Modulares Konzept für Digitaluhren mit DCF77-Empfang und RTC-Modul
Stand: 06.09.2024   -   Startseite 

Der Aufbau einer Digitaluhr ist immer wieder mal ein Thema, mit dem sich der eine oder andere Hobbyelektroniker beschäftigt. Die Kombination moderner
Bauelemente ermöglichen nach Dekodierung der Zeitinformation eine Vielzahl von Anzeigemöglichkeiten, von LCD, Segmentanzeigen bis zu Grafikmodulen.

Um sich all diese Möglichkeiten für ein individuell konfigurierbares Gerät offen zu halten und die verschiedensten Anzeigen - auch in einem Mischbetrieb -
anschließen zu können, kommen bei diesem Projekt weder eine Direktansteuerung, noch ein Multiplexbetrieb zur Anwendung, sondern der Einsatz eines
Datenbusses, der bei den Mikrocontrollern der Atmel-Serie mit TWI-Bus bezeichnet wird und technisch dem I²C-Bus entspricht.

Der DCF77-Empfang wird über ein separates Empfangsmodul realisiert. Die Dekodierung des Zeitsignals erfolgt in der Master-Baugruppe und die Anzeige wird
über spezielle Slave-Modulen realisiert, wenn sie nicht bereits über eine entsprechende Schnittstelle verfügen.

Diese Seite soll neben den Masterbaugruppen einen Überblick der derzeitig aufgebauten bzw. getesteten Anzeigemodule geben.

Bei einer zeitabhängigen Steuerung (z. B. Heizungssteuerung) kommt es stets auf eine genaue Uhrzeit an, auch wenn sie nach einem Stromausfall neu ge-
startet wird. Zu diesem Zeitpunkt ist es nicht immer sicher, ob der Empfang des DCF-Signals möglich ist. In diesen Fällen ist man auf der sicheren Seite,
wenn ein batteriegepuffertes RTC-Modul Verwendung findet.
Die hier vorgestellte, recht preiswerte Baugruppe verfügt über eine I²C-Schnittstelle. Sie lässt sich daher problemlos in das realisierte Master-Slave-Konzept
integrieren.
Beim Systemstart wird stets die RTC-Zeit ausgelesen. Wird eine empfangene Zeitinformation als korrekt bewertet, werden die Werte im RTC-Modul mit den
aktuellen überschrieben.
Unabhängig von einem Systemstart erfolgt die RTC-Zeitsynchronisation einmal täglich, so dass nach Wiederkehr der Stromversorgung sofort die aktuelle
Zeit vorhanden ist. 

Die Softwareentwicklung für die eingesetzten Mikrocontroller, außer dem für die Sounderzeugung, erfolgt mit Bascom. Der Quelltext ist frei verfügbar und wird
bei Hinweisen und Funktionserweiterungen angepasst bzw. weiterentwickelt.

Für weiterführende Informationen kann das "Handbuch Digitalanzeige" aufgerufen werden, in dem weiterführende Informationen, u. a. zur Programmierung,
Bedienung und Segmentkodierung (Excelmakro) aufgeführt sind.

In den Videos wird an ausgewählten Beispielen die Einsatzmöglichkeiten der vorgestellten Module gezeigt.

Hinweis
Neben einem DCF-Empfangsmodul steht ein konfigurierbarer DCF-Simulator für die Inbetriebnahme und zum Testen zur Verfügung. Er kann über einen 2- oder
3-Drahtanschluss betrieben werden.
Außerdem besteht die Möglichkeit, ihn über eine USB-Schnittstelle mit einem PC zu verbinden (Übersicht Baugruppen 2023).



Stichwortverzeichnis ABK Hinweise LPV DOK Information / Stichwörter
 B - Basisplatinen              
   Basisplatine (Master, 2x Slave)
BP_M12 B 0922  Basismodul
 - Zeitsignalkodierung
 - Datenbusanschluss
 - Anschluss LCD (2x16 Zeichen)
 - Steuerung von 4 Stück 7-Segmentanzeige (2 Stück 16-Segmentanzeige)
   (entspricht der Erweiterungsplatine EW01)
   Basisplatine (Master) BP_M10 B 0522  Basismodul
 - Zeitsignalkodierung
 - Datenbusanschluss
 - Anschluss LCD (2x16 Zeichen)
 E - Erweiterungsplatinen






   Erweiterungsplatine 01 (2x Slave) EP_S12 B 0222  Erweiterungsmodul EW01
 - Datenbusanschluss
 - Steuerung von vier 7-Segmentanzeigen (ggf. zwei 16-Segmentanzeigen)
   Erweiterungsplatine 02 (1x Slave) EP_S21
B
1022
Erweiterungsmodul EW02
 - Datenbusanschluss
 - Steuerung von zwei 16-Segmentanzeigen
   Erweiterungsplatine 03 (1x Slave) EP_S31
B
1222
Erweiterungsmodul EW03
 - Datenbusanschluss
 - Steuerung einer Soundausgabe für Glockenschlag, Melodie oder Zeitansage
 - Auslesen von internen und externen Temperaturfühlern
 A - Anzeigeplatinen und -module






   Anzeigeplatine 01 (2x 8-stellig, gemischt) AP_A01 B 0422 Anzeigemodul Zeit und Datum (Version 01)
 - Reihe 1
   8x 7-Segmentanzeige mit Trennzeichen; Format hh:mm:ss
   (Elemente mit gemeinsamer Anode: SA08-11, o. ä.)
 - Reihe 2
   8x 7-Segmentanzeige mit Trennzeichen; Format tt:mm:jjjj
   (Elemente mit gemeinsamer Anode: SA52-11. o. ä.)
 - 7x LED für die Wochentagsanzeige als Punkt- oder Bandanzeige
 - 1x LED Statusanzeige
 - 1x Fototransistor zur Helligkeitsanpassung

Hinweis
 zur Ansteuerung sind Module EP_S12 erforderlich

   Anzeigeplatine 02 (4-stellig, groß)
AP_G04


B 1221
Anzeigemodul Zeit im Format hh:mm
 - Reihe 1
   4x 7-Segmentanzeige mit Trennzeichen; Format hh:mm
   (Elemente mit gemeinsamer Anode: SA08-11, o. ä.)
 - 1x LED Statusanzeige
 - 1x Fototransistor zur Helligkeitsanpassung

Hinweis
 - zur Ansteuerung sind Module EP_S12 erforderlich (separat oder BP_M12)
   Anzeigeplatine 03 (4-stellig, klein) AP_K04 B 1221 Anzeigemodul Zeit im Format hh:mm
 - Reihe 1
   4x 7-Segmentanzeige mit Trennzeichen; Format hh:mm
   (Elemente mit gemeinsamer Anode: SA52-11, o. ä.)
 - 1x LED Statusanzeige
 - 1x Fototransistor zur Helligkeitsanpassung

Hinweis
 - zur Ansteuerung sind Module EP_S12 erforderlich (separat oder BP_M12)
 A - Typgröße SA08






   Einzelanzeigeplatine 11 (1-stellig, 7S) EP_G11 B 0422 Einzelanzeigemodul 1-stellig 7-Segment, groß
 - Element mit gemeinsamer Anode: SA08-11, o. ä.
 - H: ca. 30 mm
   Trennzeichenplatine 11
TP_G11
B 0422
Trennzeichenmodul, groß
 - 3x LED konfigurierbar
   Sensorplatine 11 SP_G11
B 0422
Sensormodul, groß
 - 1x LED Statusanzeige
 - 1x Fototransistor zur Helligkeitsanpassung 
   Wochentagsplatine WP_G11 B 0422 Wochentagsanzeigemodul, groß
 - 7x LED für Mo bis So (als Punkt- oder Bandanzeige ansteuerbar)
 A - Typgröße PSA08






   Einzelanzeigeplatine 21 (1-stellig, 16S) EP_G21
B 1022 Einzelanzeigemodul 1-stellig 16-Segment, groß
 - Element mit gemeinsamer Anode: SA08-11, o. ä.
 - H: ca. 30 mm
 A - Typgröße SA52






   Einzelanzeigeplatine 11 (1-stellig, 7S) EP_K11 B 0422 Einzelanzeigemodul 1-stellig 7-Segment, klein
 - Element mit gemeinsamer Anode: SA52-11, o. ä.
 - H: ca. 20 mm
   Trennzeichenplatine 11 TP_K11 B 0422 Trennzeichenmodul, klein
 - 3x LED konfigurierbar
   Sensorplatine 11 SP_K11 B 0422 Sensormodul, klein
 - 1x LED Statusanzeige
 - 1x Fototransistor zur Helligkeitsanpassung
   Wochentagsplatine WP_K11 B 0422
Wochentagsanzeigemodul, klein
 - 7x LED für Mo bis So (als Punkt- oder Bandanzeige ansteuerbar)
 A - Module mit Datenbus (SPI, I²C)







   Adapterplatine für Grafikmodul mit SDCard GM_D01 B 1122 Grafikdisplay 128x164, Ansteuerung über I²C (TWI), (vertikale Ausrichtung)
 - bis zu 9 Elemente kaskadierbar
 - Symbolanpassung in Form, Farbe und Größe
 - Slot für Mini-SDCard ist nutzbar (separates CS-Signal)

Hinweis
 - Projekt einer kleinen kompletten Analog/Digitaluhr (Einzelmodul) vorhanden
   Anzeigemodul 4-stellig, 14S AM_A01 B 1222 Anzeigemodul 4-stellig mit 14-Segmenten, Ansteuerung über I²C
 - Schaltkreis HT16K33 mit folgenden Funktionen
   Helligkeitssteuerung
   Blinklicht
 - H: ca. 14 mm
 - Farben orange, grün und rot
   Anzeigemodul 8-stellig, 16S AM_A02 B 1222 Anzeigemodul 8-stellig mit 16-Segmenten, Ansteuerung über I²C
 - Schaltkreis HT16K33 mit folgenden Funktionen
   Helligkeitssteuerung
   Blinklicht
 - aktiver Busabschluss und zusätzlicher MC nutzbar; die Leiterplatte ist teilbar
 - H: ca. 30 mm
 E - Empfangsmodul







   DCF77-Empfänger EM_D01 B 1221 Zeitzeichenempfänger DCF77
 - Schaltkreis U4224B
 - Transistorausgang
 - optional mit abgeglichener Ferritantenne
 M - Montagebaugruppen






   Montageplatine für Tasten
MT_G01
B
0422
Bedienfeld
 - Tastenanzahl 3x3
   Montageplatine für LCD ML_A01
B
0222
LCD 2x16 Zeichen
 - für diverse Konfigurationen ausgelegt
 R - RTC-Modul






   RTC-Modul (Kaufteil) RTC_M01            









B - Basisplatine (Master, 2x Slave)
Einleitung
Für den Aufbau einer Digitaluhr ist, unabhängig von der geplanten Ausführung der Anzeige, eine Basisplatine erforderlich. Sie enthält den Master des
I²C-Bussystems (TWI).
Darüber hinaus kann durch sie die Stromversorgung bereitgestellt und ein LCD, was bei der Inbetriebnahme hilfreich ist, eingesetzt werden. Außerdem
verfügt Sie über Anschlüsse für eine Statusanzeige, Helligkeitssensor, Tasten und Zusatzbaugruppen.


Schaltung
Kern dieser Basisplatine ist ein Mikrocontroller (MC), der, wie auch seine pinkompatiblen Typen, in einem 40-poligen Sockel montiert werden kann.
Der Programmspeicher eines ATmega16 ist für ein komplette Anzeige der Zeitinformation gerade noch ausreichend, was hauptsächlich durch die
Funktionalität bestimmt wird. Verzichtet man beispielsweise auf eine UTC-Zeitanzeige, können andere Funktionen implementiert werden.

Bestandteil dieser Platine sind außerdem Stecksockel für zwei ATmega8 und deren pinkompatiblen Typen, die als Slaves in dem Bussystem fungieren.
Über Steckverbinder können die MC programmiert, für einen ersten Funktionstest ein LCD angeschlossen oder Zusatzmodule angeschlossen werden.

Über das Wannensteckersystem sind alle Zusatzkomponenten schnell und verpolsicher anschließbar.

Zur Spannungsstabilisierung sind zwei Festspannungsregler vorgesehen, wobei bei der Art und Weise der Bereitstellung der Versorgungsspannung mehrere
Optionen realisierbar sind.
Die Schaltung arbeitet mit +5,0V. Die Spannung, und damit die Helligkeit für die Anzeigen, die über eine gemeinsame Anode verfügen müssen, kann
über eine PWM-Steuerung nahezu beliebig variiert werden. Bei Verwendung eines Sensors erfolgt dies automatisch.

Leiterplatte
Der Träger der industriell gefertigten doppelseitigen Leiterplatte besteht aus Epoxidharz, die Lötaugen sind durchkontaktiert und verzinnt. Lötstopplack und
der beidseitige Bestückungsaufdruck vereinfachen den Aufbau wesentlich.
Auf der Leiterplatte kommen keine Bauelemente in SMD-Technik zum Einsatz.

Leiterplatte                                                                   Musteraufbau
BM_M12_BS     BM_M12_M
      
 
B - Basisplatine Master
Schaltung
Diesen Platine stimmt im Wesentlichen mit ihren Funktionseinheiten mit der vorhergehenden Basisplatine überein. Sie verfügt allerdings nicht über die zwei
Slaves, weil sie für den Anschluss von Baugruppen prädestiniert ist, die über den I²C-Bus (TWI) angesteuert werden.
Davon unabhängig ist es möglich, neben anderen Modulen die beschriebenen Erweiterungsbaugruppen anzuschließen. 

Leiterplatte                                          Musteraufbau
BM_M12_BS     BM_M10_M                               
 
E - Erweiterungsplatine EW01
Einleitung
Erweiterungsplatinen sind dafür vorgesehen, den Funktionsumfang der Digitaluhr zu ändern oder zu erweitern.
Da für das universelle Anzeigekonzept auf einen Multiplexbetrieb verzichtet wurde, ist eine ausreichende Anzahl an Ausgangssignalen bereitzustellen,
die die Segmente steuern.
Sie verfügen über zwei Anschlussstecker, über die die Leitungen zur Stromversorgung und dem Bussystem geführt sind.
Auf ihnen befindet sich mindestens ein MC (z. B. ATmega8), der als Slave im Netzwerk konfiguriert wird. Die Einstellung der Adresse kann im Programmcode
oder im EEprom hinterlegt werden.
Eine Pin-Abfrage ermöglicht auch nachträglich während des Betriebes die Änderung. Das hat beispielsweise den Vorteil bei mehrstelligen Segmentanzeigen,
mit nur einer Programmversion auszukommen.

Daneben sind speziell auf ihre Funktion zugeschnittene Versionen (Anschluss von 16-Segmentanzeigen, Soundausgabe, Temperaturermittlung) verfügbar.
Wichtig für die Auswahl der Anzeigeelemente, die aus eine breiten Sortiment gewählt werden können, ist, dass sie über eine gemeinsame Anode verfügen und
beim Betrieb die Kennwerte der eingesetzten Treiber eingehalten werden.

Das Bussystem ist mit einem passiven oder aktiven Busabschluss zu versehen.
Für die passive Variante können entsprechende Jumper auf der Basisplatine gesteckt werden.
Für die aktive Variante kann der dafür vorgesehene Platz mit einer Transistoren/Diode/-Widerstandskombination bestückt werden. 

Durch den Einsatz des Bussystems ist es kein Problem, diese Palette zu erweitern.


Schaltung
Diese Platine ist für die Erweiterung von Displays vorgesehen, die mit 7-Segment-Anzeigen aufgebaut ist.
An ihr kann eine 4-stellige 7-Segmentanzeige betrieben werden.

Leiterplatte                                           Musteraufbau
EP_S12_BS     EP_S12_M                                               
E - Erweiterungsplatine EW02
Schaltung
Diese Platine ist mit einem MC (Slave) ausgerüstet, der eine 2-stellige 16-Segment-Anzeige steuern kann. Neben den Treibern für die Segmente
ist sie mit 4 Zwischenspeichern ausgestattet.
Für die Darstellung von Zeit- und Datum nicht unbedingt erforderlich, können über sie fast alle Zeichen des ASCII-Codes lesbar dargestellt werden.
Sie bietet sich förmlich an, zweistellig den Wochentag anzuzeigen.

Leiterplatte                                              Musteraufbau
EP_S21_BS        EP_S21_M                                      
E - Erweiterungsplatine EW03
Schaltung
Was wäre ein modernes Uhrenkonzept ohne die Möglichkeit einer Sound-Ausgabe, beispielsweise eines Stundenschlages?
Diese Platine ist mit einem MC (Slave) ausgerüstet, der für die Anbindung an den Datenbus vorgesehen ist. Daneben ist ein weiterer MC (ATtiny861)
vorgesehen, der den Sound erzeugt.
Entwickler dieses Schaltungsdetails ist der Japaners Elm-Chan, der auf seiner Internetseite mehrere Soundmodule beschreibt und den Code für seine
Module bereitstellt.

Zur Signalverstärkung wird ein NF-Verstärker eingesetzt, der über ein Signal (Shutdown) nur bei einem Signal aktiviert wird. Wie so oft bei Schaltvorgängen
im NF-Zweig kann es zu Knackgeräuschen kommen. Zur Unterdrückung kann ein DIL-Relais eingesetzt werden. Die Steuerung der jeweiligen Sounddatei und
der Signale (Shutdown, Relais) übernimmt der Slave.

Die entsprechenden Dateien im WAV-Format sind auf einer SDCard abgelegt, die sich ebenfalls auf der Baugruppe befindet. Über einen Levelshifter
werden die Signalpegel angepasst, da eine SDCard nur mit 3,3V arbeitet.
Mit einem kleinen, steckbaren Zusatzmodul kann ein Schallpegelwandler eingesetzt werden, über den die Steuerung einer Zeitansage möglich ist.
Dies ist für Menschen mit einer Sehbehinderung oder in der Nacht von Vorteil, wenn man in dieser Zeit die Anzeige ausgeschaltet hat oder die Blickrichtung
ein Ablesen nicht erlaubt.
Der eingesetzte Levelshifter ist nur in einer kleinen SMD-Version verfügbar, was den Einbau erschweren kann. An dieser Stelle kann ein weiteres Modul
aufgesteckt werden, das neben einem Levelshifter über einen Slot für eine SDCard verfügt.  

Eine weitere Option dieser Platine ist die Möglichkeit des Anschlusses von internen und externen Temperaturfühlern. Zum Einsatz kommt hier der DS18B20.
Gesteuert und ausgelesen wird er über ein serielles Protokoll.

Leiterplatte (Modell)                               Musteraufbau (Modell)
EP_S31_BS     EP_S31_M
A - Anzeigeplatine 01
Einleitung
Das Design einer Digitaluhr wird neben dem Gehäuse von der Wahl der Anzeigeelemente bestimmt. Ob Grafik- oder Segmentanzeigen, LCD oder LED,
mit diesem Konzept einer Digitaluhr kann fast jeder seine Vorstellungen umsetzen.
Neben der Verfügbarkeit von Anzeigeelementen der verschiedensten Größen und Farbe ist es beim Einsatz von Grafikanzeigen gegenüber den Segment-
anzeigen wesentliche einfacher, die Anzeige optisch anders zu gestalten.
Da der Verdrahtungsaufwand bei Modulen ohne eine Datenbusanbindung relativ umfangreich ist, wurden eine Reihe von Platinen entwickelt, die diesen
minimieren.
Neben kompletten Anzeigen (Zeit und Datum) sind Platinen für Einzelelemente verfügbar, die in einem Raster angeordnet werden können.
Daneben ist es relativ einfach, anwenderspezifische Prototypen zu fertigen.
Ein weiterer Vorteil des modularen Konzeptes ist es, dass die Anzeigen abgesetzt von der eingesetzten Steuerungsplatine angeordnet werden kann,
was einen höheren Verdrahtungsaufwand bedeutet. Mit dem konsequenten Einsatz eines Wannensteckersystems hält sich dieser in Grenzen und entfällt
fast komplett bei Modulen, die über einen Busanschluss verfügen.

Montagehinweis   
Verwendet man Stecksockel für den Einbau, können die Elemente bei Ausfall oder einem Farbwechsel problemlos getauscht werden.

Schaltung
Zunächst soll ein Modul vorgestellt werden, dass neben der größeren Zeitanzeige eine kleinere für das Datum aufweist. Die Wochentage werden über
LED angezeigt, für die eine Punkt- oder Bandanzeige eingestellt werden kann.
Als Trennzeichen können je zwei bei der Zeit- und je eine LED bei der Datumsanzeige eingesetzt werden.
Eine RGB-LED zeigt Statusinformationen an und mit dem integrierten Helligkeitssensor kann die Leuchtkraft der Umgebungshelligkeit angepasst werden.

Leiterplatte                                                                              Musteraufbau
AP_A01_BS     AP_A01_M
A - Anzeigeplatine 02
Schaltung
Dieses 4-stellige Modul benötigt keine Erweiterungsplatine, wenn die entsprechende Basisplatine eingesetzt wird.
Über sie wird die Zeit im Format "hh:tt" angezeigt; als Trennzeichen können zwei LED eingesetzt werden.

Leiterplatte                                                                               Musteraufbau
AP_G04     AP_G04
A - Anzeigeplatine 03
Schaltung
Dieses 4-stellige Modul entspricht funktionsmäßig der "Anzeigeplatine 02", ist aber mit etwas kleineren Elementen zu bestücken.

Leiterplatte                                                      Musteraufbau (Modell)
AP_K04_BS     AP_K04
A - Sortiment einstelliger Anzeigeplatinen
Einleitung
Die hier vorgestellten Platinen können individuell angeordnet werden. Somit lassen sich neben Zeitanzeigen Zählerstände oder andere numerische Ausgaben realisieren.
Daneben sind bis auf die 1-stellige 16-Segmentanzeige Platinen für die kleinere Bauform entwickelt worden, die auf Grund der geringeren Platzverhältnisse teilweise leicht
modifiziert wurden; ggf. wurden Bauelemente in SMD-Technik vorgesehen.
Mit der entsprechenden Konfiguration der Lötpads auf der Platine für die 16-Segmentanzeige können eventuell vorhandene VQB201 eingesetzt werden.

Schaltung
Alle Platinen verfügen über einen rückseitigen Wannensteckeranschluss, der mit der jeweiligen Steuerplatine zu verbinden ist.

Leiterplatten
1-stellige Anzeige    Trennzeichen      Sensor        Wochentag     1-stellig/ 16-Segment                        
EP_G11         TZ_G11          SP_G11     WT_G11_BS       EP_G21_BS

Musteraufbau (teilweise Modell)
EP_G11_M          TZ_G11_M           SP_G11_M        Wt_G11_M        EP_G21_M
M - Adapterplatine für Grafikmodul mit SDCard
Schaltung
Diese Grafikmodule (GM), die, bedingt durch den Einsatz eines seriellen Datenbusses (SPI), etwas träger die Anzeige aktualisieren, gibt es in den verschiedensten
Größen und Ausführungen.
Durch die Möglichkeit der Auswahl über das CS-Signal können sie kaskadiert werden, so dass eine Vielzahl von Anzeigekonzepten realisierbar sind. An dieser
Stelle wird eine Adapterplatine vorgestellt, bei der das CS-Signal mit einem BCD-zu-Dezimal-Dekoder realisiert wird. Möchte man nur ein Modul einsetzen, kann
auf diese Platine verzichtet werden.

Über Lötpads wird das Signal "CS" eingestellt, separat für die Anzeige und, wenn eine SDCard eingesetzt werden soll, auch für diese. Die Leiterplatte entspricht in
der Größe der des Grafikmoduls, so dass mehrere direkt nebeneinander angeordnet werden können.

Leiterplatte                Musteraufbau (Modell)
GM_D01     GM_D01_M
M - Anzeigemodul 4-stellig, 14S
Schaltung
Dieses 4-stellige 14-Segmentdisplay wird über den I²C(TWI)-Bus gesteuert. Neben der Basisadresse können weitere über vorhandene Lötpads realisiert werden.
Damit sind auch diese Module kaskadierbar.
Baubedingt kann man für diese Anzeigen keinen Segmentcode der 16-Segmentanzeigen einsetzen, aber mit dem oben erwähnten Excelmakro ist diese Problem
schnell behoben.
Bei der Benutzung des Excelmakros wird am Ende der Segmentcode in der Zwischenablage gespeichert. Von dort kann er in des Quellcode in die jeweils eingesetzten
Entwicklungsumgebung für den Mikrocontroller eingetragen werden.

Über bestimmte Steuerbefehle kann die Anzeige über 16 Stufen in der Helligkeit gesteuert werden. Weiterhin sind verschiedene Blinkfrequenzen einstellbar.
Für die die im Video gezeigte Laufschrift ist allerdings der steuernde Mikrocontroller zuständig.

Eine kleine Adapterplatine vereinfacht die Anschaltung über ein Wannensteckersystem.  

Leiterplatte Adapter (Modell)        Kaufteil
AM_A01_BS     AM_A01_K
M - Anzeigemodul 8-stellig, 16S
Schaltung
Der Schaltkreis HT16K33, der im vorigen Modul zum Einsatz kommt, ist in mehreren Ausführungen verfügbar. Diese unterscheiden sich in der Anzahl der zur Verfügung
stehenden Anschlusspins.
Für die hier vorgestellte Anzeige wird die Version eingesetzt, mit der eine 8-stellige Anzeige betrieben werden kann. Darüber hinaus kann der Status anschließbarer Taster
abgefragt werden.
Über Lötpads ist eine Adressierung der Anzeige möglich und damit ebenfalls kaskadierbar. Mit ihr kann die Zeit im Format "hh:mm:ss" oder das Datum im Format "TT.MM.JJJJ"
angezeigt werden. Daneben ermöglichen die Elemente die Darstellung (fast) aller ASCII-Zeichen.
Außerdem ist die Leiterplatte einer aktualisierten Version mit weiteren Lötpads ausgestattet, die einen Betrieb von 7-Segmentanzeigen ermöglicht. Die muss allerdings bei der
Ansteuerung beachtet werden, da die Segmentzuordnung unterschiedlich ist.

Da der Schaltkreis HT16K33 nur eine Matrix von 8x16 Segmenten ansteuern kann, sollte für die Ansteuerung der Trennpunkte ein separater MC (ATmega8) zum Einsatz kommen.
Eine Integration in die Matrixsteuerung des HT16K33 ist jedoch nicht möglich.
Mit dem dafür vorgesehenen MC sowie einem Treiber ist es möglich, andere Funktionen zu realisieren.

Die Leiterplatte ist an der Trennlinie unterhalb der Anzeige trennbar. Die Kontaktierung erfolgt dann über ein Leiterplattenstecksystem im 2,54 mm-Raster.
Vorteil nach der Trennung: Der Platzbedarf (Front) wird weitestgehend nur von der Größe der Anzeigeelemente bestimmt.   

Leiterplatte (Modell)                                                                 Musteraufbau (Modell)
AM_A02_BS     AM_A02_M

Musteraufbau (Leiterplatte geteilt)
 Baugruppe
E - DCF77-Empfänger
Schaltung
Da das Empfangsmodul bereits in der Baugruppenübersicht des Jahres 2021 enthalten ist, soll an dieser Stelle nur kurz darauf eingegangen werden. Die Schaltung beruht
auf einer der Grundschaltungen des Herstellers, deren Ausgang modifiziert wurde. Der eingesetzten IC (U4224B) wird mit 5 V betrieben und kann als Ersatz für das nicht mehr
verfügbare DCF-Empfangsmodul BN 641138 eingesetzt werden, was in der Vergangenheit über "Conrad Electronic" vertrieben wurde.

Leiterplatte (B, L)                   Musteraufbau
EM_D01_LP     EM_D01_M
M - Montageplatine für Tasten
Einleitung
Die Montageplatinen wurden entwickelt, um während der Inbetriebnahme bzw. beim Geräteaufbau die Verschaltung zu vereinfachen.
Der Umfang der Bestückung richtet sich nach dem jeweiligen Funktionsumfang.

Schaltung
Auf diese Platine können bis zu 9 Taster (Printtaster) direkt angebracht werden. Über ein Wannensteckersystem erfolgt der Anschluss an die jeweilige Basisplatine.
Auf dieser wird aus dem jeweiligen L-Signal ein BCD-Code dem Mikrocontroller zur weiteren Verarbeitung bereitgestellt.

Leiterplatte  Musteraufbau
MT_G01_BS     MT_G01_M
 
M - Montageplatine für LCD
Schaltung
Mit dieser Platine wird es möglich, ein zweireihiges LCD (2x16 Zeichen) über ein Wannensteckersystem mit der Basisplatine zu verbinden.
Optional sind Zusatzfunktionen verfügbar, die durch die Bestückung und Jumper realisiert werden können.

Leiterplatte                                                                                        Musteraufbau
ML_A01_BS     ML_A01_M

Ein aus drei Teilen bestehendes Montageset vereinfacht die Integration in einer Frontplatte. LC-Modul und Frontrahmen sind für eine Montage mit Distanzstücken
ausgelegt, so dass eine kompakte Einheit entsteht.

                    Frontansicht
ML_A01_FP
                Montageset (3-teilig)

RTC-Modul (Kaufteil)
Schaltung
Baugruppe mit dem DS8281

Hinweis
Als Speicherelement kann eine CR2032 oder LIR2032 eingesetzt werden, wobei es sich bei dem LIR-Typ um ein wiederaufladbares Element handelt.
Beim Einsatz einer CR2032 sollte die Ladeschaltung deaktiviert werden (Unterbrechung der Diode-Widerstand-Kombination).
Auch beim Einsatz des LIR-Types sollte eine Überladung vermieden werden. Bei mir kommt dazu eine Z-Diode (3,9 V) zum Einsatz.
Weitere Hinweise zu dieser Thematik finden sich im Handbuch.

             Front- und Rückansicht

                       Kaufteil

 

Legende


@ - Kontakt für weitere Informationen

Baugruppe in Vorbereitung

Baugruppe verfügbar
Target   Dokumentation (Target3001!; Viewer beim Hersteller verfügbar)

Leiterplattenbezug möglich (SMD-Bauteile: keine)

Leiterplattenbezug möglich (SMD-Bauteile: einzelne)

Leiterplattenbezug möglich (SMD-Bauteile: fast alle)
     
   ABK   Abkürzung
   DOK
Dokumentation
   LPV   Bearbeitungsstand der Leiterplatte  <mmjj>
     
B   Die Leiterplatte kann auf Wunsch teilweise oder komplett bestückt werden,
wobei bei einer Teilbestückung eine Prüfung nur bedingt möglich ist.
   


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