DIY набор C51 - электронные часы с будильником. Как сделать светодиодные часы на базе конструктора С51 с Алиэкспресс Diy часы с51 питание от батареек

Интересно, припаять детали на готовую печатную плату это считается радиолюбительство? Будем думать что да)) По крайней мере для новичков и чайников, которые гордо поглядывают на собранный недавно , лежащий на почётном месте в комнате и подумывая - а не замахнутся ли на что-то микроконтроллерное, родителям на радость - друзьям на зависть! Для таких случаев как раз прекрасно пойдёт конструктор "Электронные часы с будильником и отсчётом секунд" который продают на Алиэкспрессе за пару сотен рублей. Ну а меня они заинтересовали, так как планирую взять их в подарок сыну на День Рождения 4 года. Пусть вникает в радиодело с малых лет))

Устройство представляет из себя электронные часы с функцией будильника, секундомера, функцией обратного отсчета и счетчика. Микроконтроллер AT89C2051 используется в основе конструкции, что позволило сильно уменьшить количество деталей. Кроме микросхемы, тут имеется кварц, буззер, 7 транзисторов динамической индикации и кучка резисторов обвязки. Программировать ничего не надо - контроллер поставляется уже прошитый.

Характеристики электронных часов

• Модель: YL-6 C51
• Разрядность: шесть LED цифр
• Рабочее напряжение: 7-12 В
• Потребление тока: 10-20 мА
• Размер платы: 92 х 50 мм
• Погрешность менее 1 секунды за 24 часа
• Особенности: будильник, секундомер, обратный отсчет и счетчик.

Обратите внимание на высокую точность хода - в домашних условиях нелегко откалибровать кварцевый генератор до такого значения. Эти часы имеют почти 500 отзывов покупателей (90% отличных), что говорит о многом! Вот несколько фото готовых часов от тех кто купил их и успешно запустил:

Ссылку на страницу давать не будем, такой набор продаётся у нескольких продавцов, так что выбирайте сами используя запрос типа C51 Digital Electronic Clock Suite DIY Kits Six 6 Bits Electronic Parts and Components Electronic Production . Примерная цена $3.6, а найти наиболее выгодный вариант вам поможет

Собирался сделать себе небольшие настольные часы. Часов в доме и так хватает, но в темное время суток чтобы узнать время нужно включить свет и т.п. Значит нужны были часы на светодиодном индикаторе с яркими крупными цифрами. На сайте Алиэкспресс нашел , подходящий по параметрам и цене (72р). Он состоит из готовой печатной платы и радиодеталей которые надо распаять по схеме.

Напряжение питания часов 3-6 В, токопотребление составляет 40мА. Таким образом их можно запитать хоть от USB , аккумуляторной батареи от мобильного телефона, зарядного устройства сотового телефона или от любого подходящего источника питания.

В этой статье описано как своими руками сделать и настроить светодиодные часы с будильником.

Весь процесс изготовления посмотреть в видео:

Перечень инструментов и материалов
- набор С51 ();
- отвертка;
- ножницы;
- паяльник;
- кембрик;
- аккумуляторная батарея от сотового телефона;
- соединительные провода;
- коробка с прозрачной крышкой;
- картон черного цвета от упаковки;
- зарядное устройства от сотового телефона.

Шаг первый. Распайка печатной платы часов.
Основным элементом часов является микросхема AT89C2051-24PC фирмы ATMEL. Она устанавливается на переходную колодку, припаянную к печатной плате. Размер самой печатной платы 52х42 мм, размер светодиодного экрана 52х20 мм.

Распайка элементов несложная-на печатной плате хорошо показаны места установки деталей и их условные обозначения. В процессе сборки часов очень пригодилась приспособление « » которую я описывал ранее.

Очередность распайки элементов у меня была такая-сначала паяем резисторы, конденсаторы и другие компоненты схемы кроме контроллера и светодиодного индикатора. В конце распаиваем микросхему и экран часов.

Шаг второй . Сборка светодиодных часов.
После пайки надо проверить печатную плату(нет ли случайного попадания припоя на соседние контактные дорожки). Размеры платы небольшие, может случиться и такое.

Если все нормально подаем питание через клеммник. У меня часы пошли сразу. Цифры на экране засветились ярко, замигали две точки посередине (индикация секунды). Осталось придумать корпус для часиков. Нашел упаковочную пластмассовую коробочку с прозрачной крышкой (от каких-то сувениров). Сбоку просверлил отверстие и установил разъем для «джека» зарядного устройства. Внутри коробки будет аккумулятор от старого сотового телефона. По размеру прозрачной крышки вырезал из черного картона заготовку и установил ее внутри. В картоне вырезаем окошко по размеру светодиодного индикатора и два отверстия для толкателей кнопок настройки часов. На кнопки надеваем трубочки удлинители из стержня шариковой ручки. Из пенопласта вырезаем кусочек для фиксации аккумулятора и печатной платы, устанавливаем внутри коробки и закрываем крышкой. Крышку по бокам я заклеил кусочком прозрачного скотча. Все конструкция готова.

Шаг третий . Настройка часов.
Осталось провести настройку часов. Это делается кнопками S1,S2. Продолжительное нажатие кнопки S1 приводит в меню настроек, оно состоит из девяти подменю- A, B, C, D, E, F, G, H, I. Вид настроек выбирается кнопкой S1, а сами значения кнопкой S2.

Виды настроек часов.
А-часы\ В-минуты\ С-сигнал каждого часа\ D-первый будильник On\Of\ E-первый будильник, часы\ F-первый будильник, минуты\ G-второй будильник, On\Of\ Н-второй будильник, часы\ I-второй будильник, минуты

При сбое питания настройки часов не сохраняются это можно исключить с помощью батарейки на 3В и пары диодов.

За 1.38 фунтов (0.99+0.39 доставка), что эквивалентно 2.16$. На момент покупки это самая низкая цена из всех предложенных.

Доставка заняла около 3х недель, набор пришел в обычном полиэтиленовом пакетике, который в свою очередь был упакован в небольшой "пупырчатый" пакет. На выводах индикатора был небольшой кусочек пенопласта, остальные детали были без какой либо защиты.
Из документации только небольшой листочек формата А5 со списком радиодеталей с одной стороны и принципиальной электрической схемой с другой.

1. Принципиальная электрическая схема, используемые детали и принцип работы

Основой или "сердцем" часов является 8-ми разрядный КМОП микроконтроллер AT89C2051-24PU оснащенный Flash программируемым и стираемым ПЗУ объемом 2кб.

Узел тактового генератора собран по схеме (рис.1) и состоит из кварцевого резонатора Y1 двух конденсаторов C2 и С3, которые образуют вместе параллельный колебательный контур.

Изменением емкости конденсаторов можно в небольших пределах изменять частоту тактового генератора и соответственно точность хода часов. На рисунке 2 показан вариант схемы тактового генератора с возможностью регулировки погрешности часов.


Узел начального сброса служит для установки внутренних регистров микроконтроллера в начальное состояние. Он служит для подачи после подключения питания на 1 вывод МК единичного импульса длительностью не менее 1 мкс (12 периодов тактовой частоты).
Состоит из RC цепочки, образуемой резистором R1 и конденсатором C1.


Схема ввода состоит из кнопок S1 и S2. Программно сделано так, что при одиночном нажатии любой из кнопок в динамике раздается одиночный сигнал, а при удержании двойной.


Модуль индикации собран на четырехразрядном семисегментном индикаторе с общим катодом DS1 и резистивной сборке PR1.
Резистивная сборка представляет собой набор резисторов в одном корпусе:

Звуковая часть
схемы представляет собой схему собранную на резисторе R2 10кОм, pnp
транзисторе Q1 SS8550(выполняющего роль усилителя) и пьезоэлемента LS1.

Питание подается через разъем J1 с подключенным параллельно сглаживающим конденсатором C4. Диапазон питающих напряжений от 3 до 6В.

2. Сборка конструктора

Сборка трудностей не вызвала, на плате подписано, куда какие детали паять.

Я начал с панельки, так как она единственная не является радиодеталью:

Следующим шагом я припаял резисторы. Перепутать их невозможно, они оба на 10кОм:

После этого установил на плату соблюдая полярность
электролитический конденсатор, резисторную сборку (также обращая
внимание на первый вывод) и элементы тактового генератора - 2
конденсатора и кварцевый резонатор:

Следующим шагом припаиваю кнопки и конденсатор фильтра питания:

После этого очередь за звуковым пьезоэлементом и транзистором. В
транзисторе главное установить правильной стороной и не перепутать
выводы:


В последнюю очередь припаиваю индикатор и разъем питания:

Подключаю к источнику напряжением 5В. Все работает!!!

3. Установка текущего времени, будильников и ежечасового сигнала.

После включения питания дисплей находится в режиме ("ЧАСЫ:МИНУТЫ") и отображает время по умолчанию 12:59. Ежечасный звуковой сигнал включен. Оба будильника включены. Первый установлен на время срабатывания 13:01, а второй – 13:02.


При каждом кратковременном нажатии на кнопку S2 дисплей будет переключаться между режимами ("ЧАСЫ:МИНУТЫ") и ("МИНУТЫ:СЕКУНДЫ").

При длительном нажатии кнопки S1 происходит вход в меню настроек, состоящее из 9 подменю, обозначенных буквами A, B, C, D, E, F, G, H, I. Подменю переключаются кнопкой S1, значения изменяются кнопкой S2. После подменю I следует выход из меню настроек.


А: Установка показаний часов текущего времени
При нажатии кнопки S2 значение часов изменяется от 0 до 23. После установки часов необходимо нажать S1 для перехода в подменю B.

B: Установка показаний минут текущего времени

C: Включение ежечасного звукового сигнала
По умолчанию включено (ON) – каждый час с 8:00 до 20:00 подается звуковой сигнал. При нажатии кнопки S2 значение изменяется между ON (Вкл.) и OFF (Выкл.). После установки значения необходимо нажать S1 для перехода в подменю D.

D: Включение\выключение первого будильника
По умолчанию будильник включен (ON). При нажатии кнопки S2 значение изменяется между ON (Вкл.) и OFF (Выкл.). После установки значения необходимо нажать S1 для перехода в следующее подменю. Если будильник выключен, то подменю E и F пропускаются.

E: Установка показаний часов первого будильника
При нажатии кнопки S2 значение часов изменяется от 0 до 23. После установки часов необходимо нажать S1 для перехода в подменю F.

F: Установка показаний минут первого будильника
При нажатии кнопки S2 значение минут изменяется от 0 до 59. После установки минут необходимо нажать S1 для перехода в подменю С.

G: Включение\выключение второго будильника
По умолчанию будильник включен (ON). При нажатии кнопки S2 значение изменяется между ON (Вкл.) и OFF (Выкл.). После установки значения необходимо нажать S1 для перехода в следующее подменю. Если будильник выключен, то подменю H и I пропускаются и происходит выход из меню настроек.

H: Установка показаний часов второго будильника
При нажатии кнопки S2 значение часов изменяется от 0 до 23. После установки часов необходимо нажать S1 для перехода в подменю I.

I: Установка показаний минут второго будильника
При нажатии кнопки S2 значение минут изменяется от 0 до 59. После установки минут необходимо нажать S1 для выхода из меню настроек.

Коррекция секунд
В режиме ("МИНУТЫ:СЕКУНДЫ") необходимо удержать кнопку S2 для обнуления секунд. Далее коротким нажатием на кнопку S2 запустить отсчет секунд.

4. Общие впечатления от часов.

Плюсы:
+ Низкая цена
+ Легкая сборка, минимум деталей
+ Удовольствие от самостоятельной сборки
+ Достаточно низкая погрешность (у меня за сутки отстали на несколько секунд)


Минусы:
- После отключения питания не держит время
- Отсутствие какой либо документации, кроме схемы (данная статья частично решила этот минус)
- Прошивка в микроконтроллере защищена от считывания

5. Дополнительно:

1) На безграничных просторах интернета нашел инструкцияю к этим часам на английском языке и перевел ее на русский. Скачать ее можно

Всем доброго времени суток.

Сегодняшний обзор будет посвящен DIY набору, который представляет собой электронные часы с будильником (даже двумя будильниками) и часовым сигналом. Покупался данный набор на eBay и на сегодня, наверное, он является одним из самых простых и бюджетных конструкторов подобного плана.

Давно хотел себе что-то похожее, чтобы была возможность «убить» немного свободного времени, причем сделать это с практической пользой. Ну а поскольку жена давно просила у меня приобрести ей электронные часы на кухню, то выбор пал на самый бюджетный (пускай и не самый цельный) вариант. :) Вообще, таких наборов сейчас продается безмерное множество, что говорится, на любой вкус и цвет, но поскольку в мои планы не входили больше траты на кухонные часы - был приобретен самый дешевый вариант, имеющий кодовое обозначение C51. Посылка была отправлена с треком, движение по которому можно посмотреть .

Поставляется набор в небольшом целлофановом пакетике, который в моем случае был не только защелкнут на клипсу, но и запаян:) Должно быть это делается для того, чтобы во время пересылки он случайно не расстегнулся и мелкие детальки не высыпались из него.


В пакете находится инструкция и все необходимые комплектующие. Чтобы ночки экрана не загнулись - они были воткнуты в небольшой кусочек пенопласта. :) Идущая в комплекте инструкция представляет собой небольшой кусочек листика - половину стандартного А4 (он же А5) на одной стороне которого отпечатан список комплектных деталей.


А на другой стороне находится принципиальная электрическая схема наших часиков:


Остальное же содержимое пакетика выглядит примерно следующим образом:


Центральным элементом данной конструкции является микроконтроллер AT89C2051-24PC семейства MSC51, производитель - фирма ATMEL.
Основные характеристики AT89C2051-24PC:
- 2 Кбайта программной flash пямяти (1000 циклов записи);
- 128 х 8 бит внутренней оперативной памяти (RAM);
- 15 программируемые линии ввода/вывода;
- 2 16-битных таймера/счетчика;
- 6 источников прерываний;
- 2 уровня прерываний;
- параллельный интерфейс программирования;
- программируемый последовательный порт (UART);
- рабочая частота 0..24МГц;
- напряжение питания 5В±20%;
- диапазон температур -40..+85°С.


Назначение выводов AT89C2051-24PС можно посмотреть на следующей схеме:

Даташит по микроконтроллеру можно найти .

На плате четко обозначены контуру устанавливаемых деталей, а так же указано куда что вставлять и припаивать. Внешне плата смотрится очень прилично и никаких претензий к своему внешнему виду или качеству изготовления не вызывает.


Обратная сторона выглядит так:


В процессе сборки часов очень пригодилась подставка о которой я как-то рассказывал. Она отлично подошла под габариты платы. Так же понадобился кусочек бумажного скотча для фиксации вываливающихся из платы элементов (у половины толщина ножек оказалась гораздо меньше, чем диаметр соответствующих отверстий) :)


Собирать часы (устанавливать элементы на плату) можно в абсолютно любой последовательности, я же начал из одного из самых крупных узлов - панели крепления микроконтроллера. Затем были припаяны резисторы, конденсатор, кнопка S2 и панелька подключения питания (во время первой попытки не обратил внимание на расположение контактов и припаял ее задом на перед, потом пришлось перепаивать - потому пока что она криво припаяна:)) Промежуточный вариант выглядел так:


Потом настало время «пищалки» (она, кстати, очень громкая, сперва я оторвал наклейку, закрывающую отверстие «динамика», но потом вернул ее обратно, чтобы было потише), второй кнопки, конденсаторов.


В конце добавляем остальные недостающие элементы и, конечно же, экран.


После этого обнаруживаем, что разъем питания припаян не той стороной, перепаиваем его и подключаем часы к сети. Питаются они от любого источника тока 5 В, не важно что это будет - зарядное устройство от старого телефона или USB кабель. Часики бодренько засветились, а значит все собрано правильно.


В момент первого включения часов время на них 12.59, на 13.00 установлен первый будильник, а на 13.01 второй, так же активирован почасовой сигнал. Как я уже говорил, пищат они очень громко, так что во время срабатывания первого будильника не пугайтесь:) Размер платы 52*42 мм, размер экрана 52*20 мм, цифры светятся ярко, со считыванием данных проблем нет.

Все настройки часов осуществляются при помощи кнопок S1 И S2. Долгое нажатие кнопки S1 переводит часы в меню настроек, в котором 9 пунктов. Каждый пункт обозначен буквой алфавита, получается от А до I. Настройка значений осуществляется при помощи кнопки S2, так же она переключает режимы работы часов: часы/минуты и минуты/секунды.

Итак, пункт А - установка часов:


Пункт B - установка минут:


Пункт С - включение/отключение почасового сигнала, как я уже говорил, изначально он включен.


Пункт D - включение/отключение первого будильника:


Пункт E - установка часов первого будильника:


Пункт F - установка минут первого будильника:


Пункт G - включение/отключение второго будильника. Соответственно пункты H и I - установка часов/минут второго будильника.


Если будильники отключены, то вместо 9 пунктов меню остается только 4.


Как я уже говорил, кнопка S2 переключает режимы работы часов: часы/минуты и минуты/секунды. Режим часы/минуты:


Режим минуты/секунды:


В завершении хочу отметить, что набор оказался очень интересным и полезным. Сейчас часы собраны и ждут установки на кухню (пока еще думаю о том, что бы приспособить в качестве корпуса, хотя может и так оставлю:)). О точности хода часов так же рассуждать рано, но пока что расхождений особо не заметно. Основным минусом является то, что все установки сбрасываются сразу же после отключения часов от сети:(В остальном же все отлично:) Лично я покупкой остался очень доволен, сейчас присматриваю себе что-нибудь еще из товаров данной серии.

П.С. Как и в случае с машинкой на соленой воде, котик не смог пройти мимо и принимал активное участие в сборке и настройке данного набора:)


В принципе на этом все. Спасибо за внимание и потраченное время.

Электронные часы на микроконтроллере 80с51
(В этой короткой статье описывается конструкция простейших часов на микроконтроллере, с функцией независимого хранения времени, построенного на отдельной микросхеме)

Очень много лет никак не мог выложить материал по этим часам. Писать статью в полном объёме не представляется возможным из-за отсутствия времени. Поэтому выкладывается всё в форме как есть. А именно — схемы в формате PCAD, исходники программ для работы (можете смело экспериментировать, дописывать своё и т.п.) и фотографии того, что в итоге получилось. У меня в квартире работает три экземпляра таких часов (по одному в каждой комнате), на протяжении почти 9 лет никаких нареканий не замечено.
Итак внешний вид часов представлен на фотографии ниже.

Особенность работы этих часов полностью статическая индикация. Каждый 16-сегментный индикатор (можно естественно использовать 8 сегментный, был поставлен тот, который был в наличии) соединен с регистром, в котором защелкивается число, необходимое для отображения. В момент изменения времени — происходит перезапсиь регистра. За счёт этого было достигнуто ПОЛНОЕ отсутствие неприятнейшего мерцания чисел. Кому интересно, могу сказать, что надо это было сделать для того, что эти часы были когда-то составной частью лабораторного стенда на движущейся платформе, и, чтобы было возможно читать показания индикаторов пришлось полностью отказаться от динамической индикации. Индикаторы фирмы KingBright PSA08-11EWA, микроконтроллер фирмы Atmel 89с52-24PI. Микросхема часов фирмы Dallas Semiconductor DS1302. Кварцевый резонатор микроконтроллера использован на частоту 12 мГц, а для микросхемы часов стандартный 32768 кГц. Для часов потребуются ещё 4 тактовые кнопки и один транзистор BC847 (или аналогичный), для управления миганием секундной точки. Естественно ещё потребуется держатель для 3-х вольтовой батарейки микросхемы часов (такие ставят на материнских платах компьютеров. Схемы, исходники, печатные платы в формате PCAD качайте вот .
Программа для микроконтроллера писалась в интегрированной среде «Франклин» (или PROVIEW), скачать её можно вот по этой . На данный момент времени она очень сильно устарела, поэтому распространяется свободно.
Программирование контроллера осуществлялось в стандартном программаторе для LPT порта, которая была взята с сайта фирмы Atmel (http://www.atmel.com), сейчас ссылка находится где-то глубоко в архивной части этого сайта.
Если кого-то данное изделие заинтересовало, рекомендую попробовать собрать его с другими индикаторами (другого размера, цвета и т.п.) — сейчас их появилось превеликое множество. В моих часах — они красно-оранжевого цвета, предполагалось, что будут раздражать своим светом «в ночи», но оказалось самое оно. Плюс, после доработки программы, можно приспособить их для управления нагрузками аквариума или какой-либо другой техники. Свободных выводов на микроконтроллере осталось довольно много.
У кого нет микросхемы DS1302, можно собрать часы без неё, но для этого надо будет подкорректировать программу, чтобы не происходил опрос микросхемы часов каждые 24 часа.
сентябрь, 2011 г
Чубаров И.Ю. (Krolik) ([email protected])