Datumsanzeige mit DCF 77 (3) – Die Schaltung

Hier das Gesamtschaltbild:

Zwischenablage01

Die Schaltung wird von einem Micro-USB-Netzteil versorgt, das wie folgt angeschlossen ist:

Verpolungsschutz

Verpolungsschutz

Der MOSFET schaltet durch, wenn über R1 (100k o.ä.) an Pin 5 von X2 (=USB-GND)gegenüber Pin1 von X2 (USB=+5V) eine negative Spannung von einigen Volt anliegt, was der Normalfall ist. Wäre der Eingang verpolt, so würde der MOSFET sperren und die Schaltung wäre vor negativer Versorgungsspannung geschützt. Eigentlich nur ein kleiner Gag, denn USB-Anschlüsse sind ja eigentlich verpolungssicher

Der Mikrocontroller hat keinen Quarz angeschlossen, was aber bedeutet, das DCF 77 zwingend funktionieren muss.

Unbeschaltete Eingänge und Versorgungsspannung

Unbeschaltete Eingänge und Versorgungsspannung

Ohne Signal zählt die Software zwar die Uhr auch weiter, aber der interne RC-Oszilator ist mit über 1% Abweichung für eine Uhr natürlich viel zu ungenau. Die Kondensatoren sind (soweit nicht anders vermerkt) 100nF Stützkondensatoren

Die Als Eingangssignale verarbeitet der Mikrocontroller 2 Taster (gegen Masse geschaltet, interne Pullup-Widerstände gegen +5V) und natürlich das Signal vom DCF-77-Modul. Achtung: Nicht alle Module sind für +5V spezifiziert, also muss die Stromversorgung an Pin 1 ggf. angpasst werden. An Pin 3 wird vom Mikrocontroller ein Reset-Impuls für das Modul generiert.

DCF77-Modul und Taster

DCF77-Modul und Taster

Ansteuerung der LEDs:

Ansteuerung der Anoden (+)

Ansteuerung der Anoden (+)

PortB steuert über ein Widerstandsarray (R1a-h) Anode (+) der LEDs der 7-Segment-LEDs bzw. der Spalten der Kalender-LEDs an. Jeder Port kann 20mA Strom liefern; dabei gehen gegenüber der Versorgungsspannung von 5V etwa 0,5V verloren, d.h. 4,5 V stehen bei Logisch 1 am Portausgang zur Verfügung. 1,6V fallen an den LEDs ab und ca. 1V am ULN2003, d.h. am Widerstand müssen 1,9V abfallen; bei 20mA brauchen wir hierfür ca. 100 Ohm.

Die Kathoden werden von einem Darlington-Transistor geschalten, der mit einer kleinen Beschaltung 7mal im im ULN 2003 enthalten ist:

Ansteuerung der Kathoden (-)

Ansteuerung der Kathoden (-)

Eine logische 1 Am Ausgang von PortC0-7 bzw. PortD0-3 schaltet über den ULN2003 die Kathoden auf Masse, damit können die LEDs dieser 7-Segment-Anzeige bzw. der Datum-LED-Reihe leuchten, deren Anode über PortB auch auf „1“ liegt

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