Не люблю длинных предисловий. Поэтому коротко и ясно: с днём рождения, дорогой Кот!
Часы из HDD (жёсткого диска) стали популярны в последнее время. Однако я не видел ни одной конструкции в Интернете, сделанной в России. Ну что, исправим это!
Началось всё с того, что я нашёл на помойке (не смейтесь… Многие там берут разные вещи) старый (2003 года) комп с HDD на 10GB. Диск у меня некоторое время валялся без дела. Наконец я наткнулся на нашем форуме на тему «HDD clock. Часы из винчестера». Посмотрев конструкции по ссылкам в этой теме, я вспомнил, что у меня лежит ненужный диск. С этого момента и началась разработка этой конструкции. Теперь устройство готово. О нём я вам и расскажу.
Стробоскопический индикатор
Начнём с самой важной части устройства - стробоскопического индикатора (далее СИ).
Сначала разберёмся, как он работает и что из себя представляет.
СИ состоит из диска, вращающегося на валу двигателя, и подсветки из светодиодной ленты, которая располагается под диском. В диске есть прорезь по радиусу. Около диска расположена оптопара, которая улавливает прохождение щели, отсылая импульс в микроконтроллер (далее МК). По этому импульсу (а точнее по нему и ещё по предыдущему) МК определяет время, нужное на 1 оборот диска. Затем он делит этот период на 60 и получает время, за которое щель проходит 1/60 круга (т. е. один сегмент, диск условно разделён на 60 сегментов). Назовём это время единичной задержкой (ЕЗ). После этого начинается цикл развёртки. МК выводит на ленту светодиодов код, соответствующий цвету первого сегмента. После ЕЗ выводится цвет второго сегмента и т. д. После 60-го сегмента поступает импульс с оптопары, и ЕЗ рассчитывается заново.
В один момент времени горит только маленькая часть одного сегмента, соответствующая положению щели, однако из-за инерционности человеческого зрения мы видим весь круг полностью.
Теперь расскажу о моей конструкции СИ.
В центре - двигатель от HDD, закреплённый на стойках на фанерном квадрате. Вокруг находится обрезанный с одной стороны цилиндр, сделанный из пластикового ведёрка от квашеной капусты. Внутри вклеена полоса пены от старого коврика для палатки. К пене приклеена светодиодная лента. Сверху на цилиндре находится уплотнитель из мягкой пены для герметизации устройства. Под двигателем проложен кусок белой бумаги для лучшего отражения света на диск. Сбоку в прорезь в цилиндре вклеена на термоклей оптопара, там же выведены провода от ленты.
Применена оптопара от ксерокса (опять с помойки), из неё выходит 3 провода. Два из них - питание, третий - выход. Внутри находится ИК светодиод и фототранзистор, совмещённый со схемой обработки сигнала. Выход с открытым коллектором. Оптопара и все места выхода проводов залиты термоклеем для герметизации.
Спереди устройство закрывается оргстеклом, о нём будет написано в разделе «Корпус».
Схема простая, ничего лишнего в ней нет. Вот основная её часть:
Управляет всем МК ATMega8. Кроме него есть ещё две микросхемы: DS1307 - часы реального времени (RTC), и DS18b20, - термодатчик. Ещё один основной элемент - ЖКИ на контроллере HD44780. Размер дисплея - одна строка на 16 символов. Снизу в синем квадрате - внутренняя схема энкодера с кнопкой.
Фьюзы МК устанавливаем на внешний высокочастотный кварцевый резонатор.
Кратко о деталях. Все резисторы - SMD 0805, неполярные конденсаторы - SMD 0805, полярные - электролитические на 16В с радиальными выводами. Батарейка - CR2032. Все детали, кроме кварцев, термодатчика, батарейки в держателе, потенциометра контраста RV1 и ЖКИ - в SMD-исполнении, что может вызвать некоторые трудности у начинающих, так как предлагаемая печатная плата сделана под SMD.
Плата (на ней есть разъём программирования, с распиновкой, стандартной для ATMEL, и разъём для дисплея и энкодера):
Фото основной платы:
Тут видны исправления на стороне проводников, в предлагаемом файле ПП они уже учтены.
Вторая часть схемы - драйвер двигателя. В HDD применяется трёхфазный двигатель, получивший название BLDC. Для данной схемы драйвера можно применить двигатели как с тремя, так и с четырьмя выводами. Схема стандартная из даташита на TDA5140.
Выводы VMOT и VP нужно соединить вместе и подать на них 5В или 12В, в зависимости от желаемой скорости вращения. Выход PG/FG не используется. Вход PG IN нужно заземлить. Обращаю внимание, что земля у драйвера и общая земля не совпадают. Земля драйвера подключается к выводу Motor_GND на основной схеме. При необходимости использовать двигатель с 3 выводами вместо средней точки к выв. 17 подключают резисторы от выв. 1, 3, 16 драйвера. Номинал резисторов - 10кОм.
В драйвере применены выводные детали, микросхема установлена на панельку.
Последняя часть - регулятор яркости подсветки циферблата (см. раздел «Корпус»).
Схема стандартная из даташита на LM317:
Минус схемы подключают к земле драйвера, а плюс - к +5В.
ПП не разрабатывалась, схема собрана на куске макетки:
Блок питания
Всё это нужно от чего-то питать. Был использован блок питания от кассового аппарата, найденного всё на той же пресловутой помойке. На блоке написано БПС25ВА, а на плате подписаны выходы +5В и +12В.
Тут я долго размышлял, прикидывал разные варианты на бумаге. Наконец остановился на квадрате, повёрнутом на 45 градусов.
После чего детали были начерчены в AutoCAD и вырезаны из фанеры. Их получилось две: передняя и задняя стенки. Для их соединения были отпилены 4 небольших брусочка. Так же была сделана деталь из алюминиевой полосы от какого-то измерительного прибора. На ней будут крепиться регулятор яркости и разъём для подключения термодатчика.
Все детали я покрасил чёрной краской из баллончика, предварительно их отшлифовав:
Ранее я говорил о циферблате из оргстекла. Он представляет из себя повёрнутый на 45 градусов квадрат со срезанным снизу углом. С внутренней стороны ножом на оргстекле процарапаны римские цифры III, VI, IX, XII. В торец циферблата вклеены 8 белых светодиодов для подсветки этих царапин, а сзади всё закрыто куском чёрного картона.
Подробнее на фото:
На картон напротив светодиодов наклеены кусочки макетной платы, на них припаяны выводы светодиодов и резисторы (см. схему регулятора яркости).
При помощи самодельных П-образных стоек циферблат крепится к СИ. (Вспомните про уплотнитель по периметру СИ. Он плотно прилегает к циферблату и не даёт пыли попадать в СИ.) При этом винт, крепящий стойку к циферблату, крепит и весь СИ к передней фанерной стенке.
Вид спереди:
Вид сзади:
Под циферблатом находятся ЖКИ и энкодер. Тут как раз нужен срезанный угол:
На заднюю панель установлены платы. На фото коммутация почти завершена:
БП занял своё место:
Теперь можно собирать до конца:
Не забываем про алюминиевую полосу:
Наконец-то можно взглянуть на часы в работе:
Управление часами и их функции
Часы собрали. А как установить время? Да и какие вообще у них функции?
Об этом я вам сейчас расскажу.
Итак, функции:
Прямой режим вы уже видели, а вот инверсный:
Теперь про управление.
Алгоритм показан на схеме:
Чёрные стрелки - переход без участия пользователя. В левом нижнем углу «с» значит «секунда». Замечу, что длительность нажатия имеет значение. Но не нужно отсчитывать её про себя. Достаточно смотреть на дисплей. Например, если нужно установить дату, нажмите на кнопку и ждите появления надписи «Установить дату». Как только она появилась (у вас в запасе одна секунда), отпустите кнопку. Чтобы выйти из режимов установки времени и даты, нужно на любом шаге нажать на кнопку и держать до очистки дисплея. Потом отпустить. В режиме установки даты и режиме других установок двигатель выключается. Так что не пугайтесь этого.
Отдельного внимания заслуживает пункт «Другие установки». После выбора режима индикации пути расходятся. В инверсном режиме есть возможность выбора цвета фона, а в прямом - нет (там и фона-то нет). Если поставить «Авто», то цвет будет меняться сам каждые 5 минут. Цвета обозначены цифрами, можете попробовать по очереди все.
Удачи в сборке!
|
Как вам эта статья? |
Наверняка вы уже слышали о настенных часах, сделанных из жесткого диска. Идея оригинальна, но вот плагиатом следующий мод не назовешь. Авторы еще одних "жестких часов" решили сделать все намного проще, чем их предшественники.
Для создания этого проекта необходимы лишь дрель и основные инструменты, которые есть в каждом доме. Даже знания электроники не понадобятся.Итак, вот что понадобится:
Желательно найти неисправный образец. В данной статье принял участие старый 5,25-дюймовый винчестер. В принципе можно использовать диски и других размеров, ничего страшного в этом нет;
- дешевые китайские часы.
Хотя нам будут необходимы только две вещи: сам механизм часов и две стрелки;
-
в данном моде использовался кусок IDE-шлейфа
для крепления получившихся часов к стенке;
- шесть ящиков вашего любимого напитка
чтобы обмыть новые крутые часы.
Нам понадобится следующий инструмент:
- ручная дрель с двумя сверлами разных размеров;
- набор отверток;
- молоток;
- если будете крепить часы к стенке вы, то понадобиться IDE-кабель
- нож и горячий клей.
Итак, приступим к работе. Первым делом необходимо снять верхнюю защитную крышку жесткого диска. Обычно необходимые винты прячутся за надписью с предупреждением о потери гарантии.
Затем необходимо удалить винты, держащие пластины. Делать это надо максимально аккуратно, чтобы не коснуться поверхности блинов. Держать их лучше всего за края. Во время проведения данного мода, первая пластина легко отсоединилась. Для того чтобы вынуть вторую, пришлось немного разобрать блок головок жесткого диска. Во время проведения этих варварских действий может пригодиться грубая сила, так как блины достаточно сильно закреплены на своих местах.
После удаления всех пластин необходимо приняться за двигатель жесткого диска. Верхнюю крышку, к которой крепятся блины, необходимо снять. С помощью отвертки и молотка из нее удаляются все подшипники.
Следующий шаг - просверливание отверстия по центру двигателя жесткого диска от одной стороны до другой. Это весьма сложное занятие, на его проведение у автора мода ушло очень много времени. Дело в том, что почти все детали внутри металлические. Да еще и сверла в наличии были не совсем подходящие для этого дела. Заработавшись, автор мода даже просверлил часть стола. Так что будь осторожны, не повторяйте допущенных ошибок.
Далее необходимо поставить на свои места пластины и блок головок. Затем в проделанное отверстие вставить шпиндель для крепления стрелок. Сам часовой механизм при этом должен располагаться сзади винчестера. Следом за этим одеть обратно крышку двигателя жесткого диска. На шпиндель одеть минутную и секундную стрелки и прикрутить защитный колпачок.
Если вы хотите сделать часы настольными, то мод можно считать законченным. Если же вы хотите любоваться красотой на стене, то необходимо еще пара несложных операций. В нашем случае часовой механизм смещен в верхнюю часть жесткого диска. Для того чтобы часы ровно висели на стене необходимо что-нибудь прикрепить снизу. Автор в данной ситуации придумал оригинально и легкой решение. Он взял обыкновенный IDE-шлейф, отрезал 15 см. Затем одним концом вставил в соответствующий разъем на винчестере, а другой спрятал за него, скрутив при этом до необходимого диаметра. После этого просто приклеил к жесткому диску и повесил на стену.
Вот и подошло к концу краткое описание очень интересного мода. Основная прелесть заключается в простоте и дешевизне изготовления. Сломанный жесткий диск найдется у многих, каких-то специальных инструментов не применялось, все самое обыкновенное и распространенное. Механизм китайский часов можно приобрести на любом рынке за смешную сумму. Но зато каким получился конечный итог! Ваши друзья и близкие будут просто шокированы такими замечательными и необычными часами. Так что жесткий диск и вперед.
Кстати, не забудьте про купленные ящики вашего любимого напитка. Позовите друзей к себе домой и хорошенько отметьте удачный мод.
У вас есть сломанный жёсткий диск? Или вы знаете, где такой можно найти… Готовы ли вы превратить такой «винчестер» в уникальные часы?
Этот проект требует только немного мастерства, изобретательности и знаний электроники.
В статье представлены две версии часов: простая без циферблата и та, которая показывает время.
В простой версии вы можете видеть три стрелки, что по внешнему виду напоминают простую «механику». Три стрелки – часовая, минутная и секундная. Красная часовая, зелёная – минутная, синяя – секундная.
Во второй версии жёсткий диск может отображать время.
Пластина из жёсткого диска вращается со скоростью больше 60 раз за секунду. Если прорезать узкую щель на пластине, это позволит светодиодам просвечиваться, а за счёт скоростного вращения можно обмануть глаз, создав стабильное изображение. Это явление известно, как «сохранение зрения» (POV). Есть много проектов, где светодиоды (перемещаются или перемещается сам наблюдатель) используются для создания образов. Светодиоды, что используются в этом проекте не двигаются. Изображение строится с использованием интерференционных прорезей вращающегося диска.
Версия, что отображает числа, более сложная… Вы можете легко увидеть время, при этом на заднем плане будет отображаться анимация.
Система работает синхронно с прорезью в диске. Самоделка использует внутренний таймер для отсчета каждого оборота. Это достигается с помощью датчика Холла, который вызывает аппаратное прерывание при каждом полном обороте диска. Микроконтроллер использует время оборота и фазу для планирования секундного внутреннего таймера. Этот секундный таймер использует прерывание при планировании синхронизации светодиодов, зажигаться десятки тысяч раз в секунду, чтобы построить стабильное, видимое изображение.
Меньше, чем за 60 долларов вы можете собрать себе часы своими руками . Они компактные и не производят сильный шум при эксплуатации.
Вот то, что вам нужно:
Электроника:
Акриловые пластины для коробки и диска.
Используем гексагональную отвёртку для открытия крышки.
Снимем крепежные шайбы и достанем пластины. Убедитесь в том, что сохранили винты, прокладки и пластины.
Примечание : сохраните считывающую головку целой.
Магниты жёсткого диска имеют сильные магнитные поля, поэтому положите их подальше от электронного оборудования, чтобы избежать возникновения помех.
Пусть все компоненты, кроме кронштейна жёсткого диска, будут находиться в запечатанной коробке, что защитить их от пыли. Позже соберём их обратно.
Используя 3 мм и 5 мм сверло, просверлим отверстия в там где показано на рисунке. Установим светодиод и провод датчика через это отверстие.
Двигатель, что был установлен в винчестере (бесщёточный постоянного тока) имеет 4 контакта: COM, MOT1, MOT2, MOT3.
Припаяем 4 небольшие провода к контактам двигателя. Они будут подключаться к выходу мотора.
Сварной шов очень маленький и легко может сломаться. Поэтому зальём место пайки горячим клеем.
Поставим датчик на край пластины, где будет прикреплен магнит, что будет генерировать сигнал микроконтроллеру.
Датчик Холла AH175 имеет 3 выхода: один для GND, один для VCC и один для сигнальных контактов.
Используем нагрузочный резистор 10 кОм, для подтверждения того, что на входах микроконтроллера устанавливаются ожидаемые логические уровни.
Припаяем датчик на небольшую печатную плату с отверстием для винта, что будет фиксировать её положение.
Для достижения наилучшего эффекта, необходимо «окружить» пластину светодиодами.
В проекте использовалась 5050 RGB светодиодная лента. На одном метре этой ленты расположены 60 светодиодов.
Если вы используете стандартный жесткий диск на пластине должно поместиться порядка 12 светодиодов.
Светодиодная лента может быть разделена на три части. Одна часть будет состоять из 16 светодиодов. Это позволит оставить промежуток для размещения датчика, где будет располагаться устройство чтения/записи. Убедитесь, что вы отрезали ленту по линии между медными вкладками, Разрез в другом месте может нанести повреждения ленте и сделает её бесполезной.
Если на ленте, что вы собираетесь использовать нет проводов, следует припаять провода питания. Определим расположение красного, синего, зелёного цвета и 12 В питания и припаяем четыре провода к медным вкладкам. Залудим контактные площадки перед пайкой. После подключения проводов помните о том, что места соединений хрупкие. Проверим работоспособность ленты используя 12 В блок питания.
Перед установкой полосы на диск, пропустим провод через отверстие. Затем запаяем провода светодиодов. Будьте очень осторожными, чтобы не выломать медные дорожки.
Капнем по капле суперклея, медленно прикрепим полоску светодиодной ленты на стенку камеры, при этом плотно прижимая её для прочности соединения. Это необходимо, так как светодиоды крепятся заподлицо, поэтому работайте медленно и осторожно.
Большинство жёстких дисков имеют чёрный матовый цвет. Это не лучшей цвет для красивого подарка, поэтому сделаем зеркальную поверхность.
Возьмём кусок толстой, белой бумаге (фотобумага для струйных принтеров) и обведём контуры пластины. Вырежем бумажный круг и расширим центральное отверстие на несколько миллиметров. Наденем его на шпинель и прижмём его вниз к камере с пластинами. Она будет выступать в качестве белой отражающей подложки, что позволит усилить яркость цветов.
Расположив фон, убедимся в том, что шпиндель может свободно вращаться. Если он не может свободно вращаться, расширим центральное отверстие фона.
Осциллограф идеально подходит для проверки датчика, но вольтметр также прекрасно может справиться с этой задачей. Убедитесь в том, датчик прекрасно обеспечивает высокую точность передачи сигнала, когда магнит проходит мимо.
Установим датчик на винт жесткого диска.
Питание:
Поскольку часам для питания нужен большой ток (для двигателя и микропроцессора) использовал LM2596 5V 3A.
Соберём простую схему блока питания на LM2596 и несколько других компонентов.
Для питания светодиодов используем 12 В (будут гореть с максимальной яркостью), а для микроконтроллера и двигателя – 5 В.
Кнопки:
В проекте использовался 5 позиционный переключатель. Более подробную информацию о данном выключателе вы можете найти на фотографиях. Этот переключатель довольно компактный, поэтому можно легко сделать печатную плату под него. В нём 10 контактов, в том числе 4 контакта Common, два – Center и четыре для управления на других направлениях (вправо, влево, вверх, вниз).
В этом переключателе нажимаем центральную кнопку для установки Set /OK, правую для перехода к установке, левую для перехода на предыдущий уровень, вверх, чтобы увеличить время/дата/месяц, а для уменьшения вниз.
Часы реального времени Real Time Clock (ЧРВ):
В качестве ЧРВ будем использовать DS1307. Благодаря низкой стоимости, лёгкости монтажа и надёжности она сможет работать на протяжении нескольких лет, благодаря батарее. До тех пор пока она питается от батарейки, DS1307 будет весело тикать, отсчитывая время, даже если часы отключаться от блока питания или перепрограммируются.
TDA5140AT предназначен для управления, двигателем BLDC. Разработаем схему в соответствии с технической документацией производителя.
При использовании, двигатель может остановить вращение и сделать «EK EK EK …». Чип микроконтроллера также нагреется после этого действия. Решение заключается в том, чтобы добавить фильтрующий конденсатор близко к выводам питания микросхемы.
Схема была разработана и сохранена в формате.pdf.
Принцип, который положен в основу работы HDDclock , довольно простой. На месте блинов прикручена платка, на которой стоит столбик из светодиодов.
 |
 |
 |
 |
 |
 |
Светодиодики выбраны бескорпусные (для уменьшения массы вращающейся платки - чем меньше масса, тем легче сбалансировать плату и меньше вибрация), голубого цвета (из-за того, что голубые светодиоды самые яркие). Платка быстро вращается, и при вспыхивании светодиодов в нужный момент возникает изображение цифр. Всего в столбце 8 светодиодов, но нижний восьмой используется редко (для отрисовки курсора в меню настройки часов). Матрица отображения цифр взята 5x7 точек (применен готовый знакогенератор от компьютера "Радио 86РК"). Кроме цифр, можно также легко выводить любые буквы.
Светодиодами управляет микроконтроллер AT89C2051 , который тоже смонтирован на этой вращающейся платке (весь монтаж на круглой плате ротора сделан тонким эмалированым проводом - опять-таки с целью уменьшения массы ротора). Питание вся схема получает через вращающийся трансформатор, изготовленный из двух ферритовых чашек - одна чашка закреплена неподвижно, другая крутится вместе с платкой, и они находятся друг от друга на расстоянии около 0.5 мм. Благодаря этому через высокочастотное магнитное поле передается энергия, питающая платку ротора (микроконтроллер и светодиоды). Такая система передачи энергии не имеет трущихся частей, поэтому долговечна и не создает лишнего шума в работе. Эти часы у меня непрерывно работают с начала 2005 года. Ни разу не ломались, за исключением тех случаев, что я спросонья пальцами попадал во вращающийся ротор (когда выключал будильник часов). Было больно!.. =)
В неподвижной чашке размещена первичная обмотка, питаемая напряжением частотой порядка 30 кГц, в чашке, связанной с платкой, находится вторичная обмотка, к ней подключен простейший выпрямитель и далее от него питается схема вращающейся платки. Все вышеописанное представляет из себя просто блок индикации. Кроме этого, еще есть схема, которая отсчитывает время и управляет фазами шагового двигателя. Эта схема тоже работает под управлением микроконтроллера - AT89C52 . Данные от блока часов до блока индикации передаются через оптопару со скоростью 57600 бит/сек (используется последовательный порт, встроенный в оба микроконтроллера). Софт, зашитый в основной блок, довольно продвинутый - можно устанавливать время, есть будильник, и даже есть возможность коррекции скорости хода часов.
Одна из последних доработок - сделал усилитель фотодатчика вращения ротора. Этот датчик нужен только для того, чтобы определить - вращается ротор, или нет. Например, если Вы нечаянно ротор остановили, то по отсутствию импульсов на выходе датчика микроконтроллер это увидит, и раскрутит ротор заново (процедура старта нужна для плавного разгона ротора).
Другой вариант выполнения вращающегося трансформатора - без ферритового сердечника, в виде большого кольца. Такой трансформатор позволяет уменьшить массу вращающегося ротора, что упрощает балансирование и снижает шум. Катушка изготовляется просто - наматывается между металлическими дисками оснастки (диски сделаны из тех же блинов жесткого диска) вместе с жидкой эпоксидной смолой. После затвердевания смолы оснастка снимается, и получается катушка.
По многочисленным просьбам трудящихся масс выкладываю дополнительные фотографии с аннотациями (здесь не все фотографии, полный архив с фотографиями в исходном разрешении качайте по ссылке 4 ниже).
 |
 |
 |
1
. Выпрямитель с фильтром для питания блока вращающегося столбца. Состоит из двух диодов, дросселя и конденсатора на 0.1 мкф. На вход выпрямителя подается напряжение с 2-секционной обмотки нижней чашки вращающегося трансформатора (эта чашка вращается вместе с платкой).
2
. Два винта, с помощью которых крепится нижняя чашка вращающегося трансформатора к плате ротора. Нижняя чашка приклеена эпоксидкой к куску текстолита, который и крепится винтами. С помощью винтов можно не только подстроить положение чашки точно в центре, но и немного подстроить высоту (отрегулировать зазор вращающегося трансформатора).
3
. Грузики, с помощью которых производилась грубая балансировка ротора.
4
. Микроконтроллер, который мигает светодиодами. Программа в нем совсем тупая - как только через фотодатчик на асинхронный порт приходит байт - он сразу же выдается на линейку светодиодов, и мы видим один из столбцов матрицы. Ротор повернулся на долю градуса - тут же приходит новый байт, и мы видим следующий столбец матрицы. Так происходит развертка изображения. Все - больше микроконтроллер AT89C2051 ничем не заморачивается (зато ой-е как напрягается AT89C52 - этот микроконтроллер виден на другой картинке). Светодиоды расположены на противоположной стороне диска, и подключены к микроконтроллеру тонким эмалированным проводом (весь монтаж сделан таким проводом - для уменьшения веса). Рядом с AT89C2051 виден кварц 11.059 МГц. Раньше его поверхность была чистой и блестящей, но с годами удары пылинок сделали на его поверхности микрократеры, и от блеска не осталось и следа. По витой паре из провода МГТФ приходит сигнал с фотодатчика.
5
. Балка из алюминия, на которой висит верхняя, неподвижная чашка вращающегося трансформатора (она приклеена к балке эпоксидкой). В центре чашки видны два вывода светодиода (на них надет фторопластовый кембрик), торчащие из дырки. Этот светодиод передает код управления включением/выключением светодиодов (подключен к выходу асинхронного порта AT89C52 синим и белым проводом, идущим сверху по балке). Балка жестко закреплена на стойке туго затянутым винтом.
6
. Энкодер, совмещенный с кнопкой (на вал можно нажимать вдоль оси) и два светодиода. С помошью энкодера можно менять направление плавного перемещения цифр, устанавливать время часов, устанавливать время будильника, корректировать скорость хода часов (благодаря этой функции часы идут очень точно, их никогда не нужно подводить), программировать сигнал будильника, выключать сигнал будильника. Короче - с помощью энкодера происходит управление часами. Светодиоды подключены, но пока не используются.
7
. Реле будильника. Его можно запрограммировать на секундный импульс, а можно - на постоянное включение. Можно совсем не использовать.
8
. Микросхема TL494, на которой собран генератор напряжения питания блока вращающегося столбца (частота порядка 30..50 кГц). Мне эта микросхема очень нравится, и я пихаю её куда ни попадя. Микросхема управляет мостом из полевых транзисторов (см. далее).
9
. Мост из 4-х полевых транзисторов (мосты и полевые транзисторы я тоже люблю). На выход моста подключена первичная обмотка вращающегося трансформатора (эта обмотка расположена в неподвижной верхней чашке, которая висит на балке 5).
10
. Планка, на которую выведены переключающие контакты реле будильника. Хотите - включайте лампу, хотите - музыкальный центр.
11
. Еще одна микросхема TL494. Она стабилизирует (ограничивает) ток, которым питаются обмотки фаз двигателя. Благодаря этой микросхеме отсутствует опасность выхода из строя полевых транзисторов, коммутирующих фазы, исключается перегрев обмоток двигателя, а также можно подавать для питания нестабилизированное напряжение 12 вольт (блок питания может состоять только из трансформатора, диодного моста и конденсатора. Должен обеспечиваться ток под нагрузкой около 2 ампер). Большой зеленый резистор 0.22 ом сверху - датчик тока.
12
. Накопительный дроссель, мощный диод Шоттки и мощный ключ - составные части стабилизатора тока фаз обмоток двигателя.
13
. Аналоговый стабилизатор напряжения +5 вольт LM7805 (аналог КРЕН5В) для питания всей цифровой части схемы. Питается от внешнего нестабилизированного напряжения +12 вольт (слева к часам подходят от блока питания два провода - желтый + и черный -).
14
. Линейка из 6 полевых транзисторов - работают в ключевом режиме как трехфазный мост и питают фазы мотора.
15
. Через этот коннектор подключен передающий светодиод (передает код для зажигания светодиодов во вращающемся столбце, светодиод находится в центральной дырке вращающегося трансформатора). Подстроечный резистор регулирует в небольших пределах ток через этот светодиод.
16
. Сердце всей системы - управляющий микроконтроллер AT89C52. Делает все - крутит мотор (формируя фазы), опрашивает энкодер с кнопкой, формирует интерфейс пользователя, обрабатывет будильник, опрашивает чип часов, анализирует датчик вращения ротора. Снизу рядом с микроконтроллером видна кнопка сброса (не помню, когда последний раз ею пользовался) и кварц на 11.059 МГц.
17
. Противная пищалка будильника ("пи-пи-пи-пи..."), которая не дает мне спать по утрам.
18
. Усилитель датчика вращения ротора.
19
. Чип часов и энергонезависимой (с помощью батарейки) памяти DS1302 фирмы Dallas Semiconductor. Батарейка вставлена в самодельный держатель из проволоки (справа от чипа). В энергонезависимой памяти хранятся настройки часов - время будильника и коэффициент коррекции ухода часов. Благодаря батарейке вся эта инфа не теряется при выключении питания, а также продолжается отсчет времени. Маленький часовой кварц на 32768 Гц висит под платой (на фото он не виден).
20
. На заднем плане виден столбец из 8 светодиодов. Его конструкцию подробнее можно рассмотреть, если скачать архив с фотографиями (ссылка дана ниже).
21
. Под блином платы ротора на блестящую алюминиевую цилиндрическую поверхность держателя блинов нанесена черная метка (на фото часы перевернуты, поэтому на этом фото метка "над"), которая нужна для работы датчика вращения ротора. Когда метка проходит рядом с оптопарой (работающей на отражение), то поток света на фотодиоде уменьшается, и на микроконтроллер приходит сигнализирующий имульс. Сигнал с фотодатчика усиливается операционным усилителем 18 (микросхема УД1208).
[Исходники, схемы проекта HddClock ]
1
. Исходник и прошивка для схемы блока вращающегося столбца -
2
. Исходник и прошивка для схемы основного блока -
3
. Сканы принципиальных схем -
4
. Фотографии внешнего вида часов - HddClock-photos.rar .
5
. Видео, снятое мыльницей Canon PowerShot A520 . К сожалению, мыльница не дает сделать видео длиннее 30 секунд, и мои режиссерские способности не позволили показать, как работает все меню (коррекция хода часов, как часы запускаются, как работает будильник и т. д.). Качество тоже не ахти (в реале часы выглядят намного лучше) - слишком маленькая частота кадров. На видео видно мерцание цифр, которого на самом деле нет - моргание получается из-за стробоскопического эффекта (разница между частотой вращения ротора и частотой кадров снятого видео). Звук на видео тоже плохого качества - он не такой, как на самом деле. Светодиоды теперь красные, поменял после ремонта - неудачно попытался выключить будильник и попал пальцами в ротор.
