PaJa-trb  >  Konstrukce  >  Hodiny vzdušné
paja@paja-trb.cz

Nabízím naprogramovaný procesor ATmega168 sw 1.0 vzdušných hodin. Více paja@paja-trb.cz

Když jsem poprvé na internetu zahlédl obdobné dílo - velké hodiny s otvory uprostřed segmentů displejů, bylo prakticky rozhodnuto stavbě vlastního exempláře.
Základní myšlenka byla velké segmentové displeje (ty jsem složil z LED 5x5mm - jeden segment 5 LED) a otevřená konstrukce s možností nahlédnutí "do útrob".

hodiny_2013_vzdusne_nahled_velky.jpg Základní funkce a vlastnosti:

Popis funkce a ovládání:
Po zapnutí hodin se na displeji objeví PAJA za 3/4s pípne sirénka a zobrazí se Ho.1.0 (Hodiny 1.0 - verze sw).
Poté již následuje běh vlastních hodin, který je přerušován každou 0,5s od RTC DS3231, což je indikováno blikáním sekundových LED.
V závislosti na nastavení zobrazení se na displeji, kromě samotného času, ukazuje každou 0s a 30s den v týdnu (Po.-nE.) + datum (1-31), každou 15s a 45s teplota.
Teplota se zobrazuje s přesností na jedno des. místo. Není-li menší jak -10°C, tak se nahoře za teplotou zobrazí improvizovaný znak ° - (např. 14.3c / -9.6c).
Nastane-li chyba v komunikaci s čidlem teploty, zobrazí se místo teploty na displeji nápis Err. Min./max. teploty se každý den nulují.
Vše potřebné lze nastavit pomocí 4 tlačítek v horní části hodin. Jejich význam, zleva:
Tlačítko SW1 slouží ke vstupu a opuštění menu
Tlačítko SW2 pro zobrazení minimální dnešní teploty / nebo - v menu
Tlačítko SW3 pro zobrazení maximální dnešní teploty / nebo + v menu
Tlačítko SW4 pro zobrazení aktuální teploty / nebo OK potvrzení v menu
K ovládání a nastavení je možno použít i univerzální dálkový ovladač na protokolu Philips RC-5 (vyzkoušené: univerál. DO (Silver Crest), kód 5000 / HEITECH - Kaufland, kód 0026)
Kódy z DO    význam tlačítek        funkce v hodinách
 1                                - teplota aktuální (pípne a za 0,75s zobrazí teplotu)
 3 nebo 34  (obraz)               - zobraz den v týdnu + datum 
16          (volume +  , doprava) - teplota max.    
17          (volume -  , doleva)  - teplota min.  
32          (program + , nahoru)  - pohyb v menu +
32          (program - , nahoru)  - pohyb v menu -
87 nebo 10  (OK)                  - potvrzení volby v menu
82 nebo 40  (menu)                - vstup do menu
12          (standby, Off)        - konec menu
13 nebo 109 (mute  /  pauza)      - rychlé vyp./zap. alarmu (zobrazí se "A.off"/"A. on")

Menu a nastavení: Konstrukce:
Raději jsem nepočítal čas strávený přípravou a hlavně návrhem DPS, jelikož bylo nutné vše vměstnat do malého prostoru, aby byly zachovány otvory uprostřed segmentovek.
Hodiny jsou tedy tvořeny ze 2 DPS (třetí jen jako zadní kryt - není nutný).
Na prvním zobrazovacím DPS jsou umístěny LED, zezadu předřadné odpory, fotoodpor, IR přijímač.
Na druhém ovládacím je z přední strany procesor, tlačítka, ISP konektor, piezo, baterka, ...
Z druhé strany posuvné registry, tranzistorové pole, stabilizátor a pár drobností.

Výroba hodin, hlavně DPS vyžaduje spoustu času, trpělivosti a přesnou ruku.
Je třeba přesně vyrobit DPS (jedna je oboustranná), odvrtat (v návrhu naznačeno kroužky) a dopilovat vnitřky segmentů. Vypilovat oválný otvor pro IR přijímač a navrtat další stovky děr.
Na desce LED, kde jsou zezadu propojovací konektory JUM1-4 a JUM9A-14A se nesmí provrtat DPS skrz ! Pouze udělat mělký vrt pro usazení konektorů.
DPS ze strany LED se po navrtání přebrousí, odmastí a stříkne černým sprejem. Teprve potom se osadí SMD rezistory a zvlášť pečlivě LED. Jelikož byly mnou použité kulaté LED vyšší, osadí se jako první a všechny čtvercové LED se s nimi výškově srovnají (budou pár mm nad DPS). Je třeba pracovat pomalu, všechny LED si pečlivě rovnat a samozřejmě neotočit jejich polaritu.
IR přijímač se osadí ze strany spojů a ohne, tak aby směřovala přijímací část do vypilované díry mezi sekundovými LED. Fotorezistor je možné umístit ze strany spojů (nad dvojtečkou se vyvrtá díra pro snímání osvětlení), v případně malého pouzdra (např. A906013) je ho možné umístit ze strany LED (v návrhu je několik padů navíc, stačí si vybrat).

Na desce ovládání je spousta průchodů mezi vrstvami, pro domácí výrobě DPS se prokovy nahradí kouskem drátku zapájeným z obou stran. Jsou tam i 3 drátové propoje J1-J3, použít raději izolovaný drát. Při sestavování je třeba začít od nejmenších SMD součástek a propojů mezi vrstvami, poté se postupně propracovat k větším. V návrhu jsou vyvedené 3 konektory NC1-3 z mikroprocesoru, pro případné využití do budoucna - neosazovat, rezervy. Stejně tak odpory R49-52 tlačítek není třeba osazovat, jelikož jsou zapnuté vnitřní pull-up odpory v procesoru.
Napájení 12V se připojí z boku přes konektor Jack-mono SCJ-0253A, který je pro jistotu přišroubován kouskem plechové kabelové příchytky k DPS proti vytržení. Při osazování propojovacích konektorů JUM5-9 je dobré sesadit desky k sobě a pečlivě kontrolovat (přihnout), aby na sebe konektory při sestavení pasovaly. Jelikož není nikde místa nazbyt, bude nutné malinko upravit vývody baterie, aby nedošlo k nechtěnému kontaktu s krystalem nebo okolními součástkami. Baterku osadit až po otestování funkčnosti, jelikož se pod ní ukrývají další součástky a spoje.
Čidlo teploty DS18B20 je připojené, ze strany spojů, přes 3pinovou precizní dutinkovou lištu (v seznamu součástek označenou JUM15).
Procesor se osadí na DPS, ideálně až po ověření správného napájení a vyloučení zkratu (zkontrolovat napětí 5V za stabilizátorem). Oživovat raději na lab. Zdroji s proudovým omezením.

Obě desky jsou mechanicky spojeny 6ti kovovými distančními sloupky M3 o délce 11mm (použít buď 10mm + podložku, nebo 12mm zpilovat)
Mechanická konstrukce, sestavení a uspoádání hodin by mělo být patrné i z přiložených fotek prototypu.

Spotřeba:
Při napájení 12V. Maximální jas: 0,25A / minimální jas 0,02A. spotřeba je zaokrouhlena, jelikož se mění v závislosti na počtu rozsvícených segmentů displeje

hodiny_2013_vzdusne_schema_nahled.png

Zde je návrh plošného spoje o rozměrech 2x 186 x 73 mm.
hodiny_2013_vzdusne_osaz_top_nahled.png, 17kB hodiny_2013_vzdusne_osaz_bottom_nahled.png, 10kB

Seznam použitých součástek :
BAT1       - SN2032 - Bat 3V do DPS                BAT-CR2032PCB2 (TME)
C1-5,15-18 - 100n            SMD vel. 1206                                      9x
C6         - 4M7/10V         SMD
C7,8       - 220M/16V        SMD                                                2x
C9         - 100M/16V        SMD
C10,11     - 22p             SMD vel. 0805                                      2x
C12-14     - 100n            SMD vel. 0805                                      3x
D1-D140    - LED 5x5mm       zelená, 3mcd, 110°     L-503GDT (TME)              140x     
D141-145   - LED 5mm plochá  zelená, 1-4mcd 100°    L-483GDT (TME)              5x
IO1-4      - ULN2003         SMD                                                4x
IO5-8      - 74HCT595D       SMD                                                4x
IO9        - DS3231          SMD     
IO10       - TSOP31236       (SFH506)
IO11       - 7805ABD2T       D2PAK 
IO12       - ATmega168-20AU  TQFP32
IO13       - DS18B20
ISP1       - AVR_ISP_90°     MLW06A   kon. 6pin     T821-1-06-R1 (TME)
J1         - drát. propojka  20mm
J2,3       - drát. propojka  10mm
JUM1-4     - SIL08    precizní dutinková lišta 8pin DS1002-01-1X08V13 (TME)     4x 8pin
JUM5-8     - PRSL8    precizní oboustranný     8pin                             4x 8pin
JUM9-14    - PRSL1    precizní oboustranný     1pin                             6x 1pin                   
JUM9A-14A  - SIL01    precizní dutinková lišta 1pin DS1002-01-1X01V13 (TME)     6x 1pin
JUM15      - SIL03    precizní dutinková lišta 3pin                             1x 3pin
K1         - SCJ-0253A  kon. JACK 2,5 mono + protikus 
L1         - 10uH            (nebo v SMD DL0805-10) DLA10 (TME)
P1         - 5k              trimr SMD              1804GSMD-5K (TME)
Q1         - 8MHz            SMD HC-49S 
R0.0-0.4   - 0R              SMD vel. 1206                                      5x    
R1-28      - 100             SMD vel. 1206                                      28x      
R29        - 220             SMD vel. 1206 
R30        - VT43N1                                 A906013 (TME) 
R31-33     - 10k             SMD vel. 1206                                      3x
R34        - 1k              SMD vel. 1206 
R35        - 22k             SMD vel. 1206 
R36-38     - 820             SMD vel. 1206                                      3x
R39        - 680             SMD vel. 1206 
R40-47     - 4k7             SMD vel. 1206                                      8x
R48        - 4k7             SMD vel. 0805 
REP1       - KPE242 bzučák s generátorem 5V         LD-BZEG-1205 (TME) 
SW1-4      - TACTA-68N-F     P-KSM632B              TACTA-68N-F (TME)           4x
T1-4       - BC846           SOT-23                                             4x
T5,7,8     - BC817           SOT-23                                             3x
T6         - BCP53-16        SOT223    

Distanční sloupek kovový M3 - 5mm                                               6x
Distanční sloupek kovový M3 - 12mm (závit-šroub) - zkrátit na 11mm              6x

R49-52      neosazovat - pull-up odpory 10k pro tlačítka
NC1-3       neosazovat - nevyužité vývody procesoru
Download Download:
Návrh DPS a SCH pro Eagle (od verze 5.6).
Program pro Atmega168 - Zdroják z Bascom (BAS, BIN, HEX) + obr. nastvení fuses z AVR studia
Nastavení Fuses : High=0xDC Low=0xCD Ext=0xF9
Obrázky pl. spojů PNG v rozlišení 600x600 DPI

Otištěno v A-Radio PE 9/2014



hodiny_2013_vzdusne_foto_12.jpg, 16kB
hodiny_2013_vzdusne_foto_11.jpg, 12kB hodiny_2013_vzdusne_foto_08.jpg, 15kB
hodiny_2013_vzdusne_foto_01.jpg, 10kB hodiny_2013_vzdusne_foto_02.jpg, 12kB hodiny_2013_vzdusne_foto_03.jpg, 7,5kB hodiny_2013_vzdusne_foto_05.jpg, 17kB hodiny_2013_vzdusne_foto_06.jpg, 19kB hodiny_2013_vzdusne_foto_07.jpg, 25kB


PaJa © PaJa-trb 2014- E-mail