Кухонный таймер - помощник на кухне, нужная вещь.
Упор этой статьи делался не на оригинальность и уникальность конструкции, так как схем кухонных таймеров всяких и разных полно на просторах интернета, мной преследовалась иная цель.
Поднимаем глаза в верхнюю часть страницы и читаем: «Сделай же хоть что-нибудь! »
При освоении микроконтроллеров важен первый самостоятельный шаг. Собрав самостоятельно первую свою конструкцию на микроконтроллере, человек начинает верить в свои силы, перестаёт бояться сложной и непонятной на первый взгляд, «железки».
{ads2}Когда устройство, собранное своими руками, работает, человек осознаёт, что он творец , а не только потребитель, и у него возникают подобные мысли: "Я собрал это устройство САМ, своими руками, и оно приносит мне пользу, плюс ко всему оно очень простое, что не отбивает желания сесть и спаять его в один из воскресных вечеров".
Полно разных схем для начинающих, но мало какая из простейших схем принесёт реальную пользу, чтобы человек был мотивирован её собрать своими руками, потратив на это своё драгоценное время. Например, очень часто можно встретить проекты типа просто мигающего светодиода. Да, возможно, это просто и даже интересно для начала, а дальше что? Помигал и всё? Куда это применить? На ёлку повесить в лучшем случае, разобрать в худшем. А вот кухонный таймер, да ещё оригинально оформленный, вполне сойдёт даже за подарок, второго, точно такого же, нет в магазине.
Для начала нужен подходящий корпус.
Моё внимание привлекла точилка для карандашей, напоминающая сердечко, из полупрозрачного красного пластика. Точилка эта разборная, внутри полая, где установлено лишь лезвие, которое я демонтировал, открутив винт. Это то что надо, подумалось мне.
Теперь осталось прикинуть - а влезут ли внутрь самые большие по габаритам компоненты схемы, необходимые мне для сборки: литиевая батарейка на 3 вольта типоразмера 2032 (буквы перед цифрами могут быть различными, в зависимости от производителя), буззер электродинамический и, наконец, сама плата с микроконтроллером и кнопкой? Попробовал втиснуть - вроде всё умещается, значит, останавливаемся на выборе этого корпуса.
Такую штучку можно даже носить на шнурке на шее, продев шнурок в колечко. И, чтобы уж совсем придать весёленький вид устройству, добавим светодиод красный, который будет вспыхивать внутри, чем-то напоминая, как сердечко бьётся (как романтично...).
Всё решено! Я уже хочу собрать эту штуку побыстрее! И подарить при случае друзьям или знакомым.
Схема, как видно из рисунка, очень проста. Есть на всё про всё одна-единственная кнопка S1 , которая одновременно и установка времени, и пуск таймера.
Нажимаем кнопку и, удерживая её в нажатом состоянии, отсчитываем задаваемые дискретные интервалы в по звуковым сигналам. Допустим, нам нужен интервал 15 минут. Минимальный дискретный интервал зависит от прошивки (в приаттаченном архиве их две версии), и допустим, он равен 5 минутам. Для задания 15 минутного интервала надо нажать кнопку и отсчитать три звуковых сигнала, после чего отпустить кнопку. Тут же устройство озвучит нам набранное количество дискретных интервалов, пиликнув зуммером (в данном примере три раза).
После этого начинается обратный отсчёт заданного времени, о чём визуально можно судить по вспышкам светодиода HL1 . Как только заданный интервал истечет, прозвучит двухтональный сигнал длительностью около 10 секунд, оповещающий об окончании цикла. После этого устройство переходит в исходное состояние ожидания, переходя в режим пониженного энергопотребления - «спящий режим». По этой причине ток, потребляемый устройством, мизерный, следовательно, никакого выключателя питания нам не требуется.
Для данной конструкции выбран,маленький по габаритам, микроконтроллер AVR ATtiny13
. Для тактирования задействован внутренний RC-генератор с частотой 4,8 мГц с делением на 8, что в итоге дает 0,6 мГц. Для выбора такого режима тактирования надо установить фьюзы так, как показано на рисунках.Вперёд
ТАЙМЕР ДЛЯ КУХНИ
Люди занимающиеся приготовлением пищи знают, как легко можно испортить блюдо отвлекаясь на другие дела и забывая вовремя выключить плиту. Поэтому, передо мной была поставлена задача сделать простой и удобный в управлении таймер для кухни. Конечно эта функция встроена практически в любом мобильном телефоне, но не все знают как ей пользоваться, да и каждый раз искать и настраивать её в меню мобильника не удобно. В идеале требуется малогабаритное устройство, которое управляется простым нажатием одной кнопки и не содержит дефицитных элементов. Так же, в быту обычно бывает достаточно 3 - 4 интервала выдержки времени, которые и используются чаще всего. Поиск подходящей схемы в различных радиожурналах не принёс результатов – предложенные таймеры были или довольно сложные в управлении, что могло привести к ошибке при установки времени отсчёта неподготовленым пользователем, или питались от сети, исключая их мобильность, или обходились дороже покупки готового устройства. В связи с этим мной была разработана схема лишённая всех этих недостатков.
Работа устройства основана на постепенном заряде конденсатора подключенного ко входу операционного усилителя до напряжения, при котором происходит переключение состояния выхода ОУ, в свою очередь управляющего звуковым генератором. Одно из преимуществ устройства в том, что оно не имеет выключателя питания - достаточно всего лишь нажать на один из трёх переключателей чтобы произошло включение и запуск нужного интервала отсчёта. При этом загорается светодиод, показывающий что таймер включен и идёт выдержка времени. По прошествии заданного интервала раздаётся постоянный звуковой сигнал. Повторно нажав на тот же самый переключатель - отключаем устройство.
Основой устройства является счетверённый операционный усилитель LM 324, причём три его елемента являются отдельными таймерами, а четвёртый элемент – генератором звука. Нажав на один из переключателей, соответствующий желаемой выдержке времени, допустим SA 1 – 5 минут, питание начинает поступать на схему, а конденсатор С1, включенный параллельно контактам переключателя, перестаёт быть замкнутым и начинает медленно заряжаться через резистор R 1. Таким образом, в момент включения потенциал на инвертирующем входе ОУ ниже чем на неинвертирующем, следовательно выход ОУ имеет потенциал питающего напряжения. Инвертирующий вход звукового генератора на елементе D А1.4 через диод VD 1 оказывается под высоким потенциалом, что блокирует его работу – динамик молчит. По прошевствии времени, необходимого для зарядки конденсатора С1 через резистор R 1, потенциал на инвертирующем входе ОУ превысит значение потенциала на неинвертирующем. При этом на выходе ОУ сформируется низкий потенциал – диод VD 1 будет закрыт и заработает звуковой генератор. С вывода 14, элемента D А1.4, сигнал сформированый генератором, через резистор R 4 и диод VD 1 поступает на базу транзистор VT 1, к которому подключен звукоизлучатель – раздаётся звуковой сигнал. Для выключения устройства необходимо повторно нажать на переключатель SA 1, что отключает схему от питания и одновременно разряжает конденсатор С1 – таймер снова готов к работе.
Время отсчёта таймера определяется номиналами элементов С1 – С3 и R 1 – R 3. При указанных значениях этих деталей, мы будем иметь следующие интервалы выдержки времени; S А1 - 5 минут, S А2 -10 минут, S А3 - 20 минут. При желании можно изменить время выдержки каждого из таймеров увеличивая или уменьшая номиналы соответствующих резисторов и конденсаторов.
Налаживание устройства сводится к подбору конденсатора С4 определяющего тональность и резистора R 5 - громкость звучания.
Печатная плата не разрабатывалась, так как был использован навесной монтаж. Резисторы МЛТ - 0.125, Времязадающие конденсаторы С1 – С3 с возможно меньшим током утечки, остальные К73 - 17. Диоды VD 1- VD 4 – КД521А, транзистор VT 1 заменим на КТ817А,Б. Светодиод красного свечения HL 1, можно использовать мигающий, типа UL-506S11FD-FB, что позволит получить эффект отсчёта времени. Переключатели S А1 – S А3 - любые малогабаритные. В качестве звукоизлучателя подойдёт небольшой динамик с сопротивлением обмотки 8 Ом, можно использовать небольшой звукоизлучатель от китайских мягких игрушек, имеющий размеры 12х10 мм. Следует лишь добиться достаточно высокой громкости звука, иначе таймер можно не услышать на фоне работающей бытовой техники. Питание осуществляется от батареи 6в. Изменение питающего напряжения в пределах 4.5-12 вольт почти не оказывает влияния на время выдержки таймера, при этом лишь уменьшается громкость звука.
У бабушки моего сына скоро будет день рождения. Так как я его увлёк микроконтроллерами, то пришла идея подарить какой-то прибор, естественно, на микроконтроллере и сделанный своими руками. Как и все бабушки, наша бабушка не является продвинутым пользователем всяких устройств, и в принципе у нее ничего особенного из электроники нет. Так что, можно сделать любой, не очень сложный прибор.Когда мы приезжаем к ней в гости, нас всегда встречает богатый стол, с большим количеством блюд. Поэтому, мы сразу решили делать прибор, полезный на кухне. Вместе мы часто играем в различные настольные игры - лото, различные игры с кубиком. Значит, наш прибор должен и тут помогать.
Подумав немного, сын решил делать продвинутый кухонный таймер . Я ему немного помог со схемой. Основные функции нашего подарка:
- Режим таймера до 3 часов
- Режим секундомера
- Громкий сигнал
- Компактный размер
- «Вечные» батарейки - аккумуляторы, зарядка как у телефона, по micro usb
- Ну и конечно игры - кубик (случайное число от 1 до 6), лото, бомба (очень веселая игра)
Подбираем компоненты
В качестве индикатора, мы выбрали светодиодный трех-разрядный индикатор с общим анодом - у него всего 11 выводов, очень удобно. Купить не сложно, и в принципе, довольно экономично в энергопотреблении (но конечно не LCD).Микроконтроллер - STM8S003F3P6 - с ним мы уже работали, так что все знакомо. ST-link уже есть.
Микросхема заряда и вся обвязка у МК, как у велокомпьютера .
В качестве пищалки, очень компактная и громкая пищалка HC0903A
Аккумулятор - LIR2032. Всего 45 mAh, но этого хватит на 40 часов непрерывной работы таймера. От кварцевого резонатора решили отказаться (нужны выводы), особенная точность нам не нужна, ну и у STM8 довольно точный внутренний генератор. Микросхема заряда - TP4056.
Управление - 2 тактовые кнопки. Прибор все время находится в спящем режиме, потребление меньше 5 мкА, спать может долго. Плату защиты для аккумулятора делать не стали, особенно не нужна. У МК нижний предел 3В, так что сильно не просядет. При включении идет музыка, включается индикатор (бросок тока), и если аккумулятор севший, то МК перегрузится и перейдем в спящий режим, что является сигналом к зарядке. Заряжается он током 100 мА около 40 минут, что в принципе очень быстро. Схему и программу можно скачать на github, ссылка в конце.
Корпус сын решил делать сам из монтажного короба 40 х 16 мм. Раскрасил акрилововыми красками, в качестве стекла вырезали кусок из DVD диска. Получилось очень симпатично.
Трассировку платы сын делал сам в Kicad. Расположение компонент придумал он же. Кнопки по бокам от индикатора, пищалка внизу, аккумулятор на ней. Все вошло плотно, ничего ни куда не болтается. Плата двухсторонняя. Делали из одностороннего стеклотекстолита толщиной 0.8мм с помощью метода холодного переноса тонера. Две половинки платы соединили и зафиксировали перемычками. Из разъемов - micro usb, питание и программирование.
Программа
Данный индикатор имеет общий анод, соответственно выводить в один момент времени можно только один разряд. Для вывода одновременно трёх разрядов необходима динамическая индикация.Программно это делается очень просто. Задействуется таймер, и через равные интервалы времени, с большой частотой, например каждые 300 мкс, будем выводить по одному разряду по кругу - 1-2-3-1-2-3. Нам будет казать что цифры светятся одновременно, как в кино. Если дополнительно добавить еще пустые разряды, то можно управлять яркостью. То есть, будет такая схема вывода информации - 1-2-3-пусто-пусто-пусто-пусто-1-2-3-пусто-пусто… Управление яркостью нужна для того, чтобы снизить энергопотребление. Таким образом, например без применения яркости, один разряд потребляет 24 мА, а с применением можно сократить до 1-2 мА. При этом цифры все еще четко и далеко видно. Сын поигрался с частотой, яркостью, когда все перестало мерцать, ему понравилось. Оказалось, программировать такой типа индикатора довольно легко и удобно.
Второй сложный момент - это придумать простой, как говорится, интуитивно понятный интерфейс, когда у нас 3 разряда индикатора и 2 кнопки. Но я считаю, ему это удалось.
Придумали с кнопками так:
- Правая кнопка - долгое нажатие, смена режимов, их три - Таймер, Секундомер, Игры
- Правая кнопка - одиночное нажатие, смена подрежима. У таймера - это выбор предустановленных времен, у секундомера - выбор обычного секундомера и с подтверждением, у игры - соотв. Различные игры
- Левая кнопка - одиночное нажатие - старт/стоп или ход в игре, долгое нажатие - режим настройки, программирования
- Когда выбран таймер - то сразу выводится некое число из предустановленных настроек (Например 5,15,30 минут), их можно перепрограммировать, хранятся в ПЗУ
- Когда выбран секундомер - то 000
- Когда игры - L - лото, 6 - бомба, С - кубик.
- На индикатор цифры выводятся хитро, так как разряда только три, то выводим максимальное число значащих элементов. Например, таймер - 200 минут 30сек - то выводим 200., если таймер 10мин 15с, то выводим 10.1, если 1 минута 25с, то 1.25. При этом чтобы понимать, что таймер или секундомер запущен, точка мигает в такт секундам.
- Когда секундомер остановлен, например на 10 мин 25с то показываем попеременно 10. и.25, раз в секунду, чтобы видеть и секунды тоже.
Испытания
Первые испытания прошли в школе. Вместо кубика, гадание на оценках. Гадал весь класс. Потом бомба - супер игра. Прибор загадывает случайное время от 5 до 20секунд и начинает тикать каждую секунду. Вы его передаёте по кругу. Когда таймер дойдёт до нуля - сигнал взрыва. Тот, у кого в руках прибор, проиграл.Первые испытания секундомера и таймера прошли на ура. Засекали разное время, сверяли с точными часами, ошибка 1-2 секунды на час. Отрабатывали звук сигнала.
Вручение подарка
Наступил день рождения. Бабушка быстро прошла обучение и была очень рада. Все вместе испытали Лото, полностью автоматизированное. Каждые 5 секунд прибор пищит и выдает новое число, из оставшихся в мешке. Играют все, водит прибор! Кто не успел тот опоздал.Итоги
Итак, прибор получился просто отличный. Практика программирования очень интересная. Если вам тоже интересны микроконтроллеры, то можете сделать себе (или в подарок) такой же и попрограммировать. Вы обязательно научитесь:- делать платы
- паять smd компоненты
- программировать STM8
- работать с аккумуляторами
- обрабатывать кнопки
- издавать различные звуки
- работать с таймерами и обрабатывать временные события
- бороться с энергопотреблением
Умный индикатор
Будем делать свой индикатор, произвольной формы из smd светодиодов. Компактный - минимальный размер 20х20 мм при толщине всего 2 мм. Низкое энергопотребление - 1-10 мА в работе, 5мкА в спящем режиме. Независимое управление каждым светодиодом по одному проводу. Управление яркостью - более 100 градаций яркости. До 100 светодиодов в индикаторе, с произвольным расположением на плате. Возможные конструкции - две шкалы по 8 светодиодов и 4 служебных светодиода; индикация сторон света - 8 светодиодов по кругу и 4 служебных; часы - 12 светодиодов по кругу; матрица 8х8 светодиодов.
Контроллер разряда Li-ion аккумулятора
Данный мини прибор необходим для защиты li-ion аккумуляторов от глубокого разряда. Схема автоматически отключает аккумулятор при снижении напряжения на нем ниже 2.9В. Очень низкое потребление тока - всего 500 nA. Максимальный ток потребителя - 2А. Надёжно защит ваш аккумулятор от переразряда. Размер платы - всего 10х6 мм.
Измеритель УФ-индекса и температуры
Собрались на море? Возьмите с собой этот прибор. С его помощью вы никогда не обгорите и будете загорать правильно - точное измерение мгновенного и накопленного индекса ультра фиолетового излучения. Вы будете знать прогрелось ли море - точное измерение температуры воды, с помощью термопары К типа. Насколько жарко на улице - измерение температуры воздуха. Также он пригодится вам на даче - правильное приготовление шашлыка. Миниатюрный размер 35х45х18, встроенный аккумулятор, а также масса других полезных функций.
Обзор курса
Раз вы попали на эту страницу, то у вас еще не достаточно опыта, чтобы делать сложные приборы на микроконтроллерах. Мы предлагаем вам пройти курс молодого бойца и расширить горизонты вашего познания в микроэлектронике. Все что нужно от вас - сделать все предлагаемые здесь приборы и освоить всю связанную с ними теорию. По окончанию курса вы сможете проектировать самостоятельно приборы средней сложности, программировать различные микроконтроллеры, понимать из каких модулей состоят различные устройства, и что нужно чтобы разработать свой прибор.
В данной статье мы подробно рассмотрим все ключевые моменты курса, обоснуем порядок приборов, объясним зачем их делать именно так и почему их надо сделать все.
Д обро пожаловать в увлекательный мир микро электроники!
Первый выпуск журнала радио вышел в 1924 году. Уже тогда появился интерес к изготовлению радиоэлектронных устройств в домашних условиях. С помощью паяльника, проводов, позже на текстолите, можно было сделать полноценный сложный прибор. Это было очень сложно, только единицы понимали в этой области.
Сейчас практически каждый школьник может самостоятельно сделать в домашних условиях печатные платы отличного качества. Собрать на них современный прибор, по функциям не уступающий продающимся на рынке. Все это стало возможно благодаря появлению компьютеров и развитию интернет. Почти каждый прибор в наше время делается на . Они позволяют вдохнуть жизнь в устройство, решать с помощью программирования сложные задачи, получать и выводить различные данные.
Можно сделать на основе микроконтроллеров? Как сделать
Добрый день. Моя первая статья. На авторство не претендую, просто делюсь опытом сборки. Это кухонный таймер на pic16f84 с полноценной клавиатурой и четырех-сегментным дисплеем. Оригинал статьи (Автор - Allex).
На написание статьи сподвинуло отсутствие печатной платы в оригинале и небольшая ошибка с резистором R3 (нужно вместо 100 кОм поставить 100 Ом).
Итак что нам нужно:
1. 7805;
2. Два лед индикатора с общим катодом Rl-D5613 (хотя я рекомендую переразвести плату под индикаторы Rl-D5611);
3. 1 бипер на 5 Вольт с внутренним генератором;
4. 5 резисторов на 10 кОм;
5. 1 резистор на 100 Ом;
6. 3 резистора на 100 кОм;
7. микроконтроллер pic16f84;
8. 12 кнопок (такого типа как стоят в мышках, только с длинными кнопками);
9. Кварц на 4 мГц;
10. 2 конденсатора на 33пФ;
11. 1 конденсатор на 0,33мФ;
12. 1 конденсатор на 0,1мФ;
13. Питающие контакты от батарейки типа "крона";
14. Корпус Z-19 (по желанию можно взять другого типа с отсеком под батарейку);
15. Панелька под микроконтроллер на 18 ног.
Переводим печатную плату на текстолит методом ЛУТ и травим (после травления часть дорожек были оборваны, потому устройство сразу не заработало, после исправление разрывов, устройство заработало).
Прошиваем микроконтроллер. В программе ICprog выставляем фьюзы все на "снятые" и в выпадающем списке на "HS".
Собираем устройство по схеме:
14 нога плюс. 5 нога минус. К 4 ноге резистор на 10кОм и к плюсу питания. К 15-16 ноге кварц и конденсаторы и на минус.
Далее монтируем в корпус, вырезаем окошко и клеем оргстекло, также вырезаем отверстия под кнопки.
Вид готового устройства.
Минусы устройства:
В данной реализации не продумана защита ПП от грязи, стоит поставить или накладки (шляпки) на кнопки, или купить готовую клавиатуру.
Также стоит добавить выключатель на батарейку так как при 9В он потребляет до 50 мкА, а при севшей батарейки до 5В всего 15 мкА.
Плюсы:
Низкое энергопотребление, на одной батарейке до 40 часов.
Небольшие размеры.
Простота реализации. Мало деталей.
Не нуждается в настройке.
Полноценная клавиатура (не нужно жене объяснять сколько раз куда тыкать).
Наличие часов.
Прикрепляю прошивку и ПП устройства.
▼
🕗 12/07/10 ⚖️ 824,35 Kb ⇣ 118
Здравствуй, читатель!
Меня зовут Игорь, мне 45, я сибиряк и заядлый электронщик-любитель.
Я придумал, создал и содержу этот замечательный сайт с 2006 года.
Уже более 10 лет наш журнал существует только на мои средства.
Хорош! Халява кончилась. Хочешь файлы и полезные статьи - помоги мне!
--
Спасибо за внимание!
Игорь Котов,
главный редактор журнала «Датагор»