Dijital Saat Ama Mikrodenetleyici Olmadan [Hardcore Electronics]: 13 Adım (Resimlerle)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:17

Bir mikrodenetleyici ile devreler kurmak oldukça kolaydır, ancak bir mikrodenetleyicinin basit bir görevi tamamlamak için yapması gereken tonlarca işi tamamen unutuyoruz (bir ledin yanıp sönmesi için bile). Peki, tamamen sıfırdan bir dijital saat yapmak ne kadar zor olurdu? Kodlama ve mikrodenetleyici yok ve onu gerçek HARDCORE yapmak için herhangi bir baskılı devre kartı kullanmadan devreyi mükemmel bir kartta oluşturmaya ne dersiniz?

Bu, saat mantığının nasıl çalıştığından değil, tüm bu bileşenlerle birlikte kompakt bir mükemmel panoda devreyi nasıl kuracağımızdan dolayı gerçekten yapılması zor bir proje.

Bu proje, 2018'de bu talimattan (yazar: hp07) ilham aldı; bu, bağlantı sayısı ve kullanılan bileşenler nedeniyle mükemmel bir panoda inşa edilmesi delice zor olurdu. Bu yüzden, karmaşıklığı azaltmak için çevrimiçi olarak biraz araştırma yaptım, ancak yine de bir mükemmel tahtada inşa etmeyi oldukça basit ve zor hale getirdim.

Diğer referanslar: scopionz, danyk

Gereçler

Bunlar, bu projeyi kolaylıkla yapmanıza yardımcı olabilecek ürünlerin listesidir.

(Ortaklık Bağlantısı)

• IC 4026:
• IC 555:
• IC 7411:
• 7 segmentli ekran:
• Potansiyometre:
• Direnç Kiti:
• Diyot:
• Kapasitör Kiti:
• Basma Düğmesi:
• Perfboard:
• Akrilik Levha:
• Güç adaptörü:
• Tezgah güç kaynağı:
• osiloskop kiti:
• Dijital Saat kiti: https://amzn.to/3l5ymja /

Adım 1: Zaman Kavramı [ancak NOOBS için]

Öncelikle, bu dijital saati oluşturmaya başlamadan önce birkaç sorunun cevabını anlamamız gerekiyor! zamanı nasıl takip edeceğiz ve zamanın kendisini nasıl tanımlayabiliriz?

Bu sorunun çözümü oldukça basittir (Kendinizi asi bir genç olarak düşünürseniz ve sadece bir asırdan fazla fizikçinin bu konuda kafa yormadığı gibi davranırsanız). Bu çözüme yaklaşma şeklimiz, ilk önce zamanı nasıl takip edebileceğimizi ve daha sonra zamanı nasıl tanımlayacağımızı göreceğimiz, sezgisel olabilir.

Saati, 0-60 ve 0-24'e kadar sayıları sayabilen bir sayaç olarak düşünün (şimdilik sadece 24 saatlik zaman hakkında endişelenelim) bu değer aşıldığında, bir sonraki yüksek atamaya geçin [Saniye -> Dakika -> Saatler ->Günler->Aylar->Yıllar].

Ancak burada önemli bir noktayı kaçırıyoruz, bu sayaç değerini ne zaman arttırmalıyız? Basit fizik tanımına bir göz atalım

"İkincisi, sezyum frekansı ∆ν'un sabit sayısal değeri, sezyum 133 atomunun bozulmamış temel-durum aşırı ince geçiş frekansı, Hz biriminde ifade edildiğinde 9 192 631 770 olarak, yani s'ye eşit olarak alınarak tanımlanır. -1."

Tanımı anladıysan, muhtemelen teorik fizik alıp elektroniği bırakmalısın!

Her neyse, basitlik için, bir sezyum atomunun 9 milyar kez titreşmesi için geçen sürenin bu olduğunu varsayacağız. Şimdi sayacı her saniye artırdığınızda veya bir sezyum atomunun 9 milyar kez titreşmesi için harcandığında, kendinize saat benzeri bir şey elde edersiniz! Buna, saniyeler dakikalara, dakikalar da saatlere taşınacak şekilde bir mantık ekleyebilseydik, 60'a ulaştıklarında (ve saatler 24'te sıfırlanır). Bu bize beklediğimiz tamamen işlevsel bir saat verecektir.

Şimdi, saf elektroniğin bir sihriyle teoriyi nasıl gerçeğe dönüştürebileceğimizi görelim!

Adım 2: Yedi Segment Ekran

Önce sayıyı (veya zamanı) göstermenin yolunu bulalım. 7 segmentli ekranlar bu yapı için mükemmel olmalıdır çünkü retro bir görünüm verir ve aynı zamanda piyasada bulunan en basit ekranlardan biridir, o kadar basittir ki sadece 7 LED'den yapılmıştır (8 LED, eğer önemliyse LED, sayıldı) daha büyük bir değer göstermek için birden fazla 7 segmentli ekranın yanına yerleştirilebilecek alfasayısal değerleri göstermek için akıllı bir şekilde yerleştirildi.

Bu 7 segmentli göstergelerin 2 çeşidi vardır.

ORTAK KATOT: Ledin tüm -ve terminalleri ortak bir noktaya bağlanır ve daha sonra bu ortak nokta toprağa (GND) bağlanır. Şimdi, segmentin herhangi bir bölümünü açmak için, o segmentin karşılık gelen +ve pinine bir +ve voltajı uygulanır.

KATOT ANOT: Ledin tüm +ve terminalleri ortak bir noktaya bağlanır ve daha sonra bu ortak nokta VCC'ye bağlanır. Şimdi, segmentin herhangi bir bölümünü açmak için, o segmentin karşılık gelen -ve pinine a -ve voltajı uygulanır.

Uygulamamız için 7-segment ekranın ortak katot versiyonunu kullanacağız, çünkü kullanacağımız dijital IC YÜKSEK sinyal (+ve sinyal) verecek.

Bu ekranın her bir bölümü saat yönünde A'dan G'ye isimlendirilir ve ekrandaki nokta (veya nokta) 'p' olarak işaretlenir, bölümleri dijitale bağlarken kullanışlı olacak karşılık gelen alfabeleriyle hatırlayın. IC'ler.

Adım 3: Yedi Segment Ekranın Yerleştirilmesi

Bu adım biraz zor olacak çünkü mükemmel tahtanın tam boyutunu bulmak oldukça zor ve bir tane bulamayabilirsiniz. Bu durumda, daha büyük bir tane yapmak için 2 mükemmel tahtayı birleştirebilirsiniz.

7 segmentli ekranı yerleştirmek oldukça basittir, saniyeleri, dakikaları ve saatleri ayırt edebilmek için ekranı doğru aralıklarla eşit bir şekilde yerleştirmeniz yeterlidir (ledin yerleşimi için resme bakın).

Şimdiye kadar fark ettiyseniz, ekranın her bir pimi için bir grup 100ohm direnç kullanıyorum, bu tamamen estetik amaçlıdır ve bu kadar çok direnci kullanmak gerekli değildir. 7 segmentli ekranın ortak pini ile toprak arasına 470ohm'luk bir direnç yerleştirirseniz bu yeterli olacaktır. (Bu dirençler, LED'den geçecek akımı sınırlamak için kullanılır)

Bu devrede lehimlenecek çok şey olduğundan ve ne yaptığımın izini kaybetmemek için 7 segmentli ekran pinlerini alfabetik sırayla dirençlere ve topraklamayı devrenin tepesine lehimledim. İşe yaramaz ve karmaşık görünüyor, ama bana güvenin bu işinizi çok kolaylaştıracak.

Bu devreyi kurarken 7 segmentli ekranla ilgili harika bir numara buldum, yanlışlıkla 7 segmentli ekranı ters çevirdiyseniz, ekranı tamamen söküp tekrar lehimlemeniz gerekmez. G pimi ve P pimi dışında her pim aynı kalacaktır, sadece basit bir atlama kablosu ekleyerek sorunu çözebilirsiniz. (Bu sorunu göstermek için yeşil bir atlama teli kullandığım son 2 resmi kontrol edin).

Adım 4: Sayaç

"yükleniyor="tembel"

Dijital devreler söz konusu olduğunda, yalnızca YÜKSEK veya DÜŞÜK 2 durum vardır (İkili: 0 veya 1). Bunu bir anahtarla ilişkilendirebiliriz, anahtar AÇIK olduğunda bunun YÜKSEK bir mantık, anahtar KAPALI olduğunda ise DÜŞÜK mantık olduğunu söyleyebiliriz. Anahtarı AÇIK ve KAPALI arasında tutarlı bir zamanlama ile AÇIK ve KAPALI konuma getirebilirseniz, bir kare dalga sinyali oluşturabilirsiniz.

Şimdi hem yüksek hem de düşük sinyalleri birlikte oluşturmak için geçen süreye Zaman Periyodu denir. Anahtarı 0,5 saniye AÇIK ve 0,5 saniye KAPALI konuma getirebilirseniz, bu sinyalin süresi 1 saniye olacaktır. Benzer şekilde, anahtarın bir saniyede açılıp kapanma sayısına Frekans denir.

[Örnek: 4Hz -> 4 kez AÇIK ve 4 kez KAPALI konuma getirin]

Bu ilk başta pek kullanışlı görünmeyebilir, ancak bu sinyal zamanlaması, dijital devrelerde her şeyi senkronize tutmak için çok gereklidir, bu nedenle saat sinyalli bazı dijital devrelere senkron devreler de denir.

1Hz kare dalga üretebilirsek, dijital saatteki saniyeler gibi her saniye sayacımızı artırabiliriz. Buradaki kavram hala oldukça belirsiz çünkü bir sezyum atomunun 9 milyar kez titreşmesi için gereken zamana ihtiyacımız var (1. adımda gördüğümüz gibi) çünkü bize bir saniye verecek olan bu. Devremizi kullanarak bu tür bir hassasiyet imkansıza yakın olacaktır, ancak bir osiloskop kullanabilirsek (zamanın önceden kalibre edildiği yerde) bir saniyelik bir yaklaşıklık verebilirsek daha iyisini yapabiliriz.

Adım 7: Bir Saat Devresi Seçme

Bir saat darbe üreteci oluşturmanın birçok yolu vardır. Ancak burada 555 zamanlayıcı IC'yi kullanmamın birkaç nedeni ve kullanmamanız için birkaç neden var.

Avantaj

• Devre çok basit (Başlangıç dostu)
• Çok küçük bir ayak izi gerektirir
• saat frekansını ayarlamak kolay
• Geniş bir voltaj aralığına sahip olabilir (Dijital saat devremiz için gerekli değildir)

dezavantaj

• Saat zamanlaması kesin değil
• Saat sinyali sıcaklık/ nemden ciddi şekilde etkilenebilir
• Saat zamanlaması dirençler ve kapasitörlerden kaynaklanmaktadır.

Frekans üreteci veya saat darbe üreteci için alternatifler: Kristal osilatör, Frekansı bölme

Adım 8: Saat Devresinin Yerleştirilmesi

Saat devresini dijital saatin saniye bölümünün tam altına yerleştirin, bu IC 4026 ve IC 555 arasındaki bağlantıyı kolaylaştıracaktır.

Bu noktada, devreler farklı yönlerde dolaşan çok sayıda kablo ile çok karmaşık hale geldiğinden, her devreden sonra fotoğraf çekmek tamamen işe yaramazdı. Bu nedenle, devrenin geri kalanı hakkında endişelenmeden saat devresini ayrı olarak kurun ve bu yapıldıktan sonra, 555 zamanlayıcı IC'nin çıkışını (pin 3) IC 4026'nın saat pinine bağlayın.

Adım 9: Mantığı Değiştirme/Arttırma

Remix Yarışmasında İkincilik