Ceas programabil cu alarmă - aplicații ale CI digitale - PIC 16F84

Introducere

Realizarea lucrării “Ceas programabil cu alarmă” a fost întâmpinată cu mult entuziasm şi aceasta nu numai datorită faptului că reprezintă un test important al aptitudinilor dezvoltate şi al deprinderilor acumulate în perioada a doi ani de studii universitare ci şi din pricina dorinţei de a realiza acestă lucrare cu mult timp înainte ca acesta să fie propusă ca temă de proiect la disciplina Circuite Digitale, mai mult datorită faptului că se urmăreşte punerea în evidenţă a uneia din multitudinele de aplicaţii ce pot fi realizate cu un număr redus de componente electronice prin intermediul circuitelor digitale programabile.

Proiectul este construit în jurului microcontroler-ului PIC16F84 şi a modulului LCD (driver PCD8544 + display cu cristale lichide) după o schemă bloc prezentată în figura de mai jos.

Microcontrolerul PIC16F84 gestionează toate informaţiile primite prin intermediul tastaturii, efectuează acţiuni predefinite, modifică starea ansamblului şi interacţinează cu perifericile aferente lucrării.

Lucrarea de faţă permite utilizatorului, ca orice ceas obişnuit, setarea orei exacte, programarea unei alarme şi în plus, setarea unor timpi de timeout în limita a 24 de ore.

Pe lângă montajul practic care realizează funcţiunile anterior amintite, proiectul este însoţit de un material fond teoretic ce aprofundează noţiuni generale despre circuitrie prin studiu de caz.

Se urmăreşte prin prezenta lucrare evidenţierea principiilor de selecţie a elementelor digitale programabile, de realizare a surselor de alimentare cu structuri redundante pentru montaje electronice de mică putere, a tehnologiilor de proiectare şi de realizare a cablajelor imprimate ş.a.m.d întrucât acestea reprezintă prezentul şi viitorul apropiat al ştiinţelor din aria curriculară tehnologii, cu precădere a celor din ramura elctronică şi telecomunicaţii.

Prin urmare la montajul de faţă vor fi analizate: sursa de alimentare, microcontrolerul utilizat, driverul LCD, prifericile, softurile utilizate în proiectarea, analiza şi simularea schemelor elecrice precum tehnologiile de realizare practică a montajelor electronice, urmărindu-se evidenţierea elementelor de originalitate şi inovaţie hardware dar şi a aspectelor ce ţin de fineţea implementării software.

Datorită complexităţii lor construcţia aparatelor electronice implică un număr mare de cunoştinţe din domeniul fizicii, al chimiei, mecanicii etc. rezultă deci, că pentru proiectarea şi construcţia unui aparat electronic fiabil trebuie cunoscute în profunzime problemele ridicate de aceasta şi deci rezolvarea lor prin soluţiile juste ce se impun.

A nu lua în seama aceste aspecte conduce în mod implicit la obţinerea unui produs instabil, cu parametri modeşti, necompetitiv ce va produce nemulţumirea utilizatorului.

1. Sursa de alimentare

Majoritatea circuitelor sau aparatelor electronice necesită, pentru a funcţiona, surse de alimentare de curent continuu.

Această energie se obţine în mod obişnuit de la baterii sau de la reţea prin redresarea, filtrarea şi stabilizarea tensiunii alternative.

Sursa de energie se alege sau se dimensionează în funcţie de cerinţele consumatorului.

Indiferent de tipul sursei, aceasta trebuie să-i asigure consumatorului tensiunea şi curentul optim de funcţionare şi totodată să le menţină între anumite limite pentru a asigura funcţionarea în parametri proiectaţi ai acestuia.

Reţeaua publică de alimentare cu energie electrică este de curent alternativ monofazat cu frecvenţă de 50 Hz şi valoarea tensiunii de 220V.

Pentru a obţine tensiuni de curent continuu necesare alimentării unui consumator sunt folosite blocuri de alimentare care realizează transformarea tensiunii alternative de 220V / 50Hz într-o tensiune mai mică, continuă, filtrată şi stabilizată la valoarea impusă de acesta.

În aceste condiţii blocul de alimentare va fi compus din următoarele elemente:

- transformator

- redresor

- filtru de netezire

- stabilizator de tensiune

- filtru ceramic antioscilaţie

conform schemei:

Fig 1 – Schema bloc a unei surse de alimentare

1.1 Transformatorul

Funcţionează pe principiul inducţiei electromagnetice asigurând o separare galvanică între reţea şi consumator.