Propelleruhr

Version 1

Version 2

Version 3

Beschreibung

Eine Propelleruhr ist eine rotierende Platine, auf der LEDs in einer Reihe angeordnet sind. Durch einen Mikrocontroller werden die LEDs in kurzen Zeitabständen ein und ausgeschaltet durch die schnelle Rotation der Platine entsteht für den Betrachter ein stehendes Bild. z.B. einer Analogen Uhr.

Hardware: Das Projekt besteht im Aufbau einer Platine mit einem Mikrocontroller und 16 LEDs die Uhrzeit wird in einer Echtzeituhr abgelegt, welche wenn keine externe Stromversorgung angeschlossen ist über einen Gold-Cap auf der Platine versorgt wird, damit immer die aktuelle Uhrzeit zur Verfügung steht. Das Einstellen der Uhrzeit soll über eine IR-Fernbedienung erfolgen. Zum Drehen der Platine wird ein Elektromotor verwendet.

Software: Programmierung des Mikrocontrollers auf der Platine in C zur Anzeige einer Analogen Uhr. PC-Programm zum Erstellen des Zifferblattes.

Eigenschaften

 Eigenschaften der Platin

  • 16 rote LEDs zur Anzeige
  • Mikrocontroller AtMega8
  • IR-Empfänger
  • Echtzeituhr
  • Gabellichtschranke zum Feststellen einer Umdrehung
  • 5V Festspannungsregler auf der Platine
  • Stromversorgung über Elektromotor und Schleifkontakt
  • DC-Motor zum Antrieb der Platine
  • Maße 140 x 40 mm

Software µC

  • Programmierung in C
  • Zeigt eine laufende Analoge Uhr
  • Anzeige von Text
  • Infrarot Empfang zum Einstellen der Uhr und des Text
  • Auslesen/Stellen der Echtzeituhr

Software PC

  • Tool zum designen des Zifferblattes
  • Tool zum Erstellen des Zeichensatzes
  • Ausgabe des Ziffernblattes als Array zum direkten einfügen in die Software des µC
  • Speichern und Laden eines Ziffernblattes
  • Programmierung erfolgt mit Autoit v3

Aufbautagebuch

 02.11.11
Aufbau einer ersten Platine, zu Testzwecken und der Entwicklung des µC Programmes.

10.11.11
Programmierung des µC, das Testprogramm gibt den Inhalt eines Arrays Binär an den LEDs aus Je nach Inhalt kann ein Bild angezeigt werden.

20.11.11
PC Software erstellt mit Autoit, Tool Zum Designen des Ziffernblattes, Vorschau der Ausgabe, Setzen von Punkten mit der Maus oder mithilfe von Checkboxen.
Erweiterungen: Speichern und Laden von Zifferblättern

29.11.11
Erstellen einer Bauteilliste und Kostenkalkulation für Bauteile ca. 15€ Gesamt ca.25€.

08.12 .11
Abgabe des Ersten Testat.

10.12 .11
PC-Software zum Erstellen des Zeichensatzes der Später in einem Text Ausgabe Modus der Uhr verwendet wird.

15.12 .11
Erweiterung des µC Programms zur Anzeige des Ziffernblattes und Der Zeiger (Zeiger überschreiben noch komplette Spalte) sowie Bewegung der Zeiger.

23.12 .11
Erweiterung des µC Programms um
- Empfang des RC5-Codes über einen Infrarot Empfänger.
- Erweiterungen des „Testuhr-Programme“ um einen Sekundenzeiger, Zeiger überschreiben nichtmehr die Komplette Spalte.
- Uhrzeit ist über IR-Fernbedienung Einstellbar.
- Zwei Modi über Fernbedienung wählbar z.B. Uhr und Text Modus.
- Hinzufügen einer Animation beim Wechsel der Modi.

23.12 .11
Abgabe der Bestellliste.

26.12 .11
Erweiterung des µC Programms
- Hinzufügen eines Textausgabe Modus indem Text Auf der Anzeige dargestellt werden kann (noch nicht alle Zeichen eingefügt).

27.12 .11
Erweiterung des µC Programms
- Ergänzung des Zeichensatzes zur Textausgabe mithilfe des „Propelleruhr Text Editor“.

16.01 .12
Abgabe einer Ergänzenden Bestellliste

17.01 .12
Abgabe des Platinen Layout.

20.01 .12
Optimierung des µC Programms
- Optimierung der Ausgabe Routine
- Timer1 wird immer so eingestellt das nach jedem Interrupt von Timer1 eine Neue Spalte Ausgegeben wird.
Vorteil: Verbesserung der Gesamt-Performance
Nachteil: Langsamere Reaktion auf Geschwindigkeitsänderungen des Motors (jedoch bei stabiler und hoher Drehzahl unproblematisch).

24.01 .12
Änderungen an Schaltung und Layout
- Ersetzen der Batterie, der Echtzeituhr, durch einen wartungsfreien Gold-Cap und erweitern der Schaltung das der Gold-Cap mit maximal 3,5V geladen wird.
- Ersetzen des Pufferkondensators am Spannungsregler durch einen Gold-Cap.

31.01 .12
Bau des Standfußes.

31.01 .12
Ätzen und bestücken der Platine.

05.02 .12
Der Edelstahlschleifer wurde durch einen Kohleschleifer aus einem Elektromotor ersetzt da dieser ruhiger und verschleißärmer läuft. Außerdem wurde ein Metallblech zur Unterbrechung der Lichtschranke eingebaut.

06.02 .12
Arbeit am µC Programms sowie Einbinden von Peter Fleurys I²C Libary und einer Libary zur Ansteuerung der Echtzeituhr.

07.02 .12
Tauschen der LEDs gegen hellere da so die Uhr auch in hellen Räumen gut abgelesen werden kann. Der helligkeitsunterschied ist gut in Abbildung 1 zu erkennen.

14.02 .12
Arbeit am µC Programm. Das Programm funktioniert gut es geht aber gelegentlich immer noch ein leichtes Zittern durch die Anzeige.

17.02 .12
Abgabe des Produktes und der Dokumentation.