最近、多くの建物に大きな電子時計が登場し始めました。 この記事では、このような時計を自分で組み立てる方法について説明します。 また、著者がレーキを踏んだ場所と注意を払う場所も示します。
まず、時計のサイズと予算を決める必要があります。 コンポーネント、アーキテクチャの大まかなエネルギー消費を推定します。 動的な表示を行うか、各桁を個別に制御します。 LEDを使用する量と量。 体を作る材料。
そのため、完成した時計は次のようになりました。
寸法：630x235x105
重さ：5.8 kg
消費電力：30 W
精度は1か月あたり±1分より悪くありません。
残念ながら、デザイナーの想像力は、販売する品揃えと利用可能なツールを制限しています。 時計ケースは、OBIで購入したアルミ製コーナーで作られ、側面は店で購入したプレキシガラス職人で作られていました。 桁板はポリスチレン製でした。 気密性のためのすべての縫い目は、透明な配管用シリコンシーラントでコーティングされています。
側壁がポリスチレンではなくプレキシガラスでできているのはなぜですか？ 事実、ポリスチレンは判明したとおり、大気の影響に耐性がなく、2年後には単純に破壊されますが、プレキシガラスはこの点で耐性がありました。 時計は路上に吊るされているので、気密にすることをお勧めします。 同時に、夏の太陽の下で窒息しないように、コンポーネントの発熱を考慮してください。 理想的には、完全にねじ込む前に、寒さの際に内側から水分が凝縮しないように、シリカゲルの袋を内側に入れます。 工業デザインのコンポーネント（-50〜+60度）を使用します。 完成した回路基板にワニスをコーティングします。ワニスは細い導体を簡単にかじります。 コンポーネントを内側にしっかりと固定します。内側に運ぶときにループが緩むと、接点が1点で破損します。
フレームが作成された後、プレキシガラスが切断され、すべてが組み立てられ、数字の順番が始まります。 4桁はセグメント、それぞれ22個のLED、+ 2個の4個のLED、合計624個のLEDで構成されていました。 マットハウジングL-53SGDの緑色のLED。 これが最初のエラーの原因です。 マットケースのLEDの最大値である視野角に基づいてLEDを選択しましたが、同時に低光束です。 その結果、LEDは部屋の中では完全に見えますが、路上では曇りの日のみです。 したがって、私はフォークを強くお勧めし、各ブランドの4-5個のLEDを購入し、バッテリーからそれらを起動し、外に出て、それらがどのように見えるか、太陽の下で彼らがどのように見えないか、視野角を評価します。
データシートの20 mA LEDを流れる電流。 電流制限抵抗器での損失を最小限に抑えるために、2つのチェーンで順番に組み立てられます（効率の損失と過剰な加熱は必要ありません）。点火電流は1.1 Aであることがわかります。ここにアーキテクチャを選択する重要なポイントがあります。 4.4 Aを生成し、負荷の100％で突入電流に穏やかに耐えるPSUを作成できますか。各桁を個別に制御してください。 発光効率が最大になります。 できません（たとえば、販売中の十分な電力の変圧器がない）-表示を動的にします。 輝度が低くなります。
電源は、パルス方式よりも古典的な方式（変圧器、ダイオードブリッジ、平滑コンデンサ）の方が適切に実行されます-そもそも部品の数が少ないほど信頼性が高く、2番目のPSUはより控えめです。 （LATRによって電圧を110Vに下げると、時計は機能しました。LEDは消えましたが、時間の経過は止まりませんでした）。
次の段階は、制御電子機器の開発です。 時計はATMEGA16マイクロコントローラーで組み立てられ、TOSCピンに外部水晶振動子が接続されているため、時間をカウントできます。 時計の精度はそれぞれクォーツの精度にのみ依存し、結果として時計はクォーツになります。
時計は3つのボードで構成されています。 最初のボードには、電源とマイクロコントローラを備えたトランスが含まれています。 2つ目は5 Vから12 Vに増加する電圧コンバータです（LEDの電圧降下のため、MOSFETキーに電力を供給する必要があります。MKの5ボルトロジックレベルではトランジスタをロック解除するには不十分です。アンプトランジスタのカスケードを備えたコンバータはこの問題を解決しました）。電流制限抵抗器を備えたキー。 すべてのボードはコネクタで相互接続されています-これは、デバッグとアセンブリのプロセスで非常に便利です。
アルミニウム製シリンダーは、6.3Vおよび100,000uFのコンデンサーです。 おそらく、ソ連で製造された唯一の国内電子部品です。 時間を節約するためにクロックには内部に回路がないため、停電の場合、このコンデンサは最大4秒間電源電圧の低下に耐えることができます。
多くの神経がバグを台無しにしました。それは、捕まるのにほぼ3ヶ月かかりました。 マイクロコントローラーのレッグ間の電源に0.1μFのブロッキングキャパシタンスが確立されていなかったため、電磁ピックアップに似た非常に興味深い誤動作が発生し、オシログラムによりソフトウェアの誤動作が判断されました。
時計に温度計が追加されました-i2cバスを介して接続するDS1620温度センサー。 そして、ここにレーキ番号2があります。 実際、時計の中では、作業中にすべてが熱くなっています。 時計がパビリオンに掛かっているだけでなく、ダイオードブリッジは特に暑いです。 その結果、時計の最も寒い場所に固定された温度センサーは5度の誤差を出しました（路上で-15だったとき）。 リモートセンサーを作成します。
クロックプログラムは非常に単純です-割り込み用のミリ秒カウンター。 うるう年（2000〜2100年以内）の計算、冬/夏時間への自動移行、設定、時間補正定数の設定（1日あたりの秒数）、時間/温度の表示時間の設定のための関数。
2番目のインスタンスを作成する場合、修正します。
1）バッテリーには専用のリアルタイムクロックチップを使用します。
2）透明なケースに他のLEDを使用します
3）リモート温度センサーを接続するためのコネクター。
非常に興味深いアイデアは、GPSと時刻を同期させることです。 この時計には、設定用の3つのボタンが装備されています。 多くの企業は、時刻を設定するためにリモートコントロールで時計を完成させています。
誰かが時計を修理することを忘れないでください。そのため、回路付きの紙にアイデアを入れることは非常に良いアイデアです。
合計で、時計の価格は5,000ルーブルです。 それらはウラル州立工科大学の森林工学部の建物に掲示されました。 -30度の1月の霜を穏やかに生き延びました。 飛行中は正常です。 以下は写真で、テキストを読むよりもはるかに興味深いものを見てください）
写真 すべてではなく基本的な：
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クロックの充足に関する質問は、コメントで尋ねることができます。