Tyto stopky jsem navrhoval na zakázku. Od všech verzí stopek, které jsem dosud navrhoval, se liší tím, že čas je předem dán a probíhá jeho odpočet. Samozřejmostí je výstup na externí velký displej a možnost uživatelsky editovat 4 přednastavené časy. V této konstrukci byla současně použita procesorová deska Arduino MINI, která celou konstrukci značně zjednoduší a zlevní. Na druhou stranu nelze očekávat žádnou velkou přesnost stopek, ale to u této konstrukce není prioritní.
Technické specifikace
| Napájecí napětí | 8-12 V/DC |
|---|---|
| Odběr proudu | cca 50-100 mA |
| Výstup na displej | RJ11 kabelem nebo 433 MHz bezdrátově |
| Interní displej | Podsvícený LCD 2x16 znaků přes I2C |
| Externí displej | Volitelně 4 znaky 150/200 mm |
| Počet časů | 5, z toho 4 uživatelsky editovatelné |
| Rozsah časů | 99:59, minuty:sekundy |
| Ovládání | Interně tlačítky, externě přes opticky oddělené vstupy RJ9 |
Ovládání
Po připojení na napětí se rozsvítí interní LCD displej a proběhne inicializace stopek. Po tuto dobu jsou na LCD zobrazeny informace o autorovi stopek, o verzi stopek a použitém firmware, případně může být zobrazena informace o vlastníkovi stopek, volitelně.
Po ukončení inicializace již stopky přejdou do běžného provozu a na displeji se na prvním řádku zobrazí předvolba času. Na druhém řádku pak odečet. V tento moment můžeme tlačítky nebo vstupy UP/DOWN cyklicky přepínat časové předvolby. Aktuální předvolba se vždy přepíše i do řádku odečtu. Poté, co je navolen správný čas, je možno spustit odečet tlačítkem nebo vstupem START. V průběhu odečtu jsou všechna tlačítka a vstupy blokovány, kromě tlačítka RESET. Po dokončení odečtu se čas zastaví na hodnotě 00:00. Jakmile odečet skončí, je opět možno spustit odečet znovu tlačítkem START nebo tlačítky UP/DOWN změnit předvolbu času.
V případě, že přednastavené časy nevyhovují, je možno je uživatelsky editovat. Pro vstup do režimu nastavení je nutno v jakékoli chvíli stisknout a držet tlačítko START a následně stisknout krátce tlačítko RESET. Jakmile začne probíhat inicializace stopek, uvolníme i tlačítko START. Po inicializaci již přejdou stopky do nastavovacího režimu. Na LCD se zobrazí 4 aktuální časy. Zároveň se na prvním čase na pozici minut rozbliká kurzor, který značí, kde může být prováděna změna. Tlačítky UP/DOWN je pak možno hodnotu času měnit. Na pozici minut je to v rozsahu 00-99 a na pozici vteřin v rozsahu 00-59. Změna editovatelné pozice se provede stiskem tlačítka START. Po projití všech editovatelných pozic dojde k uložení časů a poté stopky opět přejdou do nastavovacího režimu. Pokud chceme nastavovací režim ukončit, stiskneme kdykoli tlačítko RESET. Tím se stopky vrátí do běžného režimu a jsou k dispozici aktuální časy. Editovat lze pouze první 4 časy a pátý je nastaven napevno.
Externí displej
Pokud je ke stopkám připojen externí displej, kabelem nebo bezdrátově, bude se na něm zobrazovat probíhající odpočet, neboli hodnota času spodního řádku Odečet. V případě použití kabelového propojení je maximální doporučená délka kabelu 10-15 m. Při delším kabelu již není zaručena bezchybná funkce. V případě použití bezdrátového přenosu je maximální vzdálenost 10 m při použití Bluetooth modulů HC-05/06. Při použití modulů v pásmu 433 MHz je dosah 10-200 m dle použité antény a konfigurace bezdrátového modulu HC-11/12.
Napájecí napětí externího panelu je 12 V / 1,5 A DC, přičemž střední kolík napájecí zásuvky je kladný a vnější záporný. V případě potřeby propojení displeje a stopek pomocí kabelu je nutno na zadní straně displeje přepojit jumper spojku podle instruktážního videa k displeji.
Konfigurace bezdrátových modulů 433 MHz (HC-12)
| Komunikační kanál | 1 |
|---|---|
| Přenosová rychlost | 19,2 Kb/s |
| RF výkon | -1 dBm |
| Mód provozu | FU3 |
Defaultní časy stopek
| Čas | Hodnota |
|---|---|
Čas 1 | 08:00 |
Čas 2 | 12:00 |
Čas 3 | 15:00 |
Čas 4 | 18:00 |
Čas 5 | 20:00 |
Časy jsou uloženy v paměti stopek a jsou uchovány i v případě výpadku napětí. Taktéž je uložena informace o aktuálně přednastaveném čase.
Schéma zapojení
Jak už jsem nastínil v úvodu, základem celé konstrukce je procesorová deska Arduino MINI, která na sobě sdružuje kromě procesoru i další obvody, například stabilizátor napětí. Tato deska je zasunuta v patici na základní desce, která obsahuje již jen podpůrné obvody, například převodník MAX232. Dále tu najdeme ovládací tlačítka a opticky oddělené vstupy přes optočleny PC817 pro vzdálené ovládání stopek.
Deska plošného spoje
Deska spoje je velikosti 100 x 61 mm. První vrstva je BOTTOM a druhá TOP.
Osazovací plán
Při osazování je nutné si pohlídat propájení všech prokovů, jinak by žádné problémy neměly nastat.
Plošný spoj a osazení
PCB je zhotovena jako oboustranná s tím, že obsahuje několik prokovů. Většina jich je situována na součástky, jež je možno pájet z obou stran, například rezistory, ale některé je nutné vytvořit za pomoci slabého drátku protaženého otvorem a zapájeného z obou stran.
Displej LCD
Tyto stopky používají 2řádkový displej s 16 znaky na řádek. Pro maximální zjednodušení připojení se displej připojuje přes konektor JP9, na který je vyvedena sběrnice I2C. Proto musí být displej osazen správným převodníkem. V této konstrukci se používá převodník GY-IICLCD.
Připojení k displeji je jasné a napojení do konektoru JP9 také. Na desce převodníku jsou všechny piny přehledně popsány a stejně tak ve schématu stopek. Na převodníku je také malý trimr, kterým se nastavuje kontrast displeje. Pokud se na displeji po připojení ke stopkám nic nezobrazí, je dobré zkusit nastavit kontrast.
| Pin | Význam |
|---|---|
JP9-1 | +5 V |
JP9-2 | SCL |
JP9-3 | SDA |
JP9-4 | GND |
Nahrání programu do stopek
Díky tomu, že stopky používají procesorovou desku Arduino Pro MINI, je možné pouze za pomoci vhodného USB/TTL převodníku nahrát do stopek firmware. Vhodný USB/TTL převodník je ten, který má vyvedeny piny +5 V, GND, TX, RX a DTR. Je to například CP2104. Propojení převodníku a procesorové desky je na následujícím obrázku:
Propojení je jednoduché, jen je nutné si pohlídat, že pokud používáte jiný USB/TTL převodník než je na obrázku, datové vodiče RX a TX jsou vždy mezi převodníkem a procesorovou deskou překříženy. Na obrázku jsou zapojeny všechny vývody, ale to není vysloveně nutné. Podstatné je mít zapojeny pouze vývody RX, TX, DTR, GND a pokud zároveň převodníkem stopky během programování napájíte, zapojte i VCC +5 V. Pro samotné nahrání firmwaru do procesorové desky použijeme program XLoader, ve kterém navolíme v poli DEVICE Stopky v3.3 (ATmega328). Vybereme COM port, na kterém je připojen USB/TTL převodník, a v poli HEX File vybereme patřičnou verzi firmwaru. Poté stačí stisknout tlačítko UPLOAD a firmware bude nahrán do procesorové desky.
Procesorová deska Arduino Pro Mini
Jak už jsem psal výše, je v této konstrukci použita deska Arduino Pro Mini. Výhoda tohoto řešení je, že konstrukce se značně zjednoduší a také zlevní. Bohužel je to vykoupeno ne příliš velkou přesností stopek. To je dáno použitím nekvalitního rezonátoru pro taktování procesoru. Taktéž je třeba si dát pozor na to, že tato deska se může vyskytovat minimálně ve dvou variantách, ale kompatibilní s touto konstrukcí je pouze ta originální. Správná deska je na následujícím obrázku:
Podstatné jsou 2 vývody nad piny A2 a A3, které některé jiné klony mají umístěny jinde, nebo je vůbec nemají vyvedeny.
Seznam součástek
| Označení | Hodnota / typ |
|---|---|
R1-R3 | 6K8 |
C1 | 470uF/25V |
C2-C5 | 1uF/25V |
D1 | 1N4004 |
OK1-OK3 | PC817 |
IC1 | MAX232N |
M1 | Arduino Pro Mini |
JP1-JP7 | Jumper lišta 2 piny |
JP8 | Jumper lišta 3 piny |
JP9 | Dutinková lišta 4 piny |
JP10 | Dutinková lišta 4 piny |
J1-J3 | RJ konektor WEBP 4-4 LP (GME) |
J4 | RJ konektor WEBP 6-6 (GME) |
S1-S4 | TC-0106-T (GME) |
US1 | PC-GK2.1 (GME) |
Dokumentace
Závěrem si zde můžete stáhnout veškerou dokumentaci pro stavbu. Je zde i projekt pro Eagle včetně programu pro procesor.
Prohlášení
Tato konstrukce je autorská práce. Není povoleno bez souhlasu autora přejímání na jiné stránky nebo komerční využití. Je povoleno se pouze odkazovat na tento web a tuto konstrukci. Pro více informací mě stačí kontaktovat. Zároveň nepřebírám jakoukoli odpovědnost za chování zařízení a případné škody způsobené použitím tohoto zařízení, ať by byly jakéhokoli rázu. Zařízení je určeno pouze k užití pro vlastní potřebu. V této konstrukci je použit program mikrokontroleru, na který se vztahují autorská práva. Jakýkoli prodej není bez souhlasu autora možný.