{"id":823,"date":"2015-06-20T02:33:06","date_gmt":"2015-06-20T01:33:06","guid":{"rendered":"http:\/\/blog.fh-kaernten.at\/ingmarsretro\/?p=823"},"modified":"2020-12-14T07:33:57","modified_gmt":"2020-12-14T06:33:57","slug":"die-binaeruhr","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blog.fh-kaernten.at\/ingmarsretro\/2015\/06\/20\/die-binaeruhr\/","title":{"rendered":"Die Bin\u00e4ruhr"},"content":{"rendered":"
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<\/path><\/svg><\/i> \"Loading\"<\/p>\n

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Im Rahmen der beruflichen T\u00e4tigkeit ist, als Bausatz f\u00fcr FH-Veranstaltungen und Schnuppertage f\u00fcr Sch\u00fcler konzipiert, eine Uhr entstanden. Diese Uhr zeigt die Zeit aber nicht in analoger Form, mit Zeigern, auch nicht in digitaler Form, mit Siebensegment- oder LCD-Anzeige an, sondern mit Leuchtdioden im Dualen Zahlensystem.<\/p>\n

Man kennt solche Uhren schon in vielfachen Ausf\u00fchrungen (als Bin\u00e4ruhren). Es gibt sie mittlerweile bereits auch als Armbanduhr. Das bedeutet, die Zeit wird nicht als Ziffer, sondern als Leuchtcode einer Reihe von Leuchtdioden angezeigt. Der Leuchtcode wird nach dem dualen (bin\u00e4ren) Zahlensystem auf der Basis 2 ermittelt. Dieses Zahlensystem ist der Standard in der Digitaltechnik, da hier mit dem Zustand „0“ und „1“ (AUS und EIN, oder LOW und HIGH, oder Spannung, keine Spannung, oder eben Leuchtdiode LEUCHTET, oder LEUCHTET NICHT) gearbeitet wird. Die Tabelle zeigt die Funktionsweise des bin\u00e4ren Z\u00e4hlens. So kann zum Beispiel mit 4 Bit (zB. 4 Leuchtdioden) eine Dezimalzahl von 0 (alle AUS) bis 16 (alle EIN) also 2^4 (2hoch4) dargestellt werden.<\/p>\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n
Bit3
\n(2^3)<\/td>\n		Bit2
\n(2^2)<\/td>\n		Bit2
\n(2^1)<\/td>\n		Bit0
\n(1^0)<\/td>\n		Dezimal<\/td>\n<\/tr>\n
AUS<\/td>\nAUS<\/td>\nAUS<\/td>\nAUS<\/td>\n0<\/td>\n<\/tr>\n
AUS<\/td>\nAUS<\/td>\nAUS<\/td>\nEIN<\/td>\n1<\/td>\n<\/tr>\n
AUS<\/td>\nAUS<\/td>\nEIN<\/td>\nAUS<\/td>\n2<\/td>\n<\/tr>\n
AUS<\/td>\nAUS<\/td>\nEIN<\/td>\nEIN<\/td>\n3<\/td>\n<\/tr>\n
AUS<\/td>\nEIN<\/td>\nAUS<\/td>\nAUS<\/td>\n4<\/td>\n<\/tr>\n
AUS<\/td>\nEIN<\/td>\nAUS<\/td>\nEIN<\/td>\n5<\/td>\n<\/tr>\n
usw…<\/td>\n <\/td>\n <\/td>\n <\/td>\n <\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n
\"IMAG1730\"<\/a>

Die Frontseite der Bin\u00e4ruhr<\/p><\/div>\n

Eine Uhr mit der Darstellung der Zeitinformation mit Reihen von Leuchtdioden habe ich hier gebastelt. Die LED-Reihen zur Anzeige sollten im Kreis angeordnet werden, um die Uhr im ersten Blick nicht als Bin\u00e4ruhr zu erkennen. Sie sollte aussehen wie eine herk\u00f6mmliche Uhr, wo anstelle der Zeiger einfach Leuchtdioden im Kreis laufen. Eine tolle Umsetzung der Frontplattenbeschriftung- und grafik hatte hier ein Kollege aus dem Grafikdesign.<\/p>\n

Von der elektronischen Seite her, habe ich einen MEGA8 Microcontroller von Atmel eingesetzt, der die insgesamt 18 Leuchtdioden \u00fcber ein 6×3 Multiplexing angesteuert. Dabei werden 5 Leds f\u00fcr die Anzeige der Stunden, 6 Leds f\u00fcr die Anzeige der Minuten und 6 Leds f\u00fcr die Anzeige der Minuten verwendet. Die verbleibende Led dient zu Anzeige eines „Betriebsmodus“ (L\u00e4uft die Uhr oder ist sie im Einstellmodus).<\/p>\n

\"schaltplan\"<\/a>

Schaltplan der Uhr<\/p><\/div>\n

Ein weiterer Ausgang dient zur Ansteuerung eines kleinen Lautsprechers (f\u00fcr. akkustische Ausgaben wie Wecker etc.). Zwei Ports des uC dienen als Eing\u00e4nge f\u00fcr einen Konfigurationstaster und einen Kontakt f\u00fcr einen Sch\u00fcttelschalter. Der Sch\u00fcttelschalter kann dann beispielsweise als Quittierung des Alarms eingesetzt werden.<\/p>\n

Die Stromversorgung kommt praktischerweise von einer USB-Quelle, die mittlerweile jeder irgendwo zur Verf\u00fcgung haben sollte.<\/p>\n

\"IMAG1734\"<\/a>

Fertig zusammengebaute Bin\u00e4ruhr<\/p><\/div>\n

Das Layout und der Aufbau der Schaltung wurde im Design ausschlie\u00dflich mit bedrahteten Bauteilen erstellt, um einen einfachen und unkomplizierten Zusammenbau zu realisieren. Die Software selbst wurde mit AVR Studio und dem WINAVR Compiler erstellt. Der Uhrentakt wird durch Teilen der internen Oszillatorfrequenz (gesetzt auf 1MHz) des Microcontroller erreicht. Das ist zwar nicht die genaueste Variante, funktioniert aber auch und spart einen weiteren Taktgenerator. Die Platine selbst wird nach dem fertigen Best\u00fccken in einen gebogenen Kunststoffwinkel gesteckt, der mit dem cool designten Weckerlogo auf der Frontseite beklebt ist. Das Einstellen der Uhr- und Weckzeit kann einfach durch einen auf der R\u00fcckseite der Platine angebrachten Taster realisiert werden…<\/p>\n

\"IMAG1727\"<\/a>

Uhrenplatine best\u00fcckt<\/p><\/div>\n

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Die Fertigungsdaten kann man hier herunterladen<\/a>. Darin befinden sich die Gerberdaten und das hex-file zum Flashen des ATmega8.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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