ТЕМА: Пристрій керування годинниковим механізмом

Задумал я идею управления двигателем стрелочных кварцевых часов с целью придания им возможностей получить "свой голос" и возможно и некоторые движения. В последнее время появились устройства, которые позволяют воспроизводить любые мелодии с SD карт, а также миниатюрные мотор-редукторы. На основе комбинации этих устройств можно сделать например часы с кукушкой. Конструкция должна получиться интересной. Прорисовал некоторые части в 3Д. Нужна реализация на контроллере. У меня вопрос к уважаемому Soir: возьметесь ли Вы написать программу для управления контроллером?

Чтобы ответить, мне нужно увидеть схему, почитать описание...

Только что закончил описание и сжал как мог картинки, чтобы поместиться в 100кб. Немного размываются они при этом. Их нумерация в файле Word соответствует номеру в начале названия файла картинки.

В целом понятно, в деталях нужно еще разбираться. Такой проект можно реализовать.
Единственное, что не хорошо - это настройка времени. Считать часы и минуты... Про коррекцию можно не говорить, секунды не устанавливаются вообще.
Со своей стороны могу предложить следующие варианты:
1. Озвучку времени. Для этого должны быть записаны соответствующие звуковые файлы на SD-карту. Нажатие на кнопку установки - проговаривание времени (часы или минуты).
2. Установка фиксированного времени. Например, нажатие на кнопку устанавливает часы в 9-00.
3. Временный дисплей. Например, 1602. Подключается через разъем, выводов должно хватить. В этом случае появляется возможность расширенных настроек - ШИМ, задержки, коррекции и т.п.

отвечаю по порядку:
- настройка времени выбрана именно такой, чтобы избежать цифровой индикации. Корпус часов небольшой, да и ног в контроллере не хватит. Настройку времени не так часто делать нужно. Ее лучше делать не в 59 минут, а например в 02 минуты. Цифровой дисплей испортит вид часов, если их сделать в ретро стиле. Поэтому предполагается на задней стенке светодиод, 2 кнопки и тумблер "ночь".
- по озвучке времени в момент его настройки идея неплохая. Надо подумать
- идею применения дисплея 1602 поддерживаю, но только для управления расширенными настройками, на стадии изготовления устройства. Это для установки ШИМ ДПТ и сервопривода, После настроек этих параметров у пользователя не предполагается его наличие.

У меня есть вопрос, который надо обсудить. Дело в том, что длительность мелодий 01.mp3 (прелюдия), 02.mp3 (1 удар часов), 03.mp3 (завершение) может быть разный. Их величина от min. до max.в секундах написана в правом углу временной диаграммы. Как здесь решать проблему универсальности прошивки? Я спрашиваю, т.к. мне не ясно, дает ли DF player какой либо сигнал о завершении проигрывания заданной ему мелодии? Если нет, то тогда нужно ориентироваться на значение времени звучания каждого файла. Я эти данные уже имею, но тогда получается, что при желании изменить звук, нужно в программе делать настройки на новое время звучания каждого файла. Иначе звук будет обрезаться или наоборот после него будет большая пауза. В таком случае уместно применение дисплея 1602, где в режиме расширенных настроек можно указать время звучания каждого MP3 файла до десятых секунды.
При написании программы прошу ориентироваться на Atmega8A в DIP корпусе. У меня их десяток, да и мелкие не могу паять из-за севшего зрения. Если применять 1602, то имею в наличии только нерусифицированный (латиница).

plasmacut пише: Именно это я и имел ввиду. Но использовать этот временный дисплей также и для настройки времени.

plasmacut пише: Да, 16-ый вывод плеера - BUSY. Лог.0 при воспроизведении. Можете провести эксперименты.

1602 можно применять для любых настроек, в том числе и для установки любых времен, но только как инструмент наладчика. Однако конечный пользователь не будет иметь возможности его использования, а время по какой-либо причине ему придется вводить заново. Для этого случая предусмотрен вариант, описанный в ТЗ (нажатие кнопок по количеству часов и минут и подтверждение миганиями светодиода. Возможно что речевыми сообщениями времени из MP3 файла).

По сигналу BUSY с DF player попробую и сообщу. Если так, то значительно упрощает дело. Учитывать время звучания каждого файла не очень хочется.

Эксперимент провел. Действительно на 16 выводе DF playera лог.0 при воспроизведении файла. Так что это позволит применять любые мелодии, зная когда окончание текущей.

Пока собрал предварительно проект. Он не весь и по схеме, и по прошивке. Но если есть возможность - протестируйте.
Прошивка пока умеет только читать время с 1307, отрабатывать импульсы управления стрелкой часов и проговаривать время при нажатии на кнопку.
Для проговаривания времени должны быть аудиофайлы из списка. Думаю, с ними все понятно. Имя файла должно начинаться с числа, как в списке. Дальше в имени уже может быть какая-то дополнительная информация, если так проще. Например, файл "0010.mp3" или "0010 десять.mp3" должны плеером обрабатываться одинаково.
В общем, задача сейчас именно такая - проверить работу плеера. Потом продолжу.

P.S.
Зачем на Вашей диаграмме подается два сигнала на DFPlayer?
Какая скорость для возврата сервопривода? Должно ли быть плавное задвижение или сразу на 0 градусов?

Уважаемый Soir, спасибо за оперативность.
По диаграмме я имел ввиду, что задействованы две линии L3 и L4 (Rx/Tx). Считайте, что это один и тот же график, а не два.
Скорость выдвижения (задвижения) платформы примерно 1-1.5сек.
Прошивку начинаю тестировать. Потом отпишусь.
По составу mp3 файлов есть вопрос: мне для озвучки самих действий часов (боя) нужно всего 3 файла. Это в соответствии с моей диаграммой 01.mp3- музыка прелюдии, 02-1удар часов.mp3, 03- музыка завершения.mp3. Их как я понял в тестовой прошивке Вы пока не используете. В файле audio-list.txt имеется список 0000.mp3... 0090.mp3 - в каждый из них я размещу голос, произносящий фразу в соответствии с одной или двумя цифрами наименования файла.

plasmacut пише: Добавил сервопривод. Пока тоже для тестирования. При нажатии кнопки срабатывает по-очереди в ту или другую сторону. Время движения около 1,2 сек.

plasmacut пише: Нет, пока не использую. Если озвучка времени останется, тогда имена их будут другие.

plasmacut пише: Да. 0001 - один, 0020 - двадцать, 0014 - четырнадцать и т.д. Для других имен указано слово, которое должно быть записано в аудиофайл.

P.S.
Вот здесь есть набор файлов озвучки цифр. Можно взять для тестов, а потом уже свои запишете.

Поместил mp3 файлы из списка в ту же папку где файл проекта.
Протестил прошивку. Вроде все работает:
- секундные импульсы, время и дата от DS1307
- при нажатии кнопки сервопривод отрабатывает от 0.54 до 1.73 мсек
- на выводах часового механизма 1 секундные импульсы в потивофазе есть
- на терминале бегут символы. По всей видимости это проигрывается mp3 файл. Как я понимаю звуков на динамик компьютера не должно реально выводиться? Их эмулирует окно терминала?
Пока все как надо. Можно двигаться дальше.

У меня вопрос по Протеусу (8 версия): как в нем сохранять только файл DSN, чтобы не было файлов проекта *.pdsprj

plasmacut пише: Нет, симуляции плеера в Proteus нет. Это просто графическая модель (квадратик) и ничего она не умеет.
Желательно провести тесты в железе. Тогда уже можно будет говорить - работает или нет. Все, о чем Вы пишете, я и сам вижу при симуляции. Но, что касается плеера, циферки еще не факт, что все работает правильно.

plasmacut пише: *.pdsprj - это файл проекта Proteus. В старых (7 и ниже) версиях DSN, в новых уже pdsprj. Что Вас не устраивает?

Я понял что уже нужно тестить в железе. Тогда буду собирать макетку. Подключу часы и поставлю их ходить на несколько суток. Посмотрю каким будет суточный уход. Также проверю вызов разговора с плеера и работу сервопривода по нажатию кнопки.

Если обмениваться файлами Протеуса, то получается что Вы в 7-м не сможете прочитать мои из 8-го

plasmacut пише: В часах у меня сомнений нет. Точность хода зависит только от DS1307 и ее кварца. Сервопривод также должен работать нормально - тут все видно в симуляторе.
Меня сейчас интересует только плеер, так как проверить сам его работу я не могу. Но для его проверки должна быть подключена и часовая микросхема. В принципе, могу сделать какую-то тестовую прошивку и можно будет тестировать и без DS1307.

plasmacut пише: Смогу.

Результаты тестирования прошивки:
1) импульсы на выходах Clock_1, Clock_2 есть с заданной частотой следования. Нужно будет подключить к ним часовой механизм. Пока это не делал.
2) DF плеер не реагирует на сигналы от контроллера. По аналоговому осциллографу на выходе Tx видны какие-то импульсы. Сам DF плеер воспроизводит заданный в Вашем списке набор файлов при нажатии кнопки ручного включения (9 ножка на Общий).
3) Сервопривод не отрабатывает сигналы, хотя импульсы управления от контроллера видны на осциллографе. Я их сличил с импульсами идущими от сервотестера, который у меня есть для проверки сервоприводов. Ширина импульсов похоже одинаковая, но у сервотестера в режиме качания ШИМ от максимума до минимума виден четкий импульс у которого просто меняется его ширина. В нашем устройстве импульс появляется и исчезает на экране осциллографа с частотой даже чаще, чем 1 сек. Похоже его прерывает какой-то процесс. Возможно такая картина и с DF плеером, но я это увидеть не могу. Да, еще при тестировании в Протеусе на виртуальном осциллографе период следования равен 40 мсек. В документации на сервопривод сказано, что должно быть 20 мсек. (50Гц)
Еще у меня вопрос: подтягивающие резисторы на Vcc я не ставил. Нужны ли они и если "Да", то на какие из ножек их поставить?

plasmacut пише: Еще посмотрю.

plasmacut пише: Импульс сервопривода должен присутствовать всегда. Вопрос только в его ширине. Сделал период 20 мсек.

plasmacut пише: В моем проекте все необходимые подтягивающие резисторы установлены. Какие Вам непонятны?

Я использовал готовую плату DS1307 от наборов Arduino. Правда там еще стоит микросхема памяти. Подтяжки внутри этой платы есть.
Я имел ввиду подтяжку на линии SERVO, Tx, возможно BUSY.

---

Прошивку проверил в Протеусе и на макетке. Сомневался в фузбитах, но они у меня как у Вас на прилагаемой картинке: Low - E4, High - D9.
Подключил свой DSO осциллограф.
Линия SERVO - какие-то странные импульсы. На развертке 0.5сек картина примерно такая: 10 импульсов, длительность каждого из которых можно изменить кнопкой Time от 4 до 14 мсек. После этих 10 импульсов перерыв 6-8сек и затем пачка из 10 импульсов. Бывает, что за 10 импульсами следут не 10, а 3 импульса. Это то же, что я видел на аналоговом осциллографе, просто там большие длительности не видны. В Протеусе все красиво, а на макете совсем не так.

Импульсы на DF плеер идут, но он на них не реагирует. На осциллографе, после нажатия кнопки START видна какая-то последовательность. Примерно 3 пакета импульсов с перерывом между пакетами.

Что-то происходит с временами. Длительности импульсов для SERVO явно не должны быть 4-14 мсек., хотя в Протеусе они правильные. Возможно по этой же причине DF плеер не откликается.

plasmacut пише: Нет, здесь подтяжка не нужна. Только желательно установить ограничительные резисторы в разрыв цепей Tx и BUSY сопротивлением 1 кОм (примерно).

plasmacut пише: Здесь сомнений нет, программа отрабатывает верно. В железе должно быть точно так, как в симуляторе. Ищите ошибки у себя.

plasmacut пише: К размещению звуковых файлов есть определенные требования. SD карта должна быть отформатирована в FAT32. В корне диска создайте папку mp3. В эту папку поместите все файлы.
Если Все равно воспроизведения нет - измените FUSE на работу от внешнего кварца 8 МГц (Low - DF, High - D9.) и, естественно, подключите кварц на выводы 9-10 МК.
Кнопка START запускает проговаривание некоторых файлов (прелюдия, бой...)

Прошивку обновил.

Прошивку обновил. Пока оставил 8 МГц.
Касательно плеера - ничего не менялось. А вот алгоритм кукушки, настройки... проверьте весь.

Прошивка 9-22
Все проверил. Механизм часов работает нормально при включенном и выключенном тумблере на POWER
Кукушка и светодиод работают нормально.
По прежнему не могу зайти в настройки LCD. На нажатие кнопки не реагирует. Для проверки поставил со старой прошивкой. Там вход в настройки работает. Визуальная разница этих двух прошивок: в верхнем ряду индикатора в работающем меню настроек за квадратиками видны какие-то служебные символы. В неработающем видно только квадратики

plasmacut пише: У меня эта прошивка сейчас на макете - никаких вопросов по дисплею нет. И входит, и выходит. Вход - удержание кнопки MENU 2 сек.

plasmacut пише: От прошивки это никак не зависит. Программа или выводит надписи (символы) или не выводит. Квадратики программа не выводит, их отображает сам дисплей. Точнее, это паразитная засветка, когда он не инициализирован или неправильно настроена контрастность. Проверьте его питание.

Я не знал, что кнопку надо удерживать 2 сек. для входа в настройки LCD. В предыдущих прошивках было просто по нажатию. Вроде все работает нормально. Есть такие вопросы:
- в какое время начинается корректировка времени и есть ли она в этой версии? Если есть надо будет посмотреть как это работает.
- что из ТЗ в этой версии прошивки пока не реализовано?

Буду гонять в разных режимах. Может что-нибудь выплывет.
==============
1) Поставил время 21.58. Ждал пока наступит 22 часа. Время прошло, но не было никаких событий: проигрывания файлов, срабатывания сервопривода и моторов. Тумблер на POWER подавал "нормальное" питание. Светодиод не горел. От кнопки PLUS все работает.
==============
2) После сбоя питания, когда светодиод горит постоянно, нужно автоматически произвести инициализацию сервопривода в исходное положение (максимальная ширина импульсов) как только появилось сетевое питание. Сейчас получается, что если питание от сети пропало, а сервопривод был выдвинут, то он так и остается в выдвинутом положении пока к нему не поступило обращение после проигрывания файла прелюдии.

plasmacut пише: Я об этом писал, после добавления дополнительного окна меню.

plasmacut пише: Тоже писал. В 23 часа 50 минут 30 сек.

plasmacut пише: Не знаю. ТЗ по ходу менялось, обновленного нет. Смотрите сами, что должно быть и чего нет.
Наверно еще режим ночь Вы не проверяли.

plasmacut пише: Возможно я неправильно понял "ночной режим".
С 21-00 до 7-00 все блокируется. Также все блокируется, когда на входе NIGHT лог.0.
Уточните, если должно быть по-другому.
Но срабатывание по времени я еще сам не проверял.

plasmacut пише: Посмотрю, но уже завтра.

По ночному режиму писал в ТЗ так: "Тумблер Night служит для перевода устройства в ночной режим если устройство находится в режиме РАБОТА. В ночном режиме обеспечивается только подача импульсов для двигателя часов. Сигналы для DF player и всех типов двигателей не выводятся в период между от 21.00 до 7.00 включительно." То-есть:
- при незамкнутом тумблере NIGHT проигрывание звуковых файлов, сервопривода и всех двигателей срабатывает каждый час в течение суток.
- при замкнутом NIGHT, с 21 до 7 включительно идут только аналоговые часы, а все устройства: проигрывание файлов, привод и моторы отключены. В диапазоне от 8 до 20 часов включительно, все устройства работают и в ночном режиме.

Еще раз проверил работу кукушки при отключенном ночном режиме (тумблер NIGHT разомкнут). Питание - норма, светодиод не горит.Установил время 9ч 59м.
В 10-00 проигрывания нет. Т.е. оно не происходит вообще в любое время.

Проверил коррекцию времени. Установил сначала +20 сек, потом -20сек. В 23.50.30 ничего не заметил в ходе стрелок. По идее в одном случае они должны были после 23.50.30 остановиться на 20 сек, а потом пойти с нормальной частотой 1 сек. В другом - побежать в два раза быстрее в течение 20 сек. Возможно один шаг 1 сек. и был пропущен или ускорен, но это глазу незаметно. Прошу проверить режим корректировки.