Часы ИВ-4 / ИВ-17

 Автор: RoboC

Лампа: ИВ-4

Схема: есть ( PIC 16F887 )

Плата:есть   ( Sprint-Layout 6 )

Прошивка:есть

Исходник: нет

Описание: есть

Особенности:  все из недорогих  и доступных деталей, ночной режим, светодиодная подсветка.




Схема:

Скачать схему.

      Об этих часах я с  Moto_v3x (с Радиокота) говорили еще 2 года назад. Год назад  удалось купить индикаторы (недорого) и сделать плату индикации, которая пролежала у меня в столе до декабря прошлого года. Во что вылилась уборка ящика, Вы можете наблюдать в этой статье.
      Часы состоят из 3 плат: плата индикации, основная плата, плата сенсора.
Пока речь пойдет о двух первых, т.к. последнюю собираюсь делать на этапе производства корпуса.
       Платы односторонние, конечно же с перемычками. Некоторые из них выполнены МГТФом. Разведены в Sprint-Layout 6.

Плата сделанная год назад:

 Дорожки 0.3мм .  ЛУТом.

Основная плата:

Дорожки 0.6 , так же ЛУТом.

     Несколько слов о схеме.
     Камень выбрал PIC16F887, во основном,  из-за количества выводов. Плюсом послужило его наличие. Нумерация выводов на схеме для DIP-40 корпуса.
Питание накала - переменка, частотой 3 кГц (задается конденсатором С11). Схема дешева, все компоненты доступны,настройки не требует.
    Отрицательное напряжение получаю при помощи  доступной MC34063.
Почему такая схема? Потому что у меня свои тараканы в голове.
    Низковольтное питание можно было реализовать и на 78l33 (пожалуй, дешевле всего), но у меня есть желание прикрутить НС-05 к часам и рулить ими с Androidа, а она жрет 40-60 мА. Смастерил DC-DC на.. угадайте чем? Правильно, MC34063 :) .
    На Али купил DS3231 по 0.8$, аж 10 шт. Выбор РТС - очевиден.
Кстати, не зря китае.. наши "предприимчивые друзья" их продают недорого. Dsка бывает с 1 раза не стартует, что ни разу не наблюдалось на мс купленной за 3.5$.

Собрал питание проверил как светит лампа.

     И ждало меня великое расстройство :( ! Все лампы были б/у и все они светили по разному. Поэтому надо брать лампы с запасом, чтоб было из чего выбрать. Разница в интенсивности свечения колоссальна, смысла делать программную коррекцию нет :( .

     Затем я немного отложил :), изготовление этих часов и решил попробовать все предполагаемые части схемы на более простом проекте. Получились часы на ИВ-22.
     С учетом полученного опыта  сделана монтажная плата, которая в последствии переименовывалась в основную и, усовершенствованную версию которой, можно наблюдать в данном проекте.

    Итак что же присутствует в часах(разведено на плате):
 - точность хода обеспечивает DS3231;
 - ночной режим;
 - светодиодная подсветка(одноцветная) с регулируемой интенсивностью;
 - индикация времени;
 - индикация даты;
 - индикация дня недели.
 - управление по bluetooth;
 - сенсорное вкл\выкл.

Для первой версии, пожалуй, достаточно, ведь возможно будет и вторая.

Управление:

• установка времени

           левая кнопка(короткое нажатие) вход в меню установки;
           средняя - плюс ;
           левая - минус;

•     управление подсветкой

           средняя(короткое нажатие) - увеличивает подсветку;
           левая(короткое нажатие) - уменьшает ;

• Включени\выключение блютуз - долгое нажатие левой кнопки.

         

Пришло время поговорить о сборке.

Начинаем сборку, как всегда, с источников питания.
Первым в списке у нас ИП -27 Вольт. 

Часть платы, занятая схемой выделена ниже.

в

В точках указанных на рисунке вы должны наблюдать -27В.

Затем очередь за переменкой на накал.

Часть платы занимаемая схемой:

    Правильно собранная схема настройки не требует. Ее работоспособность можно проверить тестером. На моем стареньком DT-838  показывает ~2.3 вольта переменки.
 

И в финале ИП на 3.3 вольта:

В итоге проверяем собранные ИП в точках указанных на рисунке:

Если все соответствует, то запаиваем перемычки A и B.

На том, как собрать плату индикации, подробно останавливаться не буду. Понадобится, лишь, аккуратность и внимательность. Светодиоды нужно установить до установки ламп :).
Индикаторы можно проверять , подключив накал к выводам 11, 1 двух ламп, соединенных последовательно и +5В к сетке и аноду.  Должны увидеть горящий сегмент лампы.

    Сборка ключей требует аккуратности и по окончанию оной необходимо хорошенько промыть плату, чтобы не было засветов. Еще я бы присоветовал проверить тестером на диапазоне 2Мом соседние дорожки  :) .

 Далее я подключил собранную плату индикации и проверил каждый ключик.

После того как все налажено, припаял МК.

Немного остановлюсь на прошивке МК.  Я прошивал его на плате. Выводы для программирования подписаны:

Прошивать можно, например, Extra-PIC  (софт PICPgm) или  PICkit-2 lite, заводскими PICkit-2 или PICkit-3. Выбор за вами.
    Если не собираетесь больше прошивать МК, то после прошивки диод шотки можно заменить перемычкой и установит конденсатор 100-470мкФ  показанный на картинке выше.

Собираем оставшуюся часть схемы, включаем  и вы должны увидеть вот это:





Удачной сборки!

Файлы проекта: прошивка  , плата (номиналы подписаны) , перечень элементов.

Р.S. Файл прошивки для РТС DS1307, вместо DS3231.


       Не забываем питание DS1307 = 5В , поэтому надо перенастроить преобразователь 3.3В на 5В. Так же Вы не сможете подключить НС-05(если нужно).

Upd 2015/02/05:

 Исправил ошибку на плате. Особая благодарность ewrey .

Upd 2015/03/17:

  Для любителей собственных шрифтов.

  Карта символа:

 В программе есть 2 массива, определяющие символы, используемые для отображения.

Spoiler:

// 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 R o b C v / 17(A) 18(Б) 19(В) 20(Г) 21(Д) 22(Е) 23(Ж) 24(З) 25(З) 26(И) 27(К) 28(Л) 29(М) 30(Н) 31(О) 32(П) 33(Р) 34(Т) 35(У) 36(Ф) 37(Х) 38(Ц) 39(Ч) 40(Ш) 41(Щ) 42(Ы) 43(ь) 44(Э) 45(Ю) 46(Я)
const UINT8 Sibol_PORTA[47]= {0xC0,0x97,0b11000110,0b11010011,0b11111010,0b11010011,0b11010001,0b10010111,0b11010000,0b11010010,0xFF,0b01111100,0b11010001,0b11010001,0b11010101,0b11101101,0b11101111,0b11101010,0b01010101,0b01010101,0b11111101,0b11000010,0b11010101,0b00101111,0b01010111,0b11101000,0b01111101,0b11101010,0b11111000,0b11111000,0b11010000,0b11111000,0b11111100,0b11010101,0b10111111,0b11101111,0b10111110,0b01101111,0b11010000,0b11111010,0b10010000,0b10010000,0b10110000,0b10110101,0b11010010,0b10011000,0b11101010};
const UINT8 Sibol_PORTB[47] = {0x17,0xDE,0b10001111,0b10000111,0b01101011,0b00001011,0b00001011,0b10010111,0b00001011,0b00001011,0xFF,0b00001011,0b11101011,0b01101011,0b00011111,0b11111111,0b11110111,0b11100111,0b00011011,0b00010011,0b00011111,0b10111110,0b00011011,0b11111000,0b10010011,0b01110111,0b01110011,0b11110111,0b01110101,0b01101011,0b00011111,0b00011111,0b00001011,0b00011111,0b10011110,0b11110110,0b00001010,0b11110110,0b01111111,0b11101110,0b01111110,0b01111110,0b01111011,0b01111011,0b10001111,0b00111010,0b00001011};

Чтобы изменить шрифт надо поменять их содержимое :).

Для примера возьму цифру "1".

Массив Sibol_PORTA  для цифры "1" будет таким 0b10010111 или 0x97.

Аналогично заполняется массив Sibol_PORTB. Для цифры "1" : 0b11011110 или 0xDE.
Порядок следования цифр в массиве подписан.


    Желающие получить свой шрифт, присылайте мне на почту измененные массивы, я откомпилирую для Вас прошивку. Количество попыток ограничено:) .
Удачи.

Upd 2015/07/18:

Часы в корпусе от ewrey.
На фото платы видно что схема несколько изменена.

 

UPD 2015\09\08:

 Пытаюсь сделать корпус. Сделал уже, пожалуй, 10ок таких крышек и все продал :).  Надо себе оставить из следующей отливки.

Архив картинок , где видно номиналы.
Отмечу, плата на фото несколько отличается от выложенной, т.к. это прототип.

    Фото резисторы я брал на Али , там же BMP180e, DS18b20.

Upd 2015\09\27:
      Владельцы программаторов TL866CS могут иметь затруднения с программирование и верификацией прошивки . Это связанно с тем, что у МК разрядность шины 14 бит, а хранятся эти 14 бит в 2 байтах (16 бит) => 2 бита не значащие. Некоторые компиляторы заполняют их нулями, некоторые единицам. В моих прошивках они заполнены единицам, что и вызывает трудности у софта TL866CS.
Решение: качаете WinPic800(программа бесплатная),выбираете контроллер, загружаете прошивку, Файл - Сохранить как и сохраняете ее заново. Все :).

Upd 2015\10\04:

Добавлены в прошивку v 1.1 поддержка датчика температуры DS18b20. Обрабатывается как положительная, так и отрицательная температуры.

Добавлены в прошивку v 1.2 поддержка датчика температуры DS18b20 и датчика атмосферного давления BMP085( BMP180).
Термометром обрабатывается как положительная, так и отрицательная температуры.

На плату добавляются навесным монтажом.
Не забываем, что на модуле BMP085 или BMP180 уже установлены подтягивающие резисторы на шине I2C, поэтому на плате резисторы R86  и R87 необходимо удалить.

Датчик температуры необходимо вынести за корпус.

В обе прошивки добавлен новый шрифт цифр (в меню установки часов).
Исправлен момент с зависанием при включении.

Схема подключения:

Измененная плата под прошивки 1.1 и 1.2 (добавлены отверстия для подключения датчиков)
Файл прошивки v 1.01 (доп. шрифт)
Файл прошивки v 1.1 (поддержка датчика температуры+доп.шрифт)
Файл прошивки v 1.2 (поддержка датчика температуры +датчик давления+доп.шрифт)

Прошивка 1.1 показания температуры( фото Николай В.):

Upd 2015\10\17:
 Перезалил прошивки 1.1 и 1.2!
 Исправлена буква "У" в прошивке 1.2
 Исправлена буква "У" и символьные обозначения дня недели перед показом температуры в прошивке 1.1

Изменилась контактная почта, так что те, кто писал мне на Рамблер, обратите внимание. К старой почте  доступа у меня нет :( .

Upd 2015\12\17:

Spoiler:

Ох, из-за наплыва работы, к сожалению( или к счастью :) ),не остается у меня сейчас времени заниматься хобби.
Месяц (!) делаю новую платку под часы ИВ-17.
Хотел успеть даже с корпусом на новый год, но ....
На плате реализовано:
- все что было в v 1.2;
- сенсорная кнопка вкл\выкл на TTP223 (прям на плате);
- питание от USB;
- будильник с резервной батареей;
- есть пищалка (будильник, нажатие клавиш):
- RGB подсветка WS2812B(позволяет задать каждой лампе свой цвет);
- датчик влажности;
- если удастся, впихнуть в корпус обучаемый ИК приемник;
- и ESP8266 на борту (настройка часов через браузер,NTP синхронизация);
- хе, только радио не хватает :)))))))))) (хотя если напрячься, можно сделать онлайн-радио).

Часы в корпусе от Максим М.

Upd 2016\02\27:
        Есть желающие попробовать WEB-морду и синхронизацию по NTP на модуле ESP-12/ESP-12E или модуль у которого 2 ножки свободны, которыми можно управлять?
Кроме желания нужно иметь собранные часы и сам модуль  в наличии.
Напишите мне на почту.

Upd 2016\03\07:

Установка времени:

Настройка связи по NTP:

Выбор периода опроса:

Настройки клиента WiFi:

Настройка сервера WiFi:

ESP-12(ESP-12E) расположен на отдельной плате. Схема подключения модуля нарисована ниже.

Сам модуль крепится к плате двухсторонним скотчем или клеем.
Выглядеть это будет , примерно, так:

На фото модуль уже с SD-катрой. Предполагалось собирать еще статистику, но пока это далекое будущее.
Низ ESP-12 требуется изолировать от платы.

      Процессор часов прошиваем прошивкой 1.35 до установки модуля, т.к. обычно программаторы прошивают МК с напряжением питания 5В, что может пагубно сказаться на выводах ESP!

О прошивке модуля.


Когда вы получаете ESP-12 из Китая, то он будет в режиме AT команд.
Надо выяснить на какой скорости он работает по UART.
Как это сделать описано в статье к часам на  ESP8266 тут.
Отдельно отмечу, что для программирования модуля требуются уровни 3.3В => нужно использовать либо согласователь уровней(я использую ADM3202, потому что они у меня есть), либо USB <--> com (на АЛИ их полно) с выходом 3.3В  .

Заливать прошивку в модуль с помощью esptool.exe
Утилита идет в комплекте с библиотекой ESP для Ардуино.
Параноики могут установить среду Ардуино (как сделать описано в статье по ссылке выше) и найти ее по пути:
C:\Documents and Settings\Имя вашей учетки\Application Data\Arduino15\packages\esp8266\tools\esptool\0.4.6\
Исходники можно глянуть  тут.

Команада для заливки прошивки:
c:\esptool.exe -vv -cd ck -cb 115200 -cp COM1 -ca 0x00000 -cf c:\ESPweb20160301.bin

Параметры которые нужно поменять под себя:

Для перевода модуля в реж заливки прошивки надо замкнуть  GPIO0 на землю.

Во время прошивки на экране будет это:

По окончании прошивки выключаем питание, убираем перемычку с GPIO0.

Работа:
  При включении ESP-12(если это возможно) соединяется с NTP сервером  и получает точное время.
  При длительном нажатии на среднюю кнопку часов включается  веб интерфейс и пользователь может настроить параметры часов.

В менюшке все вроде бы интуитивно понятно.
Остановлюсь лишь на пункте в меню сервера WiFi- режим WiFi

Выбор:
   -только клиент . ESP поднимет софтовую точку доступа "esp8266" с паролем "1234567890"). Эта опция активна по умолчанию. В браузере для подключения часам надо набрать адрес - 192.168.4.1 ;

  -только сервер . ESP будет доступен внутри вашей домашней сети. Адрес подключения можно узнать длинным нажатием на левую кнопку часов. ;

Отключить WEB интерфейс можно так же  длительным нажатием средней кнопки(синхронизация по NTP при этом не отключается).

Синхронизация времени по NTP происходит: при включении в конце первой минуты (если выбран соответствующий пункт в меню "Настройка часов"), при  наступлении выбранного времени в меню "Внешний сервер времени".
Видео:
<будет позже>

Плата модуля ESP.(для ЛУТа плату зеркалить)
Прошивка ESP.
Прошивка МК.
Утилита esptool.

Upd 2016\04\24:

Польская локализация прошивки 1.2

Скачать прошивку.

Upd 2016\05\22:

Прошивка 1.02 - показывает только время.

Upd 2016/02/11:

прошивка версия 1.11 - вместо цифры месяца его буквенное обозначение (ЯНВ,ФЕВ, ..), частота дин. индикации увеличена в 2 раза с 67 до 134 .

 Монтажка из самых первых моих плат к этим часам превратилась в часы.
Поехали жене на работу :).
Питание от USB  компа через дешевую платку  DC-DC c Али на пл 0.44$.
Потребление от USB 300-340 мА.
Хорошо то, что можно выставлять напряжение накала ,оптимальное при питании 10-10,4 В, что увеличивает яркость.

Добавил конденсаторы и приклеил её к основной  плате. Длинна  USB кабеля и его качество важны!  К слову, на "мамке" USB 3.0

Проверил от лабораторного источника вначале :)

Вот так она установлена.

Напомню, что это монтажка и она будет отличатся внешне  от тех плат, которые делаете вы.

 Upd 2017/06/12:

Я знаю что датчик страшненький :)

Upd 2017/11/18:

Готовые часы от  alakond

 Скачать архив корпуса и 3D модель .