Два выходных дня

Простые электронные часы были изготовлены на случай невозможности использовать для установки показаний времени спутниковую систему навигации (GPS). Это может случиться при расположении часов в помещении на большом удалении от окна, в помещении без окон и т. п.

Рисунок 1 - Принципиальная электрическая схема

Основой устройства является микроконтроллер ATTINY2313, содержащий программу, реализующую функцию часов. Микроконтроллер работает от встроенного тактового генератора и считывает значение текущего времени с микросхемы DS1307, являющейся часами реального времени. При пропадании внешнего электропитания ход часов не останавливается, потому что микросхема DS1307 автоматически переходит на резервное питание от литиевой батареи (Bat), потребляя при этом ток не более 500 микроампер.

При появлении внешнего электропитания микроконтроллер ATTINY2313 вновь считывает значение текущего времени с микросхемы DS1307 и выводит его на четырёхразрядный светодиодный индикатор. То есть, достаточно один раз при первоначальном запуске часов установить необходимое значение времени кнопками "Часы" и "Минуты" и затем забыть об этой процедуре, теоретически до тех пор, пока не закончится срок службы резервной батареи. Разумеется, точность этих часов будет хуже, чем у ранее опубликованных. В данном случае она определяется качеством кварцевого резонатора ZQ1.

Конструкция устройства и применяемые

радиоэлементы

В связи с единственностью изготовления печатные платы для монтажа радиоэлементов не разрабатывались. Все радиоэлементы установлены на макетной плате и соединены между собою собственными выводами и отрезками провода типа МГТФ при помощи пайки (рисунки 2 - 5).

Рисунок 2

Рисунок 3

Рисунок 4

Рисунок 5

Макетная плата установлена при помощи пластиковых стоечек в простейший корпус из оргстекла, представляющий собой две пластины толщиной 4 мм, соединённые винтами М2. Для этого в нижней пластине просверлены отверстия, в которых нарезана соответствующая резьба. Индикатор прикрыт "бутербродом" из оргстекла толщиной 1 мм и светофильтром из пивной бутылки (рисунки 6 - 10). 

Рисунок 6

Рисунок 7

Рисунок 8

Рисунок 9

Рисунок 10

Микроконтроллер ATTINY2313 и микросхема DS1307 установлены на панельки. Для повышения помехоустойчивости схемы выводы кварцевого резонатора ZQ1 следует припаять непосредственно к соответствующим выводам микросхемы IC1. Для той же цели под корпусом кварцевого резонатора необходимо предусмотреть площадку из медной фольги, соединённую с общим проводом электропитания. Резонатор прижимается припаянной к площадке проволочной перемычкой.

В устройстве применён индикатор красного свечения с общим анодом размером символа 0.56". Литиевая батарея - CR2032, обычно применяется в материнских платах ПК. Номиналы резисторов R1-R3 могут варьироваться в пределах 10-100 кОм. Светодиод HL1 можно не устанавливать. Единственная его функция -включаться при переходе на каждый новый час на 15 секунд. Кварцевый резонатор ZQ1 желательно установить с частотой, максимально приближённой к номиналу. От этого зависит периодичность корректировки показаний времени кнопками "Часы" и "Минуты".

В качестве источника питания используется зарядное устройство от сотового телефона с номинальным выходным напряжением 5 вольт. Зарядное устройство подключается через разъём micro USB. Ток потребления небольшой, во всяком случае, популярный USB тестер (Charger Doctor) потребляемого часами тока не зафиксировал (рисунок 11).

Рисунок 11

После подачи электропитания загорается сегмент G первого разряда и в режиме бегущего огня доходит до последнего. В этот момент микроконтроллер проверяет - не было ли замены резервной батареи, и идут ли часы. Если была замена, то на индикаторе отобразится значение времени - 16:23:00, после чего его нужно сменить на текущее значение кнопками "Часы" и "Минуты".

Время отображается в 24-х часовом формате, показания часов и минут разделяются мигающим двоеточием. В моём случае, ввиду применения не часового индикатора, двоеточие не отображается. Вместо этого, в третьем и четвёртом разрядах мигают десятичные точки (рисунки 12-14).

Рисунок 12

Рисунок 13

Рисунок 14

Наладка правильно собранной схемы часов не потребовалась. Управляющая программа для микроконтроллера ATtiny2313 и индикатора с общим анодом находится здесь. Микроконтроллер запрограммирован программатором USBasp с управляющей программой AVRDUDE. FUSE-биты установлены следующим образом (рисунок 15).

Рисунок 15 - FUSE-биты

Управляющая программа для микроконтроллера ATtiny2313 и индикатора с общим катодом находится здесь. Эта управляющая программа мною не проверялась.