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DCF77-Wecker

Beschreibung

Ein einfacher Wecker mit allen wichtigen Funktionen inkl. Snooze und einer vierstelligen LED-Anzeige. Die Zeit wird entweder manuell oder über DCF77 eingestellt, wobei ein Betrieb völlig ohne DCF77-Signal nicht empfehlenswert ist, da der Quarz nicht besonders genau ist.

Aufbau

Ich habe die Schaltung, die Anzeige und die Taster auf drei einzelnen Platinen aufgebaut, die später zusammen mit zwei Seitenteilen zu einem Gehäuse verklebt wurden. Die Rückseite des Weckers ist offen, unter die Platine mit der Hauptschaltung habe ich noch eine weitere Lochrasterplatte ohne Kupfer geschraubt, damit man die Lötseite der Schaltungsplatine nicht berühren kann (dadurch könnte der Quarzoszillator des AVR durcheinanderkommen). Die Versorgungsspannung ist mit 7 V, wie im Schaltplan angegeben, sehr knapp gewählt, da jedoch ein ungeregeltes Netzgerät zum Einsatz kommt, liegt die Spannung tatsächlich etwas höher. Wenn Sie ein geregeltes Netzteil verwenden möchten oder auf Nummer sicher gehen wollen, sollten Sie ein Netzteil mit 8 bis 9 V verwenden.

Die Schaltung besteht aus vier gewöhnlichen Siebensegmentanzeigen mit gemeinsamer Anode, zu denen noch zwei einzelne LEDs für den Doppelpunkt kommen. Die im Schaltplan angegebene Belegung gilt für Kingbright SA52-11 sowie die meisten anderen 13 mm-Anzeigen (die von mir verwendeten Exemplare haben jedoch eine völlig andere Belegung!). Die Taster werden an die gleichen Pins wie die LED-Anschlüsse gelegt, so dass die Software beim Multiplexing der Anzeigen immer eine kurze Pause machen muss, um die Taster einzulesen. Bei nur vier Anzeige ist dies jedoch noch problemlos möglich, ein Helligkeitsunterschied ist mir nicht aufgefallen. Wenn Ihnen die Anzeige zu dunkel ist, können Sie auch noch versuchen, die Vorwiderstände der Anzeigen zu verkleinern (bis ca. 50 Ω). Für den "Snooze"-Taster habe ich zwei parallelgeschaltete Taster verwendet, da diese Funktion auch im Halbschlaf ohne genaues Hinsehen einfach erreichbar sein muss.

Der DCF77-Empfänger wird (falls gewünscht) an die im Schaltplan eingezeichnete Klinkenbuchse angeschlossen, am Anfang des Assemblerprogramms können Sie einstellen, ob der Empfänger einen invertierten oder einen nicht-invertierten Ausgang hat. Außerdem kann dort die Dauer nach der eine langer Tastendruck erkannt wird, sowie die Wiederholrate beim Einstellen der Uhr- oder Weckzeit eingestellt werden. Wird der Wecker ohne DCF77-Empfänger betrieben, sollten Sie darauf achten, die Kondensatoren am Quarz genau an diesen anzupassen, damit die Nennfrequenz so genau wie möglich eingehalten wird. Idealerweise sollten Sie einen Trimmkondensator einbauen, um die Frequenz nachträglich justieren zu können. Wenn Sie den ATTiny2313 verwenden kann dazu temporär ein Fuse-Bit gesetzt werden, welches dafür sorgt, dass der Takt auf PD2 ausgegeben wird (direktes Messen am Quarz würde die Frequenz ändern). Die mit PD2 verbundene Anzeigestelle wird natürlich nichts sinnvolles anzeigen, solange das Fuse-Bit gesetzt ist.

Software/Bedienung

Die Tasten des Weckers sind wie folgt belegt:

Taste(n) Funktion(en)
Time + Hour
Time + Minute
Einstellen der Uhrzeit. Beim Einstellen der Minuten wird außerdem der interne Sekundenzähler zurückgesetzt. Eine manuell eingestellte Uhrzeit wird überschrieben, sobald wieder ein korrektes DCF77-Telegramm empfangen wird.
Alarm Weckzeit anzeigen und evtl. aktiven Weckton bzw. Snooze-Funktion ausschalten (Wecker klingelt erst wieder zur eingestellten Zeit). Außerdem:
kurzer Tastendruck: Weckfunktion einschalten (Doppelpunkt blinkt)
langer Tastendruck: Weckfunktion ausschalten (Doppelpunkt leuchtet)
Alarm + Hour
Alarm + Minute
Weckzeit einstellen. Wird eine der Kombinationen lange gehalten, wird nach ca. 1 s automatisch immer weiter gezählt.
Snooze Weckton abschalten und in 5 Minuten nochmals klingeln. Diese Funktion wird nach einer Minute ununterbrochenen Klingelns automatisch aktiviert. Solange die Snooze-Funktion aktiv ist, ist der Doppelpunkt dauerhaft ausgeschaltet. Mit der "Alarm"-Taste kann die Funktion beendet werden.
Light Ein-/Ausschalten der Anzeige. Alle Funktionen laufen bei ausgeschalteter Anzeige weiter, diese Funktion ist nur dafür vorgesehen, die möglicherweise zu helle Anzeige nachts abschalten zu können.

Anstelle des nicht mehr hergestellten AT90S2313 kann - wie in den meisten Fällen - auch der Nachfolger ATTiny2313 verwendet werden. In diesem Fall empfehle ich das Low-Fusebyte mit 0xDD und das High-Fusebyte mit 0xDB zu programmieren. Um die Quarzfrequenz zu justieren, kann das Low-Fusebyte auf 0x9D gesetzt werden.

Fotos

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Der fertig aufgebaute Wecker in einem frühen Stadium (der DCF77-Empfänger fehlt noch, er wurde später am dreipoligen Stecker links neben dem AVR angeschlossen). Auch das Geäuse ist noch nicht zusammengeklebt, die Seitenteile fehlen noch.
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Rückwärtige Ansicht der Hauptplatine. Die Stiftleiste ist für einen ISP-Programmer vorgesehen, damit auch bei verklebten Platinen noch die Software verändert werden kann. Der Jumper dient zum deaktivieren der Anzeige zu Testzwecken.
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Die "Tastatur" auf der dritten Platine. Die Tastenbeschriftungen habe ich inzwischen durch schönere, ausgedruckte Exemplare auf kleinen Plexiglasquadraten ersetzt. Die beiden Snooze-Taster sind mit einem langen Stück Plexiglas verbunden, um eine im Dunkeln einfach zu findende und betätigende Taste zu bekommen.
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Aufbau der Doppelanzeigen. Die Anzeigen stammen aus einem Sortiment von Pollin und wurden anscheinend komplett mit Abdeckglas verkauft (nur dieses enthält die Typenbezeichnung). Interessant sind auch die grün gefärbten Segmente.

Fotos von Besuchern dieser Website

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Aufbau von Uwe Bradler mit selbstgeätzten Platinen und alten DDR-Anzeigen mit 20 mm Ziffernhöhe.
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800 | 1280
Aufbau von Andre Flick
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800 | 834
Aufbau von Karsten Kruse auf einer schwarz angemalten Lochrasterplatine.

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