Цифровые часы для дома на светодиодной ленте
Про конструкцию больших часов на светодиодной ленте я уже писал в одной из своих прошлых статей. Эти часы, размером 320 на 100 см, адаптированы к установке на открытом воздухе на улице. Тогда же, 7 лет назад, сразу же после изготовления этих часов я приступил к реализации другой похожей конструкции, размером меньше, для комнаты. На это у меня осталось не только свободное время, но и некие свободные детали. Главным образом — основная плата с микроконтроллером Atmega8 и микросхемой часов DS1307 с батарейкой. А также 4 платы с регистрами и ключами ULN2803. Эти платы я изготавливал для предыдущих часов. Микросхема DS1307 является не очень удачным выбором в плане точности хода часов, поэтому она в тех моих больших часах при высокой окружающей температуре показала себя не очень хорошо. Поэтому я перешёл на DS3231, изготовив новую плату. А при комнатной температуре DS1307 работает более-менее нормально: часы уходят вперёд за год на 3 минуты.
Данная статья, можно сказать, является дополнением той вышеупомянутой статьи. Все основные подробности изложены именно там. А здесь я расскажу про особенности, касающиеся второй менее габаритной конструкции.
Внешне данная конструкция представляет собой деревянный корпус, размерами 100×35x5 см. Основа для отрезков светодиодной ленты — фанера 100 на 35 см. Светодиодная лента выбрана зелёного цвета, аналогичная синей, которая первоначально применялась в больших часах. Длина одного сегмента составляет 15 см, или 3 группы по 3 светодиода. Сегменты точек представляют собой три полосы по три светодиода, что по мощности эквивалентно основным сегментам.
Рис. 1. Эскиз конструкции.
Отрезки светодиодных лент уложены в канавки требуемой ширины и глубины. Данные канавки на фанере я реализовывал с помощью концевой фрезы на ЧПУ станке, ибо была такая возможность. На нём же я сверлил отверстия под провода и крепления. Программу для ЧПУ станка я формировал в Excel, а при помощи SPlan получал координаты опорных точек, набросав там эскиз своей конструкции (рис. 1).
Рис. 2. Фрезерование на станке с ЧПУ.
Аналогичным образом я изготавливал корпус для велоспидометра, который я делал в то же время (если кто помнит эту статью). Сверху фанера со светодиодными лентами накрыта тёмной плёнкой (тонировкой) для предания контрастности и закрыта тонким оргстеклом. Сзади по периметру и по центру для опоры к фанере прикручены деревянные бруски требуемой толщины (40 на 25 мм). В роли задней стенки используется ДВП.
Рис. 3. Отрезки светодиодной ленты
Рис. 4. Наклеивание светодиодной ленты
Вернёмся к электрической структурной схеме часов. Помимо вышеописанных ULN2803, стоит отметить ещё некоторые особенности схемы. Вместо I2C термодатчика DS1621 я применил SPI термодатчик TMP121, так как первого у меня не оказалось в наличии. Этот датчик запаян на кусок текстолита, который размещён под часами на дне снаружи. Рядом с ним торчат три кнопки для управления. Точнее, не кнопки, а их толкатели. Также рядом с кнопками выведен переменный резистор для регулировки яркости. Это ещё одна ключевая особенность данной конструкции. Несмотря на то, что используется тонировка, притемняющая видимую яркость светодиодов, всё равно мне показалось, что они светят очень ярко. Это не всегда практично. Мне не очень нравятся схемы с ШИМ, так как они дают паразитное мерцание (пульсацию). Поэтому я решил изготовить простейшую схему линейного регулятора на LM317 с применением выходного транзистора для умощнения. Единственное, с чем пришлось повозиться, — подбор постоянных резисторов в дополнение к переменному, чтобы добиться линейности в полном диапазоне регулирования. К UART интерфейсу подключен модуль Bluetooth для возможности управления часами через терминал.
Рис. 5. Структурная схема электроники часов
Часы работают на ура, и по сей день. Конструкция получилась довольно надёжной и красивой по внешнему виду при всей её простоте.
Рис. 6. Три различных уровня яркости на часах
Рис. 7. Окончательная конструкция в работе.
