Hallo, da ich die Idee aus dem Beitrag "Zeigt her eure Kunstwerke (2)", dort nur eine kurze Vorstellung des "Kunstwerkes" zu geben und eine eventuelle Diskussion stattdessen in einem separaten Thread zu führen, äußerst praktisch finde, werde ich dies hiermit tun! Über die letzten 1-2 Jahre hinweg habe ich mir in (fast) kompletter Eigenregie (Elektronik, Programmierung, Gehäusedesign - Gehäusefertigung hat ein Kumpel gemacht) eine BCD-codierte Armbanduhr entwickelt. Dabei habe ich mehr als oft dieses Forum als Lernhilfe verwendet, weswegen ich mein Projekt hier auch vorstelle! Anlass für die Uhr war die Tatsache, dass es im Handel nur diese urhässlichen binären Uhren gibt, bei denen zudem noch für den Laien neben den Bits die enstprechenden Dezimalwerte stehen. Und was macht ein Ingenieur, wenn es nicht das gibt, was er will? Er baut es selbst! Die Uhr ist ca. 37x36x9mm groß, wobei das Gehäuse aus gefrästem, schwarz eloxiertem Aluminium besteht. Die Anzeige besteht aus 16 kaltweißen SMD-LEDs (23 lm bei 70 mA), die mit Hilfe einer PWM einzeln nacheinander angesteuert werden. Jede Spalte der Anzeige entspricht einer BCD-codierten Dezimalzahl, wobei die Anordnung 1:1 der von normalen, digitalen Uhren entspricht (hh:mm bzw. mm:ss). Das Herzstück der Uhr ist ein ATtiny4313, welcher mit 250 kHz taktet und vollständig in Assembler programmiert wurde. An dieser Stelle einen riesigen Dank an das Forum für die super Tutorials hierfür (vor der Uhr war ich ein blutiger Anfänger in Sachen Mikrocontroller-/Hardwareprogrammierung)! Ein integrierter Li-Po Akku mit 150 mAh reicht aus, um die Uhr im Dauerbetrieb 50-55h mit ausreichend Strom zu versorgen. Zur Absicherung vor einem zu niedrigen Akkustand ist desweiteren ein Komparator verbaut, welcher die Anzeige der Uhr gegebenenfalls ausschaltet. Zum Aufladen ist ein Li-Po Lade-Schaltkreis integriert, welcher lediglich eine 5V Spannungsquelle (USB, anschließbar über 2polige Mini-Buchse) benötigt. Durch einen präzisen 8 MHz Quartz beträgt die Zeitabweichung pro Monat nur ca. 3 Sekunden, was aber größtenteils auf eine unzureichende Kalibrierung der Software zurückzuführen ist. Die Uhr hat verschiedene Modi, die mit 3 Tastern gewählt werden: *Anzeigemodi: 1. Anzeige deaktiviert, Zeit wird aber intern weiter gezählt 2. Anzeige alle 5 Minuten für 10 Sekunden einschalten 3. Anzeige im Dauerbetrieb mit geringer Helligkeit 4. Dauerbetrieb mit normaler Helligkeit 5. Dauerbetrieb mit hoher Helligkeit *Zeitanzeige: Darstellung als HH:MM oder als MM:SS *Taschenlampe: Da die oberste linke LED im Normalfall nicht verwendet wird, habe ich sie als Taschenlampe umfunktioniert. Sie leuchtet mit 20 lm und strahlt in 120° ab, wodurch z.B. ein 3x3 m² Raum hell genug beleuchtet wird, um alles zu erkennen. Bei vollem Akku leuchtet die Lampe ca. 2,5h lang. Mein absolutes Lieblingsfeature der Uhr, da ich so immer eine handliche Taschenlampe dabei habe! Für mehr Bilder siehe meine FB-Seite: https://www.facebook.com/mathias.kruger.56/media_set?set=a.409721652463801.1073741825.100002779091667&type=3&viewas=100000686899395 (Nein, ich verlinke das nicht um neue Freunde zu bekommen :P! Anfragen lehne ich sowieso ab. Facebook kann mich an für sich mal, aber zum veröffentlichen von Fotos ist es halt eine praktische Alternative).
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Hut ab! Die Qualität Deiner Arbeit ist wirklich beindruckend. Ich finde ungewöhnliche Uhrenprojekte immer sehr interessant. Mfg, Gerhard
Hat sich dein Gehirn schon auf Binaer umgestellt? Kannst du also die Zeit mit einem Blick ablesen, oder muss du immer erst 'umrechnen'? Ansonsten ganz nett! Ich wuerde aber die Platine mindestens noch mit einem Coating versehen damit ein gewisses Mass an wasserdichtigkeit/feuchtigkeitrestistenz gewaehrleistet ist. Olaf
Mathias K. schrieb: > Für mehr Bilder siehe meine FB-Seite: > https://www.facebook.com/mathias.kruger.56/media_set?set=a.409721652463801.1073741825.100002779091667&type=3&viewas=100000686899395 Da muss man sich anmelden, um was zu sehen :-(
Prima Arbeit, echt beeindruckend. Was mir persönlich noch besser gefallen würde wäre eine dunkel getönte Folie auf der Vorderseite, um die LEDs selbst etwas zu verstecken. Momentan wäre mir die Uhr von vorn etwas zu gelb :) Ist aber natürlich Geschmackssache.
Wo gibt es den Schaltplan+Source? :) Veröffentliche das doch hier und lass die Mods den Thread in Codesammlung schieben. Dominik S. schrieb: > dunkel getönte Folie auf der Vorderseite Habe ich mir auch gedacht. Aber irgend eine Folie scheint da drauf zu sein. Sieht schick aus und ziemlich professionell realisiert. Das Gehäuse ist echt schick. Aber sei vorsichtig, dass dir das Gehäuse nicht verkratzt :-/ Wie bist du an die Maschinen zum Bestücken und auftragen der Lötpaste gekommen? Sind das Maschinen die wirklich für SMD Bestückung gedacht sind? Sehen irgendwie komisch aus... Wie sind die LEDs verschaltet? Du schreibst was von 70mA aber ich sehe nur 5 Transistoren - wie steuerst du damit die LEDs an? Die Pins vom Attiny liefern ja nur so ca. 20mA. Wenn ich mir die Platine so anschaue steuerst du die wohl spaltenweise über PNPs an und die Reihen über die Portpins. Ohne Vorwiderstände - nutzt also die Strombegrenzung der IO pins. Von der ersten Ziffer sind doch zwei LEDs ungenutzt, oder? Nutzt du die beide für die Taschenlampe? Mathias K. schrieb: > 150 mAh reicht aus, um die Uhr im > Dauerbetrieb 50-55h mit ausreichend Strom zu versorgen. Nutzt du den Sleepmode des Attiny, schaltest alles ab usw.? Also ist die Firmware schon auf Stromverbrauch optimiert? Hast mal gemessen was die Uhr im Standby braucht? Eventuell wäre ein guter Schaltregler und 1,8V Versorgung für den Attiny auch noch etwas effizienter. Am besten wäre wohl ein Prozessor der mit Uhrenquarz getaktet wird (geht aber beim Attiny wohl nicht). Also eventuell gibt es besser geeignete Prozessoren? Wäre auch interessant das mit einem CPLD zu realisieren (Stromverbrauch wird aber höher sein).
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Danke :D bin auch immer wieder selbst beeindruckt, wie schön und klein die Uhr geworden ist. @Olaf: Das ist eigentlich echt lustig. Am Anfang zählt man natürlich, aber mit der Zeit prägen sich die Bit-Muster einfach ein und man weiß auf einen Blick die Uhrzeit (macht sich dann besonders praktisch wenn man was binär programmiert!). Das mit dem Coating ist eine gute Idee, habe ich garnicht dran gedacht. Bisher ist das Gehäuse selber mehr oder weniger mit einer Schicht aus Flüssiggummi zwischen den 2 Gehäusehälften abgedichtet (wobei natürlich hier und da einige kleine Spalten sind, wie z.B. an den Tastern). @Dominik: Eigentlich hatte ich vor, jede LED mit einer kleinen weißen Streuscheibe zu versehen, da ich ursprünglich eine schwarz/weiße Uhr wollte. Aber dann hat man immer das Problem mit der Streuung des Tageslichtes, was jegliche Leuchtkraft der LEDs überdeckt. Das mit der getönten Folie werde ich mal ausprobieren, mal schauen ob ich da die LEDs nicht zu hell für programmieren muss (heller = weniger Akkulaufzeit). Super wäre auch, direkt UV-LEDs zu nehmen und die Gehäusetaschen mit Phosphor zu befüllen (aber keine Ahnung wie man an sowas rankommt, besonders an effiziente UV-LEDs). @Marius: *Zur Folie: Momentan ist oben auf dem Gehäuse lediglich eine dieser kratzfesten Handyschutzfolien fürs Display aufgesetzt (hält trotz dem nicht blank polierten Alu erstaunlich gut). Ursprünglich wollte ich die LED-Taschen im Gehäuse mit Harz auffüllen, was ich aber nicht blasenfrei hinbekommen hätte (und ich hätte die LEDs nicht mehr warten können, falls was nicht stimmt mit dem Prototypen). Zudem hatte ich Angst um das Gehäuse wegen Kratzern (die Folie kann schon gut was ab, musste ich schon unfreiwillig testen). Ideal wäre natürlich ein richtiges Deckglas, aber darauf habe ich vorerst verzichtet (wäre aber meine liebste Lösung). *Zu den Maschinen: Siebdrucker+Bestückungsmaschine+Reflowofen sind alle von meiner Universität. Bei uns wird man mit Kusshand empfangen, wenn man sich für Elektronik/Bastelein wie in den früheren Jahren interessiert und nach Hilfe fragt (eben weil es scheinbar nurnoch wenige gibt, die sich wirklich für sowas interessieren). *Zur Ansteuerung: Im Grunde war/bin ich noch ein Laie in Sachen Schaltungstechnik. Keine Ahnung warum, aber Transistoren waren für mich immer schon ziemlich abgedreht und unverständlich. U.a. aus dem Grund verwende ich statt Bipolartransistoren MOSFETs. Um genauer zu sein, verwende ich Ultra-Low-Resistance MOSFETs, die schon bei weniger als 3V durchschalten. Das hat mehrere Vorteile (glaube ich zumindest): Ich muss lediglich dafür sorgen, dass der Strom beim Umschalten der MOSFETs 20mA bzw. 40mA nicht überschreitet (maximale Pinlast vom ATtiny 4313 ist 40mA pro Pin, 200mA gesamt). Das mache ich über 200 Ohm Widerstände am Gate. Da der MOSFET im Grunde nur ein Schalter ist und der Kanalwiderstand vernachlässigbar klein ist, fallen alle Berechnungen auf der LED-Strecke deutlich einfacher aus (keine Verstärkung, kein Spannungsabfall, etc.). Mit einem 10 Ohm Widerstand verringere ich den Strom durch jede LED auf ca. 30mA, wobei die LEDs wie gesagt einzeln nacheinander mit einer PWM angesteuert werden. *Zu den 2 LEDs: Die oberste linke wird nie benutzt, drum ist sie meine Taschenlampe. Die LED darunter wird benutzt, wenn ich die Zeitanzeige auf MM:SS umstelle. *Zum Sleepmode: Den Sleepmode benutze ich nur, wenn ich die Uhr komplett deaktiviere (falls ich sie mal länger nicht benutzen sollte). Das hat den Grund, da ich keinen externen Zeitgeber verwende und mir somit im Betrieb immer wieder die Zeit verloren gehen würde. Die 50-55h beziehen sich auf den Dauerbetrieb der Anzeige im dunklen Modus (geringe Helligkeit). Währenddessen rennt der ATtiny die ganze Zeit mit 1 MHz (habe mich oben verschrieben, sorry) und die LEDs leuchten. Im Schnitt sind das 2,5-3,5 mAh Verbrauch, wovon weniger als 0,5 mAh von der Elektronik selbst kommen. Den Verbrauch im Standby habe ich noch nicht gemessen, er sollte aber laut Datenblättern unter 50µAh liegen (Controller+ICs). Zum Energiesparen habe ich softwareseitig programmiert, dass die Anzeige der Uhr nach 19:00 Uhr automatisch aus geht (danach benutze ich sie eh meist nicht). Zudem taktet der ATtiny von 1 MHz auf 125 kHz herunter, sobald die LED-Anzeige ausgeschaltet wird. Dadurch verbraucht die Uhr weniger als 150µAh, was nochmal Energie spart. Die 1 MHz Taktfrequenz vom ATtiny benötige ich, um die PWM der LEDs aufrecht zu erhalten. Grund ist, dass ich jede LED einzeln nacheinander ansteuere (ähnlich der Funktionsweise von Röhrenfernsehern). Somit leuchtet zu jedem Zeitpunkt nur maximal eine LED, mit einer Frequenz von 120 Hz. Der Vorteil darin liegt, dass ich für alle 16 LEDs nur 1 einzigen Vorwiderstand benötige (weniger Bauraum benötigt). Außerdem: Würde ich eine ganze Spalte gleichzeitig zum Leuchten bringen, hätte ich das Problem, dass je nach Anzahl der leuchtenden LEDs der Spannungsabfall am Vorwiderstand (sofern nur 1 benutzt wird pro Spalte) größer wird und die Leuchtkraft der LEDs ständig schwankt. *Zum Controller: Es ist gut möglich, dass es einige deutlich besser geeignete gibt. Bei der Auswahl des ATtiny4313 habe ich damals nur auf den Stromverbrauch, die geometrische Größe und die Portbelegung geschaut. Bei 1,8V müsste ich andere LEDs verwenden, da die weißen LEDs ca. 3V benötigen. Das war nebenbei gesagt auch eines der schwierigsten Dinge während des Projektes, sehr helle und gleichzeitig effiziente LEDs zu finden. Ich habe irgendwas um 15-20 verschiedene SMD-LEDs ausprobiert und bin schließlich auf einen geeigneten Typ gekommen. P.S: Schaltplan ist oben, viel Spass damit.
Alle Achtung! Ein schönes Gerät. Du bist ja ein richtiger Uhrologe.... ;-) MfG Paul
> aber mit der Zeit prägen sich die Bit-Muster einfach ein und man weiß > auf einen Blick die Uhrzeit (macht sich dann besonders praktisch wenn > man was binär programmiert!). Pass aber auf. Mich hat mal ein Prof durch eine Programmierklausur fallen lassen weil er meinte ich haette vom Nachbar abgeschrieben. Dabei habe ich nur die ganzen Rechenaufgaben mit Hexadezimalzahlen im Kopf geloest. Mir ist garnicht in den Sinn gekommen das man sowas schriftlich machen sollte. :-) > *Zu den Maschinen: Siebdrucker+Bestückungsmaschine+Reflowofen sind alle > von meiner Universität. Bochum? > Keine Ahnung warum, aber Transistoren waren für mich > immer schon ziemlich abgedreht und unverständlich. Das liegt an den Profs. Ich hatte am Anfang da auch so meine Schwierigkeiten weil sie in allen Schaltbildern jede Menge Spannungsquellen eingezeichnet haben, anstatt die Schaltung richtig zu zeichen und es dann zu erklaeren. > verwende ich statt Bipolartransistoren MOSFETs. Das ist eigentlich auch besser. Gerade alte Bastler verwenden viel zu wenig Mosfet weil sie schon immer den BC547/847 gewohnt sind. Allerdings sollte du wirklich nochmal Ltspice starten und die Geheimnisse des Mosfet ergruenden. :-D Der Spannungsabfall an R2 veringert dir die Gatespannung. Hast du die Widerstaende eigentlich berechnet oder nur so ausprobiert. Ich koennte mir naemlich vorstellen das deine Schaltung nur bei Zimmertemperatur gut funktioniert. Und ein Widerstand am Gate begrenzt nicht den Strom durch den Mosfet sondern die Ladezeit des internen Kondensator. Natuerlich stellst du damit bei PWM auch irgendwie die Leistung ein, aber das ist mal mindestens etwas unkonventionell. Warte mal ab bis Mawin dich auseinander nimmt. :-) Olaf
Haha ja, wenn die Profs nicht glauben wollen, dass man es einfach gut beherrscht! Da kenne ich von einem Freund eine ähnliche Anekdote. Ich hatte mit dem vor der Klausur ausgiebig geübt und die durften ihre Unterlagen mit in die Klausur nehmen. Am Ende hat er dann die Aufgaben so makellos gelöst (dank unserer gemeinsamen Übung vorher), dass der Professor fest darauf bestanden hat, dass mein Freund die Musterklausur irgendwie vom Prof geklaut und vor der Arbeit kopiert hat! Resultat: Gespräch mit Rektor und Wiederholung der Arbeit. Aber zum Glück habe ich das Klausurthema hinter mir, hab mein Studium abgeschlossen dieses Jahr (TU-Ilmenau). Zu dem MOSFET: Ich hatte mich ein wenig umgeschaut und bin hier im Forum auf einen Thread gestoßen, ob man denn einen Gatewiderstand braucht oder nicht. Da lief es im Endeffekt darauf hinaus, dass er nicht unbedingt notwendig ist, aber aus Gründen von EMV? ESD? (kA mehr), besser ist. Gerade weil zu Beginn des Ladevorgangs der Kondensator des MOSFETs leer ist und zwischen Gate und Pin ein riesiger Strom fließt (deutlich mehr als der Pin verträgt). Drum habe ich den Worst-Case berechnet mit 3,3V Spannung und Maximalstrom 20 mA (max. Pinlast) und bin auf die 200 / 220 Ohm Widerstände gekommen (mit einer guten Portion Sicherheit). Das verlangsamt mir zwar den Schaltvorgang und erhöht ein wenig den Verbrauch der MOSFETs, aber für meine Anwendung sollte das vernachlässigbar sein. Das mit R2 stimmt, jetzt wo ich nochmal drüber schaue. Ich glaube das war mir damals egal, da nur knapp 0,3V über R2 abfallen und der MOSFET bis runter auf 2,25V durchschaltet. Aber guter Einwand, muss ich mir merken für später. Warum sollte die Schaltung eventuell nur bei Zimmertemperatur gut funktionieren?
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Hallo Mathias, Es gibt kanz kleine MEMS RTC ICs. Vielleicht kann man den noch unterbringen. läuft mit 3uA. Genauigkeit ist 3 Min im Jahr oder +- 5ppm oder 0.432 s/d. Das Teil wird von Maxim hergestellt. DS3231M oder DS3232M. Gruß, Gerhard
> Da lief es im Endeffekt darauf hinaus, dass er nicht unbedingt > notwendig ist, aber aus Gründen von EMV? ESD? (kA mehr), besser ist. Das ist richtig. Damit kann man sich manchmal den Arsch retten. Aber man bezahlt einen Preis dafuer. Naemlich durch den schlechteren Wirkungsgrad. Wobei jetzt 200Ohm nicht so gross sind. Es mag also sein das dies egal ist. Haengt halt vom Verhaeltnis der Einschaltzeit zu deiner PWM-Frequenz ab ob es nennenswert ist. > Warum sollte die Schaltung eventuell nur bei Zimmertemperatur gut > funktionieren? Ich weiss jetzt nicht wieviel Reserven du fuer das einschalten der Mosfet hast dadurch das du ja etwas am 10R Widerstand verlierst. Der Widerstand wird dich vermutlich auch etwas Wirkungsgrad kosten. > Genauigkeit ist 3 Min im Jahr oder +- 5ppm oder 0.432 s/d. Das Teil wird > von Maxim hergestellt. DS3231M oder DS3232M. 3uA? Das ist ja 10x schlechter als die uebliche Konkurenz. Und kuck mal hier: http://www.prweb.com/releases/2013/2/prweb10386125.htm Aber im Prinzip ist das hier ja egal. Die LEDs brauchen ja sehr viel Strom. Wenn der Controller irgendwann die LEDs nicht mehr einschaltet weil die Batterie leer wird, dann wird die Uhr immer noch monatelang laufen koennen. Da ist eine interne Uhr im Controller schon eine gute Wahl. Vielleicht waere aber die Verwendung eines 4.192Mhz Quarz besser gewesen. Die Frequenz ist ziemlich beliebt bei Autouhren weil es da wohl Quarze gibt die genauer sind bei einem weitem Temperaturbereich. Andererseits ist das bei einer Armbanduhr auch egal. Die liegt ja entweder in einer Wohnung rum oder wird vom Arm temperiert. Aber es gibt etwas anderes das einer guten Uhr fehlt. Einen Piepser wie sie in den Brandschutzmeldern verwendet werden und eine extra Taste die nach einmaligen druecken einen Timer von 3min startet und bei zweimal druecken von 5min. Nach Ablauf der Zeit gibt es einmalig einen Hoersturzpiepser. Dann wuerde ich nie mehr die Ziehzeit meines Tees verpassen. :-) Olaf
Mathias K. schrieb: > Für mehr Bilder siehe meine FB-Seite: > https://www.facebook.com/mathias.kruger.56/media_set?set=a.409721652463801.1073741825.100002779091667&type=3&viewas=100000686899395 Mit dem Link lande ich nur auf meiner Startseite.
Als Quartz verwende ich einen +-20/+-20 ppm Quartz von Abracon, also schon einen der genaueren denke ich. Das mit dem RTC ist dahingehend äußerst interessant, da ich dann die Taktfrequenz des ATtiny während der deaktivierten Anzeige deutlich runterschrauben bzw. den ATtiny direkt schlafen legen könnte. Allerdings müsste ich schauen, wie man noch so einen QFN Chip auf die Platine bekommt (ohne 4 lagige Platinen zu verwenden). In der Hinsicht wäre es auch praktisch, die Elektronik so auszulegen, dass mit dem ATtiny auch der Spannungswandler in den Sleep-mode geht (der ist eigentlich das begrenzende Bauteil, wenn die Anzeige deaktiviert ist - der benötigt etwa 80µAh). Müsste ich mal schauen wie man das auslegen kann/ob es auch gute RTCs gibt, die bei 4,2V Spannung arbeiten (die von Abracon haben nur 3,6 und 3,8). Dann könnte ich den direkt an den Akku anschließen (sofern die absinkende Spannung keine zu großen Fehler in der Zeit verursacht). Hier der Standardlink zu meiner FB-Seite: https://www.facebook.com/mathias.kruger.56 Falls der auch nicht geht, kann ich hier noch ein paar Fotos hochladen (wollte ich eigentlich nicht wegen dem unnötigen Mehrverbrauch an Forumspeicher, da die Fotos ja schon im Netz stehen). Alternativ kann ichs auch in meiner Dropbox hochladen, wenn der Link nicht funktioniert.
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Mathias K. schrieb: > der benötigt etwa 80µAh Über welchen Zeitraum gesehen? Über ein Jahr gesehen? Das würde ja bedeuten, dass der nur 80µAh/8760h=9,13nA verbraucht. Ist doch ganz okay :-) Warum versorgst du den Tiny eigentlich über einen Spannungsregler? Sollte doch auch direkt aus dem Lipo klappen. Mit der Uhr im Tiny kannst du nur Sleep mode verwenden. Mit einer externen RTC könntest den Power-Down mode des Tiny verwenden und über Pin-Change Interrupt bei Tastendruck aufwecken.
eh, sorry - meinte 80µA/h (also deutlich mehr). Die Angabe ist aber nur aus dem Datenblatt zum Spannungsregler entnommen (LP2981). Den verwende ich, da ich (1.) eine konstante Spannung am ATtiny will (so bleibt die Taktfrequenz genauer) und (2.) um die LEDs konstant hell zu halten. Mit dem externen RTC könnte ich den Spannungsregler nach den ATtiny schalten, also nur für die LEDs (vorausgesetzt, der RTC taktet konstant trotz Spannungsänderung). So könnte ich den Regler dann zusammen mit dem ATtiny abschalten und deutlich mehr Energie sparen, wenn die Anzeige eh deaktiviert ist.
Mathias K. schrieb: > Hier der Standardlink zu meiner FB-Seite: > https://www.facebook.com/mathias.kruger.56 Wenn man nicht bei FB angemeldet ist, bekommt man nur einen Grill und einen Skifaher zu sehen.
> (1.) eine konstante Spannung am ATtiny will (so bleibt die > Taktfrequenz genauer) Ist das wirklich so? Ich muss sagen ich hab das noch nie probiert, aber selbst wenn, Betriebspannung messen und einen Korrekturfaktor addieren. > (2.) um die LEDs konstant hell zu halten. Betriebsspannung messen und einen Korrekturfaktor auf die PWM addieren. Duerfte sich auch positiv auf den Wirkungsgrad auswirken. Olaf
Toll gemacht und prima durchdacht! >Hat sich dein Gehirn schon auf Binaer umgestellt? Kannst du also die >Zeit mit einem Blick ablesen Bei meiner Binär-Uhr muss ich oft noch nachrechnen ( morgen vielleicht mehr! ;-) , aber man gewöhnt sich sehr schnell an die neue Anzeigeart einer Uhr: http://www.youtube.com/watch?v=A9Zjim5oCW8 Ich hätte da ja eine Idee: Eine uralte Holzuhr mit nur einem Zeiger digital zu simulieren. ;-) Keine Minuten mehr, nur Stunden. ;-) Die Frage wäre nur das Design.. Spartanisch, würde ich sagen.
Wenn wir noch langlebiger wären, möchte ich ja zur Konstruktion einer "Analemma-Uhr" raten. Ausgabe auf Graphikdisplay. Gibt es wahrscheinlich leider auch schon, aber sicher net in Echtzeit. http://en.wikipedia.org/wiki/Analemma Und, Sonnenuhren könnte man ja auch mit µCs verknüpfen oder spricht was gegen die Sylvesteridee? ;-) gerhard
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@Olaf: Ich habe gerade nochmal nachgeschaut im Datenblatt zum ATtiny4313. Da sieht man in meinem Spannungsbereich (3,6V-4,2V) eine relativ gering ausgeprägte Abhängigkeit der Frequenz von der Spannung, ich hatte da mehr in Erinnerung. Allerdings beziehen sich die Angaben auf den internen RC-Oszillator, keine Ahnung ob die Spannungsabhängigkeit der Frequenz bei einem Quartz existiert/wie stark sie ausgeprägt ist (jemand eine Ahnung hier? Das würde mich mal interessieren). So gesehen würde die Genauigkeit nicht allzusehr leiden, wenn ich den ATtiny ohne/vor dem Schaltregler verbaue. Zu den LEDs: Ich glaube, das Problem an der Sache ist der große Spannungsbereich von 0,6 V. Ich müsste den Vorwiderstand der LEDs bei 4,2 V bestimmen, sodass die Controllerpins nicht leiden (max. 40 mA beim 4313). Ich kann mir gut vorstellen (sofern überhaupt möglich wegen der sinkenden Spannung), dass man eine sehr hochaufgelöste PWM (und damit auch Taktfrequenz des Controllers) braucht, um bis runter auf 3,6 V die gleiche Helligkeit zu erreichen wie bei 4,2 V. Momentan besteht meine PWM aus nur 5 bzw. 10 möglichen, verschiedenen Tastgraden und dennoch braucht der Controller 1 Mhz um alle 16 LEDs zum Leuchten zu bringen. @Gerhard: Spartanisch find ich immer besser! So bleibt der Blick aufs Wesentliche fokussiert ;) Ich hab nochmal ein paar Fotos von der Uhr reingestellt (im FB Profil sind größtenteils noch Fotos von der Herstellung der Uhr, die pack ich hier aber nicht noch rein).
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> Genauigkeit ist 3 Min im Jahr oder +- 5ppm oder 0.432 s/d. Das Teil wird > von Maxim hergestellt. DS3231M oder DS3232M. >3uA? Das ist ja 10x schlechter als die uebliche Konkurenz. >Und kuck mal hier: >http://www.prweb.com/releases/2013/2/prweb10386125.htm Der DS3232M ist wegen der hohen Genauigkeit und dem Wegfall eines externen Quarzes hier attraktiv, da die IC sehr klein ist. +-20ppm sind fast 21 Minuten an Gangfehler im Jahr. Dazu kommt dass der DS3232M über einen praktisch perfekten Temperaturgang zwischen -40 bis 85 Grad hat. Die Alterungsrate per Jahr ist typisch unter 1ppm. Das mache mal mit einem typischen "nackten"Quarz ohne Temperaturkompensation. Naja, 3uA ist die Sache vielleicht wert... In Deiner Armbanduhr ist eben die geringe Größe der attraktive Punkt. Ohne Feinabgleich im End Layout ist eine genaue Frequenz Zufall. Man könnte allerdings wie in einer Appnote(1155) von Microchip beschrieben periodisch in Abständen von z.B. Einer Minute dem Uhrteiler die entsprechenden Nummer von Korrigierpulsen hinzufügen oder abziehen. Wenn man dann die Temperatur mißt und mittels einer Tabelle die Korrekturnummer aufruft dann läßt sich die Genauigkeit auch mit einem diskreten Quarz beträchtlich erhöhen. Nichts für ungut, ist nur meine Meinung. Mfg, Gerhard
Die Abracon RTCs sind an für sich schon richtig gut, da sie vor allem im flachen QFN Package kommen (hab ich auf die Schnelle nicht für den DS3232 gefunden). Nur die maximale Spannung von 3,6 bzw 3,8 V ist suboptimal (was beim DS3232 wieder besser ist, da der bis 5,5 V geht). Gibt es eine praktikable Lösung ohne zusätzliche Stromaufnahme und IC, die Akkuspannung von 4,2 V so herunter zu regeln, dass sie 3,8 V nicht überschreitet? Spontan fällt mir dazu nur eine Diode in Durchlassrichtung ein, sodass ca. 0,7 V auf der Versorgungsstrecke zum RTC abfallen. Aufjedenfall ist die Methode mit einem RTC, egal mit welchem, die bessere Lösung als meine, wenn es um das Energiesparen bei deaktivierter Anzeige geht. Das ist der Haken bei meiner Uhr: selbst ohne Anzeige muss die Uhr nach einigen Wochen geladen werden, oder der Akku geht in die Knie. @Gerhard: Momentan "gleiche" ich die Frequenz des Quartzes ab, indem der Mikrocontroller um Mitternacht den Zählerstand des Timers/der Zeit um einen gewissen Wert nachstellt, also ähnlich der Appnote. Bisher hat das erstaunlich gut hingehauen, da die Uhr ohne Nachstellen seit 3 Monaten nur 14 Sekunden nach geht. Mal stöbern, was es noch für QFN RTCs gibt da draußen. Achja, gesundes neues!
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Die DS323x sind natürlich nicht so flach. Dafür beinhalten sie bereits den Quarz. Und dieser ist sogar ein TXCO, also temperaturkompensiert. Bei mir ergibt das im Monat eine Abweichung von ca. 1s. Versuche mit anderen RTCs waren dramatisch schlechter, da die Anpassung des Quarz and den RTC Chip kritisch ist und ohne C-Trimmer in der Regel zu viel schlechteren Werten führt. Achja, auch gesundes neues Jahr!
DS3232 schrieb im Beitrag #3466227: > Die DS323x sind natürlich nicht so flach. Dafür beinhalten sie bereits > den Quarz. Und dieser ist sogar ein TXCO, also temperaturkompensiert. > Bei mir ergibt das im Monat eine Abweichung von ca. 1s. > Versuche mit anderen RTCs waren dramatisch schlechter, da die Anpassung > des Quarz and den RTC Chip kritisch ist und ohne C-Trimmer in der Regel > zu viel schlechteren Werten führt. > > Achja, auch gesundes neues Jahr! Hi, Ich meinte eigentlich die DS3232M MEMS Resonator Version im 8-Pin SO-8 Gehäuse. Da ist kein Quarz drin; nur ein Mikro-Miniaturisierter MEMS Resonator von hoher Stabilität. Diese MEMS RTC habe eine lineare Temperaturkennlinie die in TCXO Art intern schon kompensiert wird. http://datasheets.maximintegrated.com/en/ds/DS3232M.pdf Der ältere DS3232 ist ja wegen des integrierten Quarzes, obwohl etwas sparsamer, ein richtiges Ungetüm;-) Meine Absicht war darauf aufmerksam zu machen dass es heutzutage auch ohne Quarz geht. Dir auch alles Gute fürs neue Jahr! Gerhard
Mathias K. schrieb: > Die Abracon RTCs sind an für sich schon richtig gut, da sie vor allem im > flachen QFN Package kommen (hab ich auf die Schnelle nicht für den > DS3232 gefunden). Nur die maximale Spannung von 3,6 bzw 3,8 V ist > suboptimal (was beim DS3232 wieder besser ist, da der bis 5,5 V geht). > Gibt es eine praktikable Lösung ohne zusätzliche Stromaufnahme und IC, > die Akkuspannung von 4,2 V so herunter zu regeln, dass sie 3,8 V nicht > überschreitet? Spontan fällt mir dazu nur eine Diode in > Durchlassrichtung ein, sodass ca. 0,7 V auf der Versorgungsstrecke zum > RTC abfallen. > > Aufjedenfall ist die Methode mit einem RTC, egal mit welchem, die > bessere Lösung als meine, wenn es um das Energiesparen bei deaktivierter > Anzeige geht. Das ist der Haken bei meiner Uhr: selbst ohne Anzeige muss > die Uhr nach einigen Wochen geladen werden, oder der Akku geht in die > Knie. > > @Gerhard: Momentan "gleiche" ich die Frequenz des Quartzes ab, indem der > Mikrocontroller um Mitternacht den Zählerstand des Timers/der Zeit um > einen gewissen Wert nachstellt, also ähnlich der Appnote. Bisher hat das > erstaunlich gut hingehauen, da die Uhr ohne Nachstellen seit 3 Monaten > nur 14 Sekunden nach geht. > > Mal stöbern, was es noch für QFN RTCs gibt da draußen. > > Achja, gesundes neues! Danke für die Erklärungen. Macht Sinn. Ja, ein RTC würde Dir das Leben sicherlich leichter machen, da dann der MCU schlafen gelegt werden kann. Den DS323XM gibt es leider (noch) nicht kleiner als ein 3.9mm SO-8. Der ist wahrscheinlich zu dick um noch nachträglich eingebaut zu werden. Die Abracom Sachen werde ich mir mal zum Vergleich anschauen. Jedenfalls ist Deine Uhr eine schön und praktische Sache. Ich kann übrigens die Zeit ohne Überlegung ablesen. Ist wie gewohnt;-) Gerhard
Hallo Mathias! Lass Dich bloss nicht schlecht machen! Dein Werk ist 1A ! Es gibt da zu viele, die mit der Programmierung angeben. Nicht ein ein einziges , fertiges Produkt habe ich von denen jemals zu sehen bekommen! Da stimmt doch was nicht!? ;-) Inzwischen hast Du ja hoffentlich das Rüberrrutschen in das Neue Jahr gut überlebt? ;-) Das neue Jahr wird auch mikrocontrollerverseucht sein.. HOFFENTLICH GUT ! ;-) In dem Sinn Gerhard
Blende22 schrieb: > Hallo Mathias! > Lass Dich bloss nicht schlecht machen! Dein Werk ist 1A ! Es gibt da zu > viele, die mit der Programmierung angeben. Nicht ein ein einziges , > fertiges Produkt habe ich von denen jemals zu sehen bekommen! > Da stimmt doch was nicht!? ;-) > Inzwischen hast Du ja hoffentlich das Rüberrrutschen in das Neue Jahr > gut überlebt? ;-) > Das neue Jahr wird auch mikrocontrollerverseucht sein.. HOFFENTLICH GUT > ! ;-) > In dem Sinn > Gerhard Es macht ihn doch niemand schlecht? Oder habe ich was übersehen? Von wegen neues Jahr. Bei mir ist es erst 18 Uhr. Bin im Jahre 2013 fest gesessen. Noch viel Zeit bis zum nächsten Jahr... Gruß, Gerhard
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Ich sehe auch nicht, wo Mathias schlecht gemacht wird. Aber Anregungen, ein tolles Projekt noch perfekter machen zu können müssen doch erlaubt sein und sind von Mathias wohl auch erwünscht. Aber man muß für Blende22 auch Verständnis zeigen. Er ist ja nicht mehr der Jüngste und kommt zudem noch aus Österreich.
:D danke! Im rutschen bin ich Meister - ordentlich Feuerwerk in die Luft gejagd (inklusive intaktem Trommelfell) und danach erstmal schön ins Mikrocontrollerforum und Ideen sammeln/Datenblätter lesen! Und zum neuen Jahr: Erstmal wirds Raspberry Pi versucht, mit ein paar AVR Basteleien nebenher! Ist schon für alles gesorgt ;) Aber um dich zu beruhigen ;) : Bisher hat sich jeder, der meine Uhr gesehen hat, nur positiv geäußert. Das wird sich zwar ändern, falls ich meinen Sourcecode veröffentlichen sollte (die Handschrift eines Anfängers), aber egal :D - die Uhr läuft! @Gerhard O.: Danke auch für die Tips! Jetzt hab ichs auch geschnallt worauf du hinaus wolltest. Damit könnte ich den Platz des Quarzes stattdessen mit dem DS3232M füllen (somit hätte ich rein von der Breite keine Probleme auf der Platine). Ich hab auch nochmal geschaut, wenn ich den RTC geschickt auf der Platine unterbringe, sollte mir die etwas größere Höhe des SO8 Packages keine Probleme bereiten. Mein Akku hat seitlich im Gehäuse noch ca. 5 mm Platz, wo ich den RTC platzieren kann. So könnte ich das Gehäuse der Uhr bei der gleichen Höhe belassen. Mal schauen was ich sonst noch verbessern kann, dann entwerf ich vllt. eine Version 2.0 der Platine, wenn mir mal langweilig ist!
Piefke schrieb: > Ich sehe auch nicht, wo Mathias schlecht gemacht wird. Aber Anregungen, > ein tolles Projekt noch perfekter machen zu können müssen doch erlaubt > sein und sind von Mathias wohl auch erwünscht. > Aber man muß für Blende22 auch Verständnis zeigen. Er ist ja nicht mehr > der Jüngste und kommt zudem noch aus Österreich. Dann müssen wir zusammenhalten -bin ja auch Österreicher;-)
Mir war garnicht bewusst, dass es in Österreich 8h früher ist! Eure Sonnenuhren gehen wohl wegen den hohen Bergen anders ;P? Zu Piefke: Anregungen und Tips sind mehr als willkommen, das ist überhaupt ein Grund, warum ich hier im Forum bin (und natürlich, um mit meinem Werk zu strahlen). Es gibt immer was zu verbessern! Außerdem kann ich hier von den Leuten nur dazu lernen, das ist mir noch viel wichtiger!
Mir scheint dass zwischen dem Mitteltaster und dem SOT-23 für ein SO-8 im "Dead beetle" Stil genug Platz da ist. Mathias K. schrieb: > > @Gerhard O.: Danke auch für die Tips! Jetzt hab ichs auch geschnallt > worauf du hinaus wolltest. Damit könnte ich den Platz des Quarzes > stattdessen mit dem DS3232M füllen (somit hätte ich rein von der Breite > keine Probleme auf der Platine). Ich hab auch nochmal geschaut, wenn ich > den RTC geschickt auf der Platine unterbringe, sollte mir die etwas > größere Höhe des SO8 Packages keine Probleme bereiten. Mein Akku hat > seitlich im Gehäuse noch ca. 5 mm Platz, wo ich den RTC platzieren kann. > So könnte ich das Gehäuse der Uhr bei der gleichen Höhe belassen. > > Mal schauen was ich sonst noch verbessern kann, dann entwerf ich vllt. > eine Version 2.0 der Platine, wenn mir mal langweilig ist!
Das stimmt schon. Nur bin ich ganz weit im Westen: 53 Grad N, 113 Grad West. Bären und Wölfe gibts auch außerhalb der Stadt nicht zu weit von hier. (Wayne Gretzky Land). Gerhard Mathias K. schrieb: > Mir war garnicht bewusst, dass es in Österreich 8h früher ist! Eure > Sonnenuhren gehen wohl wegen den hohen Bergen anders ;P? > > Zu Piefke: Anregungen und Tips sind mehr als willkommen, das ist > überhaupt ein Grund, warum ich hier im Forum bin (und natürlich, um mit > meinem Werk zu strahlen). Es gibt immer was zu verbessern! Außerdem kann > ich hier von den Leuten nur dazu lernen, das ist mir noch viel > wichtiger!
Mathias K. schrieb: > Anregungen und Tips sind mehr als willkommen Man kann alles bis ins letzte Detail optimieren und die optimale Lösung finden. Wenn man da ein paar Jahre rein steckt, seinen eigenen stromsparenden ASIC entwickelt usw. dann ist deine Schaltung dagegen natürlich ein Witz. Aber darum geht es ja nicht, dass was du hier geschafft hast sieht schon sehr solide aus und das obwohl du anscheinend noch nicht so viel Erfahrung hast. Das bekommen einige Bastler hier nicht so hin (trotz vielen Jahren Erfahrung). Aber die Schaltung würde ich ohne Spannungsregler mit µC im Power-Down und externer RTC oder µC mit Power-Down und integrierter RTC versuchen zu realisieren. Wüsste im Moment nicht wie, aber geht bestimmt :-) Prost Neujahr! Ich geh mal schlafen...
Hallo, tolles Projekt und wirklich schön umgesetzt. Respekt! Schau Dir mal die RTCs von Micro Crystal an ( http://www.mcrystal.ch/index.php/products/real-time-clocks ) Ich verwende z.B. gerne die RV-3049-C2. Äußerst genau, da integrierter, temperaturkompensierter Quarz und lässt sich über einen sehr breiten Spannungsbereich betreiben (1,3 - 5,5 V). Also ideal für eine Anwendung ohne Spannungsregler. Der Stromverbrauch liegt bei ca. 900nA, mit abgeschalteter Temperaturkompensation allerdings nur noch ein Bruchteil davon.
Hey, danke für die Info! Ich hab mal kurz drüber geschaut und die sehen echt vielversprechend aus! Die Größe entspricht fast 1:1 meinem momentanen Quarz, sodass da nicht viel geändert werden muss auf der Platine (einfach auswechseln und neue Leiterbahnen legen). Verbrauch und Versorgungsspannung sind auch genau richtig! Ich bekomm langsam Lust, mich nochmal an Eagle und das AtmelStudio zu setzen ...
Hallo Mathias! > Ich bekomm langsam Lust, mich nochmal an Eagle und das AtmelStudio zu > setzen ... Vielleicht habe ich es überlesen: Stellst Du Deine Platinen selbst her? Gruß Gerhard
Die habe ich bei PCBcenter (M&V Leiterplatten) herstellen lassen http://pcb-center.de/ An der Qualität gab es nichts zu bemängeln und die Lieferzeiten waren auch wie angegeben. Preis ist mMn auch super (ich hatte als Extra eine 1 mm FR-4 Leiterplatte herstellen lassen). Bin durch und durch zufrieden mit denen!
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Paul Baumann schrieb: > Alle Achtung! Ein schönes Gerät. > > Du bist ja ein richtiger Uhrologe.... > ;-) > MfG Paul Toller Beitrag!
Danke für den Hinweis! Muss ich glatt mal probieren. Habe bis jetzt meine Platinen immer selbst gemacht. Die sind zwar in letzter Zeit ganz schön geraten und Ausschuss habe ich auch schon länger keinen mehr, aber es hat doch leider Nachteile: z.B. bei den doppelseitigen Platinen das Problem mit den Durchkontaktierungen. Dieses alte home-made-Entwicklungsboard (1999) war in der Hinsicht eine Schinderei http://up.picr.de/16214482py.jpg und Lötstoppmaske gibt's auch keine.
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