Электронные часы сделай сам. Часы для улицы на светодиодах. Встроенный RC-генератор процессора

Соотношение емкости аккумуляторной батареи автомобиля, мощности генератора и мощности потребителей электроэнергии – определяет энергетический баланс бортовой сети . Энергетический баланс в большой степени зависит от частоты вращения коленчатого вала двигателя на холостом ходу, передаточного отношения генераторного привода и режима эксплуатации автомобиля.

Автомобильную можно сравнить с резервуаром, из которого все потребители черпают электроэнергию, которая постоянно должна пополняться от генератора. В том случае если потребление электроэнергии превышает ее поступление – происходит разряд аккумуляторной батареи.

Нормальный энергетический баланс — это когда потребление электроэнергии равно её поступлению. В основном к нарушению нормального энергетического баланса приводит подключение дополнительных потребителей электроэнергии или экстремальный режим эксплуатации автомобиля. Из выше сказанного можно сделать вывод, что наибольшее влияние на энергетический баланс оказывают условия эксплуатации автомобиля и суммарное потребление электроэнергии.

Возьмем, к примеру, дальний свет фар. Он используется в основном при движении автомобиля с большими скоростями на загородных дорогах, когда высокая частота вращения вала двигателя. В городских условиях, когда скорость автомобиля небольшая и двигатель работает на низких частотах и холостом ходу, дальний свет фар автомобиля не используется.

Такие потребители электроэнергии не создают проблем в виду того, что они используются в основном при высоких оборотах вала двигателя, когда генератор автомобиля обеспечивает как заряд аккумуляторной батареи так и питание потребителей энергии.

В приведенном примере суммарное действие всех факторов оказалось весьма благоприятным для энергетического баланса автомобиля.

Теперь рассмотрим другой пример – неблагоприятный.

В автомобиле включены противотуманные фары, наружное освещение автомобиля и обогрев заднего стекла салона. Такое бывает, например, когда туман. Данные потребители используются в автомобиле преимущественно при низкой частоте вращения вала двигателя. В таком режиме генератор не может отдавать полную мощность.

В этом примере факторы складываются неблагоприятным образом для энергетического баланса.

Функции блока управления бортовой сетью

До появления блока управления бортовой сетью, все его функции выполняли несколько отдельных блоков управления и реле. В современных автомобилях блок управления бортовой сетью, прежде всего, контролирует потребление электроэнергии различными потребителями. При всем этом, он следит за уровнем выходного напряжения на выводах АКБ . Если выходное напряжение аккумуляторной батареи снижается до определенного значения, блок управление увеличивает частоту вращения вала двигателя на холостом ходу, что способствует увеличению частоты вращения генератора и, следовательно, способствует восстановлению нормального состояния бортовой сети автомобиля.

Если перед блоком управления бортовой сетью возникает выбор — возможность пуска двигателя или работа потребителей энергии, то блок отключает на некоторое время потребителей.

Как правило, в автомобилях аккумуляторная батарея выполняет функции питания потребителей энергии и пуска двигателя. Это значит, что в любой ситуации все потребители электроэнергии питаются от одной батареи.

С течением времени число комплектующих компонентов в автомобиле увеличивается, повышаются требования к холодному пуску двигателя. По этой причине под вопросом оказалась надежность электроснабжения от одной батареи. Выход из положения – применение в автомобиле дополнительной батареи или применение двух батарей, которые работают на общую бортовую сеть.

Дополнительная батарея

На современных автомобилях – кемперах некоторые потребители (например: холодильник, автономный отопитель, приборы внутреннего освещения, аудио и видео техника и т.п.) подключены к отдельной сети. Питается эта сеть от собственной батареи.

В этом случае потребители электроэнергии не влияют на запас энергии, предназначенной для пуска двигателя.

Во время работы двигателя обе батареи подключены параллельно и получают зарядку от генератора. Когда двигатель останавливается, дополнительная батарея при помощи разделительного реле отключается от основной.

Бортовая сеть с двумя батареями

Существуют автомобили с 2 – батарейной бортовой сетью. У них одна батарея предназначена только для пуска двигателя, а все остальные потребители электроэнергии подключены ко второй батарее. Благодаря такому разделению функций, даже при полностью разряженной сетевой батарее, обеспечивается надежный пуск двигателя.

Мощности автомобильных потребителей электроэнергии

Основные потребители:

Система зажигания – 20Вт.

Система впрыска топлива – 50….70Вт.

Топливный насос – 50….70Вт.

Управление двигателем – 10Вт.

У автомобилей с разветвленной бортовой сетью при включении зажигания потребляется мощность до 240Вт (20А).

Длительные потребители:

Противотуманные фары – по 35….55Вт.

Автономный отопитель – 20….60Вт.

Габаритные огни – по 4Вт.

Аудиосистема – 10….15Вт.

Подсветка – по 2Вт.

Стеклоочиститель – 60….90Вт.

Фонари освещения номерного знака – по 5Вт.

Вентилятор системы охлаждения – 80….600Вт.

Стояночные огни – по 3….5Вт.

Вентилятор салона – 80Вт.

Фары ближнего света – по 45Вт.

Фары дальнего света – по 55Вт.

Обогреватель стекла – 120Вт.

Задние габаритные огни – по 5Вт.

Дополнительные фары – по 55Вт.

Кратковременные потребители:

Указатели поворота – по 21Вт.

Стартер – 800….3000Вт.

Сигналы торможения – по 21Вт.

Прикуриватель – 100Вт.

Фонари заднего хода – по 21….25Вт.

Звуковой сигнал 25….100Вт.

Дополнительные сигналы торможения – по 21Вт.

Свечи накаливания – по 100Вт.

Омыватель фар – 60Вт.

Электропривод антенны – 60Вт.

Стеклоподъемники – по 150Вт.

Еще в юности мне хотелось собрать электронные часы. Мне казалось, что собрать часы, это было вершиной мастерства. В итоге я собрал часы с календарем и будильником на серии К176. Сейчас они уже морально устарели и мне захотелось собрать что-нибудь более современное. После долгих поисков по интернету (никогда не думал, что мне так трудно угодить;)) понравилась эта схема. Отличие от приведенной схемы в том, что не используется редкая микросхема ТРIC6В595 , а ее составной и более мощный аналог на микросхемах 74HC595 и ULN2003 . Исправления в схеме приведены ниже.

Схема электронных LED часов бегущая строка

Автор схемы уважаемый ОLED , прошивка тоже его. Часы индицируют текущее время, год, месяц и день недели а также температуру на улице и внутри дома бегущей строкой. Имеют 9 независимых будильников. Имеется возможность подстройки (коррекции) хода +- минуту в сутки, выбор скорости бега строки, смена яркости свечения светодиодов, в зависимости от времени суток.

При пропадании электричества, часы питаются либо от ионистора (емкости 1 Фарад хватает на 4 суток хода), либо от батарейки. Кому что по душе, плата рассчитана на установку того и другого. Имеют очень удобное и понятное меню управления (все управления производится всего двумя кнопками). В часах использованы следующие детали (все детали в СМД корпусах):

Микроконтролер АтМЕГА 16А

-
Сдвиговый регистр 74HC595

-
Микросхема ULN2803 (восемь ключей Дарлингтона)

-
Датчики температуры DS18B20 (устанавливаются по желанию)

-
25 резисторов на 75 Ом (типономинала 0805)

-
3 резистора 4.7кОм

-
2 резистора 1.5 кОм

-
1 резистор 3.6 кОм

-
6 СМД конденсаторов емкостью 0.1 мкф

-
1 конденсатор на 220 мкф

-
Часовой кварц на частоту 32768 герц.

-
Матрицы3 штуки марки 23088-АSR 60х60 мм - общий катод

-
Бузер любой на 5 вольт.

Плата печатная электронных LED часов бегущая строка

Для жителей Украины подскажу, матрицы есть в магазине Луганского радиомаркета. Преимущества часов перед другими аналогичными устройствами это минимум деталей и высокая повторяемость. Светодиодные часы начинают работать сразу после прошивки, если конечно отсутствуют косяки в монтаже. Прошивается микроконтроллер внутрисхемно, для этого на плате предусмотрены специальные выводы. Я прошивал программой Понипрог. Скрины фьюзов для программ понипрог и AVR приведены ниже, также выложены файлы прошивки на украинском и русском языке, кому что роднее.

Если Вам не нужны датчики температуры, то их можно не устанавливать. Часы автоматически распознают подключение датчиков, и если один или оба датчика отсутствуют, то устройство просто перестаёт отображать температуру (если отсутствует один датчик, то не отображается температура на улице, если оба - то не отображается температура вообще).

Самодельный корпус для LED часов

Для демонстрации работы часов приведено видео, оно не высокого качества, поскольку снималось фотоаппаратом, но уж какое есть.

Видеоролик работы часов

Собрано уже четыре экземпляра данных часов, дарю каждый на день рождения родственникам. И всем они очень понравились. Если вам тоже захотелось собрать эти часы и у вас возникли вопросы, милости прошу на наш форум. С уважением, Войтович Сергей (Сергей-7 8 ).

Обсудить статью ЧАСЫ ЭЛЕКТРОННЫЕ СВЕТОДИОДНЫЕ