dsPIC30F3013 Meter Clock MCP6022 MCP4011 MCP9700A

Bu projenin amacı, eski ve yeni teknolojilerin bir kombinasyonunu kullanarak sıra dışı bir masa saati yapmaktı. Zaman, eski elektro-mekanik sayaçlar kullanılarak görüntülenir, ancak mevcut saat bir Microchip dsPIC işlemci kullanılarak hesaplanır. Ayrıca, eski bir kuvars kristali artı modern bir op-amp, saatin zaman tabanı olan bir osilatör oluşturur. Tüm bileşenler, hem eski hem de yeni bileşenlerin görülebilmesi için ön camlı bir kutuya monte edilmiştir.

Geçerli saati görüntülemek için üç vintage metre kullanılır. Büyük bir sayaç, 1’den 12’ye kadar saati, daha küçük bir sayaç ise 0’dan 59’a kadar dakikaları gösterir. Saniyeler saat tarafından gösterilmez; bunun yerine küçük bir üçüncü metre baş aşağı monte edilmiştir, böylece ibresi bir saatin sarkacını taklit edebilir.

dsPIC30F3013 işlemcisi, daha sonra Saat ve Dakika ölçerleri çalıştıran MCP6022 op-amp’leri çalıştıran bir çift MCP4011 dijital potansiyometreyi kontrol etmek için sinyaller verir. Bu şekilde, potansiyometreler ve op-amp’ler basit D’den A’ya dönüştürücüler oluşturur.

Her saatin doğru bir zaman tabanına ihtiyacı vardır. Meter Clock, 100 Khz’lik bir osilatör oluşturmak için eski bir kuvars kristali ve modern bir MCP6022 op-amp kullanır. Osilatörün çıkışı doğrudan işlemci üzerindeki bir kesme girişine bağlıdır. dsPIC oldukça hızlı çalışabildiğinden, 100 Khz hızında kesintileri kolayca işleyebilir ve saatin işlevlerini gerçekleştirmek için gereken işleme için hala bolca zamanı vardır.

Kristal osilatörlerin içerdiği fizik nedeniyle, osilatörün uzun vadeli kararlılığı kristalin sabit bir sıcaklıkta çalışmasına bağlıdır. Metre Saati, kristal için oldukça sabit bir sıcaklığın korunmasına yardımcı olmak için bir MCP9700A sıcaklık sensörüyle birlikte bir ısı kaynağı olarak bir otomotiv ampulü kullanır.

İşlemciden gelen bir PWM sinyali, ampul tarafından dağıtılan gücü kontrol eder ve işlemci, en son sıcaklık ölçümüne dayalı bir formül kullanarak PWM değerini seçer. Saatin zamanı, arka paneldeki iki düğme ile ayarlanır.

dsPIC’de çalışan yazılım, zamanı ayarlamak, 100 Khz’lik kesintileri işlemek, saati sayaçlarda görüntülemek ve “kristal fırının” sıcaklığını düzenlemek dahil olmak üzere tüm işlevleri yerine getirir.

Software running in the dsPIC performs all functions, including setting the time, processing the 100 Khz interrupts, displaying the time on the meters, and regulating the temperature of the ‘crystal oven’.

Most of the electronics were assembled on a pair of printed circuit boards. These boards were convenient to use because they were ‘spares’ from another project that was recently completed.

Elektroniklerin çoğu bir çift baskılı devre kartı üzerine monte edildi. Bu panolar, yakın zamanda tamamlanan başka bir projenin “yedekleri” oldukları için kullanım açısından uygundu.

Dokümantasyon dosyalarına, çalışan MeterClock’un kısa bir videosu dahildir. Yazar: Peter McCollum

Uygulama, aşağıdaki Mikroçip cihazlarını kullanır:

• DsPIC30F3013 işlemci.
• MCP6022 op-amp (iki).
• MCP4011-502 dijital potansiyometre (iki).
• MCP9700A sıcaklık sensörü.

dsPIC30F3013 MPU, P21’e bağlanabilen bir Microchip ICD2 ile programlanmıştır. Crystal X1, MPU içindeki bir PLL tarafından yaklaşık 118 Mhz’ye dönüştürülen 7.3728 Mhz’lik temel bir çalışma frekansı sağlar. Yazılım çalışırken “kalp atışı” LED’ini (D2) yanıp söner.

Şematikte dört anahtar görülmektedir: zamanı ayarlamak için iki anlık düğme ve çalışma modlarını veya diğer özellikleri ayarlamak için kullanılabilen iki kaydırmalı anahtar (SW1-7 ve SW1-8). Muhafazanın arkasındaki zaman ayar düğmelerinden birine basmak, işlemcinin dakikaları saniyede yaklaşık 3 dakika oranında artırmasına/azaltmasına neden olur.

The goal of this project was to build an unusual desk clock using a combination of old and new technologies. Time is displayed using vintage electro-mechanical meters, but the current time is calculated using a Microchip dsPIC processor. Further, a vintage quartz crystal plus a modern op-amp forms an oscillator that is the time base for the clock. All of the components are mounted in a glass-front box, so that both the old and new components are visible.

Three vintage meters are used to display the current time. A large meter indicates the hour from 1 to 12, while a smaller meter indicates minutes from 0 to 59. The seconds are not displayed by the clock; instead a small third meter is mounted upside-down so that its pointer can act as an imitation of a clock’s pendulum. The dsPIC30F3013 processor outputs signals to control a pair of MCP4011 digital potentiometers driving MCP6022 op-amps, which then drive the Hours and Minutes meters. In this way, the potentiometers and op-amps form simple D-to-A converters.

Every clock needs an accurate time base. The Meter Clock uses a vintage quartz crystal plus a modern MCP6022 op-amp to form a 100 Khz oscillator. The oscillator’s output is connected directly to an interrupt input on the processor. Since the dsPIC can run quite fast, it can easily handle the interrupts at a 100 Khz rate, and still have plenty of time for the processing needed to perform the clock’s functions. Due to the physics involved in crystal oscillators, the long-term stability of the oscillator depends on the crystal operating at a constant temperature. The Meter Clock uses an automotive light bulb as a heat source, combined with an MCP9700A temperature sensor, to help maintain a fairly constant temperature for the crystal. A PWM signal from the processor controls the power dissipated by the bulb, and the processor chooses the PWM value using a formula that is based on the latest temperature measurement. The clock’s time is set via two buttons on the rear panel.

Software running in the dsPIC performs all functions, including setting the time, processing the 100 Khz interrupts, displaying the time on the meters, and regulating the temperature of the ‘crystal oven’.