Hallo Zusammen, Wir starten im Studium mit einem Projekt, in dem wir eine Armbanduhr mit Binäranzeige gestalten wollen. Wir fragen uns nun wie wir das am besten anstellen. Wir haben gesehen, dass entweder Microcontroller oder CPLD sicher eine Möglichkeit währen. Da wir jedoch nicht die ganzen Möglichkeiten kennen wollten wir uns mal informieren wie ihr das sieht. Bis jetzt tendieren wir CPLD's zu benutzen, wir wissen jedoch nicht wie gut wir diese mit dem Quarz verbinden können. Ein weiterer Punkt is wir wollen eine Armbanduhr, das heisst es sollte relativ klein werden. Habt ihr einen Tipp ;-) Herzliche Grüsse
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Naja CPLD ist ein wenig überdimensioniert. Ein kleiner uC kann das schon lange. Beispiel wäre ein MSP430 (die haben auch ein echtes Uhrenkit gehabt, Chronos oder so ähnlich hieß das) oder ein Atmel. Die Frequenz holt Ihr euch über einen sogenannten Uhrenquarz (32768 Hz). Dann noch eine Stromversorgung, die Leds, einen LED Treiber und das wäre es. Beispiele für Binäruhren findet man im Netz ansonsten genug, nur so am Rande falls Ihr noch Ideen braucht für das Einstellen der Uhrzeit etc. Denke das sind erstmal ein paar gute Ansätze.
Nimm nen MSP430. Ein CPLD tuts zwar, ist aber oversized und braucht viel zu viel Strom und extra HW für Quarze. MSP430 sind auf genau solche Anwendungen optimiert, haben sleep Modi, die praktisch keinen Strom brauchen, vor allem die FRAM Typen, etc. In klein gibts die MSP430 auch, und zwar so klein, dass du sie nicht mal mehr von Hand verlöten kannst, das sollte dir doch wohl reichen.
Danke vielmals für die Tipps, So wie ich das Verstehe handelt es sich beim MSP430 um einen Microcontroller den man programmiert. Uns würde es jedoch besser gefallen wenn wir eine Schaltung hätten. Also nicht ein Programmcode der Abläuft sondern aneinandergereihte Logikelemente. Gibt es da auch etwas, kleines energiesparendes? oder macht es viel mehr Sinn das als Programm auf der Uhr laufen zu lassen? vielen Dank
Elias Lumpert schrieb: > Gibt es da auch etwas, kleines energiesparendes? oder macht es viel mehr > Sinn das als Programm auf der Uhr laufen zu lassen? Es macht viel mehr Sinn. Denn nur mit ein paar Zählern ist es ja nicht getan. Du brauchst ja auch Taster und Ansteuerelemente um die Uhr auf die korrekte Uhrzeit einstellen zu können. Das ist zwar machbar, artet aber in ein IC-Grab aus. Und gerade das will man ja bei einer Armbanduhr, die klein sein soll, eher nicht haben. Per Programm ist das für jemanden, der die Grundlagen der Programmierung beherrscht hingegen Pipifax (gilt für die komplette Armbanduhr).
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Ein Mikrocontroller oder CPLD benötigt auch eine Schaltung... Das ganze diskret aufbauen? In einer Armbanduhr? Wie groß soll die denn sein dürfen? Wanduhr am Arm? ...
Wir hatten vor das ganze mit Synchronzählern (also Addierern) zu gestalten. Also wir wollen das schon nicht diskret machen ;-). Ich denke das wäre ziemlich unrealistisch. Aber wir hatten einfach vor das in diesem Stil: https://www.google.ch/search?q=logik+schaltung&espv=210&es_sm=91&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ei=N8EVU5SIE4av7AbPiIGIDA&ved=0CAkQ_AUoAQ&biw=1276&bih=635#facrc=_&imgdii=_&imgrc=VePbSUuGIaPljM%253A%3BUzvmVhuo1_Z4MM%3Bhttp%253A%252F%252Fwww.cbmhardware.de%252Fcbmrd2008%252Fcbmrd2008_mainlogic.gif%3Bhttp%253A%252F%252Fwww.cbmhardware.de%252Fcbmrd2008%252F%3B1727%3B1279 dann in der Uhr zu haben (das Bild hat nix mit einer Uhr zu tun)
MSP430 ist eine "Familie" von Mikrocontrollern von der Firma Texas Instruments (kurz: TI). Es gibt besonders stromsparende Modelle, ideal für euer Vorhaben. Während meiner Ausbildung ende der 80er haben wir eine Uhr komplett aus einzelnen Logik-ICs (SN74xxx, CD40yyy, CD45zzz) gebaut. Der 1MHz Takt wurde immer wieder durch 10 geteilt bis 1Hz raus kam. Es funktionerte am Ende, war aber sicher nichts fürs Handgelenk, eher etwas in der Größe eines Schuhkartons. Der Stromverbrauch war auch so hoch daß Batteriebetrieb nur begerenzt möglich gewesen wäre, schon gar nicht aus Knopfzellen, eher schon aus einen kleinen Bleiakku. Ein zu lösendes Problem war das "entprellen" der Taster welches vor seiner Lösung ein einstellen der Uhr unmöglich machte.
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Danke nochmals für jede Hilfe :-). @Detlev: Wieso genau ist denn das mit den IC's so viel schwerer? Mit einem Uhrenquarz (ca. 32kHz), einem passenden oszillatior, einem kleinen cpld/pld, Knopfbatterie und LCD-Ausgabe müsste man meines Wissens ungefähr gleich viel Platz brauchen. Ausserdem müsste dich ein nicht wiederprogrammierbares pld doch weniger leistung brauchen, da es dann ja keine Leistung für die Programmausführung braucht sondern nur für die effektive ausführung. Wenn nicht wo liegt meine Fehlüberlegung?
binary clock schrieb: > müsste man meines Wissens Der war gut... :-D > Mit einem Uhrenquarz (ca. 32kHz), einem passenden oszillatior, einem > kleinen cpld/pld, Knopfbatterie und LCD-Ausgabe müsste man meines > Wissens ungefähr gleich viel Platz brauchen. Die "kleinen" CPLDs, die ich kenne haben nicht annähernd die Ressourcen, die du für dieses Projekt brauchst. Oder welches CPLD hättest du da ausgesucht? BTW: du kannst dir mal den Beitrag "kruder Fehler bei FPGA-Programmierung (ISE WEBpack-Schematic)" ansehen, da ist eine Uhr in VHDL mit Schnick&Schnak drin... ;-) > Ausserdem müsste dich ein nicht wiederprogrammierbares pld doch weniger > leistung brauchen, da es dann ja keine Leistung für die Programmausführung > braucht sondern nur für die effektive ausführung. Dafür hat man in uCs skalierbare Vorteiler und Sleepmodes... Es ist einfach so, dass ein uC genau das Bauteil ist, das du für diese Aufgabe brauchst.
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binary clock schrieb: > Wenn nicht wo liegt meine Fehlüberlegung? Hallo binary clock, Du kannst ja mal den Ruhestrom eines CPLD Deiner Wahl anschauen/abschätzen und dann den eines MSP430. Ich schätze jetzt mal den maximalen Ruhestrom einer Armbanduhr ab: Welche Batterie möchte ich nehmen, welche Kapazität hat die? Bei vielleicht 250mAh sind das bei 8760h/a 0,0285mA Strom die die Schaltung ziehen darf um die Batterie in einem Jahr leerzulutschen - inclusive LEDs/Display. Gehe mal davon aus dass da für die Logik vielleicht mal 10uA übrigbleiben und schau ob ein CPLD das kann. rgds
binary clock schrieb: > Danke nochmals für jede Hilfe :-). > > @Detlev: > Wieso genau ist denn das mit den IC's so viel schwerer? Mit einem > Uhrenquarz (ca. 32kHz), einem passenden oszillatior, einem kleinen > cpld/pld, Knopfbatterie und LCD-Ausgabe müsste man meines Wissens > ungefähr gleich viel Platz brauchen. Ausserdem müsste dich ein nicht > wiederprogrammierbares pld doch weniger leistung brauchen, da es dann ja > keine Leistung für die Programmausführung braucht sondern nur für die > effektive ausführung. > Wenn nicht wo liegt meine Fehlüberlegung? Wir hatten damals nicht die Aufgabe es zu Miniaturisiren sondern quasi ein "TTL-Grab" für die Uhr zu verwenden. TTL ist die Bezeichnung einer Logik-Gatter-Technik, manifestiert in ICs deren Bezeichnungen mit "74" anfangen. Taktgeber war ein 1MHz Quarzoszillator, der schon TTL-kompatiblen pegel lieferte. Das erste IC teilte durch 10, Das zweite IC teilte durch 10, Das dritte IC teilte durch 10, Das vierte IC teilte durch 10, usw. An Ende blieb 1 Hz als Takt übrig. Einige Taster zum Stellen der Uhr kamen auch dort hin. Um schön an allen Ecken messen zu können war allein dies der "Belag" für eine Euro-Lochraster-Platine (100x160mm²) Eine weitere Euro-Lochraster-Platine nahm die Ansteuerung der beiden 7-Segment-Anzeigen für die Stunden auf, ebenso ging es mit Minuten und Sekunden. Zusammengezählt also 4 Euro-Platinen, Netzteil ging separat. Hier hat einer sowas ähnliches auf einer Platine gemacht http://uhrforum.de/modular-aufgebaute-ttl-quarzuhr-im-eigenbau-t67986 Die ICs gibt es glaube ich allesamt als SMD-Variante, das spart Platz, erschwert aber das "mal eben was ändern".
Armband Binäruhr schrieb: > Bis jetzt tendieren wir CPLD's zu benutzen, Warum willst du Mikrosekunden zählen ? Dein Hauptproblem ist die Energieversorgung, beim CPLD darfst du jeden Tag eine Batterie nachlegen. Wegen Energie kannst du kein LED Display verwenden, sondern benötigste eine LCD. Die kann man sich kundenspezifisch anfertigen lassne, oder selber machen. http://fluessigkristalle.com/selbstbau.htm Dann hast du einen Microcontroller der möglichst wenig Strom braucht. Das erreicht man, in dem er 1/100 Sekunde nach schläft, und dann nur kurz aufwacht um das Display umzupolen, und nur jede Sekunde etwas länger wach bleibt um die neue Symbole zu berechnen. Bei 20 Segmenten und einer Backplane, 2 Knöpfen zum Einstellen und eventuell einem Knopf für Licht, tut es ein simpler Microcontroller mit 22 I/O Anschlüssen, der direkt von 3V einer Lithium-Batterie läuft. Ob das nun ein MSP430 ist, ein PIC (PicoPower) oder ein AVR wie ATmega88PA, ist letztlich egal. Wichtig ist der 32768 kHz Quartz, nur der ist ganggeneu genug und braucht wenig Strom. http://www.atmel.com/Images/doc8349.pdf
LED ginge doch schon, nur darf das dann eben nur auf Knopfdruck leuchten, es gibt ja diverse käufliche Uhren, die das so machen. Sabine
MaWin schrieb: > beim CPLD darfst du jeden Tag eine Batterie nachlegen. Naja so pauschal stimmt das nicht, bei 30uA statischem Stromverbrauch und 32kHz Takt reicht die Batterie länger... http://www.altera.com/devices/cpld/max2/overview/power/mx2-low_power.html http://www.latticesemi.com/en/Products/FPGAandCPLD/iCE40.aspx Die letzteern sind übrigens keine CPLDs mit Makrozellen in tradidionellem Sinn, sondern schnuckelig kleine FPGAs mit LookUp-Tables:
1 | The iCE40LM family features three device densities, |
2 | from 1000 to 3520 Look Up Tables (LUTs) |
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Sabine schrieb: > LED ginge doch schon, nur darf das dann eben nur auf Knopfdruck > leuchten, es gibt ja diverse käufliche Uhren, die das so machen. Gabs auch Ende der 70-er und Anfang der 80-er Jahre schon als Armbanduhr (die LED Version). Hat sich aber nie richtig durchgesetzt, weil es einfach unpraktisch war, jedesmal erst ein Knöpfchen drücken zu müssen, um die Zeit abzulesen.
Karl Heinz schrieb: > Hat sich aber nie richtig durchgesetzt, weil es > einfach unpraktisch war, jedesmal erst ein Knöpfchen drücken zu müssen, > um die Zeit abzulesen. Dann hat das Marketing da richtig geschlafen. Ich denke an die Taschenuhr die man auch erst aufklappen musste :) rgds
6A66 schrieb: > Ich denke an die Taschenuhr die man auch erst aufklappen musste :) Oder ans Handy, das man zuerst einschalten musste... ;-)
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