Orologio-termometro da parete. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

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L'orologio-termometro da parete offerto all'attenzione dei lettori è realizzato secondo lo schema più semplice e non contiene elementi costosi. Su un grande indicatore, assemblato da singoli LED, l'ora corrente in ore e minuti viene periodicamente sostituita dai valori di temperatura in strada e nella stanza.

Fig. 1

Lo schema dell'orologio-termometro è mostrato in fig. 1. Si basano sul microcontrollore AT89C2051-12PU (DD1). La frequenza di clock del microcontrollore è impostata dal risonatore al quarzo ZQ1 a 3,6864 MHz. Viene scelto dalla condizione di dividere il suo valore in hertz per 12 senza resto. Ciò è necessario per il corretto funzionamento dell'orologio: nel microcontrollore utilizzato, la durata del ciclo della macchina è pari a dodici periodi della frequenza dell'orologio. La regolazione fine della corsa è effettuata da un condensatore di sintonia C4. Può essere eseguito su un frequenzimetro collegato ad una delle uscite del risonatore al quarzo ZQ 1 tramite un condensatore da 1 pF.

Fig. 2

L'indicatore dell'orologio-termometro è costituito da quattro familiarità di sette elementi (cifre). Ogni elemento contiene tre LED collegati in parallelo. A titolo di esempio, in fig. 2 mostra la posizione e il collegamento dei LED delle decine di ore (più a sinistra). Il microcontrollore controlla direttamente la tensione fornita attraverso i resistori R8-R14 ai catodi dei LED degli elementi omonimi di ciascuna categoria. L'indicazione dinamica è organizzata con l'ausilio di interruttori sui transistor VT1 -VT4, accendendo i segnali del microcontrollore gli anodi comuni dei LED degli scarichi dell'indicatore. Due LED (HL43 e HL44), che separano le cifre di ore e minuti sull'indicatore, lampeggiano con un periodo di 1 s, indicando l'andamento dell'orologio.

Quando l'orologio viene acceso dall'interruttore SA2, l'indicatore visualizza l'ora 00:00. Il suo valore esatto si imposta con i pulsanti SB1 e SB2. Dopo aver premuto la prima volta SB2, la cifra delle decine di ore inizia a lampeggiare. Il numero visualizzato in esso viene modificato premendo SB1. Le successive pressioni del pulsante SB2 procedono alternativamente all'impostazione delle unità di ore, decine e unità di minuti. Tenendo premuto SB1, il valore della variabile aumenta ad una velocità di circa due unità al secondo, e quando raggiunge il numero massimo per questo bit, torna a zero. Dopo aver impostato le unità dei minuti, premendo il pulsante SB2 si avvia l'orologio.

Il microcontrollore comunica tramite un'interfaccia 1-Wire organizzata via software con due sensori di temperatura digitali DS18B20 - installati sulla strada BK1 e posti nella stanza BK2. Se la temperatura ambiente non è di interesse, allora il sensore BK2 può essere spento dall'interruttore SA1.

Dopo 10 s di visualizzazione del tempo, il programma del microcontrollore invia un comando al sensore BK1 per misurare la temperatura ed entro 2 s ne visualizza il valore in gradi centigradi interi nelle due cifre a destra dell'indicatore,

accompagnandolo con la lettera U (via) nella cifra più a sinistra. Quindi la stessa procedura viene eseguita con il sensore BK2, le cui letture sono accompagnate dalla lettera P (stanza). In entrambi i casi, l'intervallo di temperatura misurato va da -55 a +99 °C. I suoi valori negativi sono contrassegnati da un segno meno nella seconda cifra dell'indicatore da sinistra.

Se non c'è il sensore BK1 o BK2 è spento, il programma del microcontrollore lo determina e salta la procedura corrispondente per misurare la temperatura e visualizzarla sull'indicatore. Si noti che all'inizio del suo lavoro, il programma inserisce nella memoria non volatile dei sensori i valori di alcuni parametri necessari per il loro corretto funzionamento nel dispositivo descritto. Pertanto, dopo il primo collegamento del sensore (ad esempio, in caso di sua sostituzione), è necessario spegnere e quindi riaccendere l'alimentazione dell'orologio-termometro.

Fig. 3

Il circuito stampato dell'orologio-termometro è mostrato in fig. 3. È realizzato in fibra di vetro laminata su un lato. Tutti gli elementi su di esso sono montati sul lato dei conduttori stampati. Ciò ha permesso di utilizzare la scheda come copertura posteriore della cassa dell'orologio. La custodia stessa è incollata da vetro organico. La scheda con i LED si trova sulla sua parete frontale trasparente, tra di loro c'è un filtro luminoso costituito da una pellicola colorata (rossa o verde). I led blu, la cui tipologia è indicata nello schema, possono essere sostituiti da altri di qualsiasi colore, ma di luminosità maggiorata, per non aumentare la corrente consumata dall'orologio-termometro. Il sensore di temperatura BK1 va inserito in un piccolo involucro per proteggerlo dai raggi solari, e fissato all'esterno della finestra ad una distanza di circa un metro dal muro.

Il programma del microcontrollore (file prog.asm) è stato scritto in linguaggio assembly per microcontrollori della famiglia MCS-51 e tradotto nel file di avvio prog.hex utilizzando l'IDE 8051 per Windows (acebus.com/download/win8051.zip). La programmazione del microcontrollore può essere eseguita con qualsiasi programmatore in grado di lavorare con i microcontrollori della serie AT89.

La tensione costante dell'alimentatore esterno fornito al connettore X1 può essere compresa tra 7 ... 24 V. Ho utilizzato un caricabatterie per cellulare. In caso di interruzione dell'alimentazione esterna, l'orologio passa a una batteria di backup GB1, composta da cinque a sei celle galvaniche di formato AA. Il basso consumo di corrente dei LED utilizzati (pochi milliampere) ha permesso di rifiutare di spegnere l'indicatore quando si passa all'alimentazione di backup.

Il programma del microcontrollore può essere scaricato da ftp://ftp.radio.ru/pub/2013/10/prog.zip.

Autore: A. Samus

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