Главная » Микроконтроллеры
Призовой фонд
на май 2018 г.
1. Осциллограф DSO138
Паяльник
2. Регулируемый паяльник 60 Вт
Паяльник
3. 100 руб.
От пользователей

Шахматные часы - сувенир

Шахматные часы - атрибут любого турнира по этому виду спорта. Даже 4-й разряд играет партии на время, что уж говорить о первом разряде или КМС. В основном, в шахматных клубах используют старые добрые мехнические образцы шахматных часов, к примеру, "Янтарь". При всей простоте использования, механические часы, особенно "ветераны", которые проработали не один год или даже десятилетие, имеют существенный недостаток, а именно - различную скорость хода часовых механизмов. Это связано с износом деталей, а также различным усилием часовой пружины, которую в процессе эксплуатации "подводят".

С развитием электроники на смену механическим часам пришли электро-механические и электронные. Если первые все так-же подвержены износу и зависят от заряженности батарей, вторые более точны и универсальны. Электронные часы, как правило, имеют в своем составе генератор с кварцевой стабилизацией частоты, который используется для обеих "половинок" (имеются ввиду раздельные табло для каждого игрока). Когда-то давно ко мне в руки попали электронные шахматные часы "Электроника" (опытная серия). Построены они были на основе простой логики, и к сожалению, были ненадежными (впрочем, их изготовление пришлось на конец 1980-х годов, так что думаю, это простительно). С тех самых пор на дальнюю полочку в сознании было отложено желание собрать свои собственные шахматные часы.

Итак, хочу представить вашему вниманию электронные шахматные часы - сувенир. Если вы увидев слово "сувенир" думаете, что эти часы "бутафория", то вы ошибаетесь. Просто без привычки ими пользоваться не выйдет, слишком велик отвлекающий фактор.

Часы выполнены на микроконтроллере ATmega8 и символьном ЖК дисплее на контроллере HD47780. Но, так как в шахматных партиях на счету буквально каждая десятая секунды (особенно в блице или в конце партии, когда время "висит"), а механические часы такую точность обеспечить не могли, я решил свой прибор выгодно отличить от них. Для этой цели применены светодиоды. Это обусловлено тем, что обновление ЖК дисплея с такой частотой нежелательно, да и не удобно следить за мешаниной цифр на дисплее.

Получилось весьма ярко и необычно, но к сожалению, для использования в реальной игре эти часы малопригодны.

Принципиальная схема:

Shematics

Я старался максимально упростить конструкцию. Результат вы видите на рисунке выше. Так как количество светодиодов явно превышало количество свободных пинов микроконтроллера, было решено использовать уже проверенные временем (к тому же дешевые) сдвиговые регистры 74HC595. Кроме этого, дабы уменьшить количество элементов на схеме и упростить разводку печатной платы, пришлось отказаться от статической индикации и применить динамическую. Транзисторы Q1 и Q2 попеременно коммутируют левую и правую шкалы светодиодов, а во время переключения обновляется содержимое сдвиговых регистров. Микроконтроллер работает на частоте 16МГц и тактируется от встроенного генератора с кварцевой стабилизацией. Высокую точность хода таким методом не получить, но для измерения временных отрезков продолжительностью до 2-х часов сгодится. Тем более, что нам в данном случае важна не абсолютная точность, а относительная, левой части и правой.

Для питания всего устройства используется li-ion аккумулятор от старого смартфона, преобразователь DC-DC, и модуль зарядки на TP4056. Эти детали вынесены за схему, так как не являются необходимыми частями конструкции.

Печатная плата:

Top

Bottom

Печатная плата изготовлена из двухстороннего фольгированного материала толщиной 1мм. Дорожки выполнены по технологии ЛУТ, исходники прилагаются. Изначально планировалось для дисплея вырезать в плате "окно", но в дальнейшем этот вариант был отвергнут. Размеры платы: 124х83 мм

Внешний вид модели печатной платы устройства:

Прошивка:

Прошивка была написана на С в AVR Studio, исходники прилагаются. Для заливки прошивки в микроконтроллер использовалась программа Khazama AVR Programmer и программатор USBasp.

Fuse-биты следует выставить в соответствии со скриншотом,

Fuses

или следующим образом:

H-Fuse: 0xC8

L-Fuse: 0xEF

E-Fuse: 0x00

Lock:   0x3F

Аналоги и возможная замена. Транзисторы BC557 можно заменить на отечественный аналог КТ3107. Светодиоды D1 - D20 подойдут любые с малым током потребления, главное чтобы на плате уместились. D21, D22 могут быть диаметром 3 или 5 мм, ток потребления <20mA. Все резисторы для поверхностного монтажа использованы типоразмера 0805, остальные - МЛТ-0,125. Конденсаторы - дисковые керамические.

Разъем J1 , а также резисторы R25 - R28 можно не монтировать, так как они в текущей версии прошивки не используются. Резисторы R30, R31 можно заменить перемычками.

Правильно собранное и запрограммированное устройство в наладке не нуждается, и должно работать сразу после включения.

Фото и видео работы (к сожалению, фото изготовления платы забыл сделать):

Спасибо за внимание!

Список радиоэлементов

Обозначение Тип Номинал Количество ПримечаниеМагазинМой блокнот
U1 МК AVR 8-бит
ATmega8-16PU
1 Поиск в магазинеВ блокнот
U2, 3 Сдвиговый регистр
SN74HC595
2 Поиск в магазинеВ блокнот
Q1, 2 Биполярный транзистор
BC557
2 Поиск в магазинеВ блокнот
LCD1 ЖК дисплейHD448701 Поиск в магазинеВ блокнот
D1-20 СветодиодСиний20 0805Поиск в магазинеВ блокнот
D21, 22 СветодиодСиний2 3ммПоиск в магазинеВ блокнот
X1 Кварцевый резонатор16MHz1 НизкопрофильныйПоиск в магазинеВ блокнот
C1, 2 Конденсатор33p2 Поиск в магазинеВ блокнот
R30, 31 Резистор
1 Ом
2 0805Поиск в магазинеВ блокнот
R1-R10, R13-R21, R24 Резистор
330 Ом
20 0805Поиск в магазинеВ блокнот
R22, 23 Резистор
330 Ом
2 МЛТ-0,125Поиск в магазинеВ блокнот
R32 Резистор
560 Ом
1 0805Поиск в магазинеВ блокнот
R11, 12 Резистор
4.7 кОм
2 МЛТ-0,125Поиск в магазинеВ блокнот
R25-R29 Резистор
10 кОм
5 0805Поиск в магазинеВ блокнот
RV1 Подстроечный резистор1 кОм1 Поиск в магазинеВ блокнот
J1-5 РазъемPLS-401 Поиск в магазинеВ блокнот
SW3 Кнопка1 Без фиксации, мембраннаяПоиск в магазинеВ блокнот
SW1, 2 Кнопка2 Без фиксации, чувствительнаяПоиск в магазинеВ блокнот
 
Вне схемы DC-DC преобразовательMT36081 Поиск в магазинеВ блокнот
Вне схемы Модуль зарядки Li-Ion03962A1 Поиск в магазинеВ блокнот
Вне схемы АккумуляторLi-Ion 3.7В1 Поиск в магазинеВ блокнот
Вне схемы Пьезоэлектрический излучатель1 Поиск в магазинеВ блокнот
Вне схемы ПереключательВыключатель питания1 Поиск в магазинеВ блокнот
Добавить все

Скачать список элементов (PDF)

Прикрепленные файлы:

Теги:

Опубликована: 0 0
Я собрал 0 0
x

Оценить статью

  • Техническая грамотность
  • Актуальность материала
  • Изложение материала
  • Полезность устройства
  • Повторяемость устройства
  • Орфография
0

Средний балл статьи: 0 Проголосовало: 0 чел.

Комментарии (10) | Я собрал (0) | Подписаться

0
Публикатор #
На форуме автоматически создана тема для обсуждения статьи.
Ответить
0
andro #
Сделано красиво. Возможна ли замена микроконтроллера на атмега88?
Ответить
0

[Автор]
zeconir #
Без перекомпиляции прошивки - нельзя. У меня 88 нет, проверить не смогу...
Ответить
0
andro #
А в исходном тексте нужно будет что нибудь менять?
Ответить
0

[Автор]
zeconir #
У ATmega8 и 88 отличаются Fuse-биты и адреса регистров. Расположение пинов совпадает. Так как программа написана на C, нужно смотреть даташит и проверить, отличаются ли имена регистров и т.д. Если требуется, изменить в тексте программы. Как-то так.
Ответить
+1
Алекс #
Скажите, автор, а где в Вашей схеме блокирующие конденсаторы по цепи питания микроконтроллера? НАЛИЧИЕ БЛОКИРУЮЩИХ КОНДЕНСАТОРОВ - ОБЯЗАТЕЛЬНОЕ УСЛОВИЕ!!!
Ответить
0

[Автор]
zeconir #
На плате DC-DC. На фото не видно. Но согласен, на схеме нужно этот элемент дорисовать. Косяк. Исправлю.
Отредактирован 16.05.2018 17:12
Ответить
+1
Алекс #
Блокирующие конденсаторы должны быть не только на плате DC-DC, а конкретно на ОСНОВНОЙ плате ВБЛИЗИ ВЫВОДОВ МИКРОКОНТРОЛЛЕРА! На вашей ПП блокирующие конденсаторы принципиально отсутствуют! Похоже, вам нужно не "исправлять косяк", а полностью переделывать основную печатную плату!
Ответить
0

[Автор]
zeconir #
Замечание дельное. Но вам, стоит получше рассмотреть плату. Переделывать ничего не требуется, достаточно между ногами VCC - GND МК впаять конденсатор на 0.1мкФ типоразмера 0805.
Ответить
0

[Автор]
zeconir #
Ну, и если необходимо, можно по питанию, возле разъема ~10 - 20 мкФ прицепить. Вообще, я думаю сделать похожие часы (если эти понравятся адресату), но с LED индикаторами, там учту ошибки. В этих часах плату обновлю, как и прошивку, но позже, сейчас не до них.
Ответить
Добавить комментарий
Имя:
E-mail:
не публикуется
Текст:
Защита от спама:
В чем измеряется электрическое сопротивление?
Файлы:
 
Для выбора нескольких файлов использйте CTRL

Pickit 2 - USB-программатор PIC-микроконтроллеров
Pickit 2 - USB-программатор PIC-микроконтроллеров
Конструктор - темброблок на LM1036 FM-модуль RDA5807M
вверх