Недельный таймер на микроконтроллере. Конкурс на лучшую конструкцию на микроконтроллерах

Картинка от Novelty Kitchen Timers

В радиолюбительской практике частенько необходим таймер: засветка фоторезиста, выдержка после накатки, после засветки, варка пельменей, яиц (у меня частенько вся вода выкипает). Варианты из Google мне не подошли. Мне захотелось сделать таймер, в котором было бы 12 кнопок и 4-разрядный LED индикатор - я использовал красный, чтобы не засвечивать фоторезист. Для данной конструкции я применил давно лежащий в закромах микроконтроллер ATMEL AT89C2051. Питание от одного аккумулятора.

И вот конструкция готова. Встречайте: брутальный таймер радиолюбителя с временем выдержки от 1 секунды до 100 минут и шагом в 1 секунду или от 1 минуты до 100 часов с шагом 1 минута.

Около 10 лет назад я разработал таймер на ЖКИ и дешевом микроконтроллере PIC12C508 (журнал Радио № 5, 2004 г.). Всем он хорош, с тех пор даже батарейки не разу не менял. Разве что подсветки нет и кнопки в той конструкции были тактовые, заедают. И решил я не апгрейдить старую разработку, а сделать новую.

В программе используется прерывание от TIMER0, который включён в режим «2», т.е. в режим 8-битного таймера с автозагрузкой. В прерывании таймера, выключаются катоды индикатора и засылаются данные в последовательный порт, для вывода очередного разряда индикатора.
После того как передача будет окончена, вызывается прерывание последовательного порта, в котором включается соответствующий катод индикатора и происходит опрос клавиатуры.

Программа занимает чуть больше одного килобайта, написана в среде KEIL. Исходный текст и файл прошивки прилагается.

Если при включении таймера держать нажатой кнопку "1", то таймер моргнёт двумя крайними точками и включится в режим отсчёта времени в часах и минутах. Т.е. установка времени 01.00 уже будет означать 1час. Надо только учитывать что при питании от одного аккумулятора, его заряда хватит максимум на 10 часов, из этого следует что для длительных выдержек надо питать таймер или от более мощных аккумуляторов или от сети.

Так как моя конструкция была собрана на кнопках с датчиками Холла, то схему подключения механических кнопок и индикатора с общим анодом я не проверял. Если возникнут проблемы при реализации, пишите, помогу.

Фото собранного таймера.

Вид сзади с вырезом для аккумулятора, данный корпус без батарейного отсека.

Видео

Небольшое видео, на нём индикатор всячески перемигивает - это биение развертки фотоаппарата и динамической индикации, глазами это не видно, время обновления индикатора 20 ms.
Видео с таким разрешением, потому что дом загородом и Интернет 3G.

Файлы

Исходный текст в среде KEIL и файл прошивки для индикаторов с общим катодом и общим анодом.
▼ 🕗 05/04/14 ⚖️ 7,15 Kb ⇣ 27 Здравствуй, читатель! Меня зовут Игорь, мне 45, я сибиряк и заядлый электронщик-любитель. Я придумал, создал и содержу этот замечательный сайт с 2006 года.
Уже более 10 лет наш журнал существует только на мои средства.

Хорош! Халява кончилась. Хочешь файлы и полезные статьи - помоги мне!

Таймер предназначен для однократного или периодического включения нагрузки постоянного тока напряжением от 8 до 12V, силой тока не более 1А. Таймер питается от того же источника питания, что и нагрузка. Время задается установкой перемычки, и может быть 5 минут, 10 минут, 20 минут или 40 минут.

Можно выбрать, установкой другой перемычки, один из режимов, - разовое включение или периодическое. В первом случае, нагрузка включается спустя заданное время. И остается включенной пока есть питание. Во втором режиме, нагрузка включается и выключается периодически, - включается спустя заданное время, затем выключается еще через такое же время. И это циклически повторяется.

Запуск таймера производится кнопкой. Отсчет времени начинается с момента отпускания этой кнопки. Источником тактовых импульсов служит мигающий светодиод. От частоты его мигания зависят временные интервалы. Имеющийся у автора светодиод мигал с частотой около 1,7 Гц.

При этом временные интервалы в 40, 20, 10 и 5 минут указаны приближенно, на деле они на несколько секунд меньше. Поэтому, применять этот таймер там, где нужно строгое и точное соблюдение временных интерва-лов не имеет смысла. Он годится только там, где слишком большой точности не требуется, например, в различных военно-спортивных играх.

Принципиальная схема

В основе схемы лежит микросхема CD4040 (аналог К561ИЕ20), - двоичный счетчик на 12 разрядов. Источником тактовых импульсов служит мигающий светодиод HL1. Перемычка Л служит для выбора временного интервала (на схеме показана в положении «40 минут»). Перемычка J2 служит для выбора режима (на схеме показана в положении однократного включения нагрузки).

Рис. 1. Принципиальная схема таймера (реле времени) для управления низковольной нагрузкой с током до 1А.

После обнуления счетчика D1 на всех его выходах логические нули. И нулевое напряжение через перемычку Л поступает на затвор полевого транзистора VT1, коммутирующего нагрузки. Поэтому он закрыт и на нагрузку ток не поступает.

В указанном на схеме положении, через перемычку J2 и резистор R2 подается ток на мигающий светодиод с выхода микросхемы D1. Светодиод HL1 мигает, создавая импульсы тока и напряжения по цепи своего питания. Импульсы напряжения через цепочку R3-C1 поступают на вход счетчика. После отпускания кнопки S1 счетчик начинает считать эти импульсы.

Спустя заданное время, логическая единица возникает на том выходе счетчика, с которым соединена перемычка Л. При этом, напряжение поступает на затвор полевого транзистора VT1 и он открывается. А через J2 напряжение высокого логического урвня поступает на мигающий светодиод HL1, и ток через него прекращается, - он больше не мигает и не генерирует импульсы.

Схема останавливается на этом. Но, если перемычка J2 будет в нижнем, по схеме, положении, то резистор R2 будет соединен не с выходом счетчика, а с общим минусом питания. Поэтому, счетчик продолжит работать. И спустя еще такое же время, на выходе счетчика, соединенном с перемычкой J1 возникнет логический ноль. И транзистор VT1 закроется, отключив нагрузку. И это будет повторяться циклически.

Детали и печатная плата

Вместо указанного на схеме светодиода можно применить любой одноцветный мигающий светодиод, однако нужно учесть, что у него частота мигания может быть другой, и, соответственно, временные интервалы тоже получатся другими. В качестве основы для перемычек используется панелька под 14-ти выводную микросхему. Два контакта из неё удалены.

Рис. 2. Печатная плата для схемы таймера.

Четыре контакта работают для перемычки J2, и восемь контактов - для перемычки J1. Монтаж выполнен на печатной плате, на рисунке показанной схематически. Питание может быть от 5 до 15V.

Гордеев И. РК-2017-05.

Таймер на ATmega8 простой, небольшая схема, на часовом кварце

Описание управления.

Если в работе осталось меньше десяти часов, ведущий нуль убирается, если осталось меньше часа, на индикатор выводятся ММ:СС, при настройке таймера формат времени ЧЧ:ММ.
Когда осталось меньше 20 секунд, на сигнальный вывод (РС4) подаются импульсы с периодом 0,5с.
при нажатии кнопки SW4 во время работы таймера останавливает полностью счет, последующие нажатия по очереди восстановляют предыдущую настройку или обнуляют таймер

Если джампер Jmp1 замкнут, то при появлении питания, таймер продолжает отсчет. Если разомкнут, то отсчет пока питания нет, не идет (пауза). При резервном питании, индикация отсутствует. Точка около единиц часов мигает.
При нажатии на кнопку СБРОС таймер отключает нагрузку, останавливается и обнуляется, при еще одном нажатии восстанавливается предыдущая настройка. Точка мигает только когда идет счет.

точки индикатора:

Не мигают: таймер остановлен
- мигает средняя - таймер запущен

Индикаторы ОА .

Автор проекта VasylYE найти его можно здесь http://elektron.ucoz.ru/forum/

ТАЙМЕР НА МИКРОКОНТРОЛЁРЕ

В интернете, журнале "Радио", а также других изданиях радио технической направленности, было опубликовано немало описаний устройств, предназначенных для отсчёта временных интерва­лов, иначе называемых таймерами. Сложность их схем варьиру­ется от простых, с времязадающими RC -цепями, до сложных на цифровых интегральных микросхемах с кварцевым генерато­ром. В последнее время появились разработки конструкций тай­меров на микроконтроллерах. Продолжая эту тему, я пред­лагаю ещё одну конструкцию, автора С.РЫЧИХИН, из г.Первоуральск, выполненную на микроконтрол­лере, в которой отсутствует кварцевый резонатор

Таймер предназначен для использо­вания в быту, например на кухне. Интервал изменения выдержек време­ни - от 1 до 100 мин при дискретности 1 мин. Схема устройства показана на рис. 1 .

В нём отсутствует кварцевый резонатор, а для формирования такто­вого сигнала использован RC -генератор, входящий в состав микроконтрол­лера. Стабильности частоты этого гене­ратора вполне достаточно для такого таймера. Кроме того, для повышения точности отсчёта реализована возмож­ность коррекции скорости счёта тайме­ра. По окончании заранее установлен­ного временного интервала таймер подаст звуковой сигнал и через опреде­лённое время перейдёт в "спящий" режим ( Power Down ), при котором энер­гопотребление мало (потребляемый ток - около 1 мкА), поэтому выключа­теля питания в устройстве нет В качестве устройства ввода инфор­мации в микроконтроллер применён энкодер (валкодер) S 1 . Для вывода ин­формации предназначен четырёхраз­рядный светодиодный индикатор HG 1, работающий в режиме динамической индикации. Его элементы (катоды светодиодов) подключены к линиям порта РВО-РВ7 микроконтроллера, а тран­зисторы VT 1 - VT 4 управляются сигна­лами с линий PDO , PD 1 , PD 4, PD 6 и подают питание на разряды индикато­ра. Сигнал окончания временного ин­тервала поступает с линии порта PD 5 на транзистор VT 5, который подаёт питающее напряжение на акустический сигнализатор НА1 со встроенным гене­ратором. Элементы R 1, VD 1, С1 фор­мируют сигнал обнуления микроконт­роллера.

После подачи питающего напряже­ния или кратковременного нажатия на кнопку SB 2 "Установка" ("Уст.") на индикатор в течение 1,5 с выводится визуальный эффект "бегущий огонь". После чего таймер переходит в режим установки выдержки времени. Враще­нием ручки энкодера устанавливают нужное число минут и нажимают на кнопку SB 1 "Пуск" - отсчёт времени начался. На индикаторе отображается оставшееся время в минутах и секун­дах. По окончании времени выдержки на индикатор выводятся мигающие символы "- 0 -" и звучит прерывистый звуковой сигнал. Приблизительно че­рез минуту таймер выключится сам - микроконтроллер перейдёт в "спящий" режим. Приостановить работу таймера можно, нажав на кнопку SB 2 "Уст.", и он перейдёт в режим установки времени. Если не нажимать на кнопки и не вра­щать энкодер, таймер через минуту также выключится. В устройстве применены резисторы МЛТ, С2-23 или импортные, оксидные конденсаторы - К50-35 или импортные С2 - К10-17. Замена диода КД522А - любым из серий КД509, КД510, КД522, КД521. Транзисторы КТ361Б можно за­менить любыми серий КТ361, КТ3107, а КТ315Б - серий КТ315, КТ3102. Зву­ковой сигнализатор - EMX -7 TA 6 SP , EMX -703 SP , НРМХ14АХ. Кнопка SB 1 (и SB 2) - ПКн159, SWT -6 с длинным тол­кателем. В зависимости от типа приме­нённого энкодера кнопка SB 2 "Уст." может быть как встроенной в него, так и отдельной (аналогичной SB 1), в по­следнем случае её размещают на плате рядом с энкодером. Можно применить энкодер без дополнительной кнопки РЕС11-411 5 F - N 001 8 или с кнопкой РЕС11-41 15 F - S 0018 (на него рассчита­на печатная плата на рис. 3 .

Все элементы, кроме батареи питания, размещены на двух печатных платах, чертежи которых показаны на рис. 2 и рис. 3 . Обратите внимание, что последовательно с акустическим излучателем НА1 включена перемычка, она заменяет резистор, который можно установить для снижения громкости звукового сигнала. Платы вместе с держателем элементов батареи установлены в пластмассовом корпусе размерами 40x80x110 мм и соединены между собой изолированными проводами. В верхней крышке сделаны отверстия для индикатора, оси энкодера и толкателя кнопки. Питание таймера производится от батареи из трёх соединённых последовательно гальванических элементов типоразмера AAA. В режиме индикации потребляемый ток составляет 25...50 мА.

На рис. 4 показаны платы устройст­ва в сборе.

На рис. 5 - конфигурация микроконтроллера при его программировании.

Полностью собранный таймер изображён на рис. 6 .

По окончании сборки устройство начинает работать сразу после подачи питания. Но так как частота встроенного RC-генератора у различных экземпляров микроконтроллеров отличается, необходимо выполнить регулировку точности хода таймера. Для этого в устройстве предусмотрен режим коррекции. Для того чтобы войти в этот режим, нужно установить число 22 на индикаторе и нажать на кнопку SB2 "Уст.". На индикаторе появится текущее значение константы коррекции, которая будет записана в регистре OCR1A таймера-счётчика Т1 микроконтроллера. По умолчанию значение константы равно 2500. Энкодером изменяют это значение в большую или меньшую сторону.
Точную цифру подбирают экспериментально. Для этого при первом включении, не изменяя константу, устанавливают выдержку 10 мин. Нажимают на кнопку SB1 "Пуск" и засекают точное время выдержки. Определив разницу хода в секундах, делят её на 600 и получают отклонение за 1 с. Поделив полученный результат на 0,000064, находят число, на которое следует изменить значение константы коррекции. Если таймер "спешит", значение константы увеличивают, если "отстаёт" - уменьшают. В авторском варианте таймера значение константы коррекции установлено 2917. Для выхода из режима коррекции нажимают на кнопку SB1 "Пуск", значение константы будет занесено в EEPROM микроконтроллера. В режиме коррекции функция автоматического отключения питания не действует. Если константа была скорректирована, об этом сообщит короткий звуковой сигнал, звучащий после подачи питающего напряжения. Визуальный эффект можно отключить, если в режиме установки времени выставить на индикаторе число 23, нажать на кнопку SB2 "Уст." и затем, установив 0 взамен 1, нажать на кнопку SB1 "Пуск"

Ну и как всегда файлы для поторения данного устройство можно качнуть по ссылкам прведенным ниже. Удачи!!!

Когда ЛУТ перестает устраивать своим качеством, начинаешь искать альтернативу и приходишь к фоторезисту. Дает куда более качественный и повторяемый результат без особого труда и в домашних условиях. При изготовлении печатных плат с помощью фоторезиста, возникает необходимость в точном отсчете временных интервалов, вот для этих целей и был изготовлен этот таймер. Хотя думаю ему можно найти и другое применение.

Таймер отсчитывает секундные интервалы времени, выполнен на микроконтроллере PIC 16F 886 фирмы Microchip. Максимальное время - 999 секунд. Управление осуществляется тремя кнопками. Таймер имеет возможность сохранения 7 временных интервалов, в энергонезависимой памяти.

Для индикации применен семисегментный индикатор с общим катодом и высотой символа 14 мм. Коммутирующим элементом является реле.

Кнопками S1 и S3 устанавливают необходимый временной интервал, Кнопка S2 - служит для запуска/останова таймера и выбора режима работы. По окончании отсчета, таймер подает звуковой сигнал, каждые 10 сек. до нажатия кнопки S2. Кнопки S1 и S3 имеют режим автоповтора.

Конструктивно таймер выполнен на двух платах. На одной из них расположен блок питания и реле, коммутирующее нагрузку, а на второй цифровая часть, с элементами управления.

Платы крепятся между собой с помощью металлических стоек высотой 30 мм.

Для отсчета секундных временных интервалов применен алгоритм Брезенхема.

Подключение таймера:

Порядок подключения сети 220 В и нагрузки указан на фото.

Работа с таймером:

При включении таймер находится в последнем рабочем режиме, который был выбран до выключения.

Кратковременное нажатие кнопки S2, запускает отсчет времени, повторное нажатие останавливает отсчет. Длительное нажатие (более 2 с.) кнопки S2, дает возможность выбора временных интервалов сохраненных в памяти «Р1…Р7». Для редактирования временных интервалов, выбираем одну из ячеек «Р1…Р7» и длительным нажатием кнопки S2 входим в режим редактирования. Режим «РУ» - позволяет непосредственно устанавливать временные интервалы при работе таймера.

Вы не можете скачивать файлы с нашего сервера прошивку, исходник MPLAB, печатку Eagle