ساعة حائط رقمية على ثنائي الفينيل متعدد الكلور باستخدام متحكم AVR ATMega16 و DS3231 RTC

تحتوي كل ساعة رقمية بداخلها على بلورة لتتبع الوقت. هذه البلورة ليست موجودة فقط على مدار الساعة ولكنها موجودة أيضًا في جميع أنظمة الوقت الحقيقي للحوسبة. تولد هذه البلورة نبضات على مدار الساعة ، وهي ضرورية لحسابات التوقيت. على الرغم من وجود بعض الطرق الأخرى للحصول على نبضات الساعة للحصول على دقة وتردد أعلى ، إلا أن الطريقة الأكثر تفضيلًا هي استخدام البلور لتتبع الوقت. هنا سنقوم DS3231 RTC IC لبناء ساعة حائط رقمية تعتمد على Atmega16. يحتوي DS3231 RTC على بلورة عالية الدقة بداخله ، لذلك لا حاجة إلى مذبذب بلوري خارجي.

في مشروع الساعة الرقمية هذا ، يتم استخدام عشرة شاشات عرض مشتركة من 7 مقاطع أنود مقاس 0.8 بوصة لعرض الوقت والتاريخ. هنا يتم استخدام سبع شاشات عرض مقطعية لإظهار الساعة والدقيقة والتاريخ والشهر والسنة. يحتوي تصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور أيضًا على خيارات لعرض الثواني ودرجة الحرارة ، والتي يمكن عرضها عن طريق إضافة المزيد من وحدات العرض.

المكونات مطلوبة

1. متحكم ATmega16 AVR
2. DS3231 RTC IC
3. عرض الأنود المشترك مقاس 0.8 بوصة ذي الأجزاء السبعة (شاشة العرض الأكبر من الحجم العادي (0.56 بوصة)
4. اضغط الزر
5. خلية الزر 3v
6. 7805 منظم جهد
7. 1000 ف ف مكثف
8. الجرس (اختياري)
9. الترانزستورات BC547 و BC557
10. 10 فائق التوهج مكثف
11. 100 أوم المقاوم
12. 1 كيلو المقاوم
13. 10 كيلو المقاوم
14. مجلس الكلور
15. أسلاك توصيل
16. بورغستيبس
17. محول التيار الكهربائي

يمكن للمستخدم أيضًا استخدام Atmega32 الذي يحتاج إلى تكوينه في المترجم قبل إنشاء سداسي عشري.

مخطط الدائرة وشرحها

يوجد جزءان من دائرة ساعة الحائط الرقمية هذه ، أحدهما جزء عرض يحتوي على 5 أزواج من 7 أجزاء على خمسة لوحات PCB مختلفة والآخر يتم التحكم فيه ، وهو جزء الوحدة المسؤول عن جلب الوقت من شريحة RTC وإرسال تلك البيانات والوقت إلى عرض 7 أجزاء. نظرًا لأننا استخدمنا 10 شاشات من سبع مقاطع ، لذلك لا يمكننا توصيل كل شاشة بمنفذ إدخال / إخراج منفصل. لذلك يتم استخدام تقنية تعدد الإرسال لربط عدة مقاطع سبعة باستخدام عدد أقل من دبابيس متحكم.

دبابيس LED a ، b ، c ، d ، e ، f ، g ، h من شاشة عرض سبعة مقاطع متصلة بـ PORTB من atmega16 المتوازية. استخدمنا هنا 10 شاشات من سبع مقاطع ، لذلك نحتاج إلى 10 دبابيس تحكم متصلة في PORTD و PORTA و PORTC.

يتم توصيل RTC DS3231 الذي يحتوي على بلورة داخلية بـ PORTC's SDA و SCL pin لأن هذه الشريحة تعمل على اتصال I2C. طريقة الربط لهذه الشريحة هي نفسها DS1307. لقد استخدمنا DS1307 مع Arduino و Raspberry Pi و 8051 MCU. يمكن استخدام نفس الرمز لكل من DS3231 و DS1307.

يتم توصيل مقاومين سحب 10 كيلو على خط SDA و SCL. تُستخدم خلية عملة 3 فولت لتشغيل شريحة RTC لتتبع الوقت حتى عند إيقاف تشغيل مصدر الطاقة الرئيسي. عندما تعود الطاقة مرة أخرى ، سيبدأ الوقت في العرض على شاشة سبعة أجزاء. الآن لدينا بعض الأزرار الانضغاطية لضبط الوقت في PORT A ، يتم شرح العملية الكاملة في الفيديو المقدم في النهاية. يتم استخدام منظم جهد 5 فولت لتحويل جهد الدخل إلى 5 فولت. يتم عرض جميع التوصيلات في مخطط الدائرة أدناه:

بالنسبة للوحة عرض واحدة ، يتم استخدام شاشتين من سبعة أجزاء و 2 LED. إذن لدينا هنا خمس لوحات عرض مختلفة لعرض الوقت بالساعات والدقيقة (HH-MM) والتاريخ في DD-MM-YY.

تصميم وتصنيع ثنائي الفينيل متعدد الكلور للساعة الرقمية

بالنسبة لمشروع ساعة الحائط هذا المستند إلى Atmega16 ، قمنا بتصميم اثنين من ثنائي الفينيل متعدد الكلور. أحدهما لوحدة التحكم التي تُستخدم للتحكم في جميع عمليات المشروع والجزء الثاني لعرض الوقت والتاريخ على شاشات سبع مقاطع. جزء العرض يحتوي على خمسة أزواج بعرض 0.8 بوصة سبعة مقاطع. لذلك من خلال تجميع 5 قطع لدينا ساعة رقمية كاملة. لشاشات العرض المتعددة ذات 7 مقاطع ، سيتم توصيل خط البيانات الخاص بـ 5 PCBs بنفس منفذ وحدة التحكم ويتم توصيل خط التحكم بدبوس مختلف لوحدة التحكم.

فيما يلي العرضان العلوي والسفلي لتخطيطات PCB للوحة عرض واحدة تتكون من شاشتي عرض من سبعة أجزاء:

فيما يلي المناظر العلوية والسفلية لوحدة التحكم ثنائي الفينيل متعدد الكلور

هنا نرفق ملف جربر لكلا المجالين:

• ملف جربر لوحدة التحكم القائمة على Atmega16
• ملف جربر للوحة عرض الأجزاء السبعة

طلب PCB باستخدام PCBGoGo

تتوفر العديد من خدمات تصنيع ثنائي الفينيل متعدد الكلور عبر الإنترنت ، ولكن نظرًا لأنني استخدمت PCBGoGo سابقًا في أحد مشاريعي الأخرى ، فقد وجدت أنها رخيصة وخالية من المتاعب مقارنة بالموردين الآخرين.

فيما يلي خطوات طلب PCB من PCBGoGo:

الخطوة 1: ادخل إلى www.pcbgogo.com ، واشترك إذا كانت هذه هي المرة الأولى لك. بعد ذلك ، في علامة التبويب PCB Prototype ، أدخل أبعاد PCB وعدد الطبقات وعدد PCB الذي تحتاجه.

الخطوة 2: تابع بالنقر فوق الزر Quote Now . سيتم نقلك إلى صفحة حيث يتم تعيين عدد قليل من المعلمات الإضافية إذا لزم الأمر مثل تباعد المواد المستخدمة وما إلى ذلك. ولكن في الغالب ستعمل القيم الافتراضية بشكل جيد. الشيء الوحيد الذي يتعين علينا التفكير فيه هنا هو السعر والوقت. كما ترى ، فإن مدة البناء هي 2-3 أيام فقط وتكلف 5 دولارات فقط لجهاز PSB الخاص بنا. يمكنك بعد ذلك تحديد طريقة الشحن المفضلة بناءً على متطلباتك.

الخطوة 3: الخطوة الأخيرة هي تحميل ملف Gerber ومتابعة الدفع. للتأكد من أن العملية سلسة ، يتحقق PCBGOGO مما إذا كان ملف Gerber الخاص بك صالحًا قبل متابعة الدفع. بهذه الطريقة يمكنك التأكد من أن ثنائي الفينيل متعدد الكلور الخاص بك سهل التصنيع وسيصل إليك كما هو ملتزم

الآن سيستغرق PCBGoGo بعض الوقت من 10 دقائق إلى ساعة واحدة لمراجعة ملف Gerber الخاص بك. بعد الانتهاء من المراجعة ، يمكنك متابعة الدفع.

تجميع ثنائي الفينيل متعدد الكلور

بعد طلب اللوحة ، وصلتني بعد بضعة أيام على الرغم من أن البريد السريع في صندوق معبأ جيدًا ومثل دائمًا كانت جودة PCB رائعة. أشارك بعض صور اللوحات أدناه لكي تحكم عليها.

قمت بتشغيل قضيب اللحام الخاص بي وبدأت في تجميع اللوحة. نظرًا لأن بصمات الأقدام والوسادات والفتحات والشاشة الحريرية هي بالشكل والحجم المناسبين تمامًا ، لم أواجه مشكلة في تجميع اللوحة. كانت اللوحة جاهزة في غضون 10 دقائق فقط من وقت تفريغ الصندوق.

يتم عرض صور قليلة للوحة بعد اللحام أدناه.

اختبار الساعة الرقمية

يتم تقديم الكود الكامل في نهاية هذا البرنامج التعليمي ، ما عليك سوى توصيل ثنائي الفينيل متعدد الكلور كما هو موضح في مخطط الدائرة وتحميل الكود إلى Atmega16. وسترى الوقت والتاريخ ظاهرين على شاشات سبعة أجزاء.

يمكن ضبط الوقت والتاريخ باستخدام زر الضغط الأربعة في وحدة التحكم كما هو موضح في الفيديو أدناه.