Уличные светодиодные часы-термометр на ATtiny2313

Уличные светодиодные часы-термометр предназначены не только для информирования населения о текущем времени и температуре окружающей среды, но и для создания привлекательности здания на котором они установлены. Достоинство проекта - небольшая стоимость готового изделия и экономичность. Устройство потребляет электроэнергии не более 40 Вт/ч. Часы состоят из внешнего табло, устанавливаемого на фасаде здания, устройства управления и датчика температуры. Информация о времени и температуре выводится на четырехразрядный семисегментный индикатор попеременно. Абсолютная погрешность измерения температуры определяется погрешностью цифрового датчика температуры и составляет не больше плюс-минус 0.5°С в диапазоне от -10°С до 85°С. В остальном диапазоне погрешность не хуже плюс-минус 2°C. При этом обязательным условием является установка датчика температуры таким образом, чтобы он всегда находился в тени и на расстоянии не менее 15 см от стены. Табло нельзя устанавливать так, чтобы на него падали прямые солнечные лучи. Иначе в яркий солнечный день на табло будут видны только солнечные блики.

Рабочий режим

На индикаторе периодически отображаются значения времени и температуры. Период отображения каждого значения равен 4 секундам. Время отображается в 24 часовом формате - ЧЧ.ММ, при этом старший не значащий ноль часов не отображается. Точка мигает в соответствии с ходом секунд. Температура отображается в градусах Цельсия, при этом в крайнем правом разряде индикатора отображается символ "C". Если за последние 5 минут температура внешнего датчика изменяется больше чем на 0.2°С, то символ "С" периодически сменяется символом повышения (стрелка вверх) или понижения (стрелка вниз) температуры. Измерение температуры производится один раз в минуту. В памяти устройства хранится 5 последних измерений и по разности между первым и последним измерением делается анализ повышения или понижения температуры.

Режим установки времени

Режим установки времени отображается только на табло устройства управления. Внешнее табло всегда находится в рабочем режиме. Для программирования устройства используются 3 кнопки: "Меньше", "Ввод" и "Больше". Для того, чтобы войти в режим установки времени, необходимо нажать и удерживать в нажатом состоянии кнопку "Ввод". Через 3 секунды прибор перейдет в режим установки минут. При этом показания минут на табло устройства управления будут мигать. Кнопками "Меньше" и "Больше" можно установить новое значение времени. Кратковременное нажатие на кнопку "Меньше" или "Больше" изменяет значение времени на единицу, а удержание кнопки в нажатом состоянии непрерывно изменяет значение времени, соответственно в меньшую или большую сторону. При достижении необходимого значения времени кратковременным нажатием кнопки "Ввод" можно переключиться в режим установки часов. При этом показания часов будут мигать. Чтобы сохранить установленное значение времени, необходимо нажать и удерживать в нажатом состоянии кнопку "Ввод", пока не произойдет выход из режима установки времени. При установке нового значения времени секунды всегда обнуляются. Если в режиме установки времени в течении 10 секунд ни одна кнопка не будет нажата, то устройство автоматически перейдет в рабочий режим. Установки нового значения времени при этом не произойдет.

Схемотехника

Особенностью данного устройства является вторичное использование элементов старых компьютеров. Устройство управления представляет собой корпус старого компьютера с блоком питания форм-фактора АТ в котором размещается крохотная, по сравнению с корпусом, плата управления. Причем из блока питания можно убрать вентилятор, чтобы он не шумел, так как мощность потребляемая устройством не превышает 40 Вт.

Устройство управления выполнено на микроконтроллере ATiny2313-20PI. В устройстве использованы часы реального времени DS1307N, с резервным питанием от батареи CR2032 (3В). В качестве датчика температуры использован цифровой датчик температуры DS18B20.

В качестве силовых ключей для управления светодиодами внешнего табло используются полевые транзисторы от неисправных материнских плат - например STB3020L. Транзисторы нет необходимости устанавливать на радиатор. Стабилизатор 7805 устанавливается на небольшой радиатор.

Внешнее табло - это большой семисегментный индикатор с общим анодом. каждый сегмент состоит из 4 элементов. В каждом элементе 7 суперярких (1000mCd) диффузных (угол рассеяния 60 градусов) светодиодов L-813SRD/H. Каждый светодиод соединен последовательно с токоограничивающим сопротивлением и все они в сегменте соединены параллельно.