Jam dinding digital pada pcb menggunakan mikrokontroler avr atmega16 dan ds3231 rtc

Setiap jam digital memiliki kristal di dalamnya untuk melacak waktu. Kristal ini tidak hanya hadir di jam tetapi juga hadir di semua sistem komputasi real-time. Kristal ini menghasilkan pulsa jam, yang diperlukan untuk penghitungan waktu. Meskipun ada beberapa cara lain untuk mendapatkan pulsa clock untuk akurasi dan frekuensi yang lebih tinggi, namun cara yang paling disukai adalah dengan menggunakan kristal untuk melacak waktu. Di sini kita akan IC RTC DS3231 untuk membangun Jam Dinding Digital berbasis Atmega16. DS3231 RTC memiliki kristal yang sangat akurat di dalamnya, sehingga tidak diperlukan osilator Kristal eksternal.

Dalam Proyek Jam Digital ini, sepuluh layar 7-segmen anoda umum 0,8 inci digunakan untuk menampilkan waktu dan tanggal. Di sini tampilan tujuh segmen digunakan untuk menunjukkan jam, menit, tanggal, bulan dan tahun. Desain PCB kami juga memiliki opsi untuk menampilkan detik dan suhu, yang dapat ditampilkan dengan menambahkan lebih banyak unit tampilan.

Komponen Diperlukan

1. Mikrokontroler AVR ATmega16
2. IC RTC DS3231
3. Layar Seven Segment 0.8 inci anoda umum (layar lebih besar dari ukuran umum (0.56 inci)
4. Tekan tombol
5. Sel tombol 3v
6. 7805 pengatur tegangan
7. Kapasitor 1000uf
8. Buzzer (opsional)
9. Transistor BC547 dan BC557
10. Kapasitor 10uf
11. Resistor 100 Ohm
12. Resistor 1k
13. Resistor 10k
14. Papan PCB
15. Kabel jumper
16. Burgstips
17. Adaptor catu daya

Pengguna juga dapat menggunakan Atmega32 yang perlu dikonfigurasi di kompiler sebelum menghasilkan hex.

Diagram Sirkuit dan Penjelasannya

Ada dua bagian dari Rangkaian Jam Dinding Digital ini, satu bagian tampilan yang memiliki 5 pasang 7-segmen pada lima papan PCB yang berbeda dan bagian lainnya adalah bagian Unit yang dikendalikan yang bertanggung jawab untuk mengambil waktu dari chip RTC dan mengirimkan data dan waktu itu ke Tampilan 7-segmen. Karena kami telah menggunakan 10 tampilan tujuh segmen sehingga kami tidak dapat menghubungkan setiap tampilan dengan port IO terpisah. Jadi di sini teknik multiplexing digunakan untuk menghubungkan tujuh segmen menggunakan lebih sedikit pin mikrokontroler.

Pin LED a, b, c, d, e, f, g, h layar tujuh segmen dihubungkan ke PORTB paralel atmega16. Di sini kami telah menggunakan 10 tampilan tujuh segmen sehingga kami membutuhkan 10 pin kontrol yang terhubung di PORTD, PORTA dan PORTC.

RTC DS3231 yang memiliki kristal internal dihubungkan ke pin SDA dan SCL PORTC karena chip ini berfungsi pada komunikasi I2C. Metode antarmuka chip ini sama dengan DS1307. Kami telah menggunakan DS1307 dengan Arduino, Raspberry Pi dan 8051 MCU. Kode yang sama dapat digunakan untuk DS3231 dan DS1307.

Dua resistor pull-up 10k dihubungkan pada jalur SDA dan SCL. Sel berbentuk koin 3v digunakan untuk memberi daya pada chip RTC untuk melacak waktu bahkan saat catu daya utama mati. Kapanpun listrik kembali menyala waktu akan mulai ditampilkan pada layar tujuh segmen. Sekarang kami memiliki beberapa tombol untuk mengatur waktu di PORT A, proses lengkap dijelaskan dalam video yang diberikan di bagian akhir. Regulator tegangan 5v digunakan untuk mengubah tegangan input menjadi 5v. Semua koneksi ditunjukkan pada diagram rangkaian di bawah ini:

Untuk satu papan display, dua display tujuh segmen dan 2 LED digunakan. Jadi di sini kami memiliki lima papan tampilan berbeda untuk menampilkan Waktu dalam Jam dan menit (HH-MM), dan tanggal dalam DD-MM-YY.

Desain dan fabrikasi PCB untuk Jam Digital

Untuk proyek jam dinding berbasis Atmega16 ini, kami telah merancang dua PCB. Satu untuk unit Kontrol yang digunakan untuk mengontrol semua operasi proyek dan bagian kedua untuk menampilkan waktu dan tanggal pada layar tujuh segmen. Bagian tampilan berisi lima pasang layar tujuh segmen 0,8 inci. Jadi dengan merakit 5 buah Jam Digital kita sudah lengkap. Untuk tampilan multipleks 7-segmen, jalur data dari 5 PCB akan dihubungkan ke port yang sama dari unit kontrol dan jalur kontrol dihubungkan dengan pin yang berbeda dari unit kontrol.

Di bawah ini adalah tampilan atas dan bawah dari layout PCB dari satu papan Display yang terdiri dari dua display tujuh segmen:

Di bawah ini adalah tampilan atas dan bawah dari Control Unit PCBs

Di sini kami melampirkan file Gerber untuk kedua papan:

• File Gerber untuk unit kontrol berbasis Atmega16
• File Gerber untuk papan Display Seven Segment

Memesan PCB menggunakan PCBGoGo

Ada banyak layanan fabrikasi PCB yang tersedia secara online, tetapi karena saya menggunakan PCBGoGo sebelumnya di salah satu proyek saya yang lain, saya menganggapnya murah dan tidak merepotkan dibandingkan dengan vendor lain.

Berikut langkah-langkah untuk memesan PCB dari PCBGoGo:

Langkah 1: Masuk ke www.pcbgogo.com, daftar jika ini adalah pertama kalinya Anda. Kemudian, pada tab Prototipe PCB masukkan dimensi PCB Anda, jumlah lapisan dan jumlah PCB yang Anda butuhkan.

Langkah 2: Lanjutkan dengan mengklik tombol Kutip Sekarang . Anda akan dibawa ke halaman di mana untuk mengatur beberapa parameter tambahan jika diperlukan seperti material yang digunakan jarak trek dll. Tetapi sebagian besar nilai default akan berfungsi dengan baik. Satu-satunya hal yang harus kita pertimbangkan di sini adalah harga dan waktu. Seperti yang Anda lihat, Build Time hanya 2-3 hari dan biayanya hanya $ 5 untuk PSB kami. Anda kemudian dapat memilih metode pengiriman yang disukai berdasarkan kebutuhan Anda.

Langkah 3: Langkah terakhir adalah mengunggah file Gerber dan melanjutkan pembayaran. Untuk memastikan prosesnya lancar, PCBGOGO memverifikasi apakah file Gerber Anda valid sebelum melanjutkan pembayaran. Dengan cara ini Anda dapat memastikan bahwa PCB Anda ramah fabrikasi dan akan menghubungi Anda sesuai komitmen.

Sekarang PCBGoGo akan membutuhkan waktu sekitar 10 menit hingga 1 Jam untuk meninjau file Gerber Anda. Setelah menyelesaikan peninjauan, Anda dapat melanjutkan dengan pembayaran.

Merakit PCB

Setelah papan dipesan, itu sampai kepada saya setelah beberapa hari melalui kurir dalam kotak yang diberi label rapi dan seperti biasa kualitas PCBnya luar biasa. Saya membagikan beberapa gambar papan di bawah ini untuk Anda nilai.

Saya menyalakan batang solder saya dan mulai memasang Papan. Karena Footprints, pad, vias, dan silkscreen memiliki bentuk dan ukuran yang tepat, saya tidak mengalami masalah dalam merakit board. Papan itu sudah siap hanya dalam 10 menit dari saat kotak dibongkar.

Beberapa gambar papan setelah penyolderan ditunjukkan di bawah ini.

Menguji Jam Digital

Kode lengkap diberikan di akhir tutorial ini, cukup hubungkan PCB seperti yang ditunjukkan pada diagram rangkaian dan unggah kode tersebut ke Atmega16. Dan Anda akan melihat waktu dan tanggal muncul di sepuluh layar Tujuh segmen.

Waktu dan tanggal dapat diatur menggunakan empat tombol tekan pada unit kontrol seperti yang ditunjukkan dalam video di bawah ini.