “SEL“ часы перейдут в режим 7 – режим установки даты.

 

7. Установка даты ( день, месяц, год, день недели)

Вход в этот режим возможен только из режима 6 нажатием и отпусканием кнопки “SEL“ . На индикаторе отображается полная дата в формате 15-04-68 (число-месяц-год) и день недели в нижнем треугольнике соответствующего разряда. Показания текущего дня при этом подмаргивают так как в данный момент являются параметром настройки.

Перенастройка всех параметров аналогична режимам 5и 6. При нажатии и отпускании кнопки “SEL“ часы переходят в режим 1.

Возврат в режим 1 из любого другого происходит автоматически через 10 секунд после последнего нажатия на любую кнопку. В любом случае возврат в режим 1 сопровождается бегущей строкой.

 

Управление внешней нагрузкой

При совпадении времени срабатывания будильника с текущим временем на выводе 9 микроконтроллера Atmega на 1 минуту устанавливается напряжение лог. “1“ даже если будильник не был активирован. Остальное время на выводе 9 будет присутствовать низкий уровень.

Для управления внешней нагрузкой рекомендуется использовать оптические пары, электромагнитные реле, обеспечивающие гальваническую развязку с сетью. На выход 9 микроконтроллера следует установить транзисторную схему в качестве буфера. Как вариант, можно использовать инвертер аналогичный инвертору на транзисторе VT1, используемый в схеме для отображения сегмента «K».

 

Автоматическая регулировка яркости свечения индикатора

Яркость свечения индикатора регулируется в зависимости от освещённости. Чем больше освещён датчик, тем больше яркость индикатора. Уровень +1.0 вольт на 28 входе контроллера соответствует минимуму яркости индикатора, а уровень +4.0 вольт – максимуму.

 

RTC

Для обеспечения постоянного отсчёта времени в схеме устройства использованы часы реального времени — RTC (рис.2), которые питаются от литиевого элемента CR2032 во время отсутствия основного питания, а в нормальном режиме от основного источника. Таким образом, отсчёт времени не нарушается и память календаря сохраняется.

Многофункциональные часы на ВЛИ (Рис. 2)

Рис. 2

 

О деталях

При отсутствии индикатора FIP8B11C (ссылка на pdf) с сегментами-треугольниками, можно воспользоваться схемой их замены на светодиоды (рис.3). Тогда, вместо используемого в схеме индикатора подойдут любые комбинации и включения разных типов ВЛИ. Важно, чтобы напряжение анодов-сегментов этих индикаторов не превышало 50 вольт, поскольку это максимальное обратное напряжение для микросхем ULN2803.

Многофункциональные часы на ВЛИ (Рис. 3)

Рис. 3

Для больших ВЛИ таких как два ИВЛ2-7/5 потребуется трансформатор со средней точкой. Иначе будет наблюдаться паразитная подсветка сегментов и неравномерная яркость свечения разрядов.

Часы питаются от постоянного напряжения 12 вольт. С целью снижения мощности рассеивания и увеличения диапазона входных напряжений допускается применение импульсных стабилизаторов напряжения. Так микросхему стабилизатора напряжения МС7805 можно заменить на импульсный стабилизатор на основе микросхемы LM2576-5.

 

Программирование

Для программирования контроллера необходимо воспользоваться HEX-файлом (ссылка на скачивание) и установить конфигурационные биты следующим образом:

CKSEL0 ˅
CKSEL1 ˅
CKSEL3 ˅
SUT0 ˅
BOOTSZ0 ˅
BOOTSZ1 ˅
SPIEN ˅

Птичками в конфигурационных словах отмечены нули.

В конфигурационном слове для контроллера необходимо установить внутренний генератор 8МГц.

 

От автора

Автор оставляет за собой право на добавление новых функций и мелодий, а также прислушается к новым предложениям и замечаниям по конструкции часов.

 

Юхименко Владимир и Гурович Павел, Беэр-Шева, Израиль, 2015

Все права защищены. Перепечатка, публикование данной статьи в любых других источниках без согласия автора запрещена.

22.11.2015 PGurov

 Метки: ,

Comments are closed.