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.
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 китайском микроконтроллере STC15W404AS. 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 можно использовать любой зарядник от телефона с выходом 5В. В наборе есть кабель с USB-разъёмом.
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:
1. Резисторы
Начинать монтаж платы удобнее с самых мелких элементов, поэтому сначала припаяем выводные резисторы. Загибаем ножки резистора под углом 90 градусов и втыкаем его в отверстия на плате, до упора.
Чтобы разобраться с номиналами резисторов можно использовать их цветовую маркировку. Но проще воспользоваться омметром (в составе мультиметра) и измерить сопротивление всех резисторов.
Всего в комплекте 2 номинала:
- R1..R8 — 330 Ом;
- R9..R13 — 10 кОм.
Припаиваем первую группу из 8 штук:
Затем резисторы на 10 кОм.
После монтажа каждой группы компонентов, на обратной стороне платы откусываем лишние хвосты, чтобы они не мешались.
2. Конденсаторы и кварцевый резонатор
Кварцевый резонатор Y1 на 32788 Гц нужен для точного хода часов. У него нет полярности, припаиваем любой стороной.
Керамические конденсаторы C4 и C5 на 22 пФ размещаются прямо под ним. У них тоже нет полярности.
Остаётся конденсатор C1 — его место чуть правее.
3. Держатель литиевой батарейки
Справа платы имеется место для держателя элемента питания. Он массивен, поэтому нужно будет хорошенько прогреть каждый контакт, чтобы припой полностью расплавился и красиво лёг.
4. Сокеты для микросхем
На плате имеются две микросхемы, отмеченные как U1 и U2. Первая — микроконтроллер STS15W404AS, а вторая — часы реального времени DS1302. Припаиваем в соответствующие позиции сокеты для этих микросхем.
С торца сокета есть ключ в виде выемки, он должен совпадать с таким же ключом на плате.
5. Транзисторы
Четыре транзистора: Q1, Q2, Q3 и Q4 припаиваем согласно отметкам. Плоская часть корпуса транзистора должна совпадать с прямой стороной отметки на плате.
6. Тактовые кнопки
Две кнопки S1 и S2 отвечают за настройку часов и переключение режимов. Массивные контакты корпуса кнопок следует хорошенько прогреть.
7. Зуммер
Какой будильник без звука! Припаиваем зуммер на место LS1. У него есть полярность! Плюсовой контакт зуммера должен попасть в отверстие на плате, также отмеченное плюсиком.
8. Разъём питания
Будильник питается напряжением 5 Вольт через разъём 5.5/2.1 на его боковой части. Припаиваем его на место JK1.
9. Датчики
В состав будильник входят два датчика: температуры и света. В качестве первого используется обычный терморезистор на 10 кОм (R17), а в качестве второго — фоторезистор 5516 (R16). У них нет полярности.
Припаиваем их на небольшом удалении от платы, примерно, 10 мм.
10. Семисегментные индикаторы
Второй по важности элемент — светодиодные семисегментные индикаторы. Вставляем так, чтобы у первого, второго и четвёртого индикатора точка оказалась снизу. А вот у третьего — сверху! Это важно, делаем именно так.
Для правильной ориентации платы, положим её перед собой так, чтобы кнопки оказались справа.
Аккуратно пропаиваем все ножки.
11. Микросхемы и батарейка
Наконец, устанавливаем микросхемы. Ранее мы уже припаяли к плате сокеты для них, поэтому осталось только правильно их вставить.
Ключ микросхемы должен совпасть с ключом на сокете и с ключом на плате. Вставляем аккуратно, следим чтобы не загнулись ножки.
Следом вставляем литиевую батарейку. Она нужна для того, чтобы часы шли даже при отсутствии основного питания будильника.
12. Проверка работосопособности
Для первого запуска будильника необходимо произвести сброс. Для этого подаём питание 5 Вольт и нажимаем одновременно обе кнопки на 5 секунд. В результате на часах появится число 7:59. Ещё через 5 секунд появится 8:00, пикнет зуммер и отобразится значение температуры воздуха и текущая дата.
Если этого не произошло, внимательно проверяем все элементы и качество пайки. Если же всё правильно, переходим к заключительному этапу.
13. Последние приготовления
Чисто из эстетических соображений, наклеиваем на индикаторы затемняющую плёнку.
Сначала снимаем защитную плёнку с самих индикаторов. Затем наклеиваем на них плёнку и подрезаем лишнее с боков.
Вставляем будильник в корпус так, чтобы датчики попали в соответствующие полости.
Готово!
Инструкция по использованию
Для того чтобы начать пользоваться любым будильником, нам нужно его настроить. Назовём верхнюю кнопку «Ф» от функция, а нижнюю «+«.
Установка часов и минут
Для установки часов нажмём кнопку Ф. Цифры часов начнут мигать. Нажимаем кнопку + нужное количество раз для установки требуемого значения.
Затем ещё раз жмём Ф и точно также устанавливаем нужное значение минут.
Установка часов и минут будильника
Если мы еще раз нажмём на кнопку Ф, то на индикаторе появится текущее значение часов будильника. Жмём + для установки нужного часа.
Еще раз жмём Ф и настраиваем минуты будильника.
Как понять, что будильник активен?
Еще раз нажмём на кнопку Ф (уже пятый раз). Цифры на дисплее останутся те же, но светящаяся точка в последнем разряде покажет активность будильника. Нажатия на кнопку + будут переключать работу будильника: если точка горит, значит будильник активен, если не горит — будильник отключен.
Почасовой сигнал
Эта функция позволяет настроить период времени, в течение которого часы будут каждый час издавать сигнал.
Нажимаем кнопку Ф (седьмой раз), разряды часов начнут мигать. Нажимаем кнопку + для установки времени начала работы функции. Например, число 9.
Снова нажимаем на кнопку Ф, начнут мигать разряды минут. Теперь устанавливаем время завершения работы функции, например, число 23. Таким образом, будильник будет издавать почасовой сигнал только с 9 до 23, и не беспокоить нас ночью.
Чтобы включить или отключить эту функцию, нажмите ещё раз Ф. Цифры на дисплее при этом останутся те же, но светящаяся точка в разряде 3 (точка сверху) покажет активность этой функции. Нажатия на кнопку + будут переключать работу функции: если точка горит, значит функция активна, если не горит — не активна.
Нажмём кнопку Ф в последний раз, это завершит настройку часов.
Настройка температуры
В обычном режиме нажмём кнопку + и на индикаторе отобразится текущая комнатная температура. Нажимаем кнопку Ф для корректировки значения температуры согласно доверенному измерителю. По завершении настройки и для завершения коррекции температуры нажмём кнопку +.
Установка даты
После настройки температуры нажмём кнопку Ф. На индикаторе будильника начнут мигать цифры месяца. Устанавливаем нужное значение кнопкой +.
Нажмём кнопку Ф еще раз. Теперь будут мигать цифры дней. Также настроим их кнопкой +.
Ещё раз нажмём Ф и будильник перейдёт в режим настройки дня недели. Будет мигать цифра дня недели. Устанавливаем нужное значение кнопкой +. Нажимаем кнопку Ф еще раз, чтобы подтвердить настройку недели.
Наконец, нажимаем кнопку + для завершения настройки.
