Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Display für Wecker


von Mic U. (micyourcontroller)


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Hallo zusammen,

ich möchte mir einen Wecker selbst basteln.
Dazu werde ich vorraussichtlich einen STM32 verwenden, welcher neben der 
RTC Funktionalität auch weitere Funktionen umsetzen wird, z.B. I2S Amp 
mit Speaker, Temperatur, etc.

Nach wirklich langer Recherche und dem Entwurf mehrere Konzepte würde 
ich gerne noch Ideen von euch erhalten und zwar bezüglich 
Anzeige/Display.
Folgende Ideen sind mir hierzu gekommen:

1.) TFT LCD: Schöne Menüführung, scheitert jedoch am Strombedarf
2.) E-Paper Display: stromsparende Lösung für Projekte, bei denen nach 
größeren Zeitintervallen das Display upgedatet wird - die Uhrzeit ändert 
sich hierfür jedoch zu schnell
3.) 7 Segment Anzeige: gut für Zeitdarstellung und Strombedarf, 
schwierig oder umständliche Menüführung beim Stellen des 
Weckers/Programmieren der Zeit

Ich habe auch bereits mehrere Stunden nach monochromen Displays 
gegoogelt bzw. nach Weckerdisplays geschaut (Custom Displays), habe hier 
aber keinen Anbieter für ein solches Display gefunden.

Was gibt es eurer Meinung nach für weitere Möglichkeiten, welches 
Konzept würdet ihr verfolgen?

: Bearbeitet durch User
von Rufus Τ. F. (rufus) Benutzerseite


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Mic U. schrieb:
> Ich habe auch bereits mehrere Stunden nach monochromen Displays
> gegoogelt

Und welche Kriterien waren da für Dich wichtig? Monochrome 
Graphik-LC-Displays gibt es wie Sand am Meer, in verschiedensten 
Auflösungen und Größen.

von Stefan F. (Gast)


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> schwierig oder umständliche Menüführung beim Stellen des
> Weckers/Programmieren der Zeit

Das kommst ganz darauf, wie viele Eingabeelemente du einsparen willst. 
Eine praktische Bedienung stelle ich mir so vor:

1 Taster "Zeit einstellen"
1 Taster "Alarm einstellen"

Dazu ein Drehknopf über den Minuten und einer über den Stunden. Nach 5 
Sekunden Ruhe wird der Einstell-Modus automatisch beendet.

Alternativ zu den Drehknöpfen würden auch up/down Wippen über jeder 
einzelnen Ziffer gehen.

Ein Touch Screen ist nicht unbedingt komfortabler. Bei Android sieht man 
manchmal diese Datun/Zeit Dialoge wo man alle Zahlen durch Räder 
einstellen soll, die man nach oben oder unten an schubsen muss. Das ist 
grausam.

https://i.stack.imgur.com/KXpiM.png

von S. Landolt (Gast)


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6-stellige 7-Segment-Anzeige: hh mm ss (alle 10 Sekunden für 2 Sekunden 
MM DD WW)
4 Taster: vorwärts stellen, rückwärts stellen, Stellmodus 
weiterschalten, Sonderfunktion

Beim Stellen wird der aktive Teil durch Blinken angezeigt oder durch das 
8. Segment '.'.

von Frank E. (Firma: Q3) (qualidat)


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Wieso ist E-Ink zu langsam? Wer braucht eine Sekunden-Anzeige am Wecker?

Allerdings sollte man bei der Auswahl des Controllers darauf achten, 
dass dieser inetlligent genug ist, nur den veränderten Teil des Displays 
zu refreshen und nicht immer dan gesamten Screen.

Eine gewisse Alternative stellen noch sog. "bistabile LCD" dar, dürften 
aber schwer zu beschaffen sein.

Der Stromverbruach eines OLED ist direkt abhängig von der Anzahl der 
gerade leuchtenden Pixel ... wenn man da sehr sparsam ist, sollte sich 
der Stromverbrauch auch stark einschränken lassen.

Und schliesslich kann man dem Wecke z.B durch ein Solarmodul ein wenig 
unter die Achseln greifen, falls es im Schlafzimmer tags über hell sein 
sollte.

von Mic U. (micyourcontroller)


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Rufus Τ. F. schrieb:
> Und welche Kriterien waren da für Dich wichtig? Monochrome
> Graphik-LC-Displays gibt es wie Sand am Meer, in verschiedensten
> Auflösungen und Größen.

Ich habe nach LCDs ohne Backlight gesucht, da ich dachte, dass die 
meisten Hersteller solche verwenden. Kann aber auch gut sein, dass ich 
hier falsch liege - du kannst mich gerne korrigieren.

Stefan U. schrieb:
> 1 Taster "Zeit einstellen"
> 1 Taster "Alarm einstellen"

Könnte ich mir ebenfalls gut vorstellen, man ist hier halt im Vergleich 
zum Smartphone / Tft-Menü eingeschränkter. Kann aber auch ein Vorteil 
sein, muss mir nochmal überlegen was ich wirklich alles benötige.

Frank E. schrieb:
> Allerdings sollte man bei der Auswahl des Controllers darauf achten,
> dass dieser inetlligent genug ist, nur den veränderten Teil des Displays
> zu refreshen und nicht immer dan gesamten Screen.

Eben da tue ich mir wirklich schwer. Die meisten erlauben kein Partial 
Update.

Frank E. schrieb:
> Eine gewisse Alternative stellen noch sog. "bistabile LCD" dar, dürften
> aber schwer zu beschaffen sein.

Kannte ich bisher noch gar nicht, muss ich mich auf jeden Fall mal noch 
einlesen.

Frank E. schrieb:
> Und schliesslich kann man dem Wecke z.B durch ein Solarmodul ein wenig
> unter die Achseln greifen, falls es im Schlafzimmer tags über hell sein
> sollte.

Gute Idee!

Mich würde noch interessieren, ob mir jemand sagen kann, was dies für 
Displays sind? Ich gehe davon aus, bei beiden gibt es keinen 
Framebuffer?

http://www.braun-clocks.com/de/bnc015-rc-digital-global-radio-controlled-projection-clock.html

https://www.amazon.de/Mture-Digital-Wecker-Datumsanzeige-Lichtsensor-Lieferumfang/dp/B06WWJ3S5P

von Brummbär (Gast)


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ElectronicAssembly hat ein 2" eInk (172x72 Pixel / 20x48mm) mit 
Controller im Angebot. Wird mittels SPI angesteuert.

Ansonsten sind auch die LC-Displays von denen recht gut und verbrauchen 
je nach Typ um die 270µA.

Für einen Wecker braucht man wirklich keine Sekundenanzeige. 
Temperaturanzeige kann ich mir nur vorstellen, wenn es die 
Außentemperatur ist und der Wecker innerhalb des gefährlichen Bereiches 
(Schneefall) die Weckzeit etwas früher ansetzt (glatte Straßen, Schnee 
schippen, langsamer fahren...).

von Brummbär (Gast)


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Mic U. schrieb:
> Mich würde noch interessieren, ob mir jemand sagen kann, was dies für
> Displays sind? Ich gehe davon aus, bei beiden gibt es keinen
> Framebuffer?

Das sind stinknormale LC-Panels die direkt vom Prozessor angesteuert 
werden.
Die brauchen keinen Framebuffer, da es nur einzelne Segmente sind - kein 
Grafikdisplay.

von Mic U. (micyourcontroller)


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Brummbär schrieb:
> ElectronicAssembly hat ein 2" eInk (172x72 Pixel / 20x48mm) mit
> Controller im Angebot. Wird mittels SPI angesteuert.
>
> Ansonsten sind auch die LC-Displays von denen recht gut und verbrauchen
> je nach Typ um die 270µA.

Tolle Website, leider sind die Displays doch relativ teuer, mal scahuen 
ob es das alternativ auch bei anderen Anbietern gibt.

Brummbär schrieb:
> Temperaturanzeige kann ich mir nur vorstellen, wenn es die
> Außentemperatur ist und der Wecker innerhalb des gefährlichen Bereiches
> (Schneefall) die Weckzeit etwas früher ansetzt (glatte Straßen, Schnee
> schippen, langsamer fahren...).

Das finde ich eine coole Idee!

von Mic U. (micyourcontroller)


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Brummbär schrieb:
> Das sind stinknormale LC-Panels die direkt vom Prozessor angesteuert
> werden.
> Die brauchen keinen Framebuffer, da es nur einzelne Segmente sind - kein
> Grafikdisplay.

Sowas kann ich als Privatperson aber leider nicht erwerben?
Ich hatte mir schon überlegt einen günstigen Wecker zu bestellen und das 
Display dann zu verwenden, aber ohne Datenblatt finde ich das immer 
schwierig.

von Brummbär (Gast)


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Mic U. schrieb:
> Sowas kann ich als Privatperson aber leider nicht erwerben?

Wenn Du entsprechende Stückzahlen abnimmst, kannst Du dir fertigen 
lassen, was Du möchtest. Und nein, diese Panels sind für Privatpersonen 
nur inklusive Elektronik und Gehäuse (sprich fertiger Wecker) zu kaufen.

Oder aber auch so: http://fluessigkristalle.com/selbstbau.htm

von --- (Gast)


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Es geht doch nix über eine wirklich GROSSE LED-Anzeige
für einen Wecker! Ok, braucht etwas Strom, aber wozu hat es
Steckdosen.
Für netzfreien Betrieb gibt es ja noch passive 14 Segment-LCDs.
Die kann aber wohl besser ein passender MSP430 ansteuern.

Dazu am besten noch einen Speechsynthesizer der auch die Zeit
nach Aufforderung ansagt.

Und ja, diese Android-Schwungräder gehen mir auch auf den Geist.
Ein gutes Nokia kann das viel besser...

von --- (Gast)


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P.S.:
> passive 14 Segment-LCDs

Glyn verkauft sowas in Deutschland.
Keine Ahnung ob auch an privat.

von Mampf F. (mampf) Benutzerseite


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Mic U. schrieb:
> Folgende Ideen sind mir hierzu gekommen:
>
> 1.) TFT LCD: Schöne Menüführung, scheitert jedoch am Strombedarf
> 2.) E-Paper Display: stromsparende Lösung für Projekte, bei denen nach
> größeren Zeitintervallen das Display upgedatet wird - die Uhrzeit ändert
> sich hierfür jedoch zu schnell
> 3.) 7 Segment Anzeige: gut für Zeitdarstellung und Strombedarf,
> schwierig oder umständliche Menüführung beim Stellen des
> Weckers/Programmieren der Zeit

Was hast du dir denn für Grenzen bezüglich Strombedarf gestellt?

Viel wichtiger als Strom finde ich, dass TFTs zB einen schlechten 
Schwarzwert haben und das Display dann immer viel zu viel Nachts 
leuchtet.

Es gibt auch kleine OLED-Displays, die haben perfekten Kontrast, sind 
sehr klein und recht günstig.

Ich bau mir derzeit einen Mini-Wecker, der so ähnlich aussieht wie die 
hier:

https://www.thingiverse.com/thing:857858

Das Display wäre dir vmtl zu klein?

: Bearbeitet durch User
von jz23 (Gast)


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--- schrieb:
> Und ja, diese Android-Schwungräder gehen mir auch auf den Geist.

Mindestens seit Android 6.0 hat die Wecker-App keine Schwungräder mehr, 
sondern zeigt stattdessen eine Uhr an (Also 1-12 kreisförmig und dadrin 
als kleinerer Kreis noch 13-23), wo man erst die Stunden und 
anschließend die Minuten auswählt - das geht auch direkt per Tippen.

von --- (Gast)


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> seit Android 6.0

Pfff.
Eins von den Dingern reicht mir.
Und der Akku macht noch locker einen Tag mit.
Von 100% auf 80%...

Seine Zifferblätter kann G. sich jetzt sonstwohin stecken.


> Dazu werde ich vorraussichtlich einen STM32 verwenden...
&
> Was hast du dir denn für Grenzen bezüglich Strombedarf gestellt?

Vermutlich hat er noch gar keine Vorstellung entwickelt.
Dank LiO ist die Sache ja auch recht entspannt mittlerweile.

Was allerdings nun I2S in einem Wecker soll.
Da würde ein PT8211 wohl besser hinpassen, wenn er in den Pausen
abgeschaltet wird.

von Brummbär (Gast)


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--- schrieb:
> Was allerdings nun I2S in einem Wecker soll.

Für das Display, um das es ja hier geht, jedenfalls nicht.

von Mampf F. (mampf) Benutzerseite


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Brummbär schrieb:
> --- schrieb:
>> Was allerdings nun I2S in einem Wecker soll.
>
> Für das Display, um das es ja hier geht, jedenfalls nicht.

Das war nur als Begründung, weshalb er einen STM32 verwenden möchte.

btdt ... Allerdings hab ich einen STM32 mit integriertem DAC verwendet, 
weshalb ich mir I2S sparen konnte.

Imnsho spricht nichts gegen Audio in einem Wecker.

von Mic U. (micyourcontroller)


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--- schrieb:
> Was allerdings nun I2S in einem Wecker soll.
> Da würde ein PT8211 wohl besser hinpassen, wenn er in den Pausen
> abgeschaltet wird.

I2S würde ich wahrscheinlich für Audio vorsehen. D.h. für die 
Kommunikation zwischen Speaker Amp und Mikrocontroller.

--- schrieb:
>> Dazu werde ich vorraussichtlich einen STM32 verwenden...
> &
>> Was hast du dir denn für Grenzen bezüglich Strombedarf gestellt?
>
> Vermutlich hat er noch gar keine Vorstellung entwickelt.
> Dank LiO ist die Sache ja auch recht entspannt mittlerweile.

Noch nicht im Detail - aber weniger als alle 3 Monate möchte ich das 
Teil nicht laden müssen bzw. die Batterie wechseln. Da ich noch nicht 
genau weiß welche Art Display ich verwenden möchte, kann ich noch keine 
Stromberechnung durchführen. Allerdings bin ich mir ziemlich sicher, 
dass alles mit Backlight rausfällt, außer ich verbau einen Laptopakku 
und der Wecker sollte schon eher handlich werden.

Noch eine Frage:
https://intl.target.com/p/extra-large-display-digital-alarm-clock-white-pine-capello-174/-/A-51539578#lnk=sametab
Sind das hier wirklich 7 Segment Anzeigen? Die müssten doch auch 
wahnsinnig Strom ziehen?

von H.Joachim S. (crazyhorse)


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Denk jedenfalls an einen Helligkeitssenssor und pass die 
Displayhelligkeit sinnvoll an. Spart Strom und nervt vor allem nicht 
(tags schlecht lesbar, nachts immer noch zu hell), da gibts keinen 
sinnvollen Kompromiss.

von Rufus Τ. F. (rufus) Benutzerseite


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Mic U. schrieb:
> Sind das hier wirklich 7 Segment Anzeigen? Die müssten doch auch
> wahnsinnig Strom ziehen?

Daß das Siebensegment-Anzeigen sind, kann man abzählen. Wenn sie 
leuchten, brauchen sie verhältnismäßig viel Strom.

Wo aber ist das Problem bei einem Wecker? Warum muss der mit 
Batterien/Akkus betrieben werden? Der klassische Radiowecker, der viele 
Schlafzimmer verunstaltet, hängt selbstverständlich an einer Steckdose.

von Mampf F. (mampf) Benutzerseite


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Mic U. schrieb:
> Noch nicht im Detail - aber weniger als alle 3 Monate möchte ich das
> Teil nicht laden müssen bzw. die Batterie wechseln. Da ich noch nicht
> genau weiß welche Art Display ich verwenden möchte, kann ich noch keine
> Stromberechnung durchführen. Allerdings bin ich mir ziemlich sicher,
> dass alles mit Backlight rausfällt, außer ich verbau einen Laptopakku
> und der Wecker sollte schon eher handlich werden.

Wieso nimmst du nicht einfach ein USB-Ladegerät und versorgst so den 
Wecker mit Strom?

Das mit dem Akku willst du dir nicht wirklich antun ... oder?

Das würde dann so aussehen, dass die RTC langsam vor sich hin tickt und 
du die Zeit nur mal auf Knopfdruck für ein paar Sekunden anzeigen lassen 
kannst, weil sonst der Akku viel zu schnell leer ist.

Sowas finde ich persönlich nervig ...^^

von --- (Gast)


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> mit integriertem DAC

Naja, der PT8211 ist ziemlich anspruchslos und bringt 2x 16 bit.
Die Samplerate darf man sich bei dem selber erzeugen. Z.B. per Timer.
Sicher nichts fürs Highendige Hi-Fi aber, es ist ja nur ein Wecker.
Und sicher immer noch besser als die 12 bits per STM-DAC.

von Mic U. (micyourcontroller)


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Rufus Τ. F. schrieb:
> Wo aber ist das Problem bei einem Wecker? Warum muss der mit
> Batterien/Akkus betrieben werden? Der klassische Radiowecker, der viele
> Schlafzimmer verunstaltet, hängt selbstverständlich an einer Steckdose.

Nun ja, ich finde es halt einfach praktisch und das ist für mich 
irgendwo auch der Reiz an einem Embedded Projekt, sonst könnte ich 
einfach gleich nen Raspberry Pi mit nem TFT Shield nehmen.

So bin ich gezwungen resourcenschonend zu programmieren und diese 
Vorgaben machen das Projekt halt auch interessanter zu entwickeln, da 
ich mir einfach Möglichkeiten überlegen muss. Außerdem gibt es ja auch 
einige Wecker ohne - und nachdem mein Wecker kaputt gegangen ist, wollte 
ich einen vergleichbaren Ersatz entwickeln :-)

Mampf F. schrieb:
> Das mit dem Akku willst du dir nicht wirklich antun ... oder?

Nein, das war nicht ernstgemeint. Bevor ich einen Laptopakku verbau, 
bekommt es nen USB Charger :-)

Vielleicht muss ich echt zum E-Paper gehen, wenn ich LCD-mäßig keine 
schöne Alternative finde.

von Harry (Gast)


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Für was willst du die Uhrzeit stellen können? Es gibt doch DCF77 und 
GPS.

Ich hab mal einen Wecker gebaut mit einem 240x128Pixel LCD und 
T6963-Controller. Die HG-Beleuchtung wird nur beim Drücken auf einem der 
Taster für 10s aktiviert. DCF77 und Temperaturanzeige sind auch drin. 
Man kann auch automatisch das Hintergrundbild ändern lassen, wenn z.B. 
die Frau Geburtstag hat oder beim Hochzeitstag oder an Neujahr .... ;-)

von Mic U. (micyourcontroller)


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Harry schrieb:
> Für was willst du die Uhrzeit stellen können? Es gibt doch DCF77 und
> GPS.

Stimmt auch wieder. Aber ich hatte gedacht, das ist recht aufwendig.

Harry schrieb:
> Ich hab mal einen Wecker gebaut mit einem 240x128Pixel LCD und
> T6963-Controller. Die HG-Beleuchtung wird nur beim Drücken auf einem der
> Taster für 10s aktiviert.

War die Uhrzeit dennoch immer ablesbar oder nur innerhalb des 10s 
Zeitfensters? Welches Display hast du verwendet?

von Harry (Gast)


Angehängte Dateien:

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Mic U. schrieb:
> Harry schrieb:
> Ich hab mal einen Wecker gebaut mit einem 240x128Pixel LCD und
> T6963-Controller. Die HG-Beleuchtung wird nur beim Drücken auf einem der
> Taster für 10s aktiviert.
>
> War die Uhrzeit dennoch immer ablesbar oder nur innerhalb des 10s
> Zeitfensters? Welches Display hast du verwendet?
Die Unrzeit war immer ablesbar. Sucht dir ein sog. transflexives 
Display.
Mein Display war ein, aus heutiger Sicht uraltes .... siehe Datenblatt.
Heute würde ich (wenn ich viel ausgeben will) ein DOGXL240 nehmen. Oder 
eines von www.buydisplay.com

von Mampf F. (mampf) Benutzerseite


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Mic U. schrieb:
> Harry schrieb:
>> Für was willst du die Uhrzeit stellen können? Es gibt doch DCF77 und
>> GPS.
>
> Stimmt auch wieder. Aber ich hatte gedacht, das ist recht aufwendig.

Ja ist es auch ... Hatte ich mal versucht, aber die Wahl des DCF-Moduls, 
die Beschaltung und Auswertung war mir dann zuviel Arbeit - für den 
nutzen.

Bei mir zuhause hatte ich so gut wie keinen Empfang und von allem 
möglichen wird das Ding gestört.

Mal davon abgesehen, dass mir die DCF77-Antenne zu groß war.

Noch ein Tipp: Wenn du Akkubetrieb wollen würdest, dann solltest du dir 
die STM32L Reihe anschauen (zB STM32L162) und einen Li-Ion-Laderegler 
mit Power-Path wie den STNS01 verwenden.

Damit bin ich gut gefahren.

Ursprünglich war der Plan, einen STM32F103 zu verwenden und den per 
Tastendruck immer neu zu starten, das war aber problematisch und hat 
nicht betriebssicher funktioniert.

Der STNS01 hat einen "always-on" 3V LDO eingebaut, der für die 
Versorgung der STM32L für den Standby-Modus wunderbar ausreicht.

Zusätzlich kann dann Power hinzugeschaltet werden für Peripherie wie das 
Display.

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