Bouwpakket: datum- en alarmklok kit

(gepubliceerd op 18-09-2024)

Dit bouwpakket bevat een klok met datum-, dag- en alarm-functies. Alle SMD-componenten zijn reeds op de twee printen gemonteerd. De bouw van dit apparaat is dus ook voor mensen met weinig soldeerervaring probleemloos mogelijk.

Kennismaking met de 'diy clock type1' van HandsMagic


Het eindresultaat
In de onderstaande foto ziet u het nogal vreemdsoortig eindresultaat van een uurtje knutselen. De 'diy clock type1' zit in een kunststof behuizing die eerder in een industriële omgeving thuis hoort dan in uw woonkamer. Maar...smaken verschillen uiteraard en misschien vindt u het wel mooi! Het kastje heeft als afmetingen 11,5 cm bij 9,0 cm bij 5,5 cm. In de rechter zijkant zijn twee openingen aangebracht voor het aansluiten van een USB-A connector of een standaard 2,1 mm x 5,5 mm voedingsconnector. De klok wordt inderdaad gevoed uit 5,0 Vdc. Achter de transparante frontplaat zit een printje waarop u veertien identieke LED zeven-segment indicatoren aantreft plus een alfanumeriek display van 8 bij 8 pixels. Hierop verschijnt het nummer van de dag, als grapje wordt de zondag echter voorgesteld door een hartje. Tussen de uren-, minuten- en seconden-display's staan nog vier rode LED's die in een één-seconde ritme knipperen.
Onder de display's zitten vijf kleine drukknopjes, waarmee u de tijd en de alarmtijd kunt instellen. Met een grotere drukknop rechts kunt u de display's uitzetten.

Datum-en-alarmklok-bouwkit-01 (© AliExpress, edit 2024 Jos Verstraten)
 Het uiterlijk van de 'diy clock type1' van HandsMagic.
(© AliExpress, edit 2024 Jos Verstraten)

Fabrikant, leveranciers en prijs
Het bouwpakketje is ontwikkeld door HandsMagic, een Chinees bedrijf dat meerdere leuke bouwpakketten in de aanbieding heeft, waaronder een aantal Tesla-spoelen. Het bedrijf verkoopt haar producten via AliExpress en Amazon. Deze 'diy clock type1' wordt aan nieuwe AliExpress klanten aangeboden voor een introductieprijs van € 25,29 met gratis verzending. Als u reeds een account bij AliExpress hebt betaalt u er € 32,19 voor. Hetzelfde bouwpakket kunt u ook via Amazon bestellen, maar dan betaalt u er € 29,00 voor plus € 5,50 verzendingkosten.

De levering van het pakket
Alle elektronische onderdelen zitten goed verpakt in de behuizing van de klok, zodat er geen pootjes van de IC's of display's kunnen verbuigen. Naast dit doosje met inhoud worden nog vier platteband kabeltjes geleverd en een lange USB-A naar USB-A kabel. Er zit ook nog een 5 Vdc netstekkervoeding in de verpakking, maar die heeft een Amerikaanse stekker en is dus onbruikbaar.

De geleverde componenten
In de onderstaande foto zijn alle geleverde componenten netjes uitgestald. U ziet dat de kit twee printjes bevat, die reeds voorzien zijn van alle SMD-onderdelen.

Datum-en-alarmklok-bouwkit-02 (© AliExpress)
De geleverde onderdelen van het pakket. (© AliExpress)

Alweer geen handleiding!
Naar slecht Chinees gebruik wordt ook deze kit zonder papieren handleiding geleverd. Wél zit in het doosje een stukje papier met een QR-code die verwijst naar een internet-pagina op de site van de leverancier waar een paar fotootjes te vinden zijn die u moeten helpen bij de bouw van deze klok.


De printen van de schakeling
De twee printen worden voorgesteld in de onderstaande foto. Op de linker print zijn reeds twee IC'tjes gemonteerd plus wat kleiner grut. De microprocessor en de real-time klok-module moet u zélf solderen. Op de rechter print zijn vijf SMD-chip's gesoldeerd. Beide printen worden door middel van niet minder dan vier platteband kabeltjes met elkaar verbonden!

Datum-en-alarmklok-bouwkit-03 (© 2024 Jos Verstraten)
De componentenzijde van de twee printjes. (© 2024 Jos Verstraten)

De elektronica in deze 'diy clock type1


Géén schema gevonden
Van vrijwel alle Chinese bouwpakketten die wij op dit blog voorstellen lukt het ons om het schema ergens op internet terug te vinden. Van deze klok is dat niet gelukt. Wij moeten ons dus beperken tot het kort bespreken van de IC's die aanwezig zijn.

De linker timer-print
Op de linker print (zie bovenstaande foto) ontdekken wij een CH340 en een 74HCT138D. Er is plaats voor een STC89C52RC microcontroller en een real-time klok-module DS12C887 van Dallas. Die CH340 is een USB naar RS232, RS485 en RS422 data-omzetter. Blijkbaar zijn ook de data-lijnen op de USB-A connector actief en is het mogelijk de firmware van deze klok te herprogrammeren via deze USB-A connector.
De 74HCT138D is een demultiplexer/multiplexer van drie ingangen naar acht uitgangen. Omdat er onder dit IC ook een aantal transistoren aanwezig is zal dit IC wel iets te maken hebben met het in multiplex-bedrijf aansturen van de segmenten van de zevensegment display's. 

De real-time klok-module DS12C887 van Dallas
In dit bouwpakket wordt gebruik gemaakt van een zogenaamde 'real-time klok-module'. De DS12C887 van Dallas bevat een klok met kalender, een dag-alarm en 114 bytes statisch RAM. Deze module integreert een nauwkeurig kwartskristal en lithium backup accu in een 24-pins DIP-behuizing. De datum wordt aan het einde van de maand automatisch aangepast voor maanden met minder dan 31 dagen, inclusief correctie voor schrikkeljaren. Als er een storing in de voedingsvoorziening wordt gedetecteerd, schakelt de module automatisch over naar de lithium cel. De klok blijft dus gelijk lopen.

Datum-en-alarmklok-bouwkit-04 (© Analog Devices)
De real-time klok-module DS12C887 van Dallas. (© Analog Devices)

De rechter display-print
Op deze print zijn vier stuks 74HC573D en één 74HC245D aangebracht. De 74HC573D is een achtvoudige typ-D transparante latch. De 74HC245 is een acht bit brede transceiver, ontworpen voor bidirectionele data-overdracht tussen twee data-bussen. Veel informatie over de werking van deze kalenderklok is hier dus niet uit te halen.

De bouw van de 'diy clock type1'


Bestukken van de linker timer-print
De aan te bevelen volgorde is:
  1. De diode 1N4148 (D1), let op de polariteit.
  2. Het 12 MHz kristal Y3.
  3. Het 11,05 MHz kristal Y1.
  4. Het weerstandsarray RP1.
  5. Het weerstandsarray RP2.
  6. Het IC-voetje IC1.
  7. Het IC-voetje IC5.
  8. De elco C11 van 100 μF, let op de polariteit.
  9. De elco C9 van 100 μF, let op de polariteit.
  10. De vier PCB-headers JP1, JP2, JP3 en JP4. Hier moet u absoluut letten op de manier waarop u deze op de print soldeert. Deze onderdelen hebben één opstaande rand waarin twee gleufjes zitten. Op de tekening van de printen hebben wij met een rode streep aangegeven waar die opstaande rand moet komen.
  11. De zoemer BEEL1, let hierbij op de kant waar de plus moet komen.
  12. De USB-A connector USB1.
  13. De voedingsconnector J1.
Druk tot slot de microprocessor en de real-time klok-module in de IC-voetjes. In de onderstaande foto ziet u het eindresultaat van de bestukking van deze print.

Datum-en-alarmklok-bouwkit-05 (© 2024 Jos Verstraten)
De compleet gemonteerde timer-print. (© 2024 Jos Verstraten)

Bestukken van de rechter display-print
  1. Monteer de vijf rode en de ene groene LED. Let hierbij op de polariteit, de langste aansluitdraad is de anode of de plus.
  2. Soldeer de veertien identieke zeven-segment display's. Let hierbij op de plaats van de decimale punt.
  3. Soldeer het 8 x 8 dot display, de zijde met de tekstopdruk moet naar de kant waar de drukknopjes op de print zitten.
  4. Soldeer de zes drukknopjes. 
Deze stap van de constructie van de klok is voorgesteld in de onderstaande foto.

Datum-en-alarmklok-bouwkit-06 (© 2024 Jos Verstraten)
De compleet gemonteerde display-print. (© 2024 Jos Verstraten)

Het monteren van de PCB-headers op de display-print
Draai nu de display-print om en monteer de vier PCB-headers op de soldeerzijde van deze print. Soldeer de pennetjes vast op de componentenzijde. Gebruik een dunne soldeerstift, want u moet tussen de display's solderen! Let ook hier heel goed op de stand waarin u deze componenten moet monteren. Op de onderstaande foto is dat duidelijk weergegeven. Wij hebben de positie van de opstaande rand waarin de twee gleufjes zitten weer weergegeven met een rode streep.

Datum-en-alarmklok-bouwkit-07 (© 2024 Jos Verstraten)
De montage van de PCB-headers op de soldeerzijde van de display-print.
(© 2024 Jos Verstraten)

Het verbinden van de twee printen
Alvorens het geheel in het kastje in te bouwen moet u de klok uiteraard testen. U moet beide printen verbinden met de vier meegeleverde platteband kabeltjes. Ook bij deze stap moet u uiteraard heel goed opletten welke PCB-headers u met elkaar moet verbinden. Bestudeer dus even de onderstaande foto.

Datum-en-alarmklok-bouwkit-08 (© 2024 Jos Verstraten)
Het aansluiten van de vier platteband kabeltjes. (© 2024 Jos Verstraten)

Het werken met de 'diy clock type1'


Voeding
U kunt uw klok voeden uit iedere netstekkervoeding die in staat is 1 A stroom te leveren bij een spanning van 5,0 Vdc.

De functie van schakelaar S6
Met deze schakelaar kunt u de klok in een slaapmodus zetten, waarbij de klok verder blijft tellen, maar de display's worden gedoofd. Alleen de rechter rode LED D3 blijft dan branden.

Gelijk zetten van de datum en de tijd
  • Druk op S6 om de klok actief te maken.
  • Met S1 selecteert u welke grootheid u wilt aanpassen: seconden, minuten, uren, dagen, maanden, jaartal of weekdag. Het betreffende display gaat knipperen.
  • Met S2 en S3 kunt u het geselecteerde display gelijk zetten met de actuele datum en tijd.
  • Druk weer op S1 om de volgende grootheid te selecteren.
  • U moet alle zeven mogelijke instellingen doorlopen. Als laatste wordt de weekdag ingesteld op het 8 x 8 display. Dag zeven, de zondag, wordt voorgesteld door een hartje.
  • Druk nog een keer op S1 om de instellingen op te slaan.

De functie van de schakelaar S5
Door een druk op deze toets gaat het display terug naar de laatst weergegeven gegevens voordat u met het instellen begon.

Instellen van de alarmtijd
  • Druk op S4.
  • Selecteer met S1 het seconden-, minuten- of uren-display.
  • Stel met S2 en S3 de gewenste alarmtijden in.
  • Druk weer op S4.
  • De alarmtijd wordt in het geheugen opgeslagen.

Share 

Alarm uitschakelen
Druk op een willekeurige toets om het alarm uit te schakelen.

Wat als de voeding uitvalt?
Dan doven uiteraard alle display's maar vanwege de aanwezigheid van een lithium celletje in de real-time klok-module DS12C887 blijft de klok verder tellen. Bij het weer inschakelen van de voeding wordt weer de actuele tijd weergegeven.

Inbouw in de behuizing


Schroef de timer-print met de vier korte schroefjes vast op de bodem van het kastje. Let op de juiste stand, zodat de twee connectoren bereikbaar zijn via de gaatjes in de behuizing.
Druk de witte rubber afdichtstrip in de gleuf in de achterzijde van de deksel van het kastje.

Datum-en-alarmklok-bouwkit-09 (© 2024 Jos Verstraten)
Montage van de printen in het kastje. (© 2024 Jos Verstraten)

Monteer de display-print over de vier boutjes die uit de deksel van de behuizing steken. Let op de positie van de schakelaars!
Schroef de print vast met de vier meegeleverde M3 moertjes. 
Schroef de deksel vast met de vier meegeleverde boutjes.



(Amazon sponsor advertentie)
Koop deze kalenderklok bij Amazon