AVR mikro denetleyici ATmega16 ve DS3231 rtc kullanan PCB üzerinde dijital duvar saati

Her dijital saatin içinde zamanı takip etmek için bir kristal bulunur. Bu kristal sadece saatte değil, aynı zamanda tüm gerçek zamanlı hesaplama sistemlerinde de mevcuttur. Bu kristal, zamanlama hesaplamaları için gerekli olan saat darbeleri üretir. Daha yüksek doğruluk ve frekans için saat darbeleri almanın başka yolları olsa da, en çok tercih edilen yol, zamanı takip etmek için kristali kullanmaktır. Burada , Atmega16 tabanlı bir Dijital Duvar Saati oluşturmak için DS3231 RTC IC yapacağız. DS3231 RTC'nin içinde son derece hassas bir kristal vardır, bu nedenle harici Kristal osilatöre gerek yoktur.

Bu Dijital Saat Projesinde, saati ve tarihi görüntülemek için 0,8 inçlik on ortak anot 7 segmentli ekran kullanılmıştır. Burada saat, dakika, tarih, ay ve yılı göstermek için yedi segmentli ekran kullanılır. PCB tasarımımız, daha fazla ekran birimi eklenerek görüntülenebilen saniye ve sıcaklığı görüntüleme seçeneklerine de sahiptir.

Gerekli Bileşenler

1. ATmega16 AVR Mikrodenetleyici
2. DS3231 RTC IC
3. Ortak anot 0,8 inç Yedi Segmentli ekran (ortak boyuttan daha büyük ekranı (0,56 inç)
4. Butona basınız
5. Düğme hücre 3v
6. 7805 voltaj regülatörü
7. 1000 uf Kapasitör
8. Buzzer (isteğe bağlı)
9. Transistörler BC547 ve BC557
10. 10 uf Kapasitör
11. 100 Ohm direnç
12. 1k direnç
13. 10k direnç
14. Baskılı devre kartı
15. Atlama telleri
16. Burgstips
17. Güç kaynağı adaptörü

Kullanıcı ayrıca Atmega32'yi kullanabilir, hex oluşturmadan önce derleyicide yapılandırılması gerekir.

Devre Şeması ve Açıklama

Bu Dijital Duvar Saati Devresinin iki bölümü vardır, biri beş farklı PCB kartında 5 çift 7 segmente sahip ekran bölümü ve diğeri RTC yongasından zaman almak ve bu verileri ve zamanı göndermekle sorumlu olan kontrollü Birim bölümüdür. 7 segmentli ekran. 10 adet yedi segmentli ekran kullandığımız için her ekranı ayrı bir IO portuna bağlayamıyoruz. Bu yüzden burada çoğullama tekniği, daha az mikro denetleyici pini kullanarak yedi segmenti birbirine bağlamak için kullanılır.

Yedi segmentli ekranın a, b, c, d, e, f, g, h LED pinleri atmega16'nın PORTB'sine bağlanır. Burada 10 yedi segmentli ekran kullandık, bu nedenle PORTD, PORTA ve PORTC'ye bağlı 10 kontrol pinine ihtiyacımız var.

Dahili bir kristale sahip RTC DS3231, PORTC'nin SDA ve SCL pinine bağlanır çünkü bu çip I2C iletişiminde çalışır. Bu çipin arabirim yöntemi DS1307 ile aynıdır. DS1307'yi Arduino, Raspberry Pi ve 8051 MCU ile kullandık. Aynı kod hem DS3231 hem de DS1307 için kullanılabilir.

SDA ve SCL hattına iki adet 10k kaldırma direnci bağlanmıştır. Ana güç kaynağı kapalıyken bile zamanı takip etmek için RTC yongasına güç sağlamak için 3v düğme pil kullanılır. Güç tekrar geldiğinde, zaman yedi bölümlü ekranda görüntülenmeye başlayacaktır. Şimdi PORT A'da zaman ayarlamak için bazı butonlarımız var, işlemin tamamı sonunda verilen videoda anlatılıyor. Giriş voltajını 5v'ye dönüştürmek için 5v voltaj regülatörü kullanılır. Tüm bağlantılar aşağıdaki devre şemasında gösterilmektedir:

Bir ekran kartı için iki yedi segmentli ekran ve 2 LED kullanılır. Yani burada Zamanı Saat ve dakika (SS-DD) ve tarihi GG-AA-YY olarak görüntülemek için beş farklı ekran kartımız var.

Dijital Saat için PCB Tasarımı ve üretimi

Atmega16 tabanlı bu duvar saati projesi için iki PCB tasarladık. Biri projenin tüm işlemlerini kontrol etmek için kullanılan Kontrol ünitesi için, ikinci kısım ise yedi segmentli göstergede saat ve tarihi görüntülemek içindir. Ekran bölümü beş çift 0,8 inç yedi segment ekran içerir. Yani 5 parçayı bir araya getirerek tam bir Dijital Saat elde ettik. 7 segmentli ekranların multiplekslenmesi için, 5 PCB'nin Veri hattı kontrol ünitesinin aynı portuna bağlanacak ve kontrol hattı kontrol ünitesinin farklı pinlerine bağlanacaktır.

Aşağıda, iki yedi segmentli ekrandan oluşan bir Ekran kartının PCB yerleşimlerinin üst ve alt görünümleri verilmiştir:

Aşağıda Kontrol Ünitesi PCB'lerinin üst ve alt görünümleri bulunmaktadır.

Burada her iki pano için Gerber dosyası ekledik:

• Atmega16 tabanlı kontrol ünitesi için Gerber dosyası
• Yedi Segment Ekran kartı için Gerber dosyası

PCBGoGo kullanarak PCB sipariş etme

Çevrimiçi olarak kullanılabilen birçok PCB üretim hizmeti var, ancak PCBGoGo'yu daha önce diğer projelerimden birinde kullandığım için, diğer satıcılara kıyasla ucuz ve sorunsuz buldum.

PCBGoGo'dan PCB sipariş etmek için adımlar:

Adım 1: www.pcbgogo.com'a girin, ilk seferinizse kayıt olun. Ardından, PCB Prototype sekmesinde PCB'nizin boyutlarını, katman sayısını ve ihtiyacınız olan PCB sayısını girin.

Adım 2: Şimdi Alıntı Yap düğmesine tıklayarak devam edin. Kullanılan malzeme izi aralığı vb. Gibi gerekirse birkaç ek parametrenin ayarlanacağı bir sayfaya yönlendirileceksiniz. Ancak çoğunlukla varsayılan değerler iyi çalışacaktır. Burada dikkate almamız gereken tek şey fiyat ve zamandır. Gördüğünüz gibi, Yapım Süresi sadece 2-3 gündür ve PSB'miz için sadece 5 $ maliyeti vardır. Ardından, ihtiyacınıza göre tercih edilen bir gönderim yöntemi seçebilirsiniz.

3. Adım: Son adım, Gerber dosyasını yüklemek ve ödemeye devam etmektir. İşlemin sorunsuz olduğundan emin olmak için PCBGOGO, ödemeye devam etmeden önce Gerber dosyanızın geçerli olup olmadığını doğrular. Bu şekilde, PCB'nizin imalat dostu olduğundan ve kararlı bir şekilde size ulaşacağından emin olabilirsiniz.

Şimdi PCBGoGo'nun Gerber dosyanızı incelemesi yaklaşık 10 dakika ila 1 saat arasında zaman alacaktır. İncelemeyi tamamladıktan sonra ödemeye devam edebilirsiniz.

PCB'nin montajı

Tahta sipariş edildikten sonra, birkaç gün sonra kurye tarafından düzgünce etiketlenmiş, iyi paketlenmiş bir kutuda ve her zaman olduğu gibi PCB'nin kalitesi harikaydı. Aşağıda, yargılamanız için panoların birkaç fotoğrafını paylaşıyorum.

Lehim çubuğumu açtım ve kartı monte etmeye başladım. Ayak izleri, pedler, vialar ve serigrafi mükemmel şekilde doğru şekil ve boyutta olduğundan, kartı monte etmekte sorun yaşamadım. Pano, kutuyu açtıktan sonra sadece 10 dakika içinde hazırdı.

Lehimlemeden sonra kartın birkaç resmi aşağıda gösterilmiştir.

Dijital Saatin Test Edilmesi

Kodun tamamı bu eğitimin sonunda verilmiştir, PCB'leri devre şemasında gösterildiği gibi bağlayın ve kodu Atmega16'ya yükleyin. Ve on Yedi segment ekranında görünen saat ve tarihi göreceksiniz.

Saat ve tarih, aşağıda verilen videoda gösterildiği gibi kontrol ünitesi üzerindeki dört düğme kullanılarak ayarlanabilir.