Avr माइक्रोकंट्रोलर atmega16 और ds3231 rtc का उपयोग करके पीसीबी पर डिजिटल वॉल क्लॉक

हर डिजिटल घड़ी में समय का ध्यान रखने के लिए इसके अंदर एक क्रिस्टल होता है। यह क्रिस्टल न केवल घड़ी में मौजूद है, बल्कि सभी कंप्यूटिंग वास्तविक समय प्रणालियों में भी मौजूद है। यह क्रिस्टल घड़ी दालों को उत्पन्न करता है, जिसकी समय गणना के लिए आवश्यकता होती है। यद्यपि उच्च सटीकता और आवृत्ति के लिए घड़ी की दाल प्राप्त करने के कुछ अन्य तरीके हैं, लेकिन समय का ध्यान रखने के लिए क्रिस्टल का उपयोग करना सबसे पसंदीदा तरीका है। यहाँ हम Atmega16 आधारित डिजिटल वॉल क्लॉक बनाने के लिए DS3231 RTC IC का निर्माण करेंगे । DS3231 RTC के अंदर एक अत्यधिक सटीक क्रिस्टल होता है, इसलिए किसी बाहरी क्रिस्टल थरथरानवाला की आवश्यकता नहीं होती है।

इस डिजिटल क्लॉक प्रोजेक्ट में, 0.8-इंच के दस आम एनोड 7-सेगमेंट डिस्प्ले का उपयोग समय और तारीख को प्रदर्शित करने के लिए किया जाता है। यहां सात खंडों का प्रदर्शन घंटे, मिनट, दिनांक, माह और वर्ष दिखाने के लिए किया जाता है। हमारे पीसीबी डिज़ाइन में सेकंड और तापमान प्रदर्शित करने के विकल्प भी हैं, जिन्हें अधिक डिस्प्ले यूनिट जोड़कर प्रदर्शित किया जा सकता है।

अवयव आवश्यक

1. ATmega16 AVR माइक्रोकंट्रोलर
2. DS3231 RTC IC
3. आम एनोड 0.8 इंच सेवन सेगमेंट डिस्प्ले (इसका बड़ा और फिर सामान्य आकार का प्रदर्शन (0.56 इंच))
4. बटन दबाओ
5. बटन सेल 3 वी
6. 7805 वोल्टेज नियामक
7. 1000uf संधारित्र
8. बजर (वैकल्पिक)
9. ट्रांजिस्टर BC547 और BC557
10. 10uf संधारित्र
11. 100 ओम अवरोधक
12. 1k रोकनेवाला
13. 10k रोकनेवाला
14. पीसीबी बोर्ड
15. जम्पर के तार
16. बरगद
17. बिजली की आपूर्ति अनुकूलक

उपयोगकर्ता Atmega32 का उपयोग भी कर सकता है इसे हेक्स बनाने से पहले संकलक में कॉन्फ़िगर करने की आवश्यकता है।

सर्किट आरेख और स्पष्टीकरण

इस डिजिटल वॉल क्लॉक सर्किट के दो भाग हैं, एक डिस्प्ले भाग है जिसमें पाँच अलग-अलग पीसीबी बोर्डों पर 7-खंडों के 5 जोड़े हैं और दूसरा नियंत्रित इकाई भाग है जो आरटीसी चिप से समय निकालने के लिए ज़िम्मेदार है और उस डेटा और समय को भेजें 7-खंड प्रदर्शन। जैसा कि हमने 10 सात सेगमेंट डिस्प्ले का उपयोग किया है इसलिए हम प्रत्येक डिस्प्ले को एक अलग IO पोर्ट से नहीं जोड़ सकते हैं। इसलिए यहाँ मल्टीप्लेक्सिंग तकनीक का उपयोग माइक्रोकंट्रोलर के कम पिन का उपयोग करके कई सात खंडों को जोड़ने के लिए किया जाता है।

सात खंडों के डिस्प्ले के एलईडी पिन, ए, बी, सी, डी, ई, एफ, जी, एच, atmega16 समानांतर के PORTB से जुड़े हैं। यहां हमने 10 सात सेगमेंट डिस्प्ले का उपयोग किया है, इसलिए हमें 10 नियंत्रण पिनों की आवश्यकता है जो PORTD, PORTA और PORTC से जुड़े हैं।

RTC DS3231 एक आंतरिक क्रिस्टल है जो PORTC के SDA और SCL पिन से जुड़ा है क्योंकि यह चिप I2C संचार पर काम करती है। इस चिप का इंटरफेसिंग तरीका DS1307 जैसा है। हमने Arduino, Raspberry Pi और 8051 MCU के साथ DS1307 का उपयोग किया है। समान कोड का उपयोग DS3231 और DS1307 दोनों के लिए किया जा सकता है।

दो 10k पुल-अप प्रतिरोधों को एसडीए और एससीएल लाइन पर जोड़ा जाता है। मुख्य बिजली की आपूर्ति बंद होने पर भी समय पर नज़र रखने के लिए आरटीसी चिप को पावर करने के लिए 3v कॉइन सेल का उपयोग किया जाता है। जब भी बिजली दोबारा आएगी तो सात खंडों पर प्रदर्शन शुरू हो जाएगा। अब हमारे पास PORT A पर समय निर्धारित करने के लिए कुछ पुश बटन हैं, पूरी प्रक्रिया को अंत में दिए गए वीडियो में बताया गया है। 5v वोल्टेज रेगुलेटर का उपयोग इनपुट वोल्टेज को 5v में बदलने के लिए किया जाता है। सभी कनेक्शन नीचे दिए गए सर्किट आरेख में दिखाए गए हैं:

एक डिस्प्ले बोर्ड के लिए, दो सात सेगमेंट डिस्प्ले और 2 एलईडी का उपयोग किया जाता है। इसलिए यहां हमारे पास समय और घंटे (HH-MM) प्रदर्शित करने के लिए पांच अलग-अलग डिस्प्ले बोर्ड हैं, और DD-MM-YY में तारीख।

डिजिटल घड़ी के लिए पीसीबी डिजाइन और निर्माण

इस Atmega16 आधारित दीवार घड़ी परियोजना के लिए, हमने दो PCBs डिज़ाइन किए हैं। एक नियंत्रण इकाई के लिए है जिसका उपयोग परियोजना के सभी कार्यों को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है और दूसरा भाग सात खंडों के प्रदर्शन पर समय और तारीख प्रदर्शित करने के लिए है। डिस्प्ले भाग में 0.8 इंच सात खंड प्रदर्शन के पांच जोड़े शामिल हैं। तो 5 टुकड़ों को इकट्ठा करके हमारे पास पूरी डिजिटल घड़ी है। 7-सेगमेंट डिस्प्ले को मल्टीप्लेक्स करने के लिए, 5 पीसीबी की डेटा लाइन को कंट्रोल यूनिट के एक ही पोर्ट से जोड़ा जाएगा और कंट्रोल लाइन को कंट्रोल यूनिट के अलग-अलग पिन से जोड़ा जाता है।

नीचे एक डिस्प्ले बोर्ड के पीसीबी लेआउट के ऊपर और नीचे के दृश्य हैं जिसमें दो सात खंड प्रदर्शित हैं:

कंट्रोल यूनिट पीसीबी के ऊपर और नीचे के दृश्य नीचे दिए गए हैं

यहाँ हम दोनों बोर्डों के लिए Gerber फ़ाइल संलग्न हैं:

• Atmega16 आधारित नियंत्रण इकाई के लिए Gerber फ़ाइल
• सात खंड प्रदर्शन बोर्ड के लिए Gerber फ़ाइल

PCBGoGo का उपयोग करके पीसीबी को ऑर्डर करना

कई पीसीबी निर्माण सेवाएँ ऑनलाइन उपलब्ध हैं, लेकिन जैसा कि मैंने अपने अन्य प्रोजेक्ट्स में से एक में पहले PCBGoGo का उपयोग किया था, मैंने इसे अन्य विक्रेताओं की तुलना में सस्ता और परेशानी मुक्त पाया।

यहां PCBGoGo से PCB ऑर्डर करने के चरण दिए गए हैं:

चरण 1: www.pcbgogo.com पर जाएं, साइन अप करें यदि यह आपकी पहली बार है। फिर, पीसीबी प्रोटोटाइप टैब में आपके पीसीबी के आयाम, परतों की संख्या और आपके द्वारा आवश्यक पीसीबी की संख्या दर्ज करें।

चरण 2: भाव अब बटन पर क्लिक करके आगे बढ़ें । आपको एक पृष्ठ पर ले जाया जाएगा जहाँ कुछ अतिरिक्त पैरामीटर सेट करने के लिए यदि आवश्यक हो जैसे सामग्री का उपयोग ट्रैक स्पेसिंग आदि के लिए किया जाता है, लेकिन ज्यादातर डिफ़ॉल्ट मान ठीक काम करेंगे। केवल एक चीज जिस पर हमें यहां विचार करना है वह है कीमत और समय। जैसा कि आप देख सकते हैं कि बिल्ड टाइम केवल 2-3 दिन है और हमारे PSB के लिए इसकी लागत केवल $ 5 है। फिर आप अपनी आवश्यकता के आधार पर पसंदीदा शिपिंग विधि का चयन कर सकते हैं।

चरण 3: अंतिम चरण Gerber फ़ाइल अपलोड करने और भुगतान के साथ आगे बढ़ना है। यह सुनिश्चित करने के लिए कि क्या प्रक्रिया चिकनी है PCBGOGO सत्यापित करता है कि भुगतान के साथ आगे बढ़ने से पहले आपकी Gerber फ़ाइल वैध है। इस तरह आप यह सुनिश्चित कर सकते हैं कि आपका पीसीबी फेब्रिकेशन फ्रेंडली है और आपके लिए प्रतिबद्ध होगा।

अब PCBGoGo को आपकी Gerber फ़ाइल की समीक्षा करने में लगभग 10 मिनट से 1 घंटे तक का समय लगेगा। समीक्षा पूरी होने के बाद, आप भुगतान के साथ आगे बढ़ सकते हैं।

PCB को असेंबल करना

बोर्ड का आदेश दिए जाने के बाद, यह कुछ दिनों के बाद मुझ तक पहुंच गया हालांकि कूरियर बड़े करीने से अच्छी तरह से पैक किए गए बॉक्स में था और हमेशा की तरह पीसीबी की गुणवत्ता भयानक थी। मैं आपको जज करने के लिए नीचे दिए गए बोर्डों की कुछ तस्वीरें साझा कर रहा हूं।

मैंने अपनी सोल्डरिंग रॉड को चालू किया और बोर्ड को इकट्ठा करना शुरू कर दिया। चूंकि पैरों के निशान, पैड, वीआईए और सिल्क्सस्क्रीन पूरी तरह से सही आकार और आकार के हैं, इसलिए मुझे बोर्ड को इकट्ठा करने में कोई समस्या नहीं थी। बॉक्स को उतारने के समय से सिर्फ 10 मिनट में बोर्ड तैयार हो गया था।

टांका लगाने के बाद बोर्ड की कुछ तस्वीरें नीचे दिखाई गई हैं।

डिजिटल घड़ी का परीक्षण

इस ट्यूटोरियल के अंत में पूरा कोड दिया गया है, बस पीसीबी को सर्किट आरेख में दिखाए अनुसार कनेक्ट करें और कोड को Atmega16 में अपलोड करें। और आपको दस सेवेन सेगमेंट के डिस्प्ले पर समय और तारीख दिखाई देगी।

समय और दिनांक नियंत्रण इकाई पर चार पुश बटन का उपयोग करके सेट किया जा सकता है जैसा कि नीचे दिए गए वीडियो में दिखाया गया है।