DCF77クロックシンクロナむザヌの䜜成の歎史

私は自分自身を喜ばせるこずに決めお、垂民時蚈を買った。 ずりわけ、この時蚈は無線でクロックを同期する機胜を宣蚀しおいたす。 泚文の時点で、私はそれが䜕であるかよくわからなかった、私はそれがどうにかしおすべおをするはずだず思った。 しかし、ロシアの無線同期は実際には機胜しないこずが刀明したした。 私は状況を修正するこずにしたした。 私が最初に芋぀けたのは、信号増幅に関する蚘事でした 。 コンデンサで倧きなコむルを巻いお、それを西に面した窓に眮いお埅぀こずを提案したした。 たた、この蚘事では、クロックが時刻を同期するdcf77プロトコルに぀いお蚀及したしたが、これはそれほど耇雑ではないこずがわかりたした。 ゚レクトロニクスのその瞬間に私は完党にれロでしたが、私はデゞタル郚分を扱うこずができ、どういうわけか残りの郚分を凊理できるように思えたした。 そしお、dcf77プロトコルを䜿甚しおクロック同期デバむスを開発するプロゞェクトを開始するこずにしたした。



ここでは、このプロゞェクトでの䜜業方法、゚レクトロニクスの初心者ずしおどのような問題に遭遇したか、プロゞェクトで䜜業しおいるずきに出䌚った興味深い解決策に぀いお説明し、それらを正圓化しようずしたす。 このテキストは、電子工孊を行うこずを決定したプログラマヌにずっお興味深いかもしれたせん。 したがっお、プログラミング偎では、倚くのこずは省略されたす。



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デバむスのコンセプト



私が最初に始めたのは、プロトコル、可胜な完成したデバむスに関する情報を収集するこずでした。そしお、デバむスの芁件に぀いお考えたした。 私は基本的な抂念を考え始めたした。



1.郚屋内で同期を実行する必芁がありたす

2.シンクロナむザヌ自䜓に2秒の゚ラヌがある可胜性がありたす

3.シンクロナむザヌはクロックでなければなりたせん。

4.自己蚺断システムが必芁です。

5.バッテリヌ駆動でなければなりたせん。 他の人のためにネットワヌク䞊で安党に動䜜するデバむスを䜜成できるかどうかわかりたせん

6.バッテリヌは玄1か月間䜜動したす。

7.すべおが矎しいはずです。 䜓。 スクリヌン。 ボタン。 等



最初のステップ



次に、プロトコルず同様のデバむスに関する資料を収集し始めたした。 ドむツのリ゜ヌスのどこかに、既補のデバむスがいく぀かありたした。 りィキペディアでプロトコルの説明を芋぀けたした。

これはすべおこれから始たりたした。



dcf77ずは䜕ですか これは、振幅倉調信号によっお日付ず時刻がれロず1で送信されるプロトコルです。 各秒の始めに、振幅は0.1たたは0.2秒で15に枛少したす。 短瞮された信号の長さが0.1秒である堎合、0.2秒である堎合は0、1である堎合、LEDを点滅させた堎合にはっきりず芋えるもの。 詳现はこちらずこちら 。



私が最初にしたこずは、c ++で倧型コンピュヌタヌにdcf77プロトコルを実装するこずでした。 早くやった。 すでにarduinoでフラッシャヌを䜜成しようずしたこずは明らかなので、LEDでdcf77プロトコルを䜿甚しおフラッシャヌを䜜成するこずは難しくありたせんでした。 残念ながら、最初のバヌゞョンの写真やスキヌムはありたせんでした。 しかし、スキヌムは図ずほが同じでした。 ゞェネレヌタヌなしでArduino Unoのみ。



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そのような蚈画に向かう途䞭で、私はいく぀かの困難に盎面したした。



私が最初に出䌚ったのは、Arduino ideのクラスをinoファむルに実装できないこずです。 すべおをCに曞き盎さなければなりたせんでした。別のファむルから接続するだけですぐに実珟できるずは思いたせんでした。 この問題はすぐに解決されたした。



LEDで信号を芖芚化するこずから始めたずいう事実のために、抵抗噚をLEDず盎列に200オヌムの領域に配眮したした図ではもうそうではありたせん。 明るく茝くために。 これはすべお、トランゞスタが絶え間なく開き、回路が正垞に機胜しなかったずいう事実に぀ながりたした。 2぀のダむオヌドを盎列に接続するこずで掚枬したした。



トランゞスタは閉じおいるようです。 しかし、それはどういうわけか、私にずっおもワむルドに芋え、理論を研究する必芁があるこずに気づきたした。 基本を知るこずは非垞に重芁です。 少なくずもキヌモヌドでのトランゞスタの動䜜。 そしお、ここで私は次の問題に遭遇したしたいく぀かの詳现ずいく぀かのツヌル。 たずえば、アンテナを䜜成するには、ワむダずフェラむトが必芁です。 䞭囜から圌らは長い間埅ちたす。 幞い、ヘックスむンバヌタヌはArduinoスタヌタヌにありたした。 しかし、ロシアではクォヌツ77500がたったく芋぀かりたせんでした。䞭囜でもアリでは、1か所、50個のバッチでしか芋぀かりたせんでした。 この時たでに、私は発電機を組み立おたずしおも、それが機胜するかどうかさえ理解できないこずをすでに認識しおいたした。 そしお、私たちにはツヌルが必芁であるこずに気づきたした。呚波数蚈やオシロスコヌプが必芁です。 これにより、デバむスでの䜜業が䞭断されたした。 そしお、゚レクトロニクスの研究を始めたした。 私は電子機噚に関する倚くのYouTubeビデオを聞きたした。たずえば、 これです。 関連蚘事。 アンテナに関する蚘事。 この呚波数のアンテナの長さは玄700メヌトルであるべきだず非垞に心配したした。 しかし、それでも受信機のように磁気アンテナを䜜ろうずするこずにしたした。



アンテナには、磁気コむルず共振するコンデンサからの回路が必芁です。 どういうわけか、共鳎を求めなければなりたせん。 これがトランゞスタテスタヌプロゞェクトに぀ながりたした。 ケヌスの間にそれを実装したかった。 たぶんむンダクタンス蚈があり、いく぀かのArduino miniがありたしたArduinoの嫌いな人はすぐに反応したせんでした。埌で少し修正したした。 しかし、私は自分でそれを行う準備ができおいないこずに気付き、DYIを泚文し、その回路を芋お、その゜ヌスを芋぀けたした。



たた、EveryCircuitやElectroDroidなど、電話甚の䟿利なプログラムに぀いおも孊びたした。 この時点でElectroDroidを䜿甚しお、アンテナの共振を蚈算したした。 EveryCircuitを䜿甚するず、電話で小さなスキヌムをシミュレヌトできたす。 スキヌムを文曞化するこずにしたした。 むンタヌネットのどこかで、ブレッドボヌドに矎しい写真を芋たした。 Fritzingがこれを実行し、さらに、回路図を蚭蚈し、ボヌドを蚭蚈できるこずに気付きたした。 フリッツの䜿甚を開始したした。



それから、䞭囜からの最初の荷物が到着し始めた時がすでに来おいたした。 「チップアンドディップ」で䜕かを緊急に泚文する必芁がありたした。 ここでは、時間を同期する方法の最初のアむデアが登堎したした。 wifiモゞュヌルesp8266で同期を行うこずが決定されたした。



同様のプロゞェクトに぀たずいた。 私はそこから䞻芁なアむデアを取り入れるこずにしたした。 ラゞオ郚分は完党に借甚されたした。 倉曎せずに䜿甚するこずは䞍可胜でした。



1.定栌電圧は12ボルトです。

2. picマむクロコントロヌラヌに基づいおいたす。



最初の成功



詳现が到着するず、デバむスの改善を始めたした。 クォヌツずトランゞスタテスタヌが登堎した埌、最終的に時間を送信できる最初のバヌゞョンを組み立おるこずが可胜になりたした。 私はフェラむトロッドにコむルを巻いた-これはアンテナです。 圌女のむンダクタンスを芋おください。 100 pfでコンデンサをピックアップしたした。 すべおが収集されおいるようです。 動䜜するはずです。 しかし、それは機胜したせん。 そしお、もちろん、問題を蚺断するこずは䞍可胜です。 オシロスコヌプはただ到着しおいたせん。 マルチマヌでさえも最も簡単です。 それからほずんど理解できない。 矩理の父が楜噚ずオシロスコヌプず呚波数蚈を持っおいたこずは良いこずです。 私は自分のデバむスを持っお圌に行きたした。 呚波数があるように、呚波数メヌタヌを芋たした。 私たちもオシロスコヌプを䜕のようにも芋たせんでした。 サむンは玔粋ではありたせんが、それでも䌌おいたす。 さらに理解するために家に垰りたした。 問題は、それを理解する方法が明確ではないずいうこずです。 時蚈では、圌らが信号を芋たかどうかしか理解できたせん。 ゚ラヌが䜕であるかを理解するこずは䞍可胜です。 しかし、それでも問題は無線郚分ではなく倉調噚にあるこずは明らかです。 パラメヌタヌを倉えおみたした。 りィキペディアの説明から遠く離れるこずなく。 最終的に、圌は呚波数倉調噚のパルスを長くするこずに決めたした。 そしおその瞬間、時蚈は぀いに信号に倢䞭になりたした。 そしお、数回の詊行の埌、DAYは最初の同期を完了したした。 次に、デバむス自䜓で時刻同期を行うこずが決定されたした。



問題を発芋する過皋で、digitalwriteが効率的に機胜しおいないこずもわかりたした。



䜿甚しないようにすべおを䜜り盎したした。 それから私は他の゜ヌスでこれに䌚った。 しかし、私はここで初めお芋たした 。 これはArduinoからの最初のリトリヌトでした。



私はoled画面が本圓に奜きなので、ssd1306画面を䜿甚するこずにしたした。 しかし、adafruitのラむブラリはひどいものです。 圌女はずおも遅いです。 倧量のRAMを䜿甚したす。 u8glibの代替を芋぀けたした。 本圓に気に入りたした。



私が詊した最初の解決策は、esp8266モゞュヌルに基づいおおり、むンタヌネット䞊で時刻を同期するこずでした。 しかし、私はこのモゞュヌルを介しお接続するのがかなり難しいずいう事実が奜きではありたせんでした。 そしおその瞬間、圌はあたり安定しおいたせんでした。 そのため、GPSを䜿甚しお時刻同期を詊みるこずになりたした。 ardinoのモゞュヌルはそのようなものでした。 GPSを介しお同期するためのファヌムりェアは簡単でしたが、将来遭遇する問題がありたした。



最終的に、ブレッドボヌド䞊で完党に機胜するデバむスを組み立おるこずができたした。



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Arduinioからの倱敗



ケヌスで興味深いdyiぞのリンクを芋぀けたした。 私にずっお重芁なのは、デバむスの倖芳がきれいだずいうこずです。 Arduinoでatmega328をフラッシュしおいるビデオを芋たした。 この時点でのファヌムりェアはすでに困難でした。 私はそれを他の䜕かに移したくありたせんでした。 Arduino IDEは、このような状況では良いツヌルであるように思えたした。 私は䞭囜で泚文したusbaspを䜿甚しおArduinoをフラッシュしおいたした。



セルプッチングボヌドに参加したくありたせんでした。 そのため、デバむスをはんだ付け甚の特別なブレッドボヌドにはんだ付けするこずにしたした。 したがっお、私はディップパッケヌゞのチップを奜みたした。 ディップケヌスに適切な代替手段がない堎合は、アダプタヌを䜿甚したした。



䌝送改善



䌝送の成功により、最終的に送信機ず受信機の実隓を開始できたした。 私は送信機をセットアップし、より良い信号を求めお郚屋䞭に時蚈を装着したした。 アンテナの軞が時蚈に向いおいる堎合に最適になるこずがわかりたした。 そしお、時蚈は1メヌトル半以内の距離にありたす。 さらに、オシロスコヌプが぀いに到着したした。 圌はたた、進行䞭のプロセスの理解を埗るこずができたした。 圌は、プロヌブに取り付けたコむルで実隓を行った。 信号の振幅が倉化しおいるこずを確認でき、クロックで芳枬を確認できたす。 アンテナの軞に近く、アンテナの軞に沿っおいる堎合のコむルの最倧振幅。 1.5メヌトルでは䞍十分です。 送信機の出力を䞊げるこずが決定されたした。 問題はどうやっお 私が基瀎ずしお取った回路には、1kΩの抵抗が取り付けられおいたした。 この抵抗を枛らすこずにしたした。 さらに、アンテナの抵抗を枬定したした。 300オヌム皋床の䜕かがありたした。 今埌は、ここではリアクタンスに぀いおは考えおいなかったず蚀いたす。 しかし、たず最初に。 断面積が0.3のワむダを䜿甚しお、送信アンテナの抵抗を枛らしたした。



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それが機胜するために、おそらく送信郚分にステップアップモゞュヌルをむンストヌルするこずにしたした。 そしお、゚ネルギヌを節玄するためにそれをオフにするこずができたす。 この構成では、すべおが著しく改善されたした。 2〜3メヌトル以内で、送信機の軞䞊で倚くの成功した同期がありたした。 軞倖同期の成功は数メヌトルでした。



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䜿甚する電圧を䞊げるには、lt1302を䜿甚したす。 さらに、ltc4054-4.2で興味深いチャヌゞを芋぀けたした。これは、デバむスのコンセプトによく適合しおいたす。



この段階で、デヌタシヌトが必芁な理由に気付きたした。 マむクロチップを䜿甚する堎合、特に特殊なデバむスに関しおは、これらは非垞に圹立ちたす。 すでにデヌタシヌトからlt1302ずltc4054-4.2の接続スキヌムを取埗したした。 そしお、䜿甚したすべおのデバむスのスキヌム、゜ヌスコヌド、デヌタシヌトに加えお、gitを入れる習慣を䜜りたした。



デバむスを組み立おる最初の詊み



だから、私はプロゞェクトのはんだ付けに着きたした。 この時点で、デバむス図ができたした。 そしお、ブレッドボヌドを繰り返した斬新なプロゞェクト。



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Separate栞の分離-フリッツ甚に独自のコンポヌネントを䜜成したす。 結局のずころ、これはどのCADシステムでも䞀般的に䞍快な郚分です。



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十分に長く続く別のタスクは、ボヌドを繁殖させるこずです。 これは数日間続くこずがありたす。 しかし、原則ずしお、それは非垞に実珟可胜です。 芁点芁玠を配眮しおから、それらを接続したす。 䜕かが䞍快に接続されおいる堎合は、コンポヌネントを少し再配眮しおみおください。

フリッツの欠陥に気づいた。 ブレッドボヌドたたは回路䞊で䜕かを再配眮するず、ブレッドボヌドに圱響したす。 たた、䜙分な接続がある堎合がありたす。 したがっお、ある堎所で小さな倉曎を加えた堎合、別の堎所で行う必芁がありたす。 䞀般的に、詊しおみおください、しかし、それはたくさん疲れたす。 フリッツは単玔なスキヌムにずっお悪くはありたせんが。



これが䜕が起こったのかです。



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15x9ブレッドボヌドを䜿甚したした。 半分に芋た。 ずころで、ラゞオクラフトに必芁な別のデバむス-Dremel。



数日はんだ付けしたした。 うたくいくようです。 しかし、倚くの壁取り付けがありたした。 芋苊しかった。

圌らは、はんだ付け埌にボヌドを掗浄する必芁があるず曞いおいたす。 私は掗濯しようず決心したした。 このフラックスオフに䜿甚されたす。 しかし、どういうわけかそれは間違っおいたした。 土曜日、職堎でほずんど誰もいなかったずきに掗った。 しかし、圌はそれを少し慎重に䜿甚したしたが、頭は回っおいたした。 短く掗濯しお投げたした。 同時に、すべおがひどく掗濯された。 これたでのずころ、私は埗点するこずにしたした。



これが䜕が起こったのかです。



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別のGPSモゞュヌルを次に瀺したす。 デバむスを長時間バッテリヌで動䜜させたかった。 GPSモゞュヌルは非垞に倚くの電力を消費するため、電源を切るこずができるように、有効化ラむンを備えたGPSデバむスを芋぀けるこずにしたした。 有効化が機胜したせんでした。 しかし、mtk3339のGPSは、neo-6mの2倍の電力しか消費したせんでした。 30ma察60ma。 そしお、mtk3339 GPSモゞュヌルは、スリヌプ状態に浞るこずができたす。



プロゞェクトを再考する





圌はデバむスを組み立お、はんだ付けした埌、すべおがもっず良くなるこずを望んでいた。 しかし、それは起こりたせんでした。 叀い問題が衚面化-䞍安定な同期。 バッテリヌなしでデバむスの電源を入れたずきにも問題がありたした。 うたくいきたせんでした。 起動時にステップアップが倧きなコンデンサを充電し、起動時にデバむスが保護する電源が蚭蚈された電流よりも倧きな電流を消費したため、問題が発生したこずがわかりたした。 バッテリヌはすべお順調だったので、今のずころは問題に泚意を払わないこずにしたした。 コンデンサを拟い䞊げただけなので、干枉が発生せず、切断も少なくなりたした。 デバむスのすでに倧量の消費を増加させないために、抵抗を取り付けたくありたせんでした。 デバむスは匷さで動䜜したした-日。 これは芁件を満たしおいたせんでした。 䞍安定な同期の問題は、ロシアのりィキペディアずここでプロトコルの説明に誀りを芋぀けた埌、倧幅に枛少したした。 ドむツ語版では、すべおがうたくいきたした。 りィキペディアの゚ラヌを修正したした。 振幅は15䜎䞋するのではなく、最倧15䜎䞋するこずが刀明したした。 実隓を行っおいるずきにこれに気付きたしたが、たずえばドむツのりィキで確認を芋぀けたした。 したがっお、すべおは同期で決定されたしたが、半埄はただ小さかったです。 端のディスプレむには、私が克服できない砎片のストリップがありたした。



電源を切るスむッチが奜きではありたせんでした。 それは非垞にかさばるこずが刀明したした。 さらに、トランゞスタヌテスタヌでは、ボタンを抌すこずで電源をオンにできるずいうアむデアをスパむしたした。これは他の目的に䜿甚できたす。 同時に、トランゞスタヌテスタヌはアむドルモヌドで゚ネルギヌを消費したせん。



波圢は、望たれるものをはるかに残したした。 スペクトルアナラむザヌは、倚くの䞍芁な高調波を瀺したした。



デバむスを改善する方法を考え始めたした。 シンクロナむザヌの別のバヌゞョンをGoogleで怜玢したした。



ここで興味深いのは、論理玠子の埌ろにlvm824差動アンプのフィルタヌがあり、その埌ろにトランゞスタのアンプがあるこずです。 デバむスを分解したした。 幞いなこずに、2぀の郚分で構成されおいたした。 論理郚分を制埡に䜿甚し、ブレッドボヌド䞊で送信郚分を組み立おお実隓し始めたした。



そのたた、私はスキヌムを取りたくありたせんでした。 バむポヌラトランゞスタの電圧降䞋は0.6ボルトであり、䟛絊電圧はすでに玄4vであるためです。 私は䜕をすべきか考え始めたした。



サりンドアンプのオプションを怜蚎しおいたす。 しかし、第䞀に、それらは最倧40khzの呚波数甚に蚭蚈されおおり、第二に、2ボルトの電圧降䞋がありたす。 適切なものが芋぀かりたせんでした。

レヌルtoレヌルの特性をすでに満たしおいるため、アンプは党電力範囲で動䜜するため、同様のものを探し始めたした。 フィルタヌの䜜成方法ず蚈算方法を理解する必芁があるこずに気付きたした。 フィルタをカりントできるリ゜ヌスが芋぀かりたした。



フィルタヌに悩たされたした。 私は匷化のためにステップアップを䜿甚しお、それらで実隓を始めたした。 ステップアップは調敎可胜で、これにより、電力ずバッテリヌの節玄のバランスを蚭定できたした。 ただし、広範囲の入力電圧で動䜜するようにフィルタパラメヌタを遞択する方法はありたせんでした。



回路内のトランゞスタQ1はアンプずしお䜿甚されたす。 0.6ボルトを倱わないために、最初は電界効果トランゞスタで同じこずをするこずにしたしたが、アンプに぀いおさらに読むず、興味深いアンプ回路、぀たり逆䜍盞で信号をより良く増幅するブリッゞが芋぀かりたした。 出力トランゞスタを䜿甚しおlvm822でこのような回路を詊したした。 このような回路の利点は、同じ電力で信号振幅が2倍になるこずです。 そしお、これは理想的には電力が4倍になるこずを意味したす。 たた、私の目的には出力電力で十分なad8532マむクロ回路があり、出力トランゞスタをセットアップする必芁がないこずに気付きたした。 このような接続により、干枉が倧幅に枛少し、ステップアップを䞭止できたした。



たた、偶然に送信機の2番目の改善に぀たずいた。 私の発振回路のリアクタンスは1.5 kOmであるこずがわかりたした。 これにより、トランスミッタの電力が制限されたす。



コむルぞの䌝達レベルを実隓しおみたずころ、アンプの埌に昇圧トランスを䜜成できるず思いたした。 次に、アンプの出力から、アンテナの入力により倧きな電圧が䟛絊されたす。 これは、送信アンテナに数タヌン巻き付けるこずによっお行われたした。 アンテナ自䜓には玄200タヌンがあり、他の巻線には玄10タヌンがありたす。 正確な数は、オシロスコヌプずテスタヌに​​よっお遞択されたした。 この頃には、すでに呚波数カりンタヌを備えたテスタヌがありたした。



このような倉曎により、送信電力が倧幅に増加したした。 理論的には、叀い回路ず比范した電力の増加は玄400倍になりたす。 さらに、信号はほが玔粋な正匊波になりたした。 しかし、信号にクロヌルする䞀定のコンポヌネントのために、アンテナにブロッキングコンデンサを远加する必芁がありたした。



範囲が倧幅に拡倧したした。 アンテナの䜍眮に泚意を払わずに、別の郚屋で時蚈を同期するこずさえ可胜でした。



しかし、職堎では、デバむスは機胜したせんでした。 倚くのコンピュヌタヌの電源を入れたずき、぀たり倚くの干枉があったず思いたす。



もう1぀の問題は、ゞェネレヌタヌが起動しなかったためにトランスミッタヌが起動しない堎合があるこずです。 これは、クォヌツケヌスを接地したこずず、より安定した電源䟛絊により解決したした。



もう1぀の問題は、通信コむルのゲむンを远求しすぎおいたこずです。 私は問題が䜕であるかを理解し、タヌン数をわずかに増やし、ゲむンを倱いたしたが、送信郚分の仕事はより安定したした。 珟圚では、ほが1幎間、毎晩100同期されおいたす。



最終オプション



送信郚の改善に加えお、トランゞスタヌテスタヌのようにスむッチをオフにしたかったのですが、そこにはバむポヌラトランゞスタヌがありたす。 損倱を枛らすために、䜎抵抗のフィヌルドでそれを行うこずにしたした。 ここでモデリングしたした 。 ブレッドボヌドでもテストされおいたす。 すべおが玠晎らしく、電圧降䞋は玄0.05vでした。



゚ネルギヌ効率を監芖したかった。 そのため、私はina139電流蚈を構築するこずにしたした。 ブレッドボヌドでテストしたした。 しかし、私は0.050mの抵抗を探す必芁がありたした。



トランスミッタは、同じAO3401フィヌルドデバむスを介しおすべおを切断可胜にしたしたRds = 60mOm。 合蚈で、送信機での電圧降䞋は0.1Vです。



圌は蚈画をやり盎し始めたした。 そしお、フリッツはさらに悪化し始めたした。 蚈画は厩壊し始めたした。 すでに完了した接続は残りたしたが、連絡先は切断されたず芋なされたした。 問題の修正に倱敗したした。 修正すればするほど、スキヌムはよりバラバラになりたした。 職堎では、この頃たでに、志を同じくする人々のクラブがありたした。 回路の蚭蚈に䜕を䜿う友人に興味を持ちたした。 kiCadずToporLiteからアドバむスを受けたした。 kiCadで回路を再䜜成したした。 そこになかった新しいコンポヌネントを䜜りたした。 すべお非垞に長い時間がかかりたした。 toporからの自動ルヌティングを䜿甚したした。 原則ずしお、私はそれが奜きだった。 少し埌に、私はディヌプトレヌスに出䌚いたした。 しかし、私はそれに切り替えるこずを敢えおしたせんでした。 ディヌプトレヌスの方がただ良いず思うが。



私はすぐに、急萜しないず決めたした。 私はsmdですべおを行いたすが、゚ッチングに煩わ​​されないように、AliたたはZelenogradで料金を泚文したす。



私がすでに長い間準備しおいたケヌス。 したがっお、ボヌドはケヌスの䞋で飌育されたした。



数日間料金を発生させたす。 そしお圌はただれレノグラヌドで泚文するこずにしたした。 圌らはすぐにそれをやった。 矎しくなりたした。 圌ははんだを剥がし始め、いく぀かの゚ラヌを芋぀けたした。 混乱したrxおよびtx gps。 混乱した+および0電流センサヌ。 䞡偎の数ミリメヌトルの寞法を間違えたした。 ディスプレむマりントの穎は、必芁以䞊に機胜したせんでした。 䞀郚の堎所では、コンポヌネントにマスクがありたせんでした。 9Vからの電力甚にリニアスタビラむザヌを誀っお切り離したした-たあ、その冷华を考慮したした。 圌のために倧きな蚓緎堎を䜜る必芁がありたした。 そしお、圌は9vコネクタ自䜓を誀っお広げたした。 コネクタの配線を固定できれば、過熱を取り陀くこずは困難でした。 そのため、9vコネクタを取り倖したした。



そしお、いく぀かの小さな問題がありたした。 最初の2぀の䞭で最も䞍快です。 私は圌らず長い間苊しみたした。



別の配線の問題は、私が䞍泚意にデヌタシヌトを読んだこずです。 GPSモゞュヌルの䜜成方法には泚意を払いたせんでした。 そこでは、穎を開ける必芁がありたした。 このような修正はすべお、Dremelの埌に行われたした。 衚面実装により、いく぀かの修正を行う必芁がありたした。 最悪のこずは、電流センサヌでした。



䞀般に、はんだ付けは困難でした。 最も困難なこずは、GPSモゞュヌルのはんだ付けを解陀するこずでした。 ゚ラヌがなくおも、隣接するトラックを閉じるのは非垞に簡単です。



画面のルヌプを芋逃したした。 あたり正確ではないコネクタが刀明したした。 そしおかさばる。

しかし、デバむスは組み立おられおいたす。 再び、フラックスを掗浄しようずしたした。 今回はむ゜プロピルアルコヌルで掗浄したした。 そのため、より良い結果が埗られたした。

これが䜕が起こったのかです。



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䞊の画像のマヌカヌは、芋぀かった゚ラヌを瀺しおいたす。



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最埌の仕䞊げ。 ゜フトりェア開発



最埌の仕䞊げは、電力を管理し、電力消費を制埡し、゜ヌラヌパネルを䜿甚しおデバむスを充電するこずにより、電力消費を削枛するこずでした。



ファヌムりェアがメモリに収たるようにフォントを倉曎したした。 画面䞊のストリップの問題を修正したした。 泚文曞に曞かれおいるように、䞭囜人は私にssd1306の代わりにsh1106でスクリヌンを売ったこずがわかった。 たあ、神は圌らを祝犏したす。



負荷を制埡するために、珟圚の倀にラりンドロビンデヌタベヌスが䜿甚されたす。 ちなみに、この経隓はプログラマの芳点からも興味深いものでした。 メモリはほずんどありたせんが、その幎のデヌタを保存したかったのです。



もう1぀の埮劙な点は、gpsが時刻を同期しおオフにするタむミングを決定するこずです。 これを行うには、gpstinyラむブラリを倉曎する必芁がありたした。



珟圚、すべおの倉曎を加えお、デバむスは充電せずに玄1か月間動䜜したす。



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画面には消費が12 mAであるこずが瀺されおいたすが、これは画面の最倧茝床によるものです。



回顧



2015幎1月にプロゞェクトを開始したした。 4月に最初の結果を埗たした。 7月にブレッドボヌドにはんだ付け。 その埌、2016幎3月たで䌑憩がありたした。 2016幎6月に泚文したボヌドで鉄版を収集したした。2016幎7月31日に、゜フトりェアを改善する最埌のコミットメントがありたした。 だから私はこのデバむスに䞀幎半を費やしたした。 プロゞェクトに異なるアプロヌチをするこずはできたすか おそらくはい。 しかし、プロゞェクトの開始時には知識が非垞に䞍足しおいたした。 そのような䜜業にはツヌルずいく぀かの詳现が必芁であるこずは明らかです。 そしお明らかに䜕。 知識が必芁です。 圌らが珟れた。



もちろん、回路内の゚ミッタヌずコレクタヌは䟝然ずしお混同しおおり、各接続モヌドでトランゞスタがどのように機胜するかをメモリから知るこずはできたせん。 しかし、私はどこをすぐに芋るべきか知っおいたす。 倚くのお金がプロゞェクトに費やされたした。 GPS同期機胜付きの時蚈を賌入する方がおそらく安くなりたす。 コストを削枛できたすか はい、可胜ですが、根本的にはできたせん。 デバむスを販売できたすか はい、できたす。 しかし、その生産のための人件費は倧きすぎたす。 今働いおいる堎所で仕事をする方がより利益がありたす。 デバむスの販売は150ナヌロで簡単に芋られたしたが、2〜3日で回収する必芁がありたす。 そしお、販売するのは難しいず思いたす。 そのため、このデバむスでの商業的な成功は芋られたせん。 さらに、GPSによる同期を備えた時蚈が登堎し始めたした。 圌らはすぐに安くなりたす。 このプロセスを楜しんでいたしたか はい、受け取りたした。 新しいこずを孊ぶのはずおも面癜かったです。プログラマヌずしお、芖野を広げるこずは私にずっお有益でした。圌の゜ヌスを投皿したすかたぶん。 誰かがそれを必芁ずする堎合。



可胜な改善



新しいボヌドの改蚂版を入手したしたが、泚文したせんでした。



コントロヌラの電源システムを改善する必芁がありたす。スタンバむモヌドではgpsはただ1 mAを消費するため、gpsの電源を完党にオフにする必芁がありたす。



時蚈をより正確にする必芁がありたす。これを行う方法はありたすが、stm32でのみです。そこで、GPSからの移動信号を調敎する機胜を䜿甚できたす。たた、stm32を䜿甚するず、䜙分なチップを攟棄できたす。ds3231はより正確ですが、stm32の埮調敎を行うこずができたす。



電子むンクスクリヌンを䜿甚しお゚ネルギヌを節玄しおください。基本的に、画面はバッテリヌ党䜓を䜿い果たしたす。珟圚の時刻のみが衚瀺される堎合、スタンバむモヌドでは6 maのうち4 maを消費したす。送信機は、電源を入れたずきに60 mAを消費したす。これは1日20分です。GPSは30 maを消費したすが、1分あたりの時間を同期したす。



参照資料
[1] journal.gladkiy.me/radiosinhronizatsiya-chasov-s-vy-shkoj-dcf77-v-germanii ( )

[2] www.elv.de/dcf-empfangsmodul-dcf-2.html

[3] ru.wikipedia.org/wiki/DCF77

[4] www.youtube.com/user/Zefar91/videos

[5] ikit.edu.sfu-kras.ru/CP_Electronics/pages/mm/index.html

digteh.ru/Sxemoteh/ShVklTrz/OK

[6] www.mikrocontroller.net/articles/AVR_Transistortester

[7] www.sundgren.se/1-recreation/2-electronics/dcf77_simulator.htm

[8] robotosha.ru/arduino/digitalwrite-optimizing-arduino.html

[9] www.youtube.com/watch?v=sNIMCdVOHOM&index=1&list=PLnOALHW_SnwoVHhkoyYadEQ9IuQ6nEj6M

[10] radiokot.ru/circuit/power/charger/33

[11] www.youtube.com/watch?v=lkWZuAnHa2Y

[12] pda.teron.ru/index.php?s=74c6aae329db3030d1b6cb47ad47051b&showtopic=909610&st=20

[13] sim.okawa-denshi.jp/en/OPseikiLowkeisan.htm

[14] pda.teron.ru/index.php?app=core&module=attach&section=attach&attach_rel_module=post&attach_id=516440

[15] www.kaligraf.narod.ru/DCF77_protokol.html

[16] everycircuit.com/circuit/5072084672184320/p-mosfet-based-electronic-switch



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