Часы с термометром

12.02.2012 3 комментария

Часы с термометром для автомобиля

Устройство собрано в корпусе штатных часов автомобилей ВАЗ 2104-2107. Вверху отображается текущее время, внизу температура.

Внешний вид часов показан на фото:

Под этот корпус и заточены две платы: плата индикации — односторонняя (используются два четырехразрядных индикатора с общим анодом).
Плата контроллера и питания — двухсторонняя. Обе платы соединены межплатными перемыками.
Транзисторы BC337 или любые аналогичные, на ток не менее 100 мА.

Для понижения питающего напряжения до 5 вольт используется по одному проволочному гасящему резистору, соответствующей мощности (сопротивление подбирается экспериментально), на каждый из каналов. Их ориентировочное сопротивление: 75 Ом на индикацию и 200 Ом на питание контроллера. Причем индикация питается через замок зажигания, а сам контроллер постоянно подключен к аккумуляторной батарее, т.к. он должен постоянно находится под напряжением.

Схема часов приведена на рисунке:

часами крайне просто: кнопкой S1 выбираются минуты или часы (выбранные разряды будут мигать), а кнопками S2 и S3 устанавливается текущее время. После того, как значение разрядов часов будет установлено, нажатием кнопки S1 переходят в рабочий режим. В этом режиме ни один из разрядов не мигает.

Скачать печатную плату и прошивку

Скачать печатку по другие индикаторы

Авторы конструкции: Алексей Черепанов и Винниченко Артур

Связаться с авторами можно по email vsnnichenko_a@list.ru

Вольтметр, термометр и часы на ATMega8

Устройство (назову его «VTC»), представленное в этом проекте, содержит в себе функции 3-х устройств: вольтметр, термометр и часы. Выполнено оно на микроконтроллере семейства AVR ATMega8.
Фунционально VTC работает в одном из режимов, который выбирается нажатием кнопки:

Цифровой вольтметр позволяет измерять постоянное напряжение от 0 до 25 вольт. В качестве контроллера используется ATMEGA8, которая тактуется внутренним RC-генератором 8мГц. Измерения постоянного напряжения производятся при помощи встроенного в контроллер 10-и разрядного АЦП. Измеряемое напряжение, через делитель R9, R10 поступает на вход ADC0 (PortC.0 выв.23). После соответствующих преобразований, результат измерения отображается на 4-х разрядном индикаторе с общим анодом (в моём случае RL-C5620). Обращайте внимание что они есть разного размера, могут отличаться цоколевкой, ну и включением (ОА и ОК).

Термометр позволяет измерять тепературу от -50 до +85 гадусов. Хочу заметить, что т.к. на индикацию температуры отведено 3 разряда, то десятые доли индицируются только в диапазоне −9.9…+85°С, а другие температуры отображаются уже без десятых долей. При температуре от -10 и ниже, десятая доля больше 0,5 градусов отображается включением точки (как на четвертой картинке ниже).

	Комнатная температура
	«плюсовая» температура, погашен незначащий ноль
	температура ниже нуля
	Температура -12,5 градусов
	Такую максимально низкую температуру мне удалось померять (в морозилке холодильника)

Переключение между режимами вольтметра и термометра производится кнопкой S1: один раз нажали — вольтметр, ещё раз — термометр, ещё раз -часы и так по кругу.

Наблюдательный радиолюбитель может заметить несоответствие подключения разрядов индикатора. Дело в том что 3-й разряд индикатора это две точки, которые нужны для часов и они здесь исспользуются только в режиме часов. Поэтому я в программе сделал вывод информации сначала на первый разряд, потом на 2-й, 4-й, 5-й и только потом 3-й (только если это режим часов).
Кнопки управления подключены к казалось бы у же занятым индикатором порту, но так и есть, ошибки нет. Поясню: после того как произойдет последовательный выход информации на всех разрядах, порт переключает направление, т.е. становится входом и сканирует наличие нажатых кнопок, а потом опять меняет направление порта и становится выходом. Этот процесс повторяется снова и снова.

vtc.rar [185,23 Kb] (cкачиваний: 713)	Прошивка контроллера.
vtc_n.rar [176,61 Kb] (cкачиваний: 501)	Прошивка контроллера с сигнализацией гололеда: при температуре от +1 до -3 градуса, моргает значек «градус», привлекая тем самым дополнительное внимание.
vtc-1_v2.2b.rar [28,58 Kb] (cкачиваний: 519)	Версия прошивки v2.2b В этой версии измерение напряжения до 40 вольт
vtc-1-v2.2p.rar [18,38 Kb] (cкачиваний: 151)	Версия прошивки v2.2p По многочисленным просьбам, прошивка у которой в режиме часов моргает разделительная запятая (для тех кому не удалось найти часовой индикатор)
pcb_vtc-1.rar [161,87 Kb] (cкачиваний: 614)	Печатная плата в формате P-CAD.
pcb_igumich.rar [13,28 Kb] (cкачиваний: 271)	Печатная плата в формате Layout для МК в DIP корпусе
pcb_boba.rar [31,9 Kb] (cкачиваний: 264)	Печатная плата в формате Layout для МК в DIP корпусе

Я это устройство поставил в блок питания. Очень удобно. Вот видео:

Уважаемые посетители собравшие этот проект с МК в DIP корпусе, если Вы желаете поделиться своим вариантом печатной платы, выкладывайте в комментариях ссылки, файлы или фото.

Все вопросы задаем на форуме

Цифровой спидометр, часы и термометр для автомобиля

Предлагаемое устройство предназначено для измерения скорости, пройденного пути, температур снаружи и внутри автомобиля, а также температуры охлаждающей жидкости и напряжения аккумуляторной батареи. Схема собрана на широко распространенных элементах и содержит минимум деталей. Основой устройства является недорогой микроконтроллер АТ89С2051 [1] ф. Atmel, HEX — файл прошивки приведен.

Результаты измерений доступны на шестиразрядном светодиодном индикаторе. По умолчанию при движении автомобиля отображается скорость, а в период остановки или стоянки – время. Другие измеряемые величины выбираются с помощью пяти кнопок по алгоритму, описанному далее.

Кратковременное нажатие K1 включает фиксацию выбранного параметра на индикаторе, что подтверждается точкой в младшем разряде. Повторное нажатие выключает фиксацию и через 5 сек. восстанавливается исходный режим.

Измеряемые значения выводятся на дисплей по кольцу в следующем порядке: Time (время), Count (счетчик пути), tout (наружная температура), tin (температура внутри), EnGinE (температура двигателя), UbАtt (напряжение аккумулятора). При нажатиях K2 просмотр происходит по полному кольцу, K3 начинает и заканчивает обзор с наружной температуры, а K4 – с температуры двигателя, что позволяет обойтись минимальным количеством нажатий. Быстро перейти в исходный режим (скорость или время), можно нажав кнопку K5.

Переход от одного параметра к другому сопровождается кратковременным появлением названия величины и последующей индикацией ее значения.

Чтобы обнулить счетчик пути необходимо зафиксировать его просмотр и нажать K4.

Информация на индикаторе обновляется каждые полсекунды, при этом скорость выводится усредненной за последнюю секунду. Измерение температур и напряжения сопровождается «миганием» индикатора, что обусловлено алгоритмом работы АЦП.

Схема блока процессора и АЦП представлена на рис 1. АЦП построено по упрощенному принципу, но дает вполне приемлемый результат преобразования. Его работа основана на сравнении внутренним компаратором МК измеряемого напряжения и линейно изменяющегося напряжения, образующегося на конденсаторе С9, заряжаемом через источник стабильного тока на элементах R4, R5, R6, R7, VD7, VT2. Цикл измерения начинается с разрядки конденсатора через порт контроллера и заканчивается в момент совпадения напряжений на входах AIN0 и AIN1. Продолжительность цикла измерения является величиной прямо пропорциональной измеряемому напряжению. Транзистор VT1 служит источником тока для датчиков температуры. Мультиплексор DD1 коммутирует аналоговые сигналы на вход компаратора микроконтроллера, а также стабильный ток на датчики температуры. Диоды VD1 — VD6 защищают входы схемы от случайных превышений напряжения. Конденсаторы С5 – С8 сглаживают пульсации источника питания VCC, при этом С5, С6 и С7 располагаются в непосредственной близости к цифровым микросхемам. Для хранения констант калибровки служит микросхема энергонезависимой памяти DD3 (АТ24С02 — АТ24С08). Объем памяти этой микросхемы больше требуемого, но дает возможность блочной записи (отечественный аналог РР1 почему-то такой возможности не дает). Алгоритм работы устройства позволяет использовать вместо АТ24С02 микросхему часов реального времени DS1307 в типовой схеме включения [3]. Программа автоматически определяет тип установленной микросхемы и выбирает соответствующий алгоритм работы часов. Использование DS1307 значительно улучшает ход часов и позволяет отключать устройство от бортовой сети, но требует применения элемента питания, при выходе которого из строя (например, при низких температурах) теряются все данные калибровок.

Дисплей устройства собран на семисегментных светодиодных индикаторах с малым энергопотреблением, что позволило подключить микросхему типа 74HC299 непосредственно к общим катодам без усилителей (рис.4). Нумерация катодов на схеме (CAT1…CAT6) от младшего к старшему разряду, анодам присвоены символы в общепринятом порядке. Клавиатура имеет пять кнопок и конструктивно объединена в блок с индикаторами. Использование регистров сдвига и динамической индикации позволило сократить количество элементов и проводников между блоками.

Схема индикации собиралась навесным монтажом непосредственно на выводах склеенных между собой индикаторов, а остальная часть на макетной плате. Применялись индикаторы с маркировкой TOT5361PAMY, но можно использоваться другие с малым током потребления и общим катодом. Если предполагается использовать индикаторы с большим потребляемым током (большего размера) следует доработать блок в соответствии с логикой его работы.

Резисторы источников тока и конденсатор С9 должны иметь температурные коэффициенты близкие к нулю.

При использовании DS1307 между ее 1 и 2 выводами включается часовой кварц (32768Гц), к 3 выводу подключается плюс элемента питания 3В (например, CR2032), 7 вывод остается свободным, остальные выводы по схеме.

В качестве параметрических датчиков температуры используются по два соединенных последовательно кремниевых диода (рис 3). Датчики подключаются к схеме экранированными проводами минимальной длины. В схеме использованы диоды типа КД522.

Подключение датчика скорости зависит от автомобиля. Современные автомобили, как правило, оборудованы электронным датчиком скорости и могут быть подключены к устройству через несложную схему, представленную на рис 2. Если автомобиль имеет механический привод спидометра нужно использовать преобразователь, например такой, как в автомобилях такси.

Для питания схемы необходим стабилизированный источник напряжением Vcc=5В. На схеме он не приводится, т.к. в настоящее время существует большое количество интегральных стабилизаторов (например 7805).

Корректная работа устройства невозможна без его настройки (калибровки). Войти в режим калибровки можно удерживая кнопку K1 более 30 сек, пока на индикаторе кратковременно не появится надпись “SPEEd”, а затем “SP0000”.

При калибровке кнопки выполняют следующие функции: K1 (удерживать более 5 сек) – сохранение констант калибровки для выбранного канала; K2 – точка нуля; K3 – точка ста); K4 – смена канала калибровки (SPEEd, tin, tout, EnGinE, Ubatt); K5 – выход из режима калибровки.

Для калибровки спидометра и счетчика расстояния необходимо выбрать канал «SPEEd», записать точку нуля (K2), проехать ровно один километр, записать точку ста (K3), записать константы (K1). При движении дисплей имеет следующий вид “SPХХХХ”, где ХХХХ – шестнадцатиричное количество импульсов, поступивших от датчика скорости.

При калибровке термометров датчики температуры помещаются в тающий лед (0°С), запоминается точка нуля, затем датчик помещается в кипяток (100°С), запоминается точка ста и, наконец, нажав и удерживая K1 запоминаем константы в микросхеме памяти. Калибровка вольтметра производится в точке 0V (точка нуля), и в точке 10V (точка ста). Точки нуля и ста должны быть стабильны (по показаниям на дисплее) и сохранены в памяти для всех каналов. При успешной записи константы выдается надпись «SAVE», а при ошибке «Error», в этом случае нужно повторить попытку, а при неудаче заменить микросхему памяти.

Изменить время можно удерживая кнопку K1 более 5 сек, пока показания времени не начнут «мигать». Кнопками K2 и K3 изменить показания часов и минут соответственно. Затем нажать K5, на дисплее отобразится надпись “SAVE” при успешном сохранении или Error в противном случае.

Применять устройство можно не только в автомобиле, но, к примеру, и в быту, как часы — термометр.

Устройство несколько месяцев эксплуатируется на автомобиле, и за это время не было ни одного существенного сбоя, несмотря на все упрощения.

Часы термометр для автомобиля схема

Устройство реализовано на микроконтроллере AtMega8 и датчике DS18B20. Управление осуществляется тремя кнопками. Две для настройки часов, третья для выбора режима работы.
Режимы работы:

1. Часы — отображение часов и минут текущего времени(настройка осуществляется кнопками «Ч» и «М»)
2. Термометр — отображение температуры двигателя, на улице или в салоне автомобиля(в зависимости от места расположения датчика)
3. Вольтметр — отображение текущего напряжения бортовой сети автомобиля (предел измерений 0-25,6В)

Схема проста в изготовлении и содержит минимум элементов.

Устройство собрано на макетной плате, возможно позже будет и печатная плата.

Перечень элементов:
Микроконтроллер AtMega8
Индикатор любой (с небольшим током потребления и с общим катодом)
Часовой кварц 32768 Гц
Датчик температуры DS18B20
Кондесаторы 22пФ 2шт
Конденсатор 100 нФ
Резистор 4,7 кОм
Резисторы 10 кОм 5 шт
Резистор 22 кОм
Резистор 11,1 кОм
Резистор 100 кОм

Исходный код, прошивка и проект Proteus: avto.rar [62,05 Kb] (cкачиваний: 3247)