Часы-будильник-термометр с ИК ДУ. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Регуляторы мощности, термометры, термостабилизаторы

 Комментарии к статье

Предлагаемое вниманию читателей устройство выполнено на современной элементной базе и отличается от ранее опубликованных в журнале конструкций расширенными возможностями и применением для управления им пульта дистанционного управления на ИК лучах.

Описываемый прибор предназначен для индикации текущего времени, подачи звуковых сигналов в заданное время и индикации температуры в двух точках (в помещении и на улице) в интервале -55...+99 °С с точностью ±1 °С. Время и температура отображаются поочередно (в течение 10, 1 и 2 с соответственно). Установку показаний часов, времени срабатывания будильника, отключение будильника, гашение и зажигание индикатора производят с ИК пульта дистанционного управления (ДУ).

Будильник подает звуковые сигналы с паузой 10 с: вначале два коротких (примерно по 0,1 с) одиночных, затем столько же сдвоенных (с паузой 0,1 с), а после них - два строенных (с такой же паузой). По истечении минуты строенные сигналы подаются каждую секунду до тех пор, пока будильник не будет отключен (такой "алгоритм" удобен, если в комнате спит ребенок). Имеется функция Snooze (повторение сигнала через определенное время), позволяющая еще немного поспать после первой подачи сигналов. Если индикатор погашен (например, в ночное время, чтобы не беспокоить детей при засыпании), в момент срабатывания будильника он зажигается и до отключения или перехода в режим Snooze показывает текущее время. Предусмотрены короткий звуковой отклик на нажатие кнопок пульта, индикация (светодиодом) прохождения команд с пульта, резервное питание при пропадании напряжения в сети (в этом случае будильник подает непрерывный сигнал).

Принципиальная схема устройства изображена на рис. 1. Его основа - микроконтроллер DD2 АТ89С4051 [1]. Он управляет работой всех узлов. В его составе имеется энергонезависимая память программ (4 Кбайт), ОЗУ (128 байт), два таймера, система прерываний и др.

(нажмите для увеличения)

Для надежного запуска и защиты микроконтроллера от сбоев по питанию применена микросхема КР1171СП47 (DA1). Она удерживает на своем выходе (выв. 3) низкий уровень при напряжении питания менее 4,7 В. Конденсатор С6 задерживает переход в состояние лог. 0 (т. е. запуска микроконтроллера) после того, как напряжение питания станет выше порогового уровня. В крайнем случае эту микросхему можно не устанавливать, применив стандартную схему сброса, рекомендуемую фирмой Atmel. Однако при этом возможны сбои устройства при "провалах" в питании.

Табло устройства состоит из пяти светодиодных цифровых индикаторов SA08-11GWA фирмы Kingbright. Индикация - статическая. Для снижения яркости свечения в цепь питания индикаторов включены диоды VD5 и VD6. При отображении времени HG1 и HG2 показывают соответственно десятки и единицы часов, HG3 - тире (-), HG4 и HG5 - десятки и единицы минут (например, 22-11), в режиме измерения температуры HG1 индицирует ее знак (только для отрицательных значений), a HG2, HG3 и HG4, HG5 - соответственно численное значение и единицу измерения (например, -18°С для наружного датчика и 23°.С для комнатного, о чем свидетельствует символ "." в четвертом разряде).

Для управления узлом индикации использовано всего три вывода микроконтроллера: Р1.2 (14) - для передачи данных; Р1.3 (15) - для стробирования каждого бита, выставленного на Р1 2; Р1.4 (16) - для вывода загруженных в DD3-DD7 данных на их выходы. Микросхема 74НС595 [2] представляет собой восьмибитный регистр с последовательным входом и параллельным выходом с защелкой. Это позволяет сначала загрузить в него данные, а только потом подать их на выход. Выходы можно переводить в третье состояние. Каждый вывод может отдавать ток до 35 мА.

В качестве часов применена микросхема PCF8583 [3], что позволило забыть о том, что время может сбиваться при отсутствии питания (точность хода зависит практически только от кварцевого резонатора ZQ1 на 32768 Гц). В PCF8583 есть статическая память, которая используется для определения первого включения часов (чтобы подготовить и микроконтроллер, и сами часы к нормальному функционированию) и аппаратный будильник. При совпадении установленного времени с текущим на выводе INT (7) появляется низкий логический уровень. В результате замыкается цепь питания электромагнитного излучателя НА1, а на вывод РЗ.З (7) микроконтроллера DD2 подается сигнал прерывания. Далее программно выключается сигнал с вывода INT и управление излучателем переходит к микроконтроллеру (через электронный ключ на полевых транзисторах VT1, VT2). Управляются часы по шине l2C, организованной программно (в микроконтроллере она отсутствует).

Для подачи звуковых сигналов применен электромагнитный излучатель НСМ1606Х фирмы JL World со встроенным генератором, работающим на частоте около 2200 Гц.

Батарея GB1 служит для питания микросхемы часов и звукоизлучателя при пропадании напряжения в сети. Как упоминалось, будильник в этом случае подает непрерывный сигнал, который можно выключить только нажатием кнопки SB1.

Для приема сигналов управления пульта ДУ применен интегральный приемник ИК диапазона SFH506-36 фирмы Siemens [4]. Эта микросхема весьма чувствительна к помехам по цепи питания, поэтому в нее включен фильтр VD4C8C9.

Питается устройство от стабилизированного преобразователя напряжения на основе микросхемы МC34063 (отечественный аналог - КР1156ЕУ5). Работа таких преобразователей подробно описана в [5]

Принципиальная схема ИК пульта ДУ показана на рис. 2. Выполнен он на базе малогабаритного калькулятора китайского производства в форме сотового телефона (использованы его корпус, клавиатура и батарея питания, состоящая из двух элементов 389А). В качестве передатчика применена микросхема SAA3010 [6] (аналог - INA3010D ПО "Интеграл") в корпусе SOIC. Эта микросхема работает в системе ИК ДУ RC-5, разработанной фирмой Philips для управления бытовой аппаратурой и получившей широкое распространение (используется во многих телевизорах, в том числе и выпускаемых, например, ПО "Горизонт").

В режиме ожидания SAA3010 потребляет незначительный ток, что делает эксплуатацию пульта очень удобной - нет необходимости в отдельном выключателе питания. Микросхема переходит в активное состояние при нажатии любой кнопки и возвращается в режим микропотребления при ее отпускании. Используемый номер системы кода RC-5 - 0 (для управления телевизором). При необходимости, например, чтобы не мешать работе с телевизором, если в нем используется тот же стандарт, нетрудно перейти к другой кодировочной таблице. Допустимо применение и готового пульта ДУ от какого-либо бытового аппарата, если позаботиться о перекодировке команд. Ознакомиться с работой ИК ДУ RC-5 можно в статье [7].

В качестве выносных датчиков температуры применены микросхемы DS1621 фирмы DALLAS. Хороши они тем, что используют для обмена интерфейс 12С, который у нас уже сформирован программно. Это значит что их можно подключить к тем же выводам микроконтроллера, что и часы. Погрешность измерений всецело определяется датчиками и не превышает ±0,5 °С, а точность индикации - 1°С. Более подробную информацию о цифровых датчиках температуры можно получить на сайте [8].

Несколько слов о расположении датчиков. Внешний необходимо укрыть от прямых солнечных лучей и от потоков воздуха комнатной температуры, проникающих сквозь щели в рамах, а внутренний расположить так, чтобы он был максимально удален от нагревающихся предметов (батареи отопления, светильников и т. п.). Внешний датчик желательно герметизировать, чтобы избежать коррозии печатной платы и т. д. (автор использовал силиконовый герметик). Теплопроводность от этого снижается, но при вяло текущих процессах, таких как изменение атмосферной температуры, это вполне допустимо.

Назначение кнопок пульта ДУ: "TS" - установка времени. После ее нажатия вводят время в 24-часовом формате с незначащими нулями, т. е. если в данный момент восемь тридцать утра, то 0 8 - 3 0. Убедившись, что время введено правильно, нажимают любую кнопку, и устройство переходит в режим часов.

"BS" - установка времени срабатывания будильника. Процедура, аналогичная установке времени.

"OFF" - отключение будильника. Кнопка SB2 в корпусе часов выполняет такую же функцию.

"LED" - отключение/включение индикаторов.

Нажатие любой другой кнопки во время подачи сигнала будильником переводит его в режим Snooze.

Внешний вид пульта ДУ и вид на монтаж основного блока устройства показаны на рис. 3.

Коды "прошивки" микроконтроллера в виде hex-файла приведены в таблице.

Исходный текст

Программа написана на языке С. Это предоставляет возможности для дальнейшей модернизации. Программа разрабатывалась и компилировалась в интегрированной среде Keil mVision2 V2.36. Ассемблер - А51 версии V7.04, компилятор - С V7.04, линковщик - BL51 версии V5.02. Файл проекта - termo.Uv2. Подробное описание компилятора можно найти на сайте [9] (там же можно "скачать" демонстрационную версию.

(нажмите для увеличения)

Управляющая программа записана в контроллер с помощью программатора TURBO. Перед программированием нужно проверить соответствие монтажа принципиальной схеме устройства. Правильно собранная конструкция в налаживании не нуждается.

Литература

1. Microcontroller АТ89С4051. - <stmel.com/dyn/resource/ prod_document/doc1001 .pdf >.
2. 74НС595; 8 bit serial-in, serial or parallel-out shift register with output latches; (3-state). - <semiconductors.philJps.coni/ pip/74HC595.html>.
3. PCF8583; Clock/calendar with 240x8-bit RAM. - <semiconductors.philips.com/ plp/PCF8583.html>.
4. SFH506-36; IR-receiver, demodulator device. - <stosselshome.de/ datenbl/sfh506-36.pdf>.
5. Бирюков С. Преобразователи напряжения на микросхеме КР1156ЕУ5. - Радио, 2001, №11, с. 38, 39, 42.
6. SAA3010; Infrared remote control trasmit-ter. - < semiconductors, philips. com/pip/SAA301O.htmIX
7. Ридико Л. И. Применение кода RC-5. - < h ttp ;// telesys. ru/p rojects/pro j036/ index.shtml>
8. DS1621; Digital thermometer and thermostat. - <msxlm-lc.com/ qulck_view2.cfm/qv_pk/2737>.
9. <keil.com>.

Автор: Д.Чибышев, г.Омск

Смотрите другие статьи раздела Регуляторы мощности, термометры, термостабилизаторы.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Определена масса света 09.09.2024

Вопрос о том, имеет ли свет массу, давно занимает умы ученых. Если бы оказалось, что фотон, частица света, действительно обладает ненулевой массой, это перевернуло бы наше понимание Вселенной и основополагающих законов физики. Недавнее исследование, проведенное командой ученых из Сычуаньского университета науки и техники, Китайской академии наук и Нанкинского университета, сделало значительный шаг в этом направлении, установив новый предел для возможной массы фотона. Исследование основывалось на анализе данных, собранных с помощью массива синхронизации пульсаров Паркса, а также на наблюдениях быстрых радиовсплесков - загадочных и мощных сигналов, исходящих из далеких галактик. Пульсары, являющиеся нейтронными звездами, испускающими регулярные пульсирующие лучи радиоволн, и радиовсплески, наблюдаемые в межгалактическом пространстве, предоставляют уникальные возможности для исследования природы света. Основное внимание в исследовании было уделено так называемой мере дисперсии - хар ...>>

Плазма способна изменять магнитные поля 09.09.2024

Взаимодействие плазмы с магнитными полями остается одной из ключевых загадок как в астрофизике, так и в разработке термоядерных реакторов. Плазма, состоящая из заряженных частиц, играет важную роль во многих космических и лабораторных процессах. От взаимодействия плазмы с магнитными полями зависит многое - от поведения звезд до перспектив создания устойчивой термоядерной энергии на Земле. Новое открытие ученых из Принстонской лаборатории физики плазмы в США обещает изменить наше понимание этих сложных процессов. Исследователи разработали инновационный метод, позволяющий с беспрецедентной точностью зафиксировать, как плазма взаимодействует с магнитными полями. С помощью протонной радиографии они смогли визуализировать эти взаимодействия, что ранее было недоступно. Процесс начинается с создания плазмы, которую получают, направляя мощный лазер на небольшой пластиковый диск. Одновременно создаются протоны - частицы, которые физики использовали в качестве диагностического инструмента. ...>>

Мужчины вредят природе больше женщин 08.09.2024

Вопрос о том, кто больше вредит окружающей среде - мужчины или женщины, оказался в центре внимания после публикации нового исследования шведских ученых. Результаты исследования показывают, что мужчины, по сравнению с женщинами, способствуют большему выбросу вредных веществ в атмосферу. Причем это связано не с профессиональной деятельностью или владением предприятиями, а с различиями в потребительском поведении. Исследование выявило, что мужчины тратят на 16% больше средств на товары и услуги, которые оказывают значительное негативное воздействие на окружающую среду. В первую очередь речь идет о продуктах, производство и использование которых сопровождается повышенным уровнем выбросов парниковых газов, способствующих глобальному потеплению. Хотя женщины расходуют сопоставимое количество денег, они выбирают товары и услуги, менее вредные для экологии. Наиболее заметная разница была обнаружена в расходах на автомобильное топливо. Мужчины значительно чаще покупают бензин и дизельное ...>>

Случайная новость из Архива Светодиод SOLERIQ S 13 OSRAM Opto Semiconductors 27.08.2013 Семейство светодиодов высокой мощности Soleriq компании OSRAM Opto Semiconductors пополнилось новым продуктом: Soleriq S 13 отличается высокой яркостью свечения c диаметром светоизлучающей поверхности 13,5 мм и доступен во всех цветовых температурах. Новый светодиод используется в осветительных системах, отвечающих самым высоким требованиям к качеству освещения. Soleriq S 13 заменяет мощные галогенные лампы в светодиодных светильниках и лампах для освещения помещений в отелях, ресторанах и магазинах. Soleriq S 13 создаёт исключительную возможность построения систем освещения, особенно в профессиональном секторе осветительных систем благодаря своей яркости в 1500 лм и светоизлучающей поверхности диаметром 13,5 мм. Они устанавливаются в светодиодных светильниках или лампах вместо галогенных ламп высокой мощности. "Soleriq S 13 предназначен как для профессиональных, так и домашних систем освещения, поскольку наряду с высокой яркостью он охватывает все цветовые температуры. Кроме того, индекс цветопередачи этого светодиода для всех цветовых температур превышает 80. В результате, Soleriq S 13 значительно расширяет область применения семейства светодиодов Soleriq, поскольку ранее представленные диоды этого семейства - E 30 и E 45 - были предназначены только для потолочных светильников", - поясняет Андреас Фоглер (Andreas Vogler), менеджер по маркетингу департамента общего освещения систем, который отвечает в компании Osram Opto Semiconductors за семейство светодиодов Soleriq. Подобно светодиодам E 30 и E 45, Soleriq S 13 значительно упрощает конструкцию светильника, поскольку благодаря своей исключительной яркости в светильнике нужно устанавливать только один компонент вместо нескольких. Кристаллы в диоде расположены весьма плотно и все они находятся под общим слоем люминофора (chip-on-board), что создает впечатление однородной светоизлучающей поверхности, а также обеспечивает однородный цвет и равномерное распределение света. С целью дополнительного улучшения однородности света кристаллы расположены по кругу. Это значительно упрощает согласование светодиодов с вторичной оптикой. Генерируемый в таком устройстве свет можно использовать с намного меньшими оптическими потерями, что, в свою очередь, повышает эффективность светодиодных ламп и светильников. Типичные преимущества светодиодных источников света, такие как высокая энергоэффективность, длительный срок службы и минимальные затраты на эскплуатацию, также характерны и для потолочных светильников с применением Soleriq S 13. С новыми мощными источниками света довольно просто работать. В отличие от других серийно выпускаемых светодиодов высокой мощности, для монтажа Soleriq S 13 не требуется пайка; крепить эти светодиод можно с помощью клея, винтов или разъема. Конечно, для соединения проводов может быть использована и обычная пайка с последующим монтажом на клей или винтовым креплением на радиаторе. Однако намного более простым способом является использование разъема, который обеспечивает как электрический контакт, так и механическое крепление светодиода. Это устраняет необходимость в пайке; нужно всего лишь вставить в пружинные контакты разъема соединительные провода.

Другие интересные новости:

▪ Twitter в библиотеке

▪ M-Disc - оптический долгожитель

▪ Google представил собственный планшет

▪ Водородное топливо из морской воды

▪ Глушилка мобильников

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Афоризмы знаменитых людей. Подборка статей

▪ статья Сфинксова загадка. Крылатое выражение

▪ статья Что такое брожение? Подробный ответ

▪ статья Ревизор. Должностная инструкция

▪ статья ATX-совместимый блок питания компьютера для автомобиля. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Волшебный апельсин. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2024