Digitaluhr-Schaltung

Gehen Sie zuerst hierher und holen Sie sich das Datenblatt für den Mikrocontroller. Lesen Sie das Inhaltsverzeichnis. Es hat so ziemlich alle Informationen, die Sie brauchen. Wenn Sie einen Blick auf die Oszillator-Sektion (14.2) werfen, werden Sie sehen, was Sie mit diesem Mikrocontroller verwenden können. Grundsätzlich (wenn wir davon ausgehen, dass der Uhrenquarz 32,768 kHz hat, aber dazu später mehr) müssen Sie Kondensatoren im Bereich von 15 pF bis 30 pF verwenden, damit der Oszillator funktioniert und den LP-Modus verwenden. Auch von der gleichen Seite:

Hinweis: Eine höhere Kapazität erhöht die Stabilität des Oszillators, erhöht aber auch die Anlaufzeit. Diese Werte dienen nur der Konstruktionshilfe. Ein Vorwiderstand (RS) kann sowohl im HS-Modus als auch im XT-Modus erforderlich sein, um ein Übersteuern von Quarzen mit niedriger Treiberpegelspezifikation zu vermeiden. Da jeder Quarz seine eigenen Eigenschaften hat, sollte der Benutzer den Quarzhersteller nach geeigneten Werten externer Komponenten fragen.

Damit komme ich zu meinem nächsten Thema. Ich würde davon abraten, den geborgenen Kristall zu verwenden, wenn irgend möglich. Während der Quarz betriebsbereit sein kann, haben Sie seine Spezifikationen nicht und die Standarddose wird nicht leicht zu identifizieren sein (und die Annahme, dass der Quarz 32,768 kHz hat, kann sogar falsch sein!). Stattdessen würde ich empfehlen, dass Sie einen Kristall von einer seriösen Quelle beziehen und das Datenblatt des Kristalls lesen. Es wird wahrscheinlich mehr Informationen über die benötigten Kondensatoren, die Genauigkeit des Kristalls und so weiter geben.

Abhängig von der Menge an Arbeit, die der Mikrocontroller erledigen muss, benötigen Sie möglicherweise eine schnellere Uhr, da PICs etwas langsam sind. Beispielsweise benötigt jede Anweisung ungefähr vier Zyklen, um abgeschlossen zu werden. Das gibt Ihnen ungefähr 8192 Montageanweisungen, die Sie ausführen müssen, bevor Sie den Sekundenzähler aktualisieren. Es mag wie eine große Zahl erscheinen, aber es kann schnell aufgebraucht sein, wenn Sie kompliziertere Programmierungen in C vornehmen. Achten Sie darauf, genau zu prüfen, was der Compiler Ihnen gibt, und sich zu vergewissern, dass die Ausführungszeit gut genug ist. Wenn Sie nur eine Uhr wollen, dann denke ich, dass 32,768 kHz ausreichen würden.

Die Batterieseite der Gleichung ist auch nicht sehr einfach. Sie müssen die Lichtmenge, die LEDs liefern, genau einstellen und mit der Batteriekapazität vergleichen, da ich davon ausgehe, dass LEDs hier die Hauptverbraucher sein werden. Der nächste wichtige Punkt ist die Masse und das Volumen der Uhr. Im Allgemeinen benötigen Sie für die einfache Arbeit mit LEDs mindestens etwa 3 V. Das gibt uns sagen wir zwei AA-Zellen in Reihe. Abhängig von der Schaltung, die Sie bauen, können Sie bis zu 4 AA-Zellen in Reihe schalten (beachten Sie jedoch, dass die maximale Spannung für den PIC 6,5 V beträgt). Wenn Ihre LED-Treiberschaltung gut genug ist, können Sie möglicherweise eine sichtbare Ausgabe erhalten, bis die Batterien vollständig entladen sind. Für mehr Kapazität und wenn der Platz kein Problem darstellt, können Sie sich für noch größere Batterien wie C- oder D-Zellen entscheiden.

Eine andere Option wäre eine höhere Spannung, aber das bringt die Spannungsregelung ins Spiel. Sie könnten LEDs aus demselben Segment in Reihe schalten und denselben Strom für mehrere LEDs verwenden und auf diese Weise etwas sparen, aber auf der anderen Seite verschwenden Sie Strom für die Regelung des PIC. Wenn Sie einen hocheffizienten Schaltregler erhalten könnten, um die erforderliche Spannung für den PIC bereitzustellen, wäre dies großartig (und teuer oder kompliziert), aber ein Linearregler könnte etwas zu viel Strom verbrauchen.

Grundsätzlich ist der wichtigste Teil der Spannung, wie Sie die LEDs ansteuern und wie gut das Aussehen bei verschiedenen Stromstärken ist. Möglicherweise müssen Sie dies anpassen, um das beste Erscheinungsbild mit minimalem Strom zu erzielen, da dies zu einer größtmöglichen Reduzierung des Stromverbrauchs führt. Als nächstes könnten Sie mit verschiedenen Schlafzuständen des Mikrocontrollers finanzieren, um sicherzustellen, dass sein Stromverbrauch niedrig genug ist. Am Ende müssen Sie höchstwahrscheinlich den Stromverbrauch tatsächlich messen und dies anhand der Batteriedatenblätter (die auf den Websites der Batteriehersteller verfügbar sind) überprüfen.

Über die Kommentare...

Erste:I heard that If you connect the LEDs in series you don't get as much light.

Nun, ja und nein.

Wenn Sie eine klassische LED-Schaltung herstellen, die aus einer Spannungsquelle, einem Widerstand und einer LED besteht, sollten Sie den Widerstand so einstellen, dass er den durch die LED fließenden Strom auf einen Wert begrenzt, der der gewünschten Lichtstärke entspricht. Oft ist dies der maximale Strom, für den die LED ausgelegt ist, wenn Sie viel Licht wünschen. Die vereinfachte Gleichung würde so aussehen:$I_{dmax}=\dfrac {V_{cc}-V_{fd}}{R}$

Wenn Sie dieser Schaltung eine weitere LED hinzufügen, ist jede der LEDs weniger hell als die einzelne LED, da Sie zwei Durchlassspannungsabfälle haben, die den Gesamtstrom durch die Schaltung verringern, also haben Sie im Grunde genommen$I= \dfrac {V_{cc} - 2 V_{fd}}{R}$(vorausgesetzt das funktioniert überhaupt). Um dieses Problem zu lösen, sollten Sie die Schaltung jedoch so entwerfen, dass der Strom gleich ist$I_{dmax}$auch bei zwei Durchlassspannungsabfällen. In diesem Fall ist jede der LEDs so hell wie die LED in der einzelnen LED war. Dies wird normalerweise durch die Verwendung eines Widerstands mit einem niedrigeren Widerstandswert erreicht. Beachten Sie, dass die beiden LEDs als Gruppe mehr Licht abgeben als eine einzelne LED.

Der Hauptvorteil hier ist, dass LEDs einen großen Durchlassspannungsabfall haben, der je nach Typ zwischen 2 und 3 V liegt. Sie können sehr einfach mehrere LEDs mit einer einzigen „Hoch“-Spannungsbatterie (z. B. 9 V) mit Strom versorgen und den Strom unter ihnen aufteilen, wodurch Sie Energie sparen, verglichen mit dem Fall, dass jede LED einzeln an die Spannungsquelle angeschlossen ist, und es ist besser als LEDs zu haben parallel, da dies mehr Licht erzeugt.

Als nächstes über den Fall mehrerer LEDs, die an einen einzigen Widerstand angeschlossen sind. Nun, ich habe hier schon danach gefragt . Die Antworten scheinen mir ziemlich gut zu sein und erklären die Probleme, mit denen dieses Setup konfrontiert ist. Im Grunde genommen ist dies eine etwas übertriebene Version dessen, was Sie erhalten . Wenn Sie damit einverstanden sind, ist die Schaltung (mehr oder weniger) in Ordnung. Wenn Sie dort das Maximum aus jeder LED herausholen wollen, dann brauchen Sie ein anderes Setup (und ich gehe hier davon aus, dass jede einzelne LED diese 14,75 mA aufnehmen kann). Dann gibt es auch noch diese Frage.

Wenn Sie die Anzahl der Widerstände reduzieren möchten, tun Sie dies, indem Sie die Helligkeit verringern, wie ich bereits erwähnt habe. Ja, das kann die Verkabelung vereinfachen, aber Sie begrenzen im Grunde jedes "Segment" auf eine geringere Helligkeit als erforderlich. Stattdessen (wenn die verfügbaren LEDs zu hell sind) wäre es eine bessere Idee, LEDs zu kaufen, die für einen geringeren Stromverbrauch ausgelegt sind (Sie können einige bekommen, die so niedrig wie 2 mA sind) und durch deren Verwendung Strom sparen Sie sind auf Batterie.

Gibt es auch einen besonderen Grund, zusätzliche Widerstände zu vermeiden? Sie haben keinen großen Einfluss auf den Gesamtpreis des Projekts, und wenn es irgendwelche besonderen Überlegungen gibt, die in der ursprünglichen Frage nicht erwähnt wurden, schreiben Sie sie bitte, damit wir eine bessere Antwort geben können.

Das Uhrglas hat 32,768 kHz, also teile durch 2^15 für 1 Hz