Миниатюрный таймер-напоминатель на микроконтроллере ATtiny13A. Схема и описание

Это небольшое устройство разработано, прежде всего, для диабетиков, но для него можно найти гораздо более широкий спектр применений. Его задача — сигнализировать о прохождении заданного отрезка времени, измеряемого с момента нажатия кнопки.

Таким образом, можно напомнить о необходимости измерения уровня глюкозы в крови через определенное время c приема пищи, или о необходимости заглянуть в котельную через некоторое время после розжига в печи и т. д.

miniatyurnyj-tajmer-napominatel-na-mikrokontrollere-attiny13a-min

Устройство используется для измерения одного из четырех возможных периодов времени: 15 минут, 30 минут, 1 час или 2 часа. Отсчет времени сигнализируется быстрым миганием светодиодов, а конец отсчета миганием и звуком. Для питания предусмотрена одна батарея типа CR2032, поэтому напоминатель очень легкий и миниатюрный.

Конструкция

Принципиальная схема предлагаемого решения показана на рисунке ниже.

Миниатюрный таймер-напоминатель на микроконтроллере ATtiny13A

Использование микроконтроллера ATtiny13A компании Microchip позволило значительно упростить конструкцию устройства. Этот тип микроконтроллера идеально подходит для использования в данном случае. Он имеет небольшой корпус SO8, возможность использования напряжения от 1,8В и различные режимы снижения энергопотребления. Кроме того, это один из самых популярных и дешевых микроконтроллеров этого класса, который доступен практически в любом магазине электроники.

Для питания используется литиевая батарея типа CR2032, обеспечивающая напряжение 3В, что вполне достаточно для питания компонентов устройства.

Конденсаторы C1 … C3 уменьшают сопротивление источника питания. Это особенно важно для батарей, находящихся на границе разряда, у которых возрастает внутреннее сопротивление.

Визуальная информация представлена с помощью двух синих светодиодов. Хотя их рабочее напряжение близко к напряжению питания, но это хватает, чтобы они светили ярко. В то же время синий цвет хорошо заметен человеческому глазу, особенно в условиях недостаточной освещенности. Для переключения светодиодов используется ключ на транзисторе VT1 (BC847).

Звуковое оповещение об истечении заданного промежутка времени производится с помощью пьезоэлектрического излучателя со встроенным генератором. Он достаточно громкий и его можно услышать даже тогда, когда устройство спрятано, например, в кармане. Управление звуковым излучателем осуществляется с помощью транзистора VТ2 (BC847).

Запуск обратного отсчета и остановка осуществляется одним нажатием кнопки SW1, контакт которого предварительно подтянут резистором R6 (10кОм) к плюсу питания.

Такой же резистор установлен на выводе RESET микроконтроллера, чтобы предотвратить случайное изменение его логического уровня. Подобное изменение может быть вызвано по причине внешнего электромагнитного поля или воздействием на микроконтроллер слишком большого количества статического электричества.

Выбор временного интервала производится путем переключения одной из четырех секций переключателя SW2, типа DIP-SWITCH. Замкнутая секция подключает на минус питания один из четырех резисторов (R7 до R10), образуя с резистором R11 делитель напряжения.

Микроконтроллер, подавая высокий логический уровень на резистор R11, измеряет с помощью АЦП (аналого-цифрового преобразователя) напряжение, которое образуется на делителе.

Таким образом, для задания времени используются всего лишь два вывода микроконтроллера. Помимо этого, данный контур можно отключить, изменив уровень вывода PB1 на низкий, что значительно сократит потребление питания.

Сборка и ввод в эксплуатацию

Миниатюрный напоминатель собран на двусторонней печатной плате размером 46мм х 31мм. В первую очередь необходимо припаять элементы поверхностного монтажа, которые находятся на нижней стороне платы – микроконтроллер, транзисторы и другие. Далее два светодиода на противоположной стороне. В конце необходимо припаять компоненты сквозного монтажа на той же стороне, что и светодиоды.

В микроконтроллер необходимо загрузить прошивку с заводскими фьюзами. Если все было собрано правильно, то устройство готово к работе после установки батареи в отсек. Просто установите желаемое время измерения с помощью переключателя SW2.

Эксплуатация

Находясь в спящем режиме, схема не проявляет никаких признаков работы. После однократного нажатия кнопки SW1 считывается информации с делителя и начинается отсчет времени, о чем свидетельствует однократное мигание светодиодов. С этого момента они будут мигать каждые 1 секунду до окончания обратного отсчета. Если все переключатели SW2 находятся в положении OFF, светодиоды не будут мигать, а устройство перейдет в спящий режим.

По истечении установленного времени светодиоды начинают мигать интенсивно, а звуковой излучатель издает короткие звуки. Остановка производиться кратким нажатием SW1.

Важно отметить, что как только обратный отсчет запущен, вы не сможете остановить или изменить его продолжительность. Это позволяет избежать ситуации случайного выключения отсчета времени, которое может произойти при случайном нажатии кнопки SW1.

Потребляемый ток в состоянии покоя составляет около 0,5 мА, поэтому теоретически батареи номинальной емкостью 200 мАч должно хватить на 45 лет в режиме ожидания. На практике же можно рассчитывать на время сопоставимое со сроком годности батареи. Во время обратного отсчета среднее потребление тока составляет около 8 мА, а в состоянии оповещения повышается до 15 мА.

Скачать печатную плату и прошивку (11,5 Kb, скачано: 39)

редактор
Отправить сообщение об ошибке.

Добавить комментарий

Ваш электронный адрес не будет опубликован.

*