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 | |||||||
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Basisplatine
(Master, 2x Slave) |
BP_M12 |  |
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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 | |
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B | 0522 | |
Basismodul - Zeitsignalkodierung - Datenbusanschluss - Anschluss LCD (2x16 Zeichen) |
| E - Erweiterungsplatinen | |||||||
| Erweiterungsplatine 01 (2x Slave) | EP_S12 | |
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B | 0222 | |
Erweiterungsmodul EW01 - Datenbusanschluss - Steuerung von vier 7-Segmentanzeigen (ggf. zwei 16-Segmentanzeigen) |
| Erweiterungsplatine 02 (1x Slave) | EP_S21 |
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B |
1022 |
|
Erweiterungsmodul
EW02 - Datenbusanschluss - Steuerung von zwei 16-Segmentanzeigen |
| Erweiterungsplatine 03 (1x Slave) | EP_S31 |
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B |
1222 |
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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 | |
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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
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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 | |
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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 | |
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B | 0422 | |
Einzelanzeigemodul 1-stellig 7-Segment, groß - Element mit gemeinsamer Anode: SA08-11, o. ä. - H: ca. 30 mm |
| Trennzeichenplatine 11 |
TP_G11 |
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B | 0422 |
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Trennzeichenmodul,
groß - 3x LED konfigurierbar |
| Sensorplatine 11 | SP_G11 |
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B | 0422 |
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Sensormodul,
groß - 1x LED Statusanzeige - 1x Fototransistor zur Helligkeitsanpassung |
| Wochentagsplatine | WP_G11 | |
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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 |
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| A - Typgröße SA52 | |||||||
| Einzelanzeigeplatine 11 (1-stellig, 7S) | EP_K11 | |
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B | 0422 | |
Einzelanzeigemodul 1-stellig 7-Segment, klein - Element mit gemeinsamer Anode: SA52-11, o. ä. - H: ca. 20 mm |
| Trennzeichenplatine 11 | TP_K11 | |
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B | 0422 | |
Trennzeichenmodul, klein - 3x LED konfigurierbar |
| Sensorplatine 11 | SP_K11 | |
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B | 0422 | |
Sensormodul, klein - 1x LED Statusanzeige - 1x Fototransistor zur Helligkeitsanpassung |
| Wochentagsplatine | WP_K11 | |
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B | 0422 |
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Wochentagsanzeigemodul, klein - 7x LED für Mo bis So (als Punkt- oder Bandanzeige ansteuerbar) |
| A - Module mit Datenbus (SPI, I²C) |
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| Adapterplatine für Grafikmodul mit SDCard | GM_D01 | |
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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 | |
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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 | |
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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 |
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| DCF77-Empfänger und Antenne | EM_D01 | |
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B | 1221 0124 |
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Zeitzeichenempfänger
DCF77 - Schaltkreis U4224B - Transistorausgang Ferritantenne (optional), abgeglichen (einzeln, z. Z. nur 100 mm) |
| M - Montagebaugruppen | |||||||
| Montageplatine
für Tasten |
MT_G01 |
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B |
0422 |
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Bedienfeld - Tastenanzahl 3x3 |
| Montageplatine für LCD | ML_A01 |
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B |
0222 |
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LCD 2x16 Zeichen - für diverse Konfigurationen ausgelegt |
| R - RTC-Modul | |||||||
| RTC-Modul (Kaufteil) | RTC_M01 | ||||||
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| B - Basisplatine
(Master, 2x Slave) |
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| 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 
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| B - Basisplatine Master |
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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 
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| 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 
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| 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 
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| 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) 
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| 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 
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| 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 
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| A - Anzeigeplatine 03 |
| Schaltung Dieses 4-stellige Modul entspricht funktionsmäßig der
"Anzeigeplatine 02", ist aber mit etwas kleineren Elementen zu
bestücken.
Leiterplatte Musteraufbau (Modell) 
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| 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 
 Musteraufbau (teilweise Modell) 
 
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| 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) 
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| 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 
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| 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) 
 Musteraufbau (Leiterplatte geteilt)  |
| E - DCF77-Empfänger und Antenne |
| 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 
 DCF-Antenne Da die Lieferung der oben abgebildeten DCF-Antenne eingestellt wurde und keine ansprechende Alternative gefunden wurde, entstand schnell die Idee, diese Antennen selbst zu fertigen. Um die für den Schwingkreis erforderliche Induktivität zu erreichen, sind nur wenige Windungen notwendig. Diese präzise von Hand zu wickeln, erfordert jedoch große Geschicklichkeit. Daher entstand eine einfache Wickelmaschine, die je einen Schrittmotor für die Drehbewegung und für den Drahtvorschub besitzt. Die Fertigung der Antennen wurde dadurch erheblich vereinfacht. Für den Spulenkörper werden zwei identische Leiterplatten verwendet, von denen eine den frequenzbestimmenden Kondensator aufnimmt. Sie ermöglichen außerdem einen einfache Befestigung der Antenne. Für die Feinabstimmung des Schwingkreises wird der Spulenkörper zunächst beweglich auf dem Ferritstab montiert. Nach der Prüfung des Schwingkreises in einem Oszillator mit zwei Transistoren kann die Frequenz mittels eines Frequenzmessers durch Verschieben der Spule auf etwa 77,5 kHz eingestellt werden. Eine exakte Einstellung dieses Werts ist weder erforderlich noch praktisch möglich, da die Empfangsschaltung später eine Feinjustierung auf die Sendefrequenz des Zeitzeichensenders vornimmt. Die mögliche Toleranz liegt bei etwa ±1 kHz. Bei guten Empfangsbedingungen genügt ein Ferritstab mit einer Länge von 70 mm. Zur Erhöhung der Empfindlichkeit werden derzeit Ferritstäbe mit einer Länge von 100 mm verwendet, sofern dies die Platzverhältnisse erlauben. Die einsetzbaren Ferritstäbe haben einen Durchmesser von 10 mm. Leiterplatte DCF-Antenne 70 mm DCF-Antenne 100 mm 
Wickelmaschine Abgleich- und Prüfung 
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| 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 
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| 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 
 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  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 | ||
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Baugruppe in Vorbereitung | |
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Baugruppe verfügbar | |
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Dokumentation (Target3001!; Viewer beim Hersteller verfügbar) | |
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Leiterplattenbezug möglich (SMD-Bauteile: keine) | |
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Leiterplattenbezug möglich (SMD-Bauteile: einzelne) | |
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Leiterplattenbezug möglich (SMD-Bauteile: fast alle) | |
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kpl. DCF-Antenne (100 mm) verfügbar, Ø 10 mm | |
| 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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