Většinou je trend vylepšovat zařízení a přídávat funkce, ale já šel tentokrát opačným směrem a mírně degradoval původní Hodiny, Teploměr, Vlhkoměr z roku 2012 pouze na velké hodiny, teloměry a datum.
Původní verzi a podklady jsem zabalil do zipu. A editoval návrhy a sw, aby to zde bylo přehlednější (editované nejsou některé popsisy, manuál, DO, ... v těch se pořád bude odkazovat na první verzi s vlhkoměrem)
Nechal jsem vyrobit pár desek k hodinám. Profi výroba, černá nepájivá maska, prokovy, popisy. Po dohodě můžu zaslat. paja@paja-trb.cz
Tyto "kapesní" hodiny s rozměry 50x6x5cm a váhou 1,4kg jsou mým dalším dílem do sbírky elektronických udělátek.
Hlavní požadavky byly velké displeje, přehlednost, přesnost měření, záznam teplot.
Základní funkce a vlastnosti:
- Hodiny s velkým displejem 38mm, které běží na RTC DS3231, s automatickou změnu letního/zimního času
- Alarm s několika druhy výstupu (piezo, optočlen) a nastavení na jednotlivé dny v týdnu
- Teploty In/Out - DS18B20 s přesností ±0,5°C
- Veškeré nastavení v menu přes 4 tlačítka nebo pohodlněji univ. dálkovým ovladačem na protokolu Philips RC-5
- Zobrazení na postranních displejích lze nastavit (Teplota Out, In, Datum)
Obsahují desku ovládání, kde je i zdroj a wav player, k té je přímo připojena deska zobrazení času. A pak následují 2 identické desky pro zobrazení ostatních údajů (teplot, vlhkosti, datumu).
- Ovládání, procesor, zdroj
- Displej - čas
- Displej - malý
- Konstrukční uspořádání + krabice
- Fotky ze stavby
Popis ovládání:
Po zapnutí hodin se zobrazí na displejích: PAJA HodinY 2.0 (2.0 - verze sw) a proběhlo-li načtení čidla DS18B20 v pořádku, tak pípne piezo. Potom následuje samotný běh hodin, kdy každou 0,5s dojde k přerušení od RTC, procesor si načte čas a vyšle ho na displej. Každou celou sekundu blikne dvojtečkami, pak následuje porovnávání co má zobrazit na malých displejích (Teplotu Out, In, datum) a podle toho načítá data a zobrazuje.
Standardně je nastaveno na levém displeji venkovní (Out) teplota a na pravém vnitřní (In) teplota.
Každých 30s se na bočních displejích zobrazí den v týdnu (Po, Ut, St, ...) a na druhém aktuální datum (den.měsíc.)
Tlač. 1 vstup do menu nastavení
Tlač. 2 zobrazí minimální (Lo) out teplotu, čas a datum / nebo slouží jako - při pohybu v menu
Tlač. 3 zobrazí maximální (Hi) out teplotu, čas a datum / nebo slouží jako + při pohybu v menu
Tlač. 4 zobrazí na 3s na levém displeji in teplotu / nebo slouží jako OK potvrzení v menu
K ovládání je možno použít i dálkový ovladač na protokolu Philips RC-5. Použil jsem univerzální DO z Kauflandu, po dlouhém testování jsem skončil na kódu 0026 (viz. manuál DO). Na obrázku je popis jednotlivých tlačítek DO.
Menu a nastavení:
Rozkreslení struktury menu hodin a možné kroky.
- SEt - zobrazí se spolu s pípnutím na cca 1s, pak skočí na další položku
- dISP L - OK - zde se vybere jedna ze 4 možností zobrazení na levém displeji (out tEP, in tEP, dAt) - teplota venkovní, vnitřní, datum
- dISP P - OK - zde se vybere jedna ze 4 možností zobrazení na pravém displeji (out tEP, in tEP, dAt)
- CAS - OK - CAS hh:mm:00 - kde se namísto hh:mm tlačítky - a + nastaví skutečný čas (hodiny:minuty). V okamžiku přičtení minuty se nulují sekundy a čas se okamžitě uloží do RTC, který od této chvíle běží s novým časem. Potvrzení OK je jen opušnění nastavení.
- dAtE - OK - dd:mm:00 - kde se nastaví den a měsíc - OK - dd:mm:00 20rr - a pak i rok (2000-2099)
- LEZi - OK - LEZi Ano - povolena změna letního/zimního času - LEZi NE - zakázána změna
- ALArnn - OK - na levém displeji se nastaví který den má být alarm aktivní (PonE - Pondělí-Neděle=vždy, nE - Neděle,
Po - Pondělí, ... , PoPa - Pondělí-Pátek, SonE - Sobota-Neděle )
- na pravém displeji se nastaví druh alarmu (nE 0 - žádný-zakázán, Pi 1 - piezo výstup, Pio2 - Piezo+sepne optočlen, o 3 - sepne jen optočlen)
Program:
Vytvoření a odladění sw dalo (jak jsem čekal) nejvíc práce na hodinách. Raději nepočítám ty stovky hodin co jsem u toho proseděl ... Hodiny běží na kódu poskládaném v Bascomu (kód má 1250 řádek).
Spotřeba:
šero "tma": 0,06A / světlo-max : 0,7A (staré hodnoty měřené při původní verzi při 9V napájení)
Spotřeba financí ... materiál na výrobu (součástky, DPS, krabice, barva) po dlouhém sčítání ... asi 2700kč
A spotřeba času - nepočítaně, realizace hodin začala v listopadu 2012 a dokončení začátkem února 2013. V roce 2018 jsem předělal ovládací část na aktuální odlehčenou verzi.
HW byl až na malé změny a úpravy v ovládací části hotový za cca 1-2 týdny, pak následovaly stovky hodin psaní a ladění SW a nakonec si vyrobit na míru krabici - cca týden.
Důvod této předělávky byl v nespolehlivosti čidel vhkosti. První verze s SHT71 přestala po asi roce fungovat. Tak jsem udělal úpravy pro SHT21. To sice fungovalo o dost déle, ale poslední měsíce ukazovala vhkost blbosti a byla skoro vždy 100% (nebo těsně pod) a teplota taky neodpovídala realitě.
I když byl v hodinách implementován budík, gong, "záznam teplot" a další kejkle, stejně stály mimo prvotních testování nečinně na poličce a pouze ukazovaly čas, teplotu a vlhkost. Takže jsem v "nové" verzi 2018 vyházel zbytečnosti, navrhl novou desku ovládání, kde zůstal řídící procesor, hodiny, zdroj je nově externí adaptér 5V/2A a teploty měří léty osvěčené čidla DS18B20.
Při odtučňovací kůře jsem zrušil záznam a zobrazování minimálních a maximálních teplot, smazal gong, wav player a mírně zredukoval nastavení alarmů
Na bočních displejích lze zobrazit teplotu vnitřní (In), venkovní (Out) nebo datum (den.měsíc)
Nově se při nastavení data (den:měsíc / rok) zobrazí ještě nastavení dne v týdnu (Po, Ut, St, Ct, Pa, So, Ne)
Funkce:
Srdcem hodin je procesor ATmega32 v SMD provedení, který ovládá všechny další části.
Jako RTC jsem použil DS3231, který nepotřebuje externí krystal, má již v sobě integrovaný přesný TCXO krystal s přesností ±2ppm v rozsahu 0°C do +40°C. Obsahuje také kalendář s kompenzací přestupných roků, počtu dnů v měsíci, 2 alarmy, ... já jej však využívám jen na čtení času a datumu každou 0,5sekundu. A samozřejmostí je záložní 3V baterka, které udrží RTC v chodu při výpadku napájení.
Na měření In/Out teplot slouží čidla DS18B20 s přesností ±0,5°C
Hodiny mají i výstup přes optočlen, který je aktivován (v závislosti na nastavení v menu) při alarmu, může se tak v určitou dobu ovládat další zařízení.
Jelikož jsou použité LED displeje, tak jsem integroval i regulaci jejich jasu přes PWM, o snímání intenzity osvětlení se stará fotoodpor na desce displeje času.
Hodiny se dají ovládat pomocí 4 tlačítek v horní části desky nebo pohodlněji přes univerzální dálkové ovládání.
Konstrukce:
Většina součástek je v SMD, takže stavba vyžaduje nějaké zkušenosti a pevnou ruku. Zvláště při pájení procesoru.
Na desce je několik drátových propojek, místo těch nejkratších (tlustá červená čára) lze osadit nulové SMD odpory vel. 1206.
Použil jsem sirénku KPE242 (průměr 13,7mm, RM 7,62mm), ale na DPS je místo pro osazení třeba pezosirénou KPE212A (na DPS jsou označeny pady jako piezo a +5V).
Napájení je řešeno přes napájecí konektor zašroubovaný do DPS, tak aby směřoval do zadní části hodin (směrem ven). Stejně tak jsou přiletovány i ostatní konektory ISP, DS18B20 a opto.
Konstrukční uspořádání by mělo být patrné i z fotek.
Zde je návrh plošného spoje o rozměrech 160 x 50 mm.
Seznam použitých součástek - Ovládání 2018:
C1,C2 - 22p SMD vel. 0805 2x C3-C5 - 100n SMD vel. 0805 3x C11-C12 - 100n SMD vel. 1206 4x C6, 9, 10, 13 - 1000M/16V 4x IO1 - ATmega32L-8AU TQFP44 1x IO2 - DS3231 SO16L 1x IO3, 5 - DS18B20 + PSH02-03P + PFH02-03 2x T1 - BC817 SOT-23 1x L1 - 10uH 5mm 1x OK1 - LTV357 1x Q1 - 8MHz 1x R1 - 4k7 SMD vel. 0805 1x R2, 3 - 4k7 SMD vel. 1206 2x R4-R6 - 10k SMD vel. 1206 3x R15 - 330 SMD vel. 1206 1x REP1 - KPE242 (KPE212A) (LD-BZEG-1205 - TME) 1x SW1-4 - P-TACTN68-F (TACTA-68N-F - TME) 4x CON1,2 - MLW10 2x ISP1 - MLW06G 1x K2 - PSH02-02P + PFH02-02 1x +5V-Gnd - ARK500/2 1x BAT1 - SN2032 držák + bat 2032 -3V 1x Konektor - SIL8PZ precizní dutin. lišta 4x
Download:Návrh DPS a SCH - Ovládání pro Eagle (od verze 5.6).
Obrázek pl. spoje PNG - Ovládání 2018 v rozlišení 600x600 DPI
Program hodin 2.0 - Fuses : High=0x99, Low=0x7D
Funkce:
Jedná se prakticky jen o desku zobrazovačů, kde jsou displeje (4x38mm a 2x25mm), LED, posuvné registry, fotoodpor a přijímač DO TSOP31236
Konstrukce:
Opět několik drátových propojek, některé lze nahradit nulovými odpory SMD vel. 1206. IO7 je ohnut o 90, aby směřovala jeho přijímací část před hodiny.
Pod trimrem je možno vyvrtat díru a regulovat tak jas malým šroubováčkem zezadu.
Odpory jsou v SMD i THT, které je nutné osadit ze strany spojů, stejně tak precizní konektor k propojení s deskou ovládání.
V TME se mi nepodařilo sehnat stejný typ displejů, 38mm jsou od jiného výrobce. Mají ovšem horší zpracování led segmentů, ale hlavně jinou velikost a krátké vývody. Bylo proto nutné u všech 25mm displejů odstřihnout rohové výčnělky, a tak posadit malé displeje přímo na DPS (jinak by byly v vzduchu). Displeje 38mm naopak vyvýšit, aby vrchní část lícovala s 25mm displeji.
Zde je návrh plošného spoje o rozměrech 220 x 51 mm.
Seznam použitých součástek - Displej čas:
C1-C6 - 100n SMD vel. 1206 6x C7 - 4M7/10V SMD vel. B - tantal 1x D1,D2 - LED 5mm - zelena (LED5-G-LC - TME) 2x D3,D4 - LED 3mm - zelena (LED3-G-LC - TME) 2x DIS1-4 - LED 7-segment 38mm (LD-S150G-C - TME) 4x DIS5,6 - LED 7-segment 25mm (SA10-21GWA - TME) 2x IO1-6 - 74HC595D SO16 6x IO7 - TSOP31236 (SFH506-36) 1x RFOTO - VT43N1 1x T1 - BCP53-16 SOT223 1x P1 - 5k SMD PT6V 1x Konektor - SIL8PZ precizní dutin. lišta 4x R1,2,6,7,9,10,14,15,17,18,22,23,25,26,30,31,33,34,38,39,41,42,43,46,47 - 68 SMD vel. 1206 25x R3-5,11-13,19-21,27-19,35-37,44,45 - 68 17x R16 - 150 1x R32 - 220 1x R50 - 220 SMD vel. 1206 1x R40 - 390 1x R48 - 390 SMD vel. 1206 1x R8,24 - 470 SMD vel. 1206 2x R49 - 1k SMD vel. 1206 1x
Download:Návrh DPS a SCH - Displej čas pro Eagle (od verze 5.6).
Obrázek pl. spoje PNG - Displej čas v rozlišení 600x600 DPI
Funkce:
Jedná se o 2 identické desky (proto vše vyrobit a nakoupit 2x !). Stejně jako u desky času je i tato jen zobrazovač. Obsahuje 4x 25mm displeje. Navíc ještě 3x 7mm displeje pro zobrazení nápisů teplot in, out
Vše se ovládá přes posuvné registry a napájení přes PWM a T5. Na DPS jsou 2 vývody označené N.C., ty nemají reálný využití. Jedná se pouze o nevyužité vývody pos. registru, jelikož jsem v době návrhu hw nevěděl co všechno v hodinách bude.
Konstrukce:
Většina součástek je taktéž v SMD + několik propojek. U displejů jsem taky zastřihával rohové výčnělky, aby si sedly přímo na DPS.
V návrhu je zakreslen konektor MLW10-90°, ale nakonec jsem použil AWLP10, do kterého se po naletování přímo zacvakne kabel. Výhoda je jeho malá velikost.
Zde je návrh plošného spoje o rozměrech 119 x 51 mm.
Seznam použitých součástek - Displej malý: - pro 2 desky všechno 2x !
C1-C5 - 100n SMD vel. 1206 5x CON1 - AWLP10 (AWLP-10 - TME) 1x D1,D2 - LED 3mm - zelena (LED3-G-LC - TME) 2x D3-D5 - LED 2x5mm - zelena (LL-254GD - TME) 3x DIS1-4 - LED 7-segment 25mm (SA10-21GWA - TME) 4x DIS5-9 - LED 7-segment 7mm (LD-S028G-C - TME) 3x IO1-5 - 74HC595D SO16 5x R1,2,6,7,9,10,14,15,17,18,22,23,27-29 - 68 SMD vel. 1206 15x R3-5,11-13,19-21,25,26,30,31 - 68 13x R41 - 82 SMD vel. 1206 1x R37,38,40 - 120 SMD vel. 1206 3x R39 - 150 SMD vel. 1206 1x R36 - 180 SMD vel. 1206 1x R33-35 - 270 SMD vel. 1206 3x R8,16,24 - 390 3x R32 - 390 SMD vel. 1206 1x R42-45 - 4k7 SMD vel. 0805 4x R46 - 1k SMD vel. 1206 1x T2-3 - BC846 SOT-23 4x T6 - BCP53-16 SOT223 1x
Download:Návrh DPS a SCH - Displej malý pro Eagle (od verze 5.6).
Obrázek pl. spoje PNG - Displej malý v rozlišení 600x600 DPI
Edit 2021 - zmenšil jsem malé displeje odebráním %rh, takže i krabice bude menší - rozměry již nejsou aktuální!
Krabice:
je vyrobená na míru z pozinkovaného plechu tloušťky 0,8mm. Nechal jsem si u klempíře ustřihnout plech 54x1200mm a ohnout 6mm hranu o 90°. A plech na záda 508x60mm. Doma jsem si pak vystříhal výkroje v rozích, naohýbal do tvaru finální krabice a všechno zaletoval cínem a velkou pájkou (s pomocí plynového hořáku, pro lepší prohřátí plechu). Finální krabice má tak rozměry 510x62x48mm (d,v,š). Obrázek plechů a rozměrů v PNG - výkres.
Spoje jsem přebrousil, některé ještě překytoval a po navrtání děr šla na řadu barva. Základ Formex (na lehké kovy) a pak sprejem několik vrstev černé.
Nechal jsem si uříznou kouřové plexisklo (505x59mm - míry jsem bral až po vyrobení krabice) tloušťky 3mm, ale pro moje účely bylo moc průsvitné, tak jsem ho nechal ještě přelepit tmavou fólií na tónování autoskel. Teprve potom byla průhlednost akorát.
Jednotlivé DPS jsou přišroubovány na 2ks duralových vinglů 15x15mm. Jejich rozměry, výřezy a vrtání děr jsou ke stažení v PNG. Všechny díry jsou vrtané 2,5mm a jsou v nich vytočeny závity M3.
Mezi DPS a vinglíky jsou plastové podložky tloušťky 1mm, aby se nedotýkaly součástky nebo vývody vinglů.
Mezi DPS ovládání a displejem čas jsou distanční sloupky M3 (díry se závitem z obou stran) délky 20mm - 6ks. Pak je osazeno na šroubcích, které drží malé displeje 8ks distanček délky 25mm, které drží zadní víko hodin.
Hodiny jsou v krabičce uchycené pomocí 6ks šroubků (3 dole, 3 nahoře), které drží v závitech vinglů. Výsledná krabička byla trošku větší, proto jsem musel vymezit vůli nalepením pásků plastů na horní část vinglů (viz. fotky).
Nakonec jsem dolů nalepil 4 gumové nožičky, výrobní štítek, popisy tlačítek a napájecího konektoru.
Download:Obrázek konstrukčních vinglů v PNG - výkres vrtání a výřezů.
Obrázek plechů a rozměrů v PNG - výkres.
Obrázek štítků v PNG - 600x600 DPI
