Карманный кухонный таймер 0…99 с простым управлением и автономным питанием.

Автор: serg_svd
Опубликовано 31.08.2017
Создано при помощи КотоРед.
Участник Конкурса "Поздравь Кота по-человечески 2017!"

  Поздравляю форум radiokot.ru с 12-ти летием! 

     Поводом к разработке и изготовлению данного таймера послужила просьба моих пожилых родителей присмотреть и приобрести им кухонный таймер.

     Первым делом я изучил номенклатуру продаваемых у нас механических и электронных кухонных таймеров. Механические таймеры мне не понравились своей не информативностью и слабой читаемостью оставшегося времени. Электронные же изобиловали множеством настроек, которые было бы не так-то просто запомнить даже мне, не говоря уже о моих родителях. И, опять же, имели плохо читаемый дисплей. Поэтому от покупки готового таймера я отказался.

     Поиск готовых решений в сети так же не принес положительного результата. Найденные конструкции были либо сложны в управлении, либо имели еще какие-то недостатки. Поэтому было принято решение о самостоятельной разработке кухонного таймера из имеющихся в наличии компонентов.

     Первым делом вместе с родителями был согласован максимальный интервал времени 99 минут (1 час 39 минут). Следующим этапом был согласован вариант исполнения – переносной, с автономным питанием. Исходя из этого, были подобраны компоненты и корпус.

     Для отображения времени были выбраны два светодиодных индикатора с высотой знака 0,56”. В наличии были индикаторы с ОА синего цвета свечения. Они хорошо читаемы и ночью и днем. За работу таймера отвечает микроконтроллер ATtiny2313 в корпусе SO-20 с тактированием от кварцевого резонатора 4 МГц.

     Управление было решено делать с применением энкодера PEC12 с кнопкой.

     В итоге получилась такая схема таймера.

     Для минимизации потребляемого тока в прошивке была реализована посегментная динамическая индикация. Просьба не ругать автора в «криворуком» включении индикаторов :). При такой индикации за единицу времени светится только один сегмент в каждом индикаторе, а не вся цифра, как при обычной динамической индикации.

     Пищалка с внутренним генератором LS1 обеспечивает подачу звуковых сигналов. Потайная кнопка RESET служит для принудительного сброса микроконтроллера. Она предусмотрена, но ни разу не использовалась. Это просто перестраховка с моей стороны.  Резисторы и конденсаторы типоразмера 0603, которые можно наковырять с любой дохлой материнки. Электролит – Tantal A.

Печатная плата.

Верхняя сторона: 

Нижняя сторона.

     В качестве источника питания послужил элемент 14500, извлеченный из сломанной зубной щетки. Зарядка  аккумулятора осуществляется от платы ЗУ TP4056 с контроллером литиевого аккумулятора.

     Плата ЗУ доработана для снижения зарядного тока. По умолчанию зарядный ток составляет 1 А. Я снизил этот ток примерно до 600 мА, для чего необходимо заменить резистор Rprog. С завода там стоит резистор 1,2 кОм. Я впаял вместо него резистор номиналом 2 кОм.

Описание работы таймера.

Работа таймера состоит из следующих основных режимов:

1)    таймер выключен;

2)    таймер находится в режиме ожидания установки времени;

3)    установка времени отсчета;

4)    отсчет времени.

     В нормальном состоянии, когда таймер не используется, он находится в спящем режиме. Дисплей отключен. Потребляемый ток – единицы мкА.

     Для включения таймера необходимо нажать на кнопку энкодера. После включения на индикаторах зажгутся сегменты G, образующие прочерк. Если после включения не вращать энкодер в течении 20 секунд, то таймер автоматически выключится.

     Вращением энкодера выставляется время отсчета таймера в минутах. Во время установки показания на индикаторе мигают. Можно выставить время отсчета в интервале 00…99 минут. После установки желаемого времени отсчета, через 5 секунд после прекращения вращения энкодера, автоматически начнется отсчет заданного временного интервала. До истечения этого времени можно перенастроить время на другое значение, если вдруг передумали использовать первоначальное значение времени.

     Во время отсчета временного интервала на индикаторе отображается оставшееся время до конца отсчета:

  - в интервале 1…99 минут время будет отображаться в целых значениях минут (например, для интервала (1 мин 00 сек … 1 мин 59 сек) на индикаторе будет отображено « 1»);

  - в интервале < 1 минуты время будет отображаться в секундах.

     При этом будут поочередно мигать точки на индикаторе, сигнализирующие о том, что таймер работает и идет отсчет времени.

     По окончании отсчета времени таймер подаст звуковой сигнал. В данной прошивке реализован длительный сигнал, состоящий из 20 повторяющихся циклов звукового оповещения, общей продолжительностью около 30 секунд. Это сделано специально для привлечения внимания к таймеру.

     После окончания подачи звукового сигнала таймер перейдет в режим ожидания установки нового временного интервала. Если этого не произойдет, то по истечению 20 секунд таймер выключится. Также аналогичное поведение таймера будет если после манипуляций с энкодером выставить на индикаторе значение «00».

    Для принудительной остановки таймера во время отсчета необходимо нажать и удерживать кнопку энкодера в течении 2 секунд. Таймер подаст звуковой сигнал остановки, сбросит время на ноль и будет находится в режиме ожидания установки времени. Сброс времени сделан преднамеренно! Если таймер по каким-либо причинам принудительно остановлен, то это означает, что данный временной интервал не нужен и будет установлен новый. По этим же соображениям время выставляется всегда от 00 мин до 99 мин и не хранится в EEPROM.

     Все манипуляции с энкодером сопровождаются звуковым сигналом.

Fuse bits.

Мои фото готового таймера.

Внешний вид таймера. Отверстие над индикатором для светодиодов ЗУ TP4056. На индикаторы наклеена тонировочная автомобильная пленка.

Вид со снятой ручкой энкодера.

Компоновка внутри корпуса.

Разъем mini USB для зарядки аккумулятора

     В заключении небольшой видеоролик, демонстрирующий работу таймера (собственно это первый ролик, снятый для форума). На видео видно мигание сегментов и смещение цвета свечения индикатора в фиолетовую зону. На самом деле в реальности мерцания нет и цвет свечения индикатора насыщенно синий. Также автоматическая регулировка звука в камере приглушила звук пищалки. В реальности звук громкий и "надоедливый".

Файлы:
Схема, чертеж платы, прошивка

Все вопросы в Форум.

Эти статьи вам тоже могут пригодиться:

Таймер полотенцесушителя

Простой поминутный таймер (1-255 мин Attiny13)

Таймер на ЖКИ

Таймер 9.59

Универсальный таймер на микроконтроллере.

Кухонный таймер.

Трехпрограммный таймер

Миниатюрный таймер отключения для настольной лампы

Таймер циклический; от 3-х секунд включения, и пауза до 100 суток .

Суточный таймер "MONSTER", 16 исполнительных каналов.

Кухонный таймер "Чтота".

Таймер с ЖКИ

кухонный таймер & часы

Вибротаймер.

Ленивый таймер (для кухни).

Встраиваемый блондинко-таймер из 6 деталей.

Таймер-контроллер для засветки фоторезиста.

4-х-канальный кухонный таймер

МФУ для стола радиолюбителя

Цифровое реле времени на AT90S2313. Таймер для детонатора