- Nepieciešamās sastāvdaļas
- Shēmas shēma un paskaidrojums
- PCB dizains un izgatavošana digitālajam pulkstenim
- PCB pasūtīšana, izmantojot PCBGoGo
- PCB montāža
- Digitālā pulksteņa pārbaude
Katra digitālā pulksteņa iekšpusē ir kristāls, lai sekotu laikam. Šis kristāls atrodas ne tikai pulkstenī, bet arī visās skaitļošanas reāllaika sistēmās. Šis kristāls ģenerē pulksteņa impulsus, kas nepieciešami laika aprēķiniem. Lai gan ir arī daži citi veidi, kā iegūt pulksteņa impulsus, lai iegūtu lielāku precizitāti un biežumu, taču vēlamākais veids ir kristāla izmantošana laika uzskaitei. Šeit mēs izveidosim DS3231 RTC IC, lai izveidotu Atmega16 bāzes digitālo sienas pulksteni. DS3231 RTC iekšpusē ir ļoti precīzs kristāls, tāpēc nav nepieciešams ārējs Crystal oscilators.
Šajā digitālā pulksteņa projektā laika un datuma rādīšanai tiek izmantoti desmit parastie 7-segmentu anoda 7-collu displeji. Šeit septiņi segmentu displeji tiek izmantoti stundas, minūtes, datuma, mēneša un gada rādīšanai. Mūsu PCB dizainā ir arī iespējas parādīt sekundes un temperatūru, ko var parādīt, pievienojot vairāk displeja vienību.
Nepieciešamās sastāvdaļas
- ATmega16 AVR mikrokontrolleris
- DS3231 RTC IC
- Kopējais anoda 0,8 collu septiņu segmentu displejs (tā lielāks nekā parastā izmēra displejs (0,56 collas)
- Uzspied pogu
- Pogas šūna 3v
- 7805 sprieguma regulators
- 1000uf kondensators
- Buzzer (pēc izvēles)
- Tranzistori BC547 un BC557
- 10uf kondensators
- 100 omu rezistors
- 1k rezistors
- 10k rezistors
- PCB plāksne
- Džemperu vadi
- Burgstips
- Barošanas avota adapteris
Lietotājs var arī izmantot Atmega32, pirms hex ģenerēšanas tas ir jākonfigurē kompilatorā.
Shēmas shēma un paskaidrojums
Šai digitālajai sienas pulksteņa shēmai ir divas daļas, viena ir displeja daļa, kurā ir 5 pāri 7 segmentu uz piecām dažādām PCB plāksnēm, un otra ir kontrolēta vienības daļa, kas ir atbildīga par laika iegūšanu no RTC mikroshēmas un šo datu un laika nosūtīšanu uz 7 segmentu displejs. Tā kā mēs esam izmantojuši 10 septiņus segmentu displejus, mēs nevaram savienot katru displeju ar atsevišķu IO portu. Tātad šeit tiek izmantota multipleksēšanas tehnika, lai savienotu vairākus septiņus segmentus, izmantojot mazāk mikrokontrollera tapu.
LED tapas a, b, c, d, e, f, g, h no septiņiem segmentu displejiem ir savienotas ar atmega16 PORTB paralēli. Šeit mēs izmantojām 10 septiņus segmentu displejus, tāpēc mums vajag 10 vadības tapas, kas ir savienotas PORTD, PORTA un PORTC.
RTC DS3231 ar iekšējo kristālu ir savienots ar PORTC SDA un SCL tapu, jo šī mikroshēma darbojas I2C sakaros. Šīs mikroshēmas saskarnes metode ir tāda pati kā DS1307. Mēs esam izmantojuši DS1307 ar Arduino, Raspberry Pi un 8051 MCU. To pašu kodu var izmantot gan DS3231, gan DS1307.
SDA un SCL līnijā ir savienoti divi 10k pievilkšanas rezistori. RTV mikroshēmas darbināšanai tiek izmantota 3v monētu šūna, lai sekotu laikam pat tad, ja galvenā strāvas padeve ir izslēgta. Ikreiz, kad barošana atkal atgriežas, laiks tiks parādīts septiņu segmentu displejā. Tagad mums ir dažas spiedpogas, lai iestatītu laiku PORT A, pilnīgs process ir izskaidrots beigās sniegtajā video. 5v sprieguma regulatoru izmanto, lai pārveidotu ieejas spriegumu 5v. Visi savienojumi ir parādīti zemāk esošajā shēmā:
Vienai displeja plāksnei tiek izmantoti divi septiņi segmentu displeji un 2 LED. Tāpēc šeit ir pieci dažādi displeju paneļi, lai parādītu laiku stundās un minūtēs (HH-MM) un datumu DD-MM-YY.
PCB dizains un izgatavošana digitālajam pulkstenim
Šim Atmega16 balstītajam sienas pulksteņa projektam mēs esam izstrādājuši divus PCB. Viens ir paredzēts vadības blokam, kas tiek izmantots, lai kontrolētu visas projekta darbības, bet otrā daļa ir paredzēta laika un datuma parādīšanai septiņos segmentu displejos. Displeja daļā ir pieci 0,8 collu septiņu segmentu displeju pāri. Tātad, saliekot 5 gabalus, mums ir pilnīgs digitālais pulkstenis. Lai multipleksētu 7 segmentu displejus, 5 PCB datu līnija tiks savienota ar to pašu vadības bloka portu un vadības līnija ir savienota ar dažādu vadības bloka tapu.
Zemāk redzami viena displeja paneļa, kas sastāv no diviem septiņiem segmentu displejiem , PCB izkārtojumu augšējie un apakšējie skati:
Zemāk ir vadības bloka PCB augšējais un apakšējais skats
Šeit mums ir pievienots Gerber fails abiem dēļiem:
- Gerber fails Atmega16 bāzes vadības blokam
- Gerber fails septiņu segmentu displeja dēlim
PCB pasūtīšana, izmantojot PCBGoGo
Ir daudz PCB izgatavošanas pakalpojumu, kas ir pieejami tiešsaistē, taču, tā kā iepriekš es izmantoju PCBGoGo vienā no saviem citiem projektiem, es to uzskatīju par lētu un bez problēmām, salīdzinot ar citiem pārdevējiem.
Šīs ir darbības, lai pasūtītu PCB no PCBGoGo:
1. darbība: iekļūstiet vietnē www.pcbgogo.com, reģistrējieties, ja tā ir jūsu pirmā reize. Pēc tam cilnē PCB Prototype ievadiet sava PCB izmērus, slāņu skaitu un nepieciešamo PCB skaitu.
2. solis: turpiniet, noklikšķinot uz pogas Citēt tūlīt . Jūs tiksiet novirzīts uz lapu, kur, ja nepieciešams, iestatīsit dažus papildu parametrus, piemēram, izmantoto materiālu sliežu atstarpi utt. Bet galvenokārt noklusējuma vērtības darbosies labi. Vienīgais, kas mums šeit jāņem vērā, ir cena un laiks. Kā redzat, būvēšanas laiks ir tikai 2-3 dienas, un tas mūsu PSB maksā tikai 5 USD. Pēc tam jūs varat izvēlēties vēlamo nosūtīšanas metodi, pamatojoties uz jūsu prasībām.
3. solis: pēdējais solis ir Gerber faila augšupielāde un maksājuma veikšana. Lai pārliecinātos, ka process ir vienmērīgs, pirms maksājuma turpināšanas PCBGOGO pārbauda, vai jūsu Gerber fails ir derīgs. Tādā veidā jūs varat pārliecināties, ka jūsu PCB ir izgatavošanai draudzīgs un ar jums sazināsies kā apņēmies.
Tagad PCBGoGo prasīs kādu laiku no 10 minūtēm līdz 1 stundai, lai pārskatītu jūsu Gerber failu. Pēc pārskatīšanas pabeigšanas jūs varat turpināt maksājumu.
PCB montāža
Pēc tam, kad dēlis tika pasūtīts, tas mani sasniedza pēc dažām dienām, kaut arī kurjers glīti etiķetētā, labi iesaiņotā kastē, un tāpat kā vienmēr PCB kvalitāte bija lieliska. Es kopīgoju dažus zemāk redzamo dēļu attēlus, lai jūs varētu tos vērtēt.
Es ieslēdzu savu lodēšanas stieni un sāku montēt dēli. Tā kā pēdas, spilventiņi, flakoni un sietspiede ir ideāli piemērotas formas un izmēra, man nebija problēmu montēt dēli. Dēlis bija gatavs tikai 10 minūtēs no kastes izpakošanas brīža.
Zemāk ir parādīti daži dēļa attēli pēc lodēšanas.
Digitālā pulksteņa pārbaude
Pilns kods ir norādīts šīs apmācības beigās, vienkārši pievienojiet PCB, kā parādīts shēmā, un augšupielādējiet kodu vietnē Atmega16. Desmit septiņu segmentu displejos redzēsiet laiku un datumu.
Laiku un datumu var iestatīt, izmantojot četras vadības pogas spiedpogas, kā parādīts zemāk sniegtajā video.