Hallo liebe Menschen dieses Forums,
ich stecke in der Vorbereitungsphase meines ersten groesseren
Elektronikprojektes.Es soll elektronisch gesehen eine einfache digitale,
batteriebetriebene Uhr sein. Das Absurde an ihr wird allerdings sein,
dass sie eine Zeit anzeigt errechnet nach dem Sonnenstand.
In meiner Welt soll naemlich um 6Uhr morgens die Sonne aufgehen und um
18Uhr untergehen. Im Sommer wie im Winter. Und deswegen muss die Uhr
schnell sein in den Tagesstunden eines Winters und recht langsam in den
Tagesstunden eines Sommers. Passt viel besser zum Biorhythmus.
Aber das nur nebenbei.
Ich hab einige Fragen zu den Bauteilen, bevor ich bestelle, weil ich ein
ziemlicher Anfaenger bin:
*Ich moechte mit dem Atmega8 arbeiten und ich brauche fuer dieses
Projekt ja ein Quarz.Ist es nicht sinnvoll ein Quarz mit einer niedrigen
Taktfrequenz (0,4mhz) zu waehlen, da der uC dann auch weniger Strom
verbraucht? Ich sah bei den anderen Uhrenprojekten immer einen Quarz mit
8mhz. Dann die Frage: Gleich einen Quarzoszillator nehmen oder Quarz +
Kondensator? So richtig hab ich das nicht verstanden, aber bei einem
Quarz brauche ich 2x 22pF Keramikkondensatoren?
*Dann wollte ich mit 7-Segment Anzeigen arbeiten. Sprich ich braeuchte
2+2+2 fuer Stunden, Minuten, Sekunden, wobei die Sekundenanzeigen
kleiner sein sollen. So wie ich diese Dinger verstanden habe, steuer ich
da nur LEDs an im Prinzip. Was problematisch ist, dass es so viele sind,
weswegen man sich der Technik des Multiplexing bedient, richtig? Und das
funktioniert so, dass ich Transistoren als Schalter verwende, um das
jeweilige Segment fuer einen Bruchteil einer Sekunde zu schalten und
dann zum naechsten Segment ueber gehe und das dann im Kreis.
Da die Frage: Welche Transistoren eignen sich dafuer? In dem einen
Beispiel eines Funkweckers wurde ein BS250 P-FET verwendet... die
guenstigen bipolaren Transistoren sind zu langsam fuer diese Funktion?
Ich brauche fuer jedes Segment einen Transistor, richtig?
*Sind LCDs moeglicherweise stromsparender als 7-Segment Anzeigen?
*Thema Spannungsstabilisierung: Ich hab bisher nie irgendwas in der
Richtung gemacht, mein Mikrokontroller musste bisher aber auch nie
sonderlich lang laufen. Ein Keramik- + Elko parallel zwischen VCC und
GND sind ausreichend um Spannungsschwankungen auszugleichen und einen
stabilen Betrieb zu gewaehrleisten?
*Thema Solarleiste: Da hab ich mich wenig mit beschaeftigt. Ist es
unproblematisch eine Solarleiste zusaetzlich an die Batterien zu
klemmen, sodass die Batterien der Uhr nebenbei immer geladen werden?
Aber das ist nur ein Spezialding, falls unkompliziert.
Meine Einkaufsliste fuer dieses Projekt:
*Atmega8 + ICsockel
*Taster
*Quarz + 2 Keramikkondensatoren
*6x 7Segment + 6x BS250 Transistoren
*Batteriehalter 3xAA
Meine eigentliche Frage also:
Lieg ich irgendwo ganz falsch und hab etwas
Elementares vergessen?
lg Antoni
Antoni schrieb:> In meiner Welt soll naemlich um 6Uhr morgens die Sonne aufgehen und um> 18Uhr untergehen. Im Sommer wie im Winter. Und deswegen muss die Uhr> schnell sein in den Tagesstunden eines Winters und recht langsam in den> Tagesstunden eines Sommers
Dann zieh doch um zum Äquator. Da ist der Bau einer solchen Uhr
recht einfach. :-)
Antoni schrieb:> In meiner Welt soll naemlich um 6Uhr morgens die Sonne aufgehen und um> 18Uhr untergehen. Im Sommer wie im Winter. Und deswegen muss die Uhr> schnell sein in den Tagesstunden eines Winters und recht langsam in den> Tagesstunden eines Sommers. Passt viel besser zum Biorhythmus.> Aber das nur nebenbei.>> Meine eigentliche Frage also:> Lieg ich irgendwo ganz falsch und hab etwas> Elementares vergessen?>> lg Antoni>>
Spass: Ja, denn die Sonne wird wohl kaum zu den von dir vorgegebenen
Uhrzeiten aufgehen nur weil du Sie das gerne so haben will wollen.
Aber Sie schreiben in Ihrer Welt, da mag das so sein.
In Meiner Welt gibt es ja auch merkwürdige Dinge ;-)
Ernst:
Heute würde ich nicht mehr pauschal unterschreiben das LED einen höheren
Leistungsbedarf haben als LCD.
Die Wahrscheinlichkeit ist aber Groß das dem so ist, im Zweifel
Datenblätter vergleichen.
Zur Ansteuerung gibt es Dekoder IC.
Bei Anlegen eines Binären Bitmusters steuern Sie die LED Segmente
entsprechend automatisch an.
Gruß
Ein Quarz mit niedrigerer Frequenz ist in der Regel schon sparsamer. Das
Problem ist nur dass unter etwa 1 Mhz die Quarze deutlich teurer werden.
Eine Ausnahmen sind die billigen 32 kHz Quarze. Die externen
Quarzoszillatoren brauchen in der Regel zu viel Strom - da ist der µC
interne Teil (+2 Kondensatoren) meist sparsamer.
LCD ist in der Regel sparsamer - zumindest die LCD . 7 Segment Anzeigen,
nicht unbedingt die Pixelbasieren module.
Für die LCD Ansteurung braucht man ggf. extra Hardware - auch da gibt es
passende AVRs für (Mega169 ? und ähnliche).
Marc schrieb:> Spass: Ja, denn die Sonne wird wohl kaum zu den von dir vorgegebenen> Uhrzeiten aufgehen nur weil du Sie das gerne so haben will wollen.> Aber Sie schreiben in Ihrer Welt, da mag das so sein.>> In Meiner Welt gibt es ja auch merkwürdige Dinge ;-)
Na wenn um 18Uhr die Sonne nicht untergeht, dann erfinde
ich einfach meine eigene Zeitrechnung ;)
Das ist letztlich der Plan ;)
Danke fuer die Antworten bisher...
es gibt also 7seg LCDs... ich wuerde dann schon
gucken, dass sie seriell angesteuert werden koennen.
lg
Antoni schrieb:> In meiner Welt soll naemlich um 6Uhr morgens die Sonne aufgehen und um> 18Uhr untergehen
Dann müsstest du die Uhr nach der Sonne synchronisieren - im Haus und
bei Regenwetter unmöglich. Und überhaupt müsstest du einen ebenen
Horizont haben, keine Berge, sonst ergibt sich Unsinn. Also was für
Ostfriesland, bestenfalls.
Antoni schrieb:> Passt viel besser zum Biorhythmus
ist natürlich kompletter Unsinn. Der lässt sich nicht um 100 % strecken
oder schrumpfen, ganz besonders nicht nach den üblichen esoterischen
Grundlagen, dass er ab der Sekunde der Geburt für immer absolut exakt
weiterläuft.
Technisch: LEDs und Batteriebetrieb schliessen sich praktisch aus, wenn
du nicht wenigestens monatlich die Batterien wechseln willst. Und ein
AtMega ist meines Wissens auch nicht für extrem niedrigen Stromverbrauch
ausgelegt.
Georg
Georg schrieb:> Dann müsstest du die Uhr nach der Sonne synchronisieren - im Haus und> bei Regenwetter unmöglich.
Da gibt es m.W. Tabellen, die über das INet zugänglich sind.
Als Ausgangspunkt könntest du ja ein fertiges Development-Board nehmen.
Für die Uhr fiele mir z.B. der AVR-Butterfly ein,
Mega169, 3V-Batterie betrieben, nacktes LCD-Display ist dran. Dazu gibt
es auch Beispielanwendungen für WinAVR.
Kostenpunkt so um die 25,-
Ahoi, Martin
Antoni schrieb:> Das Absurde an ihr wird allerdings sein,> dass sie eine Zeit anzeigt errechnet nach dem Sonnenstand.> In meiner Welt soll naemlich um 6Uhr morgens die Sonne aufgehen und um> 18Uhr untergehen. Im Sommer wie im Winter. Und deswegen muss die Uhr> schnell sein in den Tagesstunden eines Winters und recht langsam in den> Tagesstunden eines Sommers.
so absurd ist das nun auch wieder nicht. Deine Zeiteinteilung bezeichnet
man als temporale Stunden, im Gegensatz zu äquinoktialen Stunden, wie
sie heute üblich sind. Vor Einführung der mechanischen Uhren war die
Einteilung des Tages in temporale Stunden weit verbreitet.
MaWin schrieb:> Batteriebetriebene Uhren baut man NUR mit LCD, und zwar mit nackten LCD> Gläsern.
wenn es etwas ungewöhnlicher sein darf und man auf die Sekunden
verzichtet, könnte man auch so eine Klappzahlenuhr als Anzeige
verwenden.
http://www.ebay.de/itm/70er-Kult-Flip-Over-Uhr-im-Retro-Stil-Klappzahlen-Weis-/250717850663?
http://www.ebay.de/itm/Digitaluhr-Flip-Uhr-Wecker-Clock-Alarm-Fallblatt-Klappzahlen-Schreibtisch-Uhr-/191618039950?
Antoni schrieb:> In meiner Welt soll naemlich um 6Uhr morgens die Sonne aufgehen und um> 18Uhr untergehen.
Zieh doch nach Äthiopien:
1
Äthiopien rechnet auch die jeweilige Tageszeit anders: der Tag beginnt um 6 Uhr (europäische Rechnung), somit ist in Äthiopien morgens um 7 Uhr „die erste Stunde des Tages“ vorbei (1 Uhr in äthiopischer Zählweise), Mittagszeit ist somit um 6 Uhr äthiopischer Zählweise, 12 Uhr nach äthiopischer Zählweise ist 18 Uhr nach europäischer Rechnung (wegen der Zeitverschiebung aber schon um 15 Uhr MEZ).
Das mag ja esoterischer Unsinn sein, ist aber technisch-
tüftlerisch interessant!
Stromsparend wäre es beispielsweise die Analog-Anzeige und den
Antrieb einer billigen Quarz-Wanduhr zu benutzen.
Bei Analoganzeige sollte es mit einem Tiny84A + 32768-Quarz
machbar sein.
Die Tageslänge (die Zeit, zu der die Sonne überm Horizont ist),
ist mit einer simplen Sinusfunktion recht gut beschrieben.
Weiterhin verschiebt sich der Mittagszeitpunkt im Laufe des
Jahres um ca. +/- 15 Minuten, was sich durch die Überlagerung
zweier Sinusfunktionen gut annähern lässt.
Das lässt sich mit relativ kleinen Tabellen machen, die dann
noch etwas anzupassen sind, um die Tag/Nacht-Sekundenlänge mit
einfachen Teilerverhältnissen darzustellen. Jeder Tag muss
schließlich (im Mittel) genau so viele Quarzschwingungen haben,
wie bei einer normalen Uhr, damit auf längere Zeit bei
Sonnenhöchststand recht genau 12:00 Uhr angezeigt wird.
Auch der Ort: Flensburg/Füssen - Aachen/Frankfurt-Oder
beeinflusst die Tabellen.
Das Einstellen der Analog-Uhr auf Sonnen-Uhrzeit und Datum
(also die Jahreszeit) erfordert allerdings einen PC mit
Terminalprogramm und serieller Schnittstelle.
Man kann die Auf und Untergangszeiten auch aus den GPS-Koordinaten
berechnen.
Dazu findet man auf dieser Seite verschiedene Varianten:
http://lexikon.astronomie.info/zeitgleichung/neu.html
Möchte man eine genauere Zeit, so wird der Aufwand der Berechnung
natürlich größer, als wenn man mit einer Abweichung von 5-10 Min leben
kann.
Hallo,
noch mal eine Frage zum 32768 Quarz.
Ist es ueberhaupt moeglich einen solchen Quarz an
einen avr uC anzuschliessen?
Mein Attiny2313 legt z.B fest, dass ich nur bis 0,4MhZ
Quarzen runtergehen kann laut Datenblatt.
Sind gewisse AVRs speziell dafuer ausgelegt?
lg Antoni
Marc schrieb:> Heute würde ich nicht mehr pauschal unterschreiben das LED einen höheren> Leistungsbedarf haben als LCD.
Es ist auch gar nicht zu verstehen, warum man mehr Strom braucht, um
Licht zu erzeugen, als um Licht zu steuern ...
Antoni schrieb:> Mein Attiny2313 legt z.B fest, dass ich nur bis 0,4MhZ> Quarzen runtergehen kann laut Datenblatt.
Warum steht dann gleich auf Seite 1 unter Typical Power Consumption :
"... 32 kHz, 1.8V: 20 μA (including oscillator)"?
Ja das stimmt.
Wenns darum geht die Fusebits einzustellen,
sagt das Datenblatt auf Seite 24 allerdings,
dass es bei 0,4MhZ losgeht.
Es gibt noch die Funktion External Clock...
wie das allerdings funktioniert muesste ich auch erstmal recherchieren.
Ebenso gibt es den 128kHz internal oscillator.
Da frag ich mich auch, ob der genau genug fuer eine Uhr ist.
Wenn ja, dann kann ich mir das Quarz ja sparen.
Dann wiederrum frag ich mich allerdings, ob ich meinen
Controller noch programmieren kann, wenn ich ihn erstmal
auf 128kHz umgestellt hab....
Antoni schrieb:> Ebenso gibt es den 128kHz internal oscillator.> Da frag ich mich auch, ob der genau genug fuer eine Uhr ist.> Wenn ja, dann kann ich mir das Quarz ja sparen.
Wenn Du Dich auf die Anzeige des Datums beschränkst, wird die
Genauigkeit wohl reichen.
Ein andrer Lösungsweg wäre: ein normales Uhrwerk verwenden.
Dazu einen 32kHz-Quarz an einen Kontroller, diesen als Frequenzteiler
(oder Takteschlucker) porogrammieren und damit das Uhrwerk antreiben,
entsprechend der Jahreszeit schneller (Winter)oder langsamer (Sommer).
Die Taktgeschwindigkeit wäre dann von geographischer Position (Breite),
Jahreszeit und Zeitgleichungskorrektur (max. ca. 20 min. abhängig vom
aktuellen Datum) abhängig.
Das Programm dazu ließe sich anhand der vielfach veröffentlichen
Sonnenaufgangs-werte kontrollieren.
Der Quarz selbst darf ein 32kHz Quarz sein, sein Takt wird auf Impulse
mit 0,5 Hz bis 2Hz Folgefrequenz heruntergeteilt. Mit diesem Takt wird
dann der Schrittmotor im Uhrwerk angetrieben, der normalerweise 1-sec
Impulse bekommt.
btw: Wär doch eine nette Idee für eine Studienarbeit.
Die Hardware wäre ganz einfach, die Sofware recht knackig, besonders
wenn irgendwelche weitren Dinge, wie Stellmechanismen, Läutesignale usw.
implementiert würden.
Es gibt ein paar ATmegas, die haben zwei Osziallatoren. Einer davon kan
32kHz. Die "normalen" ATmegas mit nur einem Oszillator gehen jedoch laut
Datenblatt nicht mir 32kHz.
Ich würde es trotzdem einfach mal ausprobieren. Notfalls steigt man halt
auf einen externen Oszillator um:
http://www.bowdenshobbycircuits.info/oscilate.gif
