Jam Digital Analog: 4 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:56

Alasan pembuatan jam ini adalah karena jam IKEA asli saya sudah tidak berfungsi lagi dan saya sangat menyukai casing jam ini. Saya merasa sia-sia membuang jam dan memutuskan untuk menggunakannya kembali untuk jam analog / digital.

Saya bisa saja membuat jam standar tetapi saya memutuskan untuk membuat sesuatu yang berbeda. Seperti jam lainnya, ini menunjukkan waktu tetapi tidak dengan cara standar. Menggunakan 60 LED merah/hijau dua warna, jam menunjukkan waktu. LED merah digunakan untuk menunjukkan jam dan LED hijau menunjukkan menit. Detik ditunjukkan oleh LED kuning berjalan (merah + hijau) dan LED kuning berkedip di tengah jam.

Dibutuhkan beberapa latihan untuk mengetahui cara membaca jam. Karena LED digunakan untuk menunjukkan jam dan menit, maka diperlukan cara khusus untuk menampilkan waktu. Waktu ditampilkan sebagai bilah LED di mana bilah terpanjang menunjukkan jam atau menit. Jika bilah terpanjang ditampilkan dengan jam, maka bilah yang lebih pendek menampilkan menit dalam warna hijau dan bagian lainnya menunjukkan jam dengan warna merah. Untuk membuat jam lebih mudah dibaca jika batangnya pendek, saya menambahkan indikator jam menggunakan LED merah. Jika menit menjadi lebih besar dari jam, bar bertukar, yaitu semua menit hijau sebelumnya menjadi merah untuk menunjukkan jam dan bagian yang tersisa akan menunjukkan menit sehingga sebenarnya hampir semua hijau menjadi merah dan sebaliknya.

Agak sulit untuk menjelaskan cara kerjanya jadi silakan tonton videonya. Karena multiplexing LED, sepertinya LED berkedip dalam video. Ini hanya ditangkap oleh kamera, bukan oleh mata manusia.

Seperti biasa saya membangun proyek ini di sekitar mikrokontroler favorit saya PIC, menggunakan bahasa pemrograman JAL tetapi Anda juga dapat menggunakan Arduino.

Langkah 1: Desainnya

Secara total saya membuat tiga versi jam yang berbeda sebelum saya puas. Versi ini dirancang sebagai berikut:

1. Menggunakan kristal standar 20 MHz untuk PIC. Dengan desain ini, jam tidak sinkron 1 detik setelah satu hari beroperasi. Ini terlalu banyak. Di samping itu waktu hilang ketika Anda mematikan jam karena tidak ada baterai cadangan dalam desain.
2. Menggunakan modul jam DS1302. Hal yang menyenangkan tentang modul ini adalah memiliki baterai cadangan sehingga waktu tidak hilang saat Anda mematikan jam. Ketika saya menguji jam dengan modul ini, jam tidak sinkron 7 detik! setelah satu hari. Saya pikir ini disebabkan oleh kristal yang salah atau desain PCB yang buruk.
3. Menggunakan modul jam DS3231. Modul ini juga memiliki baterai cadangan dan lebih akurat daripada DS1302. Jam bekerja dengan baik dengan modul ini jadi saya menggunakan ini untuk desain akhir. Karena itu, PIC tidak lagi membutuhkan kristal.

Desain lengkap dibuat dalam tiga diagram skematik:

1. Pengontrol Jam menggunakan PIC
2. Driver yang dipimpin menggunakan register geser
3. 60 LED dua warna

Langkah 2: Komponen yang Diperlukan

Anda perlu memiliki komponen berikut untuk proyek ini:

• Sepotong papan tempat memotong roti
• Mikrokontroler PIC 16F1823
• 3 register geser 74HC595
• 1 Array Transistor Darlington ULN2803A
• Soket IC: 1*14-pin, 3*16-pin, 1*18-pin
• Modul jam DS3231
• 2 sakelar tombol tekan
• Resistor: 2 * 33k, 8 * 100 Ohm, 8 * 47 Ohm
• 1 kapasitor elektrolit 100 uF/16V
• 4 kapasitor 100 nF
• LED: 60 2 mm dua warna (merah/hijau), 1 5 mm kuning
• Colokan jack 3 mm
• Adaptor 5 Volt, misalnya yang digunakan untuk mengisi daya Smartphone. Pastikan itu adalah catu daya 5 Volt yang benar.
• Opsional: Header untuk menghubungkan bagian eksternal ke papan tempat memotong roti
• Kawat Kynar & penari telanjang kawat
• Sebuah perumahan untuk jam Anda.

Lihat diagram skema tentang cara menghubungkan komponen. Ini membutuhkan beberapa penyolderan, terutama untuk menghubungkan 60 LED. Diagram skema disertakan dalam file zip.

Langkah 3: Membangun Jam

Lihatlah gambar-gambar tentang bagaimana saya membuat jam. Saya mulai dengan melepas bagian dalam jam asli setelah itu saya mengebor 60 lubang 2 mm untuk LED dua warna di pelat depan. Kemudian saya mengecat pelat depan hitam dan menambahkan sepotong plastik untuk menutupi lubang tempat jarum jam asli ditempatkan. Sekarang LED kuning terletak di posisi itu.

Kemudian saya memasang semua 60 LED, menggunakan lem panas untuk menahannya di lokasinya dan menghubungkannya dengan kabel Kynar satu sama lain. Last but not least saya merakit papan tempat memotong roti dengan semua komponen.

Di sampul belakang saya memasang dua tombol dan jack listrik. Lupakan piring ekstra yang saya rekatkan di bagian belakang seperti yang ditunjukkan pada gambar. Saya menambahkan bahwa karena dalam desain pertama saya, tombol-tekan berada di sana tetapi saya perlu memindahkannya karena saya harus menambahkan modul DS3231 dan saya hanya dapat menemukan tempat di mana tombol-tombol itu berada ketika saya membuat desain pertama saya.

Langkah 4: Perangkat Lunak

Seperti yang telah disebutkan, perangkat lunak ini ditulis untuk PIC16F1823 menggunakan bahasa pemrograman JAL. PIC berjalan pada clock internal 32 MHz. Seperti disebutkan sebelumnya, pengaturan waktu jam dilakukan oleh modul jam DS3231.

Perangkat lunak melakukan tugas utama berikut:

• Inisialisasi modul DS3231 menggunakan antarmuka I2C. Modul akan menghasilkan sinyal 1 detik yang terhubung ke pin interupsi PIC. PIC menggunakan interupsi 1 detik ini untuk membaca waktu dari modul DS3231.
• Mengemudikan 60 LED dua warna melalui register geser. Dalam diagram skema dapat dilihat bahwa LED terhubung dalam matriks 16 kali 8. Ini mengurangi jumlah kabel yang diperlukan untuk menghubungkan semua LED. Desain matriks ini mengharuskan PIC untuk menggandakan LED agar dapat menyalakannya satu per satu. Multiplexing LED dilakukan secara interupsi dimana frekuensi refresh adalah 70 Hz sehingga tidak terlihat oleh mata manusia.
• Menangani tombol-tekan. Ini digunakan untuk mengatur waktu, satu untuk mengatur jam dan satu untuk mengatur menit. Kedua tombol perlu ditekan untuk mengaktifkan mode pengaturan waktu. Ketika mode pengaturan waktu dipilih, led kuning akan terus menyala. Setelah 5 detik tidak menggunakan tombol tekan, jam kembali ke operasi waktu normal dan LED kuning akan mulai berkedip.

Lihat video kedua tentang cara mengatur waktu.

File sumber JAL dan file Intel Hex untuk memprogram PIC dilampirkan dalam file zip. Jika Anda tertarik untuk menggunakan mikrokontroler PIC dengan JAL – bahasa pemrograman seperti Pascal – kunjungi situs web JAL.

Bersenang-senang membangun proyek Anda sendiri dan menantikan reaksi Anda.