Будильник — несомненно, очень полезное устройство, без которого 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.
Однако, собранный своими руками будильник, помимо своей основной функции может приносить своему хозяину еще и эстетическое удовольствие. Все эти светодиодные цветные индикаторы, замысловатые формы… Особенно это касается продвинутых часов на газоразрядных индикаторах, но об этом в другой раз.
В этой онлайн-инструкции мы будем собирать светодиодный будильник на микроконтроллере STM32. 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.
Для питания будильника потребуется три батарейки AA (пальчиковые).
Набор предназначен для тех, кто только знакомится с пайкой. Компоненты устанавливаются сквозным монтажом на печатную плату.
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:
Ещё наборы!
В RobotClass есть ещё много интересных наборов, которые помогут освоиться в мире электроники:
Состав набора
- печатная плата — 1шт;
- резистор 1 кОм (R1) — 1шт;
- резисторная сборка 1 кОм (RN1) — 1шт;
- конденсатор 22 пФ (22) (C1,C2) — 2шт;
- стабилизатор напряжения 78L33 (U1) — 1шт;
- микроконтроллер STM32 с сокетом (U2) — 1шт;
- микросхема регистра 595 с сокетом (U3) — 1шт;
- кварцевый резонатор (X1) — 1шт;
- транзистор биполярный 2N2222 (Q1) — 1шт;
- динамик (BUZZER1) — 1шт;
- кнопка тактовая (KEY1,KEY2) — 2шт;
- семисегментный индикатор — 1шт;
- разъём питания (J1) — 1шт;
- держатель для трёх батареек АА (пальчиковых) — 1шт.
Сборка устройства
Резисторы
Начинаем монтаж с установки одного единственного резистора R1 с номиналом 1 кОм.
У резисторов нет полярности, вставляем их любой стороной.
Ножки выводных элементов легко гнутся рукой. Загибаем их заранее так, чтобы они идеально вставали на своё место.
Конденсаторы
Припаиваем два керамических конденсатора C1 и C2 на 22 пФ.
Ставим любой стороной — они неполярные.
Кварцевый резонатор
Очередь кварцевого резонатора X1. У него нет полярности, ставим любой стороной.
Важно, чтобы под корпусом резонатора не оставалось флюса, любое загрязнение может вызвать дополнительную неточность хода часов.
Кнопки
У кнопок KEY1 и KEY2 нет полярности, ставим их любой стороной.
Транзистор
Настала очередь биполярного транзистора Q1. Аккуратно ставим транзистор на посадочное место и пропаиваем друг за другом все три ножки.
В наборе есть ещё один прибор, который выглядит точно также — микросхема стабилизатора напряжения — U1. Важно их не перепутать. На корпусе транзистора написано: 2222A.
Стабилизатор напряжения
Стабилизатор U1 похож на транзистор. На корпусе стабилизатора написано 78L33.
При установке детали следуем тем же принципам, что и в случае транзистора.
Микросхемы
Припаиваем сокеты для микросхем U2 и U3. У микросхем есть ключ в виде выемки с торца или точки на верхней поверхности, который необходимо совместить с соответствующим ключом на посадочном месте.
Сначала припаяем сокеты, а потом вставим туда микросхемы.
Резисторная сборка
Припаиваем сборку RN1 так, чтобы жирная точка на корпусе оказалась ближе к надписи RN1.
Динамик
Припаиваем динамик SPK1. У него есть полярность. Положительный контакт отмечен плюсиком на корпусе. Вставляем динамик так, чтобы плюсовой контакт попал в соответствующее отверстие на плате.
Клемма питания
Эта винтовая клемма J1 имеет мощные контакты, для пайки которых рекомендуем поднять температуру паяльника до 400 градусов. Вставим её на место и подольше прогреваем контакты чтобы припой хорошенько смочил место пайки.
Семисегментный индикатор
Наконец, устанавливаем семисегментный индикатор. Припаиваем его в таком положении, чтобы точки на индикаторе смотрели вниз платы.
С пайкой закончили!
Установка микросхем
Вставляем в сокеты микросхемы U2 и U3.
U2 — это микроконтроллер в виде DIP микросхемы. Вставляем его на своё место как на картинке.
U3 — это сдвиговый регистр. Вставляем его так, чтобы выемка на корпусе микросхемы совпадала с выемкой на сокете.
Как работает?
Ключевым элементом схемы устройства является микроконтроллер STM32. Именно он осуществляет отсчёт времени и работу дополнительных функций.
Микросхема сдвигового регистра необходима для работы индикатора. Использование регистра позволяет сэкономить контакты микроконтроллера, ведь ему нужно управлять каждым из 30 светодиодов индикатора.
Стабилизатор напряжения понижает входное напряжение до 3.3 В, которые необходимы для работы микроконтроллера.
Транзистор служит для усиления сигнала на динамике, чтобы он издавал громкий звук. Это ведь будильник!
Кнопки нужны для настройки часов.
Инструкция
Переход в режим настройки и переход между разными настройками осуществляется при помощи кнопки KEY2. Изменение настроек — кнопкой KEY1.
Настройки идут друг за другом в следующем порядке:
- часы (левые две цифры);
- минуты (правые две цифры);
- часы будильника;
- минуты будильника;
- включение/выключение будильника (функция F1);
- яркость индикатора (функция F2).
Принципиальная схема
