Будильник — несомненно, очень полезное устройство, без которого среднестатистическому человеку очень сложно проснуться в нужное время. Ещё 20 лет назад и часы и будильник были отдельными устройствами, которые 90% своей техножизни стояли в одном месте и служили одной цели. В наше же время, функцию часов и будильника взял на себя смартфон.
В этой онлайн-инструкции мы будем собирать светодиодный будильник на китайском микроконтроллере STC15W408AS. Он уже запрограммирован, поэтому нам нужно только правильно спаять все компоненты, подать питание и будильник заработает. В качестве индикаторов в данном устройстве применяются семисегментные светодиодные индикаторы и 3мм светодиоды синего цвета показывающие секундный круг размещенные по кругу будильника.
Для питания будильника используется кабель Micro-USB. Он идет в комплекте.
Выводные элементы
Радиодеталь называют выводной если она крепится к печатной плате путём установки её контактов в отверстия и дальнейшего их припаивания (или с помощью накрутки). А процесс сборки плат с такими деталями называют сквозным монтажом, или на английском: THT — Through-hole Technology.
На заре электроники все радиодетали были выводными. Сейчас же такой способ монтажа применяется в основном для силовых элементов, которые работают с большими значениями напряжения и силы тока. В наше время вся электроника собирается поверхностным монтажом с помощью SMD элементов — это компактнее и дешевле в масштабах промышленного производства.
Но выводной монтаж всё ещё широко распространён среди DIY-энтузиастов. Ведь чтобы создать прототип устройства на макетной плате потребуется соединить различные модули, радиодетали и контроллеры, которые часто снабжены или штырьками или отверстиями под них.
А ещё сквозной монтаж отлично подходит для получения навыков пайки. И перед тем, как переходить к более сложным платам с SMD радиодеталями, следует обязательно научиться паять выводные платы! В этой инструкции мы покажем как собрать простой индикатор шума, схема которого состоит исключительно из выводных деталей.
Подготовка к работе
Для сборки устройства понадобится паяльник, немного припоя и флюс, жидкий или гелевый. Если чего-то не хватает, вы можете приобрести это у нас в магазине RobotClass:
Сборка
В комплекте используются компоненты SMD-формата для пайки всей «умной» части и выводные элементы для светодиодов и цифрового индикатора.
1. Резисторы
Для удобства сборки начнем пайку с самых простых элементов платы — резисторов. Все резисторы в комплекте имеют формат 0805 и маркировку в которой указан их номинал. Определить его можно двумя способами: воспользоваться омметром — не очень удобно из-за размеров элементов, или прочитать код указанный на элементе и ввести его в SMD-калькулятор резисторов.
Всего в комплекте 5 номиналов:
- R1-R8 — 470 Ом (код 471)
- R9 — 15 Ом (код 150)
- R10, R11, R14, R15 — 10 кОм (код 103)
- R12 — 100 кОм (код 104)
- R13 — 200 кОм (код 204)
Также в наборе есть еще один компонент черного очень похожий на резистор, но не имеющий маркировки — это термодатчик, к нему мы придем позже…
Далее будет показан порядок сборки набора с отображением компонентов и их постепенным монтажом на плату.
10 кОм
100 кОм
200 кОм
15 Ом
470 Ом
2. Загадочный безымянный компонент…
Мы долго думали что же это такое так что вам не придется! 🙂
Выяснилось что это термодатчик формата SMD 0805. Ничем не отличается от обычного резистора кроме отсутствия маркировки а с ней и каких-либо наводок чем же этот элемент может являться.
3. Транзистор
В наборе имеется только один SMD-транзистор на плате он указан как компонент Q1
4. Конденсаторы
Конденсаторы в наборе представлены только двумя номиналами:
- 5 пикофарад
- 10 микрофарад
5. Диод
Диод в наборе только один. Главное с ним — не перепутать полярность!!!
Обратите внимание на то, с какой стороны находится черная полоса на элементе!
6. Кнопки
На плате предусмотрено две кнопки для управления будильником. Сейчас займемся их монтажом.
7. Модуль часов
Обратите внимание на то как расположена точка на чипе относительно других элементов на плате!
8. Контроллер
Обратите внимание на то как расположена точка на чипе относительно других элементов на плате!
9. Micro-USB разъем.
С его помощью осуществляется питание будильника, Кабель идет в комплекте.
10. Отсек для батареи.
Батарейка нужна модулю часов для продолжения отсчета времени даже в том случае если будильник отключен от питания.
(Да, я с ним поторопился и припаял раньше времени)
11. Динамик
Сигнальная пищалка которая отличает простые часы показывающие время от будильника который поднимает вас на учебу\работу.
Полярность при пайке не имеет значения.
Расположение пищалки на плате.
12. Кварц
Этот небольшой элемент с определенной частотой создает для контроллера колебания тактирующие его работу.
13. Датчик света
14. Индикатор
Будьте внимательны при размещении индикатора в предназначенные для него отверстия! Точки под цифрами на индикаторе должны быть с той же стороны что и на плате.
15. Светодиодный циферблат.
На этом циферблате будет по кругу бегать светящаяся точка отображающая секунды.
Самое важное на этом этапе — быть очень внимательным и правильно установить а потом спаять светодиоды.
Я и сам часто путаюсь в анодах и катодах на светодиоде, так что для удобства оставлю эту схему здесь:
Нам необходимо чтобы диод размещался на круге вот так: анодом (положительный контакт, длинная нога) — наружу, катодом (отрицательный контакт, короткая нога) — вовнутрь.
Рекомендую сначала расставить все светодиоды по местам, а затем припаять у них только одну ногу чтобы они не выпадали из своих площадок. Затем прижать светодиод пальцем к плате и расплавить уже нанесенный припой. Светодиод станет прилегать к плате более ровно, но как только припой застынет, элемент уже будет надежно зафиксирован на своем месте. Так повторить со всеми светодиодами в круге. Затем припаять вторую ногу светодиода и удалить лишние части контактов кусачками.
После пайки всех диодов плата должна выглядеть примерно так:
16. Финальная сборка
Внимание! Перед тем как приступать к этому этапу рекомендуется убедиться что вся плата собрана правильно и все работает исправно. Подключите кабель питания к будильнику, убедитесь что на циферблате зажжен только один светодиод и он перемещается по часовой стрелке. Индикатор должен корректно отображать цифры, а кнопки реагировать на нажатие.
Если на циферблате горит сразу несколько светодиодов но при этом огонек все равно перемещается по кругу — внимательно проверьте, не включается ли какой-либо из светодиодов. Скорее всего, он был припаян неправильно.
С первого раза или нет — вы молодец! Переходим к этапу который придаст нашему будильнику завершенный вид.
К этому моменту из всего набора у нас должна остаться только собранная плата, акриловые панельки, несколько винтов с гайками и пластиковые проставки.
17. Настройка
Нажмите кнопку S1 для отображения даты, недели и года.
Нажмите кнопку S2 для отображения температуры, будильника, минут и секунд.
Нажмите S1 и S2 одновременно для переключения стиля отображения светодиодного циферблата.
Нажмите и удерживайте кнопки S1 и S2 одновременно более пяти секунд, для входа в режим настройки. На дисплее должно отобразиться «Fu-1», что означает функцию 1. Используйте кнопку S1 для переключения между номерами каждой функции. Используйте кнопку S2 для входа в соответствующую функцию, ниже приводится описание каждой функции.
Fu-1: Установка времени. Нажмите S1 чтобы изменить значение мигающего сегмента. Нажмите S2, чтобы перейти к следующей позиции. После перехода к последней позиции снова нажмите S2 чтобы сохранить установленное время.
Fu-2: Установка даты. Используйте клавишу S2 для переключения между месяцем, днём и годом. После переключения на год, дисплей отображает «20XX». При этом последние две цифры будут мигать. После изменения года снова нажмите S2, чтобы сохранить настройки.
Fu-3: Установка будильника. Обратите внимание, что часы будильника можно установить на «24», когда он установлен на «24» и сохранен — это значит что будильник выключен.
Fu-4: Установка режима отображения информации и настойка яркости дисплея. После входа в режим Fu-4, первая цифра индикатора отобразит букву «I». Вторая цифра при этом отвечает за режим отображения:
- 0 — отображать только время;
- 1 — отображать время и температуру в течение нескольких секунд на регулярной основе;
- 2 — отображать время, регулярно отображать дату и температуру;
- 3 — отображать только температуру.
Последние две цифры индикатора отражают значение яркости дисплея. Если вместо цифр горит буква «A», значит включен режим автоматической настройки яркости, в зависимости от внешнего освещения.
Настройка погрешности термометра
Настройте режим отображения — 3, сохраните его и выйдите из настроек — на дисплее будет отображаться температура. Затем нажмите кнопки S1 и S2, затем один раз кнопку S1 или S2. Появится значение текущей дельты коррекции температуры. Нажмите S1 и S2 для настройки нужной коррекции.
Обратите внимание, что значение коррекции может быть отрицательным. Через некоторое время будильник сам выйдет из настроек погрешности и можно будет включить нужный режим отображения.
Fu-5: Установка мелодии будильника. Вторая цифра дисплея показывает номер мелодии, а последние две цифры — громкость.
Огонь инструкция!
Здравствуйте.
Датчик освещённости регулирует светимость только цифрового индикатора или или и «секундных» светодиодов тоже? Если нет этой информации, то как можно получить принципиальную схему часов?
Добрый вечер! Коллеги, собрал коточасы, но. Включается, работают несколько секунд (6-7), и выключаются. На конопки после не реагируют (пока работают, реагируют). Впечатление, что пропадает питание. Припаял просто + и -, тоже самое. Куда копать? С лупой пробедался по местам пайки, вроде везде пропаяно.
Приветствую! На вскидку можно предположить, что какой-то элемент перегревается до потери сознания. Потрогайте микросхемы, транзистор.
Проверьте правильно ли установлена микросхема RTC — ключ должен соответствовать маркировке на плате.
«Работают» — показывают цифры и отбивают секунды?
День добрый, собрал данный набор (пайкой и схемами занимаюсь в первый раз). После первого запуска и стойкого запаха паленого я их выключил и нашел пару замыкающих мест (разъем usb и ножки на основном чипе), исправив эти косяки часы при подключении питания запускаются, но секунд через 5 на циферблате появляются поперечные сегменты, кроме этого мерзко и тихо потрескивает спикер и греется разъем usb. Подскажите пожалуйста, на что обратить внимание при поиске проблемы.
Вероятно, что-то по-прежнему замкнуто. Похоже на то, что со временем какой-то элемент перегревается и выходит из рабочего режима.
Надеюсь, вы не использовали паяльную кислоту при пайке. Такое встречается.
Проверьте тщательно все контакты. Можно мультиметром пробежаться и прощупать все ноги на предмет замыкания.
Собрал, секундный круг работает и переключается в разные режимы, красиво! Но! Часы не ввести в режимы настройки. Кнопки S1 и S2 одинаково переключают между режимами Fu 1-Fu5, цифра режима при этом все время мигает. В чем может быть проблема, может инструкция по настройке неверно написана? Прошу подсказать. Спасибо
Собрал, вроде бы работают, только в режиме отображения часов, месяц год и температура, вместо температуры чёрточка 3 чёрточка. Кнопкой температура отображается. Изначально одна крайняя нога многоногой мс не припаялась. И ещё запасной элемент вида терморезистора остался, не звонится мегаомами и конденсатором.
датчик света не пашет, яркость регулируется только у цифр, синие светодиоды по кругу не регулируются (хотя общим питанием или у мс наверно есть шанс убавить). Цифра в чёрточках это день недели. В инструкции такого нет, ещё отсутствовал кондёр по 5и вольтам, со сгоревшего бп 100нан подошёл, а в русском перечне уже 10 мкф нарисовали. По настройкам чего-то ещё недоговорили
Спасибо! Отличный набор. Желательно прикладывать схему к комплектам, с её помощью удалось исправить пару косячков, но пришлось потратить некоторое время на поиски в интернете.