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:

Глазные капли, возвращающие молодость зрению 05.10.2025

С возрастом человеческий глаз постепенно теряет способность четко видеть на близком расстоянии - развивается пресбиопия, или возрастная дальнозоркость. Этот естественный процесс связан с утратой эластичности хрусталика и ослаблением цилиарной мышцы, отвечающей за фокусировку. Миллионы людей по всему миру сталкиваются с необходимостью носить очки для чтения или прибегают к хирургическим методам коррекции. Однако исследователи из Центра передовых исследований пресбиопии в Буэнос-Айресе представили решение, которое может стать удобной и неинвазивной альтернативой - специальные глазные капли, способные улучшать зрение на длительный срок. Разработку возглавила Джованна Беноцци, директор Центра. По ее словам, цель исследования состояла в том, чтобы предоставить пациентам с пресбиопией эффективный и безопасный способ коррекции зрения без хирургического вмешательства. Новые капли, созданные на основе пилокарпина и диклофенака, показали убедительные результаты: уже через час после первого пр ...>>

Цифровая рация Xiaomi Digital Walkie Talkie 05.10.2025

Компания Xiaomi представила современное устройство, объединившее классические принципы радиосвязи с возможностями цифровых технологий. Новинка под названием Xiaomi Digital Walkie Talkie демонстрирует, как привычные рации могут быть переосмыслены в духе времени. Устройство оснащено цветным дисплеем диагональю 1,57 дюйма, который отображает список контактов, параметры соединения и даже примерное местоположение собеседника. Такой подход превращает стандартную рацию в компактное средство связи, сочетающее функциональность смартфона и устойчивость профессиональной техники. Одним из ключевых преимуществ стала высокая автономность. Встроенный аккумулятор емкостью 2500 мА·ч обеспечивает до 100 часов работы в режиме ожидания и около 14 часов непрерывных разговоров, что особенно важно в экспедициях, на дальних маршрутах или в зонах, где подзарядка невозможна. Согласно данным портала unionrayo.com, такое время работы выгодно отличает устройство от большинства аналогов. По дальности дейст ...>>

Открыт обращаемый драйвер старения 04.10.2025

Недавняя работа ученых из Сямэньского университета в Китае показала, что в гипоталамусе, главном регуляторе внутренних функций организма, кроется один из ключей к продлению молодости. Команда под руководством Лиге Ленга обнаружила, что снижение уровня белка менина в гипоталамусе связано с ускорением процессов старения. Менин, как выяснилось, играет важную роль в предотвращении воспаления и поддержании нормальной работы нейронов. Когда его уровень снижается, в мозге возрастает активность воспалительных сигналов, что запускает цепную реакцию возрастных изменений во всем организме - от ослабления когнитивных функций до потери плотности костей и истончения кожи. Чтобы понять, как именно менин влияет на старение, ученые вывели генномодифицированных мышей, у которых этот белок можно было выборочно отключить. Даже у молодых животных такое вмешательство быстро привело к ухудшению памяти, снижению прочности костей и эластичности кожи, а также к укорочению жизни. Эти результаты убедительно ...>>

Случайная новость из Архива Материал с программируемым самоуничтожением 11.08.2017 Большинство искусственных материалов очень прочные, и это большой плюс при их использовании, но большой минус, когда дело доходит до их утилизации. Сейчас исследователи из Мюнхенского технического университета разрабатывают материалы, которые разлагаются, когда в них заканчивается энергия. Такие материалы можно будет использовать для целевой доставки лекарств по организму, а в будущем и для создания самоуничтожающейся упаковки для товаров. Если животное или растение не получает энергии через пищу или солнечные лучи, оно погибает и разлагается. Но искусственное вещество не выполняет этот вид обмена энергией с окружающей средой, что позволяет ему сохранять свою форму в течение длительного времени. А для утилизации таких веществ зачастую нужно потратить значительное количество энергии. "Большинство искусственных вещества химически очень стабильны, и чтобы разложить их на компоненты, нужно потратить много энергии. Природа не производит свалок. Вместо этого, биологические клетки постоянно синтезируют новые молекулы из вторсырья. Некоторые из этих молекул могут собираться в более крупные структуры, так называемые надмолекулярные агрегаты, образующие структурные компоненты клеток. Этот динамический ансамбль вдохновил нас на разработку материалов, которые самостоятельно утилизируются, когда они больше не нужны", - говорит Джоб Бокховен, ведущий автор исследования. Для имитации подобных природных систем, ученые создали соединения молекул, которые собираются в гидрогель при добавлении "топлива". Это топливо имеет форму высокоэнергетических молекул, называемых карбодиимидами. Химическая реакция позволяет сохранять материал стабильным до тех пор, пока есть запас энергии. Когда она в конце концов заканчивается, материал попросту распадается на свои составные молекулы, которые можно вновь собрать, просто добавок "топлива". В лабораторных тестах ученым удалось создать материалы с прогнозируемой продолжительностью жизни от нескольких минут до нескольких часов, а после они распадались.

Другие интересные новости:

▪ Электропроводка увеличивает покрытие сети 802.11b/g/n Wi-Fi

▪ Разговорчивые автомобили

▪ Итальянский секрет долголетия

▪ Инновационная добавка для астронавтов

▪ Альтернатива золоту в микросхемах

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Узлы радиолюбительской техники. Подборка статей

▪ статья Законы святы, но исполнители лихие супостаты. Крылатое выражение

▪ статья Как умирают лемминги? Подробный ответ

▪ статья Старший телеоператор технического отдела. Должностная инструкция

▪ статья Усилитель на микросхеме TDA7050, 2х0,07 ватта. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Конденсаторные установки. Схема электрических соединений, выбор оборудования. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025