Разработка солнечных часов

Постановка задачи

Требуется разработать устройство, предназначенное для определения времени, напоминающее принцип солнечных часов.

Разработка устройства будет вестись с учётом следующих требований:

- простота схемы (минимальное количество компонентов);

- функциональная насыщенность, многообразие регулируемых параметров;

- устойчивость к изменениям напряжения и температуры, долговечность;

- низкое энергопотребление.

Это простой проект солнечных часов, в которых в роли стрелки выступает лазерный луч. Сам лазер устанавливается на сервоприводе с дистанционным управлением, который в свою очередь управляется микроконтроллером (Рис.2.1). Микроконтроллер ведет отсчет времени и соответствующим образом дает команды на поворот сервопривода.

Будучи очень простым по дизайну, это устройство делает именно то, что задано проектом и содержит минимально возможное количество деталей.

Разработка структурной схемы устройства и функциональной спецификации

 

Структурная схема разрабатываемых солнечных часов приведена на рис. 2.2.

 

Рисунок 2.1 – Солнечные часы на микроконтроллере и лазерной указке

 

 

ЛЛ

Рисунок 2.2 – Структурная схема солнечных часов

 

На рисунке 2.2 приняты условные обозначения:

МК – микроконтроллер;

КР- кварцевый резонатор;

УПТ- усилитель постоянного тока;

ДВ – двигатель;

ЛУ – лазерная указка;

ЛЛ – лазерный луч;

ИП – источник питания;

КУ- кнопки управления.

Функциональная спецификация:

1.Входы

а. 3 кнопки управления и регулировки часами;

b. кварцевый резонатор;

с. источник стабильного электропитания часов.

2. Выходы

а. усилитель постоянного тока для управления двигателем;

b. питание лазерной указки импульсным напряжением.

3. Функции

а. Микроконтроллер ведет отсчет реального времени. Время конвертируется из минут в формат 1:00 часов и затем в ШИМ импульс, подходящий для управления сервоприводом;

b. Кнопки управления и регулировки служат для точного выставления времени;

с. Кварцевый резонатор совместно с генератором вырабатывает стабильную частоту для отсчета времени;

d. Импульсное напряжение питает лазерную указку.