Jam Digital Tetapi Tanpa Pengawal Mikro [Hardcore Electronics]: 13 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:07

Cukup mudah untuk membina litar dengan mikrokontroler tetapi kita benar-benar melupakan banyak kerja yang harus dilalui oleh mikrokontroler untuk menyelesaikan tugas mudah (walaupun untuk mengedipkan LED). Oleh itu, betapa sukarnya membuat jam digital sepenuhnya dari awal? Tanpa pengekodan dan tanpa mikrokontroler dan menjadikannya nyata HARDCORE bagaimana dengan membina litar di papan serpihan tanpa menggunakan papan litar bercetak.

Ini benar-benar merupakan projek yang mencabar untuk dilakukan, bukan kerana cara logik jam berfungsi tetapi kerana bagaimana kita akan membina litar dengan semua komponen ini bersama-sama dalam papan papan yang padat.

Projek ini diilhamkan oleh instruksional ini (pengarang: hp07) pada tahun 2018, yang akan sangat sukar untuk dibina di papan-papan kerana jumlah sambungan dan komponen yang digunakan. Oleh itu, saya melakukan penggalian secara dalam talian untuk mengurangkan kerumitan tetapi masih menjadikannya cukup asas dan sukar untuk dibina di papan tulis.

Rujukan lain: scopionz, danyk

Bekalan

Ini adalah senarai produk yang dapat membantu anda melakukan projek ini dengan mudah

(Pautan Gabungan)

• IC 4026:
• IC 555:
• IC 7411:
• Paparan 7 segmen:
• Potensiometer:
• Kit Perintang:
• Diod:
• Kit Kapasitor:
• Butang Tekan:
• Perfboard:
• Lembaran Akrilik:
• Penyesuai kuasa:
• Bekalan kuasa bangku:
• kit osiloskop:
• Kit Jam Digital: https://amzn.to/3l5ymja /

Langkah 1: Konsep Masa [tetapi untuk NOOBS]

Pertama, kita harus memahami jawapan kepada beberapa soalan sebelum kita dapat membina jam digital ini! bagaimana kita akan menjejaki masa dan bagaimana kita dapat menentukan masa itu sendiri?

Penyelesaian untuk masalah ini cukup mudah (Sekiranya anda menganggap diri anda sebagai remaja yang memberontak dan hanya berpura-pura selama lebih dari satu abad, ahli fizik tidak pernah mengetahuinya). Cara kita mendekati penyelesaian ini mungkin bertentangan intuitif, di mana pertama kita akan melihat bagaimana kita dapat melacak masa dan kemudian menentukan waktu.

Anggap jam sebagai pembilang yang boleh menghitung angka hingga 0-60 dan 0-24 (mari kita bimbang hanya jam 24jam buat masa ini) setiap kali nilai ini melebihi itu terus dibawa ke sebutan yang lebih tinggi seterusnya [Detik -> Minit -> Jam -> Hari-> Bulan-> Tahun].

Tetapi kita kehilangan titik utama di sini, Bilakah kita harus menambah nilai pembilang ini? Mari kita lihat definisi fizik yang mudah

"Yang kedua didefinisikan dengan mengambil nilai berangka tetap frekuensi cesium Δν, frekuensi peralihan hiperfungsi keadaan bawah tanah yang tidak terganggu dari atom cesium 133, menjadi 9 192 631 770 ketika dinyatakan dalam unit Hz, yang sama dengan s −1."

Sekiranya anda memahami definisi, anda mungkin harus menggunakan teori fizikal dan berhenti elektronik!

Bagaimanapun, untuk kesederhanaan, kita hanya akan menganggap bahawa masa yang diperlukan untuk atom cesium bergetar 9 bilion kali. Sekarang apabila anda menambah kaunter setiap satu saat atau masa diperlukan atom cesium bergetar 9 bilion kali anda mendapat jam seperti itu! Untuk ini, jika kita dapat menambahkan logik sedemikian rupa sehingga detik berjalan hingga minit dan minit membawa hingga berjam-jam ketika mereka mencapai 60 (dan jam diset semula pada 24). Ini akan memberi kita jam berfungsi sepenuhnya yang kita harapkan.

Sekarang, mari kita lihat bagaimana kita dapat menjadikan teori menjadi kenyataan, dengan beberapa keajaiban elektronik tulen!

Langkah 2: Paparan Tujuh Segmen

Mari kita fikirkan cara untuk menunjukkan nombor (atau masa). Paparan 7 segmen mestilah sempurna untuk binaan ini kerana memberikan tampilan retro, dan ia juga merupakan salah satu paparan termudah yang terdapat di pasaran, sangat sederhana sehingga hanya diperbuat daripada 7 LED (8 LED, jika ada LED, dihitung dalam) ditempatkan dengan cara yang pintar untuk menunjukkan nilai alfanumerik yang dapat ditempatkan bersebelahan dengan beberapa paparan 7 segmen untuk menunjukkan nilai yang lebih besar.

Terdapat 2 jenis paparan 7 segmen ini.

CATHODE UMUM: Semua terminal -ve led disambungkan ke titik umum, dan kemudian titik umum ini disambungkan ke tanah (GND). Sekarang, untuk menghidupkan mana-mana bahagian segmen voltan + ve dikenakan pada pin + ve sepadan itu.

CATODA ANODE: Semua terminal + ve dipimpin ke titik bersama, dan kemudian titik umum ini disambungkan ke VCC. Sekarang, untuk menghidupkan mana-mana bahagian segmen voltan -ve dikenakan pada pin -ve sepadan bagi segmen tersebut.

Untuk aplikasi kami, kami akan menggunakan versi katod biasa dari paparan 7 segmen, kerana IC digital yang akan kami gunakan akan mengeluarkan isyarat TINGGI (isyarat + ve).

Setiap segmen paparan ini diberi nama dari A hingga G dalam arah jarum jam dan titik (atau titik) pada paparan ditandai sebagai 'p', ingat segmen dengan huruf yang sesuai, yang akan berguna semasa menyambungkannya ke digital IC.

Langkah 3: Penempatan Paparan Tujuh Segmen

Langkah ini akan menjadi agak sukar kerana mencari ukuran yang tepat dari papan-papan agak sukar dan anda mungkin tidak akan menemukannya. Sekiranya itu berlaku, anda boleh menggabungkan 2 papan papan untuk menjadikannya lebih besar.

Meletakkan paparan 7 segmen cukup mudah, cukup letakkan paparan secara merata dengan jarak kanan sehingga anda dapat membezakan detik, minit, dan jam (rujuk gambar untuk penempatan led).

Sekiranya anda perasan sekarang saya menggunakan sekumpulan perintang 100ohm untuk setiap pin paparan, ini benar-benar untuk estetika dan tidak perlu menggunakan banyak perintang ini. Sekiranya anda boleh meletakkan perintang 470ohm antara pin biasa paparan 7 segmen dan tanah yang seharusnya cukup baik. (Perintang ini digunakan untuk membatasi arus yang akan melalui LED)

Oleh kerana litar ini mempunyai banyak solder dan memastikan tidak kehilangan jejak apa yang saya lakukan, saya menyolder pin paparan 7 segmen mengikut urutan abjad ke perintang dan tanah ke bahagian atas litar. Nampaknya tidak berguna dan rumit, tetapi percayalah ini akan menjadikan pekerjaan anda lebih mudah.

Semasa membina litar ini, saya dapati trik hebat mengenai paparan 7 segmen, bila-bila masa secara tidak sengaja jika anda telah membalikkan paparan 7 segmen terbalik, anda tidak perlu mematikan paparan sepenuhnya dan kembali kuat. Setiap pin akan tetap sama kecuali pin G dan pin P, hanya dengan menambahkan wayar pelompat sederhana anda dapat menyelesaikan masalahnya. (Periksa 2 gambar terakhir di mana saya telah menggunakan wayar pelompat hijau untuk menunjukkan masalah ini).

Langkah 4: Kaunter

"memuat =" malas"

Untuk litar digital hanya terdapat 2 keadaan TINGGI atau RENDAH (Binari: 0 atau 1). Ini dapat kita kaitkan dengan suis, apabila suis dihidupkan kita boleh mengatakan itu adalah logik TINGGI dan apabila suis dimatikan, kita boleh mengatakan itu logiknya RENDAH. Sekiranya anda dapat menghidupkan dan mematikan suis dengan masa yang konsisten antara ON dan OFF anda boleh menghasilkan isyarat gelombang persegi.

Sekarang masa yang diperlukan untuk membuat isyarat kedua dan tinggi dan rendah disebut Masa Masa. Sekiranya anda dapat menghidupkan suis selama 0.5sec dan mematikan suis selama 0.5sec, maka jangka masa isyarat ini akan menjadi 1second. Begitu juga, berapa kali suis dihidupkan dan dimatikan dalam sekejap disebut Frekuensi.

[Contoh: 4Hz -> 4 kali AKTIF dan 4 kali MATI]

Ini mungkin nampaknya tidak banyak digunakan pada mulanya, tetapi masa isyarat ini sangat diperlukan untuk memastikan segalanya selaras dalam litar digital, itulah sebabnya beberapa litar digital dengan isyarat jam juga disebut litar segerak.

Sekiranya kita dapat menghasilkan gelombang persegi 1Hz, kita dapat meningkatkan pembilang kita setiap detik seperti detik pada jam digital. Konsep di sini masih agak kabur kerana kita memerlukan masa yang diperlukan agar atom cesium bergetar 9 bilion kali (seperti yang kita lihat pada langkah-1) kerana itulah yang akan memberi kita satu saat. Ketepatan semacam ini menggunakan litar kita hampir mustahil tetapi kita dapat melakukan yang lebih baik jika kita dapat menggunakan osiloskop (Di mana waktunya sudah dikalibrasi) untuk memberikan anggaran satu saat.

Langkah 7: Memilih Litar Jam

Terdapat banyak cara untuk membina penjana denyut jam. Tetapi berikut adalah beberapa sebab mengapa saya menggunakan IC pemasa 555 dan beberapa sebab mengapa anda tidak seharusnya.

Kelebihan

• Litarnya sangat mudah (mesra pemula)
• Memerlukan jejak kaki yang sangat kecil
• senang menyesuaikan frekuensi jam
• Boleh mempunyai pelbagai voltan (Tidak perlu untuk litar jam digital kami)

Kekurangan

• Pemasaan jam tidak tepat
• Isyarat jam boleh dipengaruhi secara serius oleh suhu / kelembapan
• Pemasaan jam disebabkan oleh perintang dan kapasitor

Alternatif untuk penjana frekuensi atau penjana denyut jam: Pengayun kristal, Membahagi frekuensi

Langkah 8: Penempatan Litar Jam

Letakkan litar jam tepat di bawah bahagian detik jam digital, ini akan menjadikan hubungan lebih mudah antara IC 4026 dan IC 555.

Pada ketika ini, tidak ada gunanya mengambil gambar selepas setiap litar, kerana litar menjadi sangat rumit dengan banyak wayar bergerak ke arah yang berbeza. Oleh itu, hanya buat litar jam secara berasingan tanpa perlu risau tentang litar yang lain, dan setelah selesai, sambungkan output (pin 3) 555 timer IC ke pin jam IC 4026.

Langkah 9: Beralih / Menambah Logik

Naib Johan dalam Peraduan Remix