Настенные часы-термометр. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Часы, таймеры, реле, коммутаторы нагрузки

 Комментарии к статье

Предлагаемые вниманию читателей настенные часы-термометр выполнены по самой простой схеме и не содержат дорогих элементов. На индикаторе большого размера, собранном из единичных светодиодов, текущее время в часах и минутах периодически сменяется значениями температуры на улице и в помещении.

Рис. 1

Схема часов-термометра изображена на рис. 1. Их основой служит микроконтроллер AT89C2051-12PU (DD1). Тактовая частота микроконтроллера задана кварцевым резонатором ZQ1 на 3,6864 МГц. Она выбрана из условия деления ее значения в герцах на 12 без остатка. Это необходимо для точного хода часов - в используемом микроконтроллере длительность машинного цикла равна двенадцати периодам тактовой частоты. Точная регулировка хода производится подстроечным конденсатором C4. Ее можно выполнять по частотомеру, подключенному к одному из выводов кварцевого резонатора ZQ 1 через конденсатор емкостью 1 пФ.

Рис. 2

Индикатор часов-термометра состоит из четырех семиэлементных знакомест (разрядов). Каждый элемент содержит по три соединенных параллельно светодиода. В качестве примера на рис. 2 показаны расположение и соединение светодиодов разряда десятков часов (крайнего левого). Напряжением, подаваемым через резисторы R8-R14 на катоды светодиодов одноименных элементов каждого разряда, микроконтроллер управляет напрямую. Динамическая индикация организована с помощью ключей на транзисторах VT1 -VT4, коммутирующих по сигналам микроконтроллера общие аноды светодиодов разрядов индикатора. Два светодиода (HL43 и HL44), разделяющие на индикаторе разряды часов и минут, мигают с периодом 1 с, обозначая ход часов.

При включении часов выключателем SA2 на индикатор выводится время 00:00. Его точное значение устанавливают кнопками SB1 и SB2. После первого нажатия на SB2 начинает мигать разряд десятков часов. Выведенную в нем цифру изменяют, нажимая на SB1. Следующими нажатиями на кнопку SB2 поочередно переходят к установке единиц часов, десятков и единиц минут. При удержании SB1 нажатой изменяемое значение увеличивается со скоростью примерно две единицы в секунду, а достигнув максимального для данного разряда числа, возвращается к нулю. После установки единиц минут при нажатии на кнопку SB2 происходит запуск часов.

Микроконтроллер обменивается информацией по организованному программно интерфейсу 1-Wire с двумя цифровыми датчиками температуры DS18B20 - установленным на улице BK1 и размещенным в помещении BK2. Если температура в помещении не интересует, то датчик BK2 можно отключить выключателем SA1.

После 10с отображения времени программа микроконтроллера подает датчику BK1 команду измерить температуру и в течение 2 с выводит ее значение в целых градусах Цельсия в двух правых разрядах индикатора,

сопровождая его буквой У (улица) в крайнем левом разряде. Затем такая же процедура выполняется с датчиком BK2, показания которого сопровождаются буквой П (помещение). В обоих случаях интервал измеряемой температуры от -55 до +99 оС. Ее отрицательные значения помечаются минусом во втором слева разряде индикатора.

При отсутствии датчика BK1 или выключенном BK2 программа микроконтроллера определяет это и пропускает соответствующую процедуру измерения температуры и ее вывода на индикатор. Учтите, что в начале своей работы программа заносит в энергонезависимую память датчиков значения некоторых параметров, требующиеся для их правильной работы в описываемом устройстве. Поэтому после первого подключения датчика (например, в случае его замены) необходимо выключить и вновь включить питание часов-термометра.

Рис. 3

Печатная плата часов-термометра показана на рис. 3. Она изготовлена из фольгированного с одной стороны стеклотекстолита. Все элементы на ней смонтированы на стороне печатных проводников. Это позволило использовать плату в качестве задней крышки корпуса часов. Сам корпус склеен из органического стекла. Плата со светодиодами расположена у его прозрачной передней стенки, между ними находится светофильтр из цветной (красной или зеленой) пленки. Светодиоды синего цвета свечения, тип которых указан на схеме, могут быть заменены другими любого цвета, но повышенной яркости, чтобы не увеличивать потребляемый часами-термометром ток. Датчик температуры BK1 следует поместить в небольшой кожух, чтобы защитить от солнечных лучей, и закрепить за окном на расстоянии около метра от стены.

Программа микроконтроллера (файл prog.asm) написана на языке ассемблера для микроконтроллеров семейства MCS-51 и транслирована в загрузочный файл prog.hex с помощью интегрированной среды разработки 8051 IDE for Windows (acebus. com/download/win8051.zip). Программирование микроконтроллера может выполняться с помощью любого программатора, способного работать с микроконтроллерами серии AT89.

Постоянное напряжение внешнего блока питания, подаваемое на разъем X1, может находиться в интервале 7...24 В. Я использовал зарядное устройство от сотового телефона. В случае отключения внешнего питания часы переходят на резервное от батареи GB1, составленной из пяти-шести гальванических элементов типоразмера АА. Малый ток потребления используемых светодиодов (единицы миллиампер) позволил отказаться от отключения индикатора при переходе на резервное питание.

Программу микроконтроллера можно скачать с ftp://ftp.radio.ru/pub/2013/10/prog.zip.

Автор: А. Самусь

Смотрите другие статьи раздела Часы, таймеры, реле, коммутаторы нагрузки.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Генетика узоров на крыльях бабочек 07.09.2024

Бабочки давно привлекают внимание людей своими яркими и сложными узорами на крыльях. Эти удивительные образы служат не только для красоты, но и выполняют важные функции в жизни насекомых, такие как маскировка и привлечение партнеров. Недавнее открытие международной группы ученых проливает новый свет на генетические механизмы, ответственные за формирование этих узоров. До недавнего времени считалось, что ключевую роль в создании цветовых узоров на крыльях бабочек играют белки, производимые в клетках. Они обеспечивают расположение и распределение пигментов, которые и создают разнообразие цветов и оттенков. Однако новое исследование показало, что этот процесс гораздо сложнее и включает неожиданные механизмы на уровне генетики. Ученые обнаружили, что определяющим фактором в создании узоров на крыльях бабочек является не производство белков, как предполагалось ранее, а специфические молекулы РНК. Эти молекулы, производимые особым геном, играют решающую роль в контроле за формированием ...>>

Технология испарения пластика 07.09.2024

В наше время проблема пластиковых отходов стоит как никогда остро. Пластик, который окружает нас повсюду, загрязняет окружающую среду и требует решений для его эффективной переработки. Одним из таких решений стало новое открытие ученых из Калифорнийского университета в Беркли, которое обещает изменить подход к переработке пластика и приближает нас к созданию круговой экономики, где отходы становятся ценным ресурсом. Исследователи разработали инновационный химический процесс, который позволяет разлагать полиэтилен и полипропилен - главные компоненты одноразового пластика - до их исходных мономеров. Эти мономеры, в свою очередь, можно использовать для создания новых пластиков. Такой подход не только сокращает потребность в ископаемом сырье, но и открывает возможности для многократного использования материалов. Ключевым достижением стало замещение дорогих и нестабильных катализаторов, применяемых ранее, на более доступные и устойчивые. Новые катализаторы на основе натрия и вольфрама ...>>

Дружба детей из разных социальных слоев помогает снизить уровень бедности 06.09.2024

Социальные связи играют важную роль в жизни человека, влияя на его перспективы, карьеру и уровень дохода. Недавние исследования американских ученых показали, что дружба между детьми из семей с разным материальным положением может оказать значительное влияние на снижение уровня бедности. Такой неожиданный вывод подчеркивает важность социального взаимодействия между разными слоями общества и открывает новые возможности для преодоления экономического неравенства. Группа исследователей из США провела масштабное исследование, посвященное изучению дружбы между детьми из богатых и бедных семей. Результаты показали, что такие межклассовые дружеские связи, сформированные в раннем возрасте, способствуют увеличению доходов детей из малообеспеченных семей в будущем. Это происходит за счет того, что такие дружеские отношения открывают доступ к новым социальным сетям и возможностям, которые в ином случае могли бы быть недоступны. В разных странах существуют различные механизмы, которые позволя ...>>

Случайная новость из Архива Энергонезависимую память можно сделать с помощью вируса 25.12.2018 У современных персональных компьютеров есть недостаток, устранить который инженерам пока не очень удается. Обычная оперативная память на кремниевых чипах работает достаточно быстро, но она не подходит для постоянного хранения информации. А материалы для новейшей энергонезависимой памяти капризны, и создать из них микроскопические структуры не так-то просто. В будущем, по мнению некоторых специалистов, традиционные жесткие диски уступят место чипам с ячейками из материалов, которые способны менять свое фазовое состояние. Подобным образом ведут себя, например, германий, теллур и сурьма. Ячейка памяти с этими веществами может в нужный момент быть кристаллическом состоянии, а затем переключиться из кристаллического состояния в аморфное. В кристаллическом виде ячейка отлично проводит ток, а в аморфном становится изолятором. Этого достаточно, чтобы запоминать бит информации - ноль или единицу. Чтобы такая память стала дешевой и массовой, нужно научиться совмещать новые материалы с уже существующими кремниевыми микросхемами. Один из лучших вариантов - делать ячейки в форме нитей толщиной в несколько нанометров. Однако технология производства нитей требует высоких температур, которые разрушительно действуют на новые материалы. Ангела Белчер (Angela Belcher) и Десмонд Лоук (Desmond Loke) из Массачусетского технологического института и Сингапурского университета технологии и дизайна нашли способ создавать микроскопические нити при комнатной температуре. Исследователи использовали частицы германия и олова, которые тоже способны менять фазовое состояние. А собрать нить помог вирус-бактериофаг М13 длиной около 80 нм, паразитирующий на бактерии Escherichia coli. Молекулы на поверхности вируса заряжены отрицательно и поэтому могут притягивать положительно заряженные частицы германия и олова. В растворе без вирусов из частиц получались только бесформенные комки. А как только в раствор добавляли вирусы, частицы прилипали на их поверхности. Изучение раствора с помощью метода энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии показало, что частицы выстраивались в нити толщиной несколько десятков нанометров. Микроструктуры, собранные на поверхности вируса, оказались пригодными для запоминания информации. Под воздействием тока они успешно меняли состояние с кристаллического на аморфное и наоборот. Любопытно, что модифицированный вариант вируса собирал частицы лучше, чем природные вирусы.

Другие интересные новости:

▪ Органический CMOS датчик изображения с электронным управлением чувствительностью в NIR

▪ Универсальный драйвер GP-LC7028-Q5D

▪ Зарядный кабель Phoenix Contact 375 кВт

▪ Ветроустановки влияют на климат

▪ Смартфон Nokia N9

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Справочные материалы. Подборка статей

▪ статья ДНК. История и суть научного открытия

▪ статья На какую статью английской Википедии ведет переход по первым ссылкам из других страниц? Подробный ответ

▪ статья Микроэлектродрель. Домашняя мастерская

▪ статья Доработка индикатора режима. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Тонкомпенсированный регулятор громкости, с раздельной регулировкой глубины коррекции на резисторе без отвода. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2024