- Komponente potrebne
- Kružni dijagram i objašnjenje
- Dizajn i izrada PCB-a za digitalni sat
- Naručivanje PCB-a pomoću PCBGoGo-a
- Sastavljanje PCB-a
- Testiranje digitalnog sata
Svaki digitalni sat u sebi ima kristal za praćenje vremena. Ovaj kristal nije prisutan samo u satu već je prisutan i u svim računalnim sustavima u stvarnom vremenu. Ovaj kristal generira taktove koji su potrebni za izračun vremena. Iako postoje neki drugi načini za dobivanje taktova za veću preciznost i učestalost, ali najpoželjniji način je korištenje kristala za praćenje vremena. Ovdje ćemo DS3231 RTC IC izraditi digitalni zidni sat zasnovan na Atmega16. DS3231 RTC unutar sebe ima vrlo precizan kristal, tako da nije potreban vanjski kristalni oscilator.
U ovom projektu Digital Clock koristi se deset uobičajenih anodnih 7-segmentnih zaslona od 0,8 inča za prikaz vremena i datuma. Ovdje se za prikaz sata, minuta, datuma, mjeseca i godine koristi sedam segmentnih prikaza. Naš dizajn PCB-a također ima mogućnosti prikaza sekundi i temperature, što se može prikazati dodavanjem dodatnih jedinica zaslona.
Komponente potrebne
- ATmega16 AVR mikrokontroler
- DS3231 RTC IC
- Uobičajena anoda 0,8 inčni sedmosegmentni zaslon (veći od uobičajene veličine zaslona (0,56 inčni)
- Pritisnite tipku
- Ćelija gumba 3v
- 7805 regulator napona
- Kondenzator 1000uf
- Zujalica (nije obavezno)
- Tranzistori BC547 i BC557
- 10uf kondenzator
- Otpornik od 100 Ohma
- 1k otpornik
- 10k otpornik
- PCB ploča
- Žice kratkospojnika
- Burgstips
- Adapter za napajanje
Korisnik također može koristiti Atmega32 koji treba konfigurirati u kompajleru prije generiranja hex-a.
Kružni dijagram i objašnjenje
Postoje dva dijela ovog kruga digitalnih zidnih satova, jedan je dio zaslona koji ima 5 parova 7-segmenata na pet različitih PCB ploča, a drugi je kontrolirani Jedinstveni dio koji je odgovoran za dohvaćanje vremena s RTC čipa i slanje tih podataka i vremena na 7-segmentni zaslon. Kako smo koristili 10 zaslona s sedam segmenata, tako ne možemo svaki zaslon povezati zasebnim IO ulazom. Dakle, ovdje se tehnika multipleksiranja koristi za povezivanje više sedam segmenata pomoću manje pinova mikrokontrolera.
LED pinovi a, b, c, d, e, f, g, h sedmosegmentnog zaslona spojeni su na PORTB atmega16 paralelno. Ovdje smo upotrijebili 10 zaslona sa sedam segmenata, tako da nam treba 10 upravljačkih pinova koji su povezani na PORTD, PORTA i PORTC.
RTC DS3231 koji ima unutarnji kristal spojen je na PORTC-ov SDA i SCL pin jer ovaj čip radi na I2C komunikaciji. Metoda povezivanja ovog čipa je ista kao i DS1307. Koristili smo DS1307 s Arduinom, Raspberry Pi i 8051 MCU. I za DS3231 i DS1307 može se koristiti isti kod.
Dva otpornika za izvlačenje od 10 tisuća spojena su na SDA i SCL liniju. 3v novčana ćelija koristi se za napajanje RTC čipa za praćenje vremena čak i kad je glavno napajanje isključeno. Kad god se snaga vrati, vrijeme će se početi prikazivati na sedmosegmentnom zaslonu. Sada imamo nekoliko tipki za podešavanje vremena u PORTU A, kompletan postupak objašnjen je u videozapisu datom na kraju. Za pretvorbu ulaznog napona u 5v koristi se regulator napona od 5v. Sve veze su prikazane na donjem krugu:
Za jednu ploču zaslona koriste se dva sedmosegmentna zaslona i 2 LED diode. Dakle, ovdje imamo pet različitih zaslona za prikaz vremena u satima i minuti (HH-MM), a datuma u DD-MM-YY.
Dizajn i izrada PCB-a za digitalni sat
Za ovaj projekt zidnih satova temeljenih na Atmega16 dizajnirali smo dvije PCB ploče. Jedan je za upravljačku jedinicu koja se koristi za kontrolu svih operacija projekta, a drugi dio za prikaz vremena i datuma na sedam segmentnih prikaza. Dio zaslona sadrži pet pari zaslona dijagonale 0,8 inča od sedam segmenata. Dakle, okupljanjem 5 komada imamo kompletan digitalni sat. Na multipleksirane 7-segmentne zaslone, podatkovna linija od 5 PCB-a bit će spojena na isti priključak upravljačke jedinice, a upravljačka linija povezana je različitim pinom upravljačke jedinice.
Ispod su gornji i donji prikazi izgleda PCB-a jedne ploče zaslona koja se sastoji od dva sedam segmentna zaslona:
Ispod su gornji i donji prikaz PCB-a upravljačke jedinice
Evo priložene Gerber datoteke za obje ploče:
- Gerber datoteka za upravljačku jedinicu koja se temelji na Atmega16
- Gerber datoteka za Sedamsegmentnu ploču zaslona
Naručivanje PCB-a pomoću PCBGoGo-a
Mnogo je usluga za izradu PCB-a dostupnih na mreži, ali kako sam ranije koristio PCBGoGo u jednom od svojih drugih projekata, smatrao sam da je jeftin i bez muke u usporedbi s drugim dobavljačima.
Evo koraka za naručivanje PCB-a od PCBGoGo:
1. korak: Uđite na www.pcbgogo.com, prijavite se ako ste prvi put. Zatim, na kartici PCB Prototype unesite dimenzije vaše PCB-a, broj slojeva i broj PCB-a koji vam je potreban.
Korak 2: Nastavite klikom na gumb Quote Now . Bit ćete preusmjereni na stranicu na kojoj možete postaviti nekoliko dodatnih parametara ako je potrebno, poput razmaka trase itd. Ali uglavnom će zadane vrijednosti raditi u redu. Ovdje moramo uzeti u obzir jedino cijenu i vrijeme. Kao što vidite, vrijeme izrade je samo 2-3 dana, a samo košta 5 USD za naš PSB. Tada možete odabrati željeni način otpreme na temelju vaših zahtjeva.
Korak 3: Posljednji korak je prijenos Gerber datoteke i nastavak plaćanja. Da bi bio siguran da je postupak nesmetan, PCBGOGO provjerava je li vaša Gerber datoteka valjana prije nastavka plaćanja. Na ovaj način možete biti sigurni da je vaša PCB pogodna za proizvodnju i da će vas kontaktirati kao da ste predani.
Sada će PCBGoGo-u trebati oko 10 minuta do 1 sata da pregleda vašu Gerberovu datoteku. Nakon završetka pregleda možete nastaviti s plaćanjem.
Sastavljanje PCB-a
Nakon što je ploča naručena, stigla me nakon nekoliko dana, iako je kurir u lijepo označenoj dobro spakiranoj kutiji i kao i uvijek kvaliteta PCB-a bila nevjerojatna. Dijelim nekoliko slika ploča u nastavku da biste mogli prosuditi.
Uključio sam štap za lemljenje i počeo sastavljati ploču. Budući da su otisci stopala, jastučići, pločice i sitotisak savršeno pravilnog oblika i veličine, nisam imao problema sa sastavljanjem ploče. Daska je bila gotova za samo 10 minuta od trenutka raspakiranja kutije.
Nekoliko slika ploče nakon lemljenja prikazano je u nastavku.
Testiranje digitalnog sata
Kompletni kôd dan je na kraju ovog vodiča, samo spojite PCB kako je prikazano na shemi sklopa i prenesite kôd u Atmega16. I vidjet ćete vrijeme i datum koji se pojavljuju na deset zaslona Sedam segmenata.
Vrijeme i datum mogu se podesiti pomoću četiri gumba na upravljačkoj jedinici, kao što je prikazano u donjem videu.