Часы на индикаторе ИЛЦ5-4/7М. Функциональный аналог часов Электроника 7-21-1.


На данный момент разведена плата под корпус оригинальных часов Электроника 7-21-1.
Также написана программа для микроконтроллера на Codevision AVR.
Аппаратная часть ещё НЕ изготавливалвась. Не разведена плата блока питания.

Исходники, макет в протеусе и плата:
https://cloud.mail.ru/public/2wgA/41b1WnxTb

Аппаратная часть собрана на микроконтроллере ATMega8.
Часы реального времени: DS1307
Индикация, естественно, динамическая. Управление индикатором по положительному напряжению.
Через транзисторные ключи TD62783AF.
Для зажигания сегмента индикатора с контроллера подаются положительные напряжения на соответствующие анод индикатора и сетку.
Для правильного функционирования клавиатуры на транзисторах реализованы элементы "НЕ".

Что изменено в сравнении с оригиналом.
1. Несколько изменено управление в торону упрощения. Было решено отказать от оригинального, берущего своё начало от программируемых калькуляторов с польской инверсной записью.
В оригинале ввод осущкствлялся следующим образом: "С"(сброс) "*"(предустановка) Д ЧЧ ММ "стрелка вверх"(ввод) "ТВ".
Теперь ввод осуществляется проще: "стрелка вверх" Д,ЧЧ,ММ.
2. Добавлена функция отображения даты (кнопка "*"),
3. Несколько изменён алгоритм ввода текущего времени: вводятся часы, минуты, число, месяц, год
При вводе дополнительных значений отображаются символы-подсказки: "д", "м", "г". День недели вычисляется автоматически.
4. Добавлена функция отображения минут и секунд текущего времени (кнопка "С")
5. Функция программирования будильников. Их, как и в оригинале, 16. Но можно задать любое количество (изменяя прошивку).
6. При нажатии клавиши "ПРГ" в течение 1,5 секунд отображается номер ячейки памяти (в формате "П- номер ячейки")
Если ячейка пуста, отображается "Н У" (в оригинале отображались цифры 3 и 7)
7. Ввод осуществляется нажатием клавиши "стрелка вверх",Д,ЧЧ,ММ.
8. При нажатии клавиши "С" текущая ячейка стирается, номера ячеек корректируются. Таким образом в середине списка не остаётся пустых ячеек.
В оригинале удаление одиночной ячейки было невозможно. Либо изменение значения, либо удаление всех ячеек.
9. В будильнике задействовано 10 вариантов ввода дня недели: 0-6 - дни недели с понедельника по воскресенье, 7- ежедневно (на индикаторе зажигаются все дни недели), 8- рабочие дни (с понедльника по пятницу), 9- выходные (суббота и воскресенье). В оригинале было только 8 вариантов...
10. таймер (кнопка "ТМ"). 99 минут 59 секунд... Управление кнопками "ТМ",- пуск, "Сигнал",- пуск/стоп, отключение сигнала, "С",- остановка, сброс в исходное состояние, "стрелка вверх",- установка времени.
11. По возможности реализована защита от дурака. ВВести совсем уж неправильные значения параметров не получится.

Что предполагается сделать ещё:
1. функцию коррекция (сброса в 0 минут и секунд) при нажатии кнопки "ввод" в режиме показ секунд (это не сложно...).
2. возможность передачи данных (число, месяц, год, режим работы) на другой микроконтроллер.
Ко второму микроконтроллеру будет подключен ещё один экран, а также датчики температуры.
Вопрос: Как лучше реализовать передачу данных на 2 МК?
Для этого, скорее всего, в схему придётся вводить регистр сдвига 74HC595, так как почти все порты на МК заняты...
3. Программное управление яркостью. На данный момент есть только фоторезистор СФ3-1.
Вопрос: Как это лучше реализовать? И программно и апаратно?
Стоит ли задействовать для этого АЦП? Чем управлять? Импульсным преобразователем 5->30 вольт или программно снизить время горения сегментов индикатора? Сколько ступерней яркости сделать?
4. В случае реализации управления яркостью есть смысл установить дополнительные кнопки управления (конструкция аппаратной части позволяет). Скорее всего это будет кнопка настройки параметров: яркость, режим регулировки яркости (по датчику, по времени, в ручную), время переключения яркости, ежечасный сигнал, режим автоматического отображения даты (на данный момент эта функция не реализована).
Также возможна установка кнопки прямого управления яркостью.
5. Режим автоматического вывода текущей даты.
Вопрос: с какой периодичностью её лучше выводить и насколько долго отображать?
6. Дополнительный режим "секундомер" (чтоб было!). Для это потребуется дополнительная кнопка.
7. Вполне возможна реализация музыкального будильника на дополнительном МК.

Что НЕ планируется.
1. Интеграция со смартфоном и ПК (подключать через терминал не вижу смысла, а более совершенное ПО,- это совсем уж глобальная задача).
2. Беспроводные интерфейсы (см п.1). Да и ресурсов контроллра может не хватить.
3. Подключение термометра (у меня это будет отдельный модуль с отдельным экраном).

Блок питания будет предварительно, как на схеме с КФ1211ЕУ1 + IRF7303:

Хотелось бы найти первоисточник этой схемы...
В первоисточнике использовались лампы с нитью накала, номинальным напряжением 2,6 вольт. У меня это напряжение,- 3,6 вольт (замерено на заводских часах). как это напряжение подобрать более точно?
Как работает вывод, указанный на схеме PA6?

в 1,4 раза увеличить количество витков накальной обмотки.. Хотя там всего по одному витку- тогда мотаете 2+2 витка и резисторами (на схеме в ценпи накала показаны "пофигисторы") подгоняете до получения нужного напряжения накала..

выбитать тактировани пуш пула от МК идея хужее некуда гораздо надежне или автогенераторный пуш пул(добавить +обмотку пос) или 1 тактник ОХ на базе чипоф подобных 34064 или 384х проверено впеменем игодны таже готовые схенмы модулей от совецких микрокалкуляторф с ВЛИ на базе ох инветороф 1тактоф

PCBWay - всего $5 за 10 печатных плат, первый заказ для новых клиентов БЕСПЛАТЕН

Сборка печатных плат от $30 + БЕСПЛАТНАЯ доставка по всему миру + трафарет

Онлайн просмотровщик Gerber-файлов от PCBWay + Услуги 3D печати

Спасибо. Думал об этом.


Спасибо.
Генерацию от МК я не рассматриваю, в принципе. Т.к. стабильность импульсов такого генератора в любом случае оставляет желать лучшего и может сильно изменяться в зависимости от многих факторов.
Схемы без обратной связи я рассматривал... Но надёжными их также не считаю. На выходные напряжения там влияет слишком много факторов. Включая питающее напряжение и нагрузку.
Подозреваю, что этого вполне может вывести индикатор из строя.

Выбираем схему BMS для заряда литий-железофосфатных (LiFePO4) аккумуляторов

Обязательным условием долгой и стабильной работы Li-FePO4-аккумуляторов, в том числе и производства EVE Energy, является применение специализированных BMS-микросхем. Литий-железофосфатные АКБ отличаются такими характеристиками, как высокая многократность циклов заряда-разряда, безопасность, возможность быстрой зарядки, устойчивость к буферному режиму работы и приемлемая стоимость. Но для этих АКБ очень важен контроль процесса заряда и разряда для избегания воздействия внешнего зарядного напряжения после достижения 100% заряда. Инженеры КОМПЭЛ подготовили список таких решений от разных производителей.

Подробнее>>

Коррекцию хода программную я бы добавил, чтобы не подбирать конденсаторы у кварца.
Сразу берите 328 мегу, упрётесь в нехватку 8 кб.

Новый аккумулятор EVE серии PLM для GSM-трекеров, работающих в жёстких условиях (до -40°С)

Компания EVE выпустила новый аккумулятор серии PLM, сочетающий в себе высокую безопасность, длительный срок службы, широкий температурный диапазон и высокую токоотдачу даже при отрицательной температуре. Эти аккумуляторы поддерживают заряд при температуре от -40/-20°С (сниженным значением тока), безопасны (не воспламеняются и не взрываются) при механическом повреждении (протыкание и сдавливание), устойчивы к вибрации. Они могут применяться как для автотранспорта (трекеры, маячки, сигнализация), так и для промышленных устройств мониторинга, IoT-устройств.

Подробнее>>

На данный момент программой занято 67% ПЗУ... При добавлении новых функций память и в правду может закончиться.
Как лучше организовать эту коррекцию? Раз в сутки прибавлять/вычитать нное количество секунд?

В RTC нет регистра подстройки? Я не смотрел даташит и не пользовал ни разу.
Если есть тогда всё понятно, если нет - то по желанию. Раз в сутки вполне годится, только надо придумать как получить коррекцию меньше секунды.
Смотреть как работает 1307. Думаю не проблема будет записать в неё новое значение на какой-то доле секунды.

Время показа даты сделать выбираемым из меню. У меня так реализовано, так память и сжирается менюшками. Сами часы 1 кб остальное кнопки.

Уточню. 34064 - это монитор питания, видимо, имелся ввиду 34063.
Хорошо работающее решение. Например

На счёт 34064 тоже подумал, что это всё же именно mc34063.
Плюс, нашёл ещё одну, подобную вашей, схему реализации накала.

Какие у такой схемы недостатки по сравнению с классической со средней точкой и стабилитроном?

По мне, такое решение лучше, т.к. средний потенциал накала получается примерно 2,5V, т.е. неактивные аноды и сетки работают с запирающим подпором.

Спойлер

При мостовом включении трансформатор упрощается, особенно если выпрямитель анодного тоже мостовой.
Еще в тему.

Спойлер

Большое спасибо.
Разъяснили тему.

если так и так есть тран то обмотка накала(с нужным выходом) лучше всяких мостовых костылей
кстати если не вводит шим то на выходе моста меандр и действующе равно половиине питания минус потери на ключах что делает необходимым жескую привязку к питанию ну или резисторами гасит и терять в КПД дополнително(сами ключи моста даже идеалные имеют не лучще 0.95) в резултате общий кпд накала может не превысить 0.5 а с трансом -близок к 1

Добавлено after 3 minutes 19 seconds:
в часах без мк с кварком 32768(напимер на 176ие12 было неплохим способом сделать инвертор на частоте кварца-тактируемые от него получалось ошень стабилно и помехоустойчива

С сетевым трансом проблем нет. Уже имеется в наличии транс от часов Электроника 12-41. Нужно только обмотку на 3,6 вольт намотать.
И мне такие трансформаторы нравятся куда больше импульсных преобразователей с их заморочками (наигрался при отладке схемы с ГРИ).
Но. Хотелось бы иметь возможность работы схемы от батарей. Плюс.... повторяемость.

зы на DS1307 также можно вывести меандр 32768 на 7 ногу.

И к сожалению нет регистра подстройки хода. Зато есть 56 байт памяти которые очень будут полезны при отключении сети.

и зачем эта память7

Память на часовой микросхеме в данном случае не нужна, так как в ATMega8 есть своя флэш память. И она уже задействована.
Значения будильников хранятся именно в ней.
Что же касается часовых микросхем, то вопрос с повышением точности хода не такой уж и праздный.
В общем, если есть какие-либо ещё более точные варианты часовых микросхем, готов рассмотреть.

Много зачем нужна. Например триггер - будильник включен, Режим будильника. Не пихать же на каждое нажатие в еепром?

Коррекцию хода вводить не планирую.
Для повышения же точности хода буду переходить на другой таймер,- DS3231 со встроенным кварцевым резонатором с термостабилизацией.
Он, судя по описанию, обладает куда большей точностью хода, чем DS1307 и никакая коррекция хода ему не нужна. Хотя возможна.

Остался последний вопрос: как быть с регулировкой яркости свечения ВЛИ индикаторов?

Если надолго - то шимить. Все игры с накалом и анодным плохо сказываются на здоровье индикатора. Возможно мои знания уже устарели в этом вопросе.

имено так меняют скважность на сетках но вполне сносно в неболших прелелах можно запирать ночю лампу подавая запироающе смещение на сенки НАКАЛ НЕ МЕНяТЬ!!!