Годинник-будильник-термометр з ІЧ ДУ. Схема, опис

Безкоштовна технічна бібліотека

ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ
Безкоштовна бібліотека / Схеми радіоелектронних та електротехнічних пристроїв

Годинник-будильник-термометр з ІЧ ДУ. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Безкоштовна технічна бібліотека

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Регулятори потужності, термометри, термостабілізатори

Коментарі до статті

Пропонований до уваги читачів пристрій виконано на сучасній елементній базі і відрізняється від раніше опублікованих у журналі конструкцій розширеними можливостями та застосуванням для керування ним пульта дистанційного керування на ІЧ променях.

Прилад, що описується, призначений для індикації поточного часу, подачі звукових сигналів у заданий час та індикації температури в двох точках (у приміщенні та на вулиці) в інтервалі -55...+99 °С з точністю ±1 °С. Час та температура відображаються по черзі (протягом 10, 1 та 2 з відповідно). Встановлення показань годинника, часу спрацьовування будильника, відключення будильника, гасіння та запалювання індикатора проводять з ІЧ пульта дистанційного керування (ДК).

Будильник подає звукові сигнали з паузою 10 с: спочатку два коротких (приблизно по 0,1 с) одиночних, потім стільки ж здвоєних (з паузою 0,1 с), а після них - два збудовані (з такою ж паузою). Після закінчення хвилини будовані сигнали подаються кожну секунду до тих пір, поки будильник не буде відключений (такий "алгоритм" зручний, якщо в кімнаті спить дитина). Є функція Snooze (повторення сигналу через певний час), що дозволяє трохи поспати після першої подачі сигналів. Якщо індикатор погашений (наприклад, у нічний час, щоб не турбувати дітей під час засинання), в момент спрацювання будильника він запалюється і до вимкнення або переходу в режим Snooze показує поточний час. Передбачено короткий звуковий відгук на натискання кнопок пульта, індикація (світлодіодом) проходження команд з пульта, резервне живлення при зникненні напруги в мережі (у цьому випадку будильник подає безперервний сигнал).

Принципова схема пристрою зображено на рис. 1. Його основа – мікроконтролер DD2 АТ89С4051 [1]. Він керує роботою всіх вузлів. У його складі є енергонезалежна пам'ять програм (4 Кбайт), ОЗУ (128 байт), два таймери, система переривань та ін.

(Натисніть для збільшення)

Для надійного запуску та захисту мікроконтролера від збоїв живлення застосована мікросхема КР1171СП47 (DA1). Вона утримує своєму виході (вив. 3) низький рівень при напрузі живлення менше 4,7 У. Конденсатор С6 затримує перехід у стан лог. 0 (тобто запуску мікроконтролера) після того, як напруга живлення стане вищою за пороговий рівень. В крайньому випадку цю мікросхему можна не встановлювати, застосувавши стандартну схему скидання, рекомендовану фірмою Atmel. Однак при цьому можливі збої пристрою при "провалах" живлення.

Табло пристрою складається із п'яти світлодіодних цифрових індикаторів SA08-11GWA фірми Kingbright. Індикація – статична. Для зниження яскравості свічення в ланцюг живлення індикаторів включені діоди VD5 та VD6. При відображенні часу HG1 та HG2 показують відповідно десятки та одиниці годинника, HG3 - тире (-), HG4 та HG5 - десятки та одиниці хвилин (наприклад, 22-11), в режимі вимірювання температури HG1 індикує її знак (тільки для негативних значень) , a HG2, HG3 та HG4, HG5 - відповідно чисельне значення та одиницю вимірювання (наприклад, -18°С для зовнішнього датчика і 23°С для кімнатного, про що свідчить символ "." у четвертому розряді).

Для управління вузлом індикації використано лише три висновки мікроконтролера: Р1.2 (14) - для передачі даних; Р1.3 (15) - для стробування кожного біта, виставленого на Р1; Р2 (1.4) - для виведення завантажених у DD16-DD3 даних з їхньої виходи. Мікросхема 7НС74 [595] являє собою восьмибітний регістр з послідовним входом і паралельним виходом із клямкою. Це дозволяє спочатку завантажити дані, а лише потім подати їх на вихід. Виходи можна переводити у третій стан. Кожен висновок може давати струм до 2 мА.

Як годинник застосована мікросхема PCF8583 [3], що дозволило забути про те, що час може збиватися за відсутності живлення (точність ходу залежить практично тільки від кварцового резонатора ZQ1 на 32768 Гц). У PCF8583 є статична пам'ять, яка використовується для визначення першого включення годинника (щоб підготувати і мікроконтролер, і сам годинник до нормального функціонування) і апаратний будильник. При збігу встановленого часу з поточним виведенням INT (7) з'являється низький логічний рівень. В результаті замикається ланцюг живлення електромагнітного випромінювача НА1, а на виведення РЗ.З (7) мікроконтролера DD2 подається сигнал переривання. Далі програмно вимикається сигнал із виведення INT і управління випромінювачем переходить до мікроконтролера (через електронний ключ на польових транзисторах VT1, VT2). Керується годинник по шині l2C, організованої програмно (у мікроконтролері вона відсутня).

Для подачі звукових сигналів застосовано електромагнітний випромінювач НСМ1606Х фірми JL World із вбудованим генератором, що працює на частоті близько 2200 Гц.

Батарея GB1 служить для живлення мікросхеми годинника і звуковипромінювача при зникненні напруги в мережі. Як згадувалося, будильник у разі подає безперервний сигнал, який можна вимкнути лише натисканням кнопки SB1.

Для прийому сигналів управління пульта дистанційного керування застосований інтегральний приймач ІЧ діапазону SFH506-36 фірми Siemens [4]. Ця мікросхема дуже чутлива до перешкод ланцюга живлення, тому в неї включений фільтр VD4C8C9.

Живиться пристрій від стабілізованого перетворювача напруги на основі мікросхеми МC34063 (вітчизняний аналог – КР1156ЕУ5). Робота таких перетворювачів докладно описана в [5]

Принципова схема ІЧ пульта дистанційного керування показана на рис. 2. Виконано його на базі малогабаритного калькулятора китайського виробництва у формі стільникового телефону (використано його корпус, клавіатура та батарею живлення, що складається з двох елементів 389А). Як передавач застосована мікросхема SAA3010 [6] (аналог - INA3010D ПО "Інтеграл") у корпусі SOIC. Ця мікросхема працює в системі ІЧ ДУ RC-5, розробленої фірмою Philips для управління побутовою апаратурою і набула широкого поширення (використовується в багатьох телевізорах, у тому числі і випускаються, наприклад, ПО "Обрій").

Годинник-будильник-термометр з ІЧ ДУ

У режимі очікування SAA3010 споживає незначний струм, що робить експлуатацію пульта дуже зручною – немає потреби в окремому вимикачі живлення. Мікросхема переходить в активний стан при натисканні будь-якої кнопки та повертається в режим мікроспоживання під час її відпускання. Номер системи коду RC-5 - 0 (для керування телевізором). При необхідності, наприклад, щоб не заважати роботі з телевізором, якщо в ньому використовується той же стандарт, неважко перейти до іншої кодувальної таблиці. Допустимо застосування і готового пульта дистанційного керування від будь-якого побутового апарату, якщо подбати про перекодування команд. Ознайомитись з роботою ІЧ ДУ RC-5 можна у статті [7].

Як виносні датчики температури застосовані мікросхеми DS1621 фірми DALLAS. Хороші вони тим, що використовують для обміну 12С інтерфейс, який у нас вже сформований програмно. Це означає, що їх можна підключити до тих самих висновків мікроконтролера, що й годинник. Похибка вимірів повністю визначається датчиками і вбирається у ±0,5 °З, а точність індикації - 1°З. Докладніше про цифрові датчики температури можна отримати на сайті [8].

Декілька слів про розташування датчиків. Зовнішній необхідно укрити від прямих сонячних променів і від потоків повітря кімнатної температури, що проникають крізь щілини в рамах, а внутрішній розташувати так, щоб він був максимально віддалений від предметів, що нагріваються (батареї опалення, світильників тощо). Зовнішній датчик бажано герметизувати, щоб уникнути корозії друкованої плати тощо (автор використовував силіконовий герметик). Теплопровідність від цього знижується, але при мляво поточних процесах, таких як зміна атмосферної температури, це цілком допустимо.

Годинник-будильник-термометр з ІЧ ДУ

Призначення кнопок пульта дистанційного керування: "TS" - встановлення часу. Після її натискання вводять час у 24-годинному форматі з незначними нулями, тобто якщо в даний момент вісім тридцять ранку, то 0 - 8. Переконавшись, що час введено правильно, натискають будь-яку кнопку, і пристрій переходить в режим годинника .

"BS" - встановлення часу спрацювання будильника. Процедура, аналогічна до встановлення часу.

"OFF" - вимкнення будильника. Кнопка SB2 у корпусі годинника виконує таку ж функцію.

"LED" - вимкнення/ввімкнення індикаторів.

Натискання будь-якої іншої кнопки під час сигналу будильником переводить його в режим Snooze.

Зовнішній вигляд пульта дистанційного керування та вид на монтаж основного блоку пристрою показані на рис. 3.

Коди "прошивки" мікроконтролера у вигляді hex-файлу наведені у таблиці.

Початковий текст

Програма написана мовою С. Це надає змогу подальшої модернізації. Програма розроблялася та компілювалася в інтегрованому середовищі Keil mVision2 V2.36. Асемблер - А51 версії V7.04, компілятор - З V7.04, лінковник - BL51 версії V5.02. Файл проекту – termo.Uv2. Детальний опис компілятора можна знайти на сайті [9] (там же можна завантажити демонстраційну версію.

(Натисніть для збільшення)

Керуюча програма записана у контролер за допомогою програматора TURBO. Перед програмуванням необхідно перевірити відповідність монтажу принциповій схемі пристрою. Правильно зібрана конструкція налагодження не потребує.

література

Microcontroller АТ89С4051. - .
74НС595; 8 bit serial-in, serial або parallel-out shift register with output latches; (3-state). - .
PCF8583; Час/календар з 240x8-bit RAM. - .
SFH506-36; IR-receiver, demodulator device. - .
Бірюков С. Перетворювачі напруги на мікросхемі КР1156ЕУ5. - Радіо, 2001 №11, с. 38, 39, 42.
SAA3010; Infrared remote control transmit-ter. - < semiconductors, philips. com/pip/SAA301O.htmIX
Рідіко Л. І. Застосування коду RC-5. - < h ttp;// telesys. ru/p rojects/pro j036/index.shtml>
DS1621; Digital thermometer і thermostat. - .
.

Автор: Д.Чибишев, м.Омськ

Дивіться інші статті розділу Регулятори потужності, термометри, термостабілізатори.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Штучна шкіра для емуляції дотиків 15.04.2024

У світі сучасних технологій, де віддаленість стає дедалі більш повсякденною, збереження зв'язку й почуття близькості грають значної ролі. Нещодавні розробки німецьких учених із Саарського університету в галузі штучної шкіри становлять нову еру у віртуальних взаємодіях. Німецькі дослідники з університету Саарського розробили ультратонкі плівки, які можуть передавати відчуття дотику на відстані. Ця передова технологія надає нові можливості для віртуального спілкування, особливо для тих, хто виявився далеко від своїх близьких. Ультратонкі плівки, розроблені дослідниками, товщиною всього 50 мікрометрів, можуть бути інтегровані в текстильні вироби та носитися як друга шкіра. Ці плівки діють як датчики, що розпізнають тактильні сигнали від мами чи тата, і як виконавчі механізми, що передають ці рухи дитині. Дотики батьків до тканини активують датчики, які реагують на тиск та деформують ультратонку плівку. Ця ...>>

Котячий унітаз Petgugu Global 15.04.2024

Турбота про домашніх тварин часто може бути викликом, особливо коли йдеться про підтримку чистоти в будинку. Представлено нове цікаве рішення стартапу Petgugu Global, яке полегшить життя власникам кішок та допоможе їм тримати свій будинок в ідеальній чистоті та порядку. Стартап Petgugu Global представив унікальний котячий унітаз, здатний автоматично змивати фекалії, забезпечуючи чистоту та свіжість у вашому будинку. Цей інноваційний пристрій оснащений різними розумними датчиками, які стежать за активністю вашого вихованця в туалеті та активуються для автоматичного очищення після його використання. Пристрій підключається до каналізаційної системи та забезпечує ефективне видалення відходів без необхідності втручання з боку власника. Крім того, унітаз має великий обсяг сховища, що змивається, що робить його ідеальним для домашніх, де живуть кілька кішок. Котячий унітаз Petgugu розроблений для використання з водорозчинними наповнювачами та пропонує ряд додаткових матеріалів. ...>>

Привабливість дбайливих чоловіків 14.04.2024

Стереотип про те, що жінки віддають перевагу "поганим хлопцям", довгий час був широко поширений. Однак нещодавні дослідження, проведені британськими вченими з Університету Монаша, пропонують новий погляд на це питання. Вони розглянули, як жінки реагують на емоційну відповідальність та готовність допомагати іншим у чоловіків. Результати дослідження можуть змінити наше уявлення, що робить чоловіків привабливими в очах жінок. Дослідження, проведене вченими з Університету Монаша, призводить до нових висновків щодо привабливості чоловіків для жінок. В рамках експерименту жінкам показували фотографії чоловіків з короткими історіями про їхню поведінку в різних ситуаціях, включаючи їхню реакцію на зіткнення з бездомною людиною. Деякі з чоловіків ігнорували безпритульного, тоді як інші надавали йому допомогу, наприклад, купуючи їжу. Дослідження показало, що чоловіки, які виявляють співчуття і доброту, виявилися більш привабливими для жінок порівняно з т ...>>

Випадкова новина з Архіву

Кишенькова електронна енциклопедія 04.02.2010

Одна з американських електронних компаній випустила невеликий приладчик, що містить у собі три мільйони статей популярної Інтернет-енциклопедії "Вікіпедія".

Будь-яку статтю можна викликати через екранну клавіатуру та прочитати на чорно-білому екранчику. Втім, супроводжуючі ілюстрації не показуються лише текст. Двох батарейок формату ААА вистачає на кілька місяців роботи. Виходу в Інтернет пристрій не має, але, підключивши його до комп'ютера, можна раз на півроку безкоштовно оновлювати зміст ("Вікіпедія" постійно зростає, поповнюється та уточнюється користувачами Інтернету).

Поки що носити в кишені можна лише англомовну версію енциклопедії.

Інші цікаві новини:

▪ Швидкість мобільної передачі 1 Тбіт/с

▪ Шпигунське око

▪ Мініатюрні PMIC MAX77650/1 від Maxim Integrated

▪ Tesla Rodster занесе на Марс земні бактерії

▪ Мікроконтролери Texas Instruments MSP432

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту ВЧ підсилювачі потужності. Добірка статей

▪ стаття Між молотом і ковадлом. Крилатий вислів

▪ стаття Чому лондонських поліцейських називають бобі? Детальна відповідь

▪ стаття Реп'ях. Легенди, вирощування, способи застосування