שעון קיר דיגיטלי על גבי pcb באמצעות מיקרו בקר atmega16 ו- ds3231 rtc

בכל שעון דיגיטלי יש גביש כדי לעקוב אחר הזמן. גביש זה לא קיים רק בשעון אלא גם בכל מערכות המחשוב בזמן אמת. גביש זה מייצר פעימות שעון, הדרושות לחישובי תזמון. אמנם ישנן דרכים אחרות להשיג פעימות שעון לדיוק ותדירות גבוהים יותר, אך הדרך המועדפת ביותר היא להשתמש בגביש כדי לעקוב אחר הזמן. כאן נבצע DS3231 RTC IC לבניית שעון קיר דיגיטלי מבוסס Atmega16. ל- DS3231 RTC יש קריסטל מדויק ביותר, ולכן אין צורך במתנד קריסטל חיצוני.

בפרויקט שעון דיגיטלי זה, עשרה תצוגות 7-קטעי אנודה נפוצות בגודל 0.8 אינץ 'משמשות להצגת זמן ותאריך. כאן שבעה תצוגות קטע משמשות להצגת שעה, דקה, תאריך, חודש ושנה. לעיצוב ה- PCB שלנו יש גם אפשרויות להצגת שניות וטמפרטורה, שאותן ניתן להציג על ידי הוספת יחידות תצוגה נוספות.

רכיבים נדרשים

מיקרו-בקר ATmega16 AVR
DS3231 RTC IC
תצוגת שבעה קטעים אנודה משותפת 0.8 אינץ '(תצוגת הגודל הנפוץ שלה גדול יותר מאשר 0.56 אינץ')
לחץ על הכפתור
תא כפתור 3v
וסת מתח 7805
1000uf קבלים
זמזם (אופציונלי)
טרנזיסטורים BC547 ו- BC557
10uf קבלים
נגן 100 אוהם
נגד 1k
נגד 10k
לוח PCB
חוטי מגשר
בורגסטיפס
מתאם אספקת חשמל

המשתמש יכול גם להשתמש ב- Atmega32, יש להגדיר אותו במהדר לפני שהוא יוצר hex.

תרשים מעגל והסבר

ישנם שני חלקים במעגל שעון קיר דיגיטלי זה, אחד הוא חלק תצוגה ובו 5 זוגות של 7 קטעים על גבי חמישה לוחות PCB שונים, וחלק אחר מבוקר יחידה האחראי על אחזור זמן משבב RTC ושליחת הנתונים והזמן ל תצוגה בת 7 קטעים. כפי שהשתמשנו ב -10 תצוגות של שבעה קטעים, כך שלא נוכל לחבר כל צג ליציאת IO נפרדת. אז הנה טכניקת ריבוב משמשת לחיבור של שבעה קטעים מרובים באמצעות פחות פינים של מיקרו-בקר.

סיכות LED a, b, c, d, e, f, g, h של תצוגת שבעה קטעים מחוברות ל- PORTB של מקביל atmega16. כאן השתמשנו ב -10 תצוגות של שבעה קטעים ולכן אנו זקוקים ל -10 סיכות בקרה המחוברות ב- PORTD, PORTA ו- PORTC.

RTC DS3231 בעל גביש פנימי מחובר לסיכת ה- SDA וה- SCL של PORTC מכיוון שבב זה עובד על תקשורת I2C. שיטת ממשק של שבב זהה ל- DS1307. השתמשנו ב- DS1307 עם Arduino, Raspberry Pi ו- 8051 MCU. ניתן להשתמש באותו קוד גם עבור DS3231 וגם עבור DS1307.

שני נגדי משיכה 10k מחוברים בקו SDA ו- SCL. תא מטבע 3V משמש להפעלת שבב RTC כדי לעקוב אחר הזמן גם כאשר אספקת החשמל הראשית כבויה. בכל פעם שהכוח חוזר שוב הזמן יתחיל להופיע בתצוגת שבע קטעים. עכשיו יש לנו כמה לחצנים להגדרת זמן ב- PORT A, התהליך המלא מוסבר בסרטון שניתן בסוף. רגולטור מתח 5 וולט משמש להמרת מתח כניסה ל -5 וולט. כל החיבורים מוצגים בתרשים המעגל להלן:

עבור לוח תצוגה אחד, נעשה שימוש בשני תצוגות בעלות 7 קטעים ו -2 נוריות. אז הנה לנו חמישה לוחות תצוגה שונים להצגת זמן בשעות ודקה (HH-MM), ותאריך ב- DD-MM-YY.

תכנון ועיצוב PCB לשעון הדיגיטלי

עבור פרויקט שעון קיר מבוסס Atmega16 זה, תכננו שני לוחות PCB. האחת מיועדת ליחידת בקרה המשמשת לשליטה בכל פעולות הפרויקט וחלק שני הוא להצגת השעה והתאריך בשבעה תצוגות קטע. חלק התצוגה מכיל חמישה זוגות של תצוגת שבעה קטעים של 0.8 אינץ '. אז על ידי הרכבת 5 חלקים יש לנו את השעון הדיגיטלי השלם. לתצוגות מרובות של 7 קטעים, קו הנתונים של 5 PCB יתחבר לאותו יציאה של יחידת בקרה וקו הבקרה מחובר לסיכה שונה של יחידת הבקרה.

להלן התצוגות העליונות והתחתונות של פריסות PCB של לוח תצוגה אחד המורכב משני תצוגות עם שבעה קטעים:

להלן התצוגות העליונות והתחתונות של PCBs של יחידת הבקרה

כאן אנו מצורפים קובץ גרבר לשני הלוחות:

קובץ גרבר ליחידת בקרה מבוססת Atmega16
תיק גרבר ללוח תצוגת שבע קטעים

הזמנת ה- PCB באמצעות PCBGoGo

ישנם שירותי ייצור PCB רבים הזמינים באופן מקוון, אך כאשר השתמשתי בעבר ב- PCBGoGo באחד מהפרויקטים האחרים שלי, מצאתי שהוא זול ונטול טרחה בהשוואה לספקים אחרים.

להלן השלבים להזמנת PCB מ- PCBGoGo:

שלב 1: היכנס ל- www.pcbgogo.com, הירשם אם זו הפעם הראשונה שלך. לאחר מכן, בכרטיסיית אב טיפוס PCB הזן את ממדי ה- PCB שלך, מספר השכבות ומספר PCB שאתה זקוק לו.

שלב 2: המשך על ידי לחיצה על כפתור ציטוט עכשיו . תועבר לדף שבו תוכל להגדיר כמה פרמטרים נוספים במידת הצורך, כמו חומר המרווח בין מסלולים וכו '. אך בעיקר ערכי ברירת המחדל יעבדו בסדר. הדבר היחיד שעלינו לקחת בחשבון כאן הוא המחיר והזמן. כפי שאתה יכול לראות זמן הבנייה הוא רק 2-3 ימים וזה פשוט עולה רק 5 $ עבור ה- PSB שלנו. לאחר מכן תוכל לבחור שיטת משלוח מועדפת על פי דרישתך.

שלב 3: השלב האחרון הוא העלאת קובץ גרבר והמשך התשלום. כדי לוודא שהתהליך חלק PCBGOGO מאמת אם קובץ הגרבר שלך תקף לפני שתמשיך עם התשלום. בדרך זו אתה יכול לוודא כי ה- PCB שלך הוא ידידותי לייצור ויגיע אליך כמחויב.

כעת PCBGoGo ייקח זמן מה בסביבות 10 דקות לשעה לבדיקת קובץ גרבר שלך. לאחר סיום הבדיקה, תוכל להמשיך בתשלום.

הרכבת ה- PCB

לאחר הזמנת הלוח, הוא הגיע אלי לאחר מספר ימים, אך שליח בתיבה ארוזה היטב וכמו תמיד איכות ה- PCB הייתה מדהימה. אני משתף כמה תמונות מהלוחות למטה כדי שתוכלו לשפוט.

הפעלתי את מוט ההלחמה שלי והתחלתי להרכיב את הלוח. מכיוון שטביעות הרגליים, הרפידות, הוויאסות ומסך המשי הם בצורה ובגודל הנכונים לחלוטין לא הייתה לי שום בעיה להרכיב את הלוח. הלוח היה מוכן תוך עשר דקות בלבד מרגע פריקת הארגז.

תמונות מעטות של הלוח לאחר ההלחמה מוצגות למטה.

בדיקת השעון הדיגיטלי

קוד מלא ניתן בסוף הדרכה זו, פשוט חברו את מעגלי ה- PCB כמוצג בתרשים המעגל והעלו את הקוד ל- Atmega16. ותראה זמן ותאריך המופיעים בעשרת שבעת המקטעים המוצגים.

ניתן לקבוע את השעה והתאריך באמצעות ארבעת הלחצנים על יחידת הבקרה כפי שמוצג בסרטון המופיע להלן.