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Progetti Elettronici
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RADIOSVEGLIA FM MP3 con PICmicro
(Digital Radio Alarm Clock FM and MP3)
Indice:
CARATTERISTICHE [ TORNA ALL'INDICE ]
In questa pagina descrivo come realizzare una RADIOSVEGLIA ELETTRONICA (Clock Radio) con lettura su display a 7 segmenti in formato HH:MM e con la possibilità di inserire una batteria da 9V in tampone per il funzionamento anche in caso di black out.
Di seguito l'elenco delle caratteristiche.
- Sistema Orario 24H (ISO 8601).
- Facile impostazione del tempo e dell’orario di allarme.
- Funzione SNOOZE da 10 minuti, ripetibile per un massimo di 8 volte.
- Massimo tempo della suoneria di 59 minuti.
- Indicazione visiva dell’abilitazione o meno della suoneria.
- Orario di allarme e abilitazione suoneria memorizzati nella Eeprom del PICmicro.
- Suoneria tramite modulo Radio FM o MP3 (oppure tramite buzzer in caso di black out)
- Display a sinistra spento se orario inferiore alle "10:00".
- Display MODE per indicare le fasi di impostazione e la modalità SNOOZE attivata.
- 5 Display a basso consumo ed alta luminosità.
- Collegamento con una batteria da 9V per il funzionamento durante un black out.
- Display spenti durante un black out per prolungare l'autonomia della batteria in tampone.
SCHEMA ELETTRICO E FUNZIONAMENTO [ TORNA ALL'INDICE ]
Nella figura seguente è visualizzato lo schema elettrico della RADIOSVEGLIA MP3 (Radio Alarm Clock) (cliccare sulla figura per ingrandirla).
Per vedere l'elenco componenti, cliccare qui.
Il circuito è semplice perché gran parte del lavoro è svolto dal microcontrollore della Microchip, il PIC16F887.
Per la radio ho utilizzato uno dei tanti moduli FM/MP3/USB disponibili in commercio, ottimi e molto economici. Anche per l'amplificatore ho utilizzato un modulo basato sul chip Texas Instruments TPA3110D2: è un modulo amplificatore Hi-Fi, alimentabile da 8V fino a 26V (in questo progetto, l'amplificatore è alimentato da una tensione di circa 12V, cioè la stessa che alimenta la main-board della radiosveglia) e può raggiungere una potenza massima di 15+15 Watt! Sia il modulo Radio/Mp3 che l'amplificatore funzionano in Stereo ma per questioni di spazio, nel mio prototipo, ho utilizzato un solo altoparlante da 3-5 Watt miscelando i canali Left e Right su un unico connettore. Un'alimentazione di 12V è più che sufficiente per alimentare l'amplificatore e garantire una buna resa sonora durante l'allarme.
Agendo sull'interruttore SW1, è possibile ascoltare la radio FM oppure i brani MP3 di una chiavetta USB.
Il jumper J1 deve essere inserito solo se si usa una batteria ricaricabile: la piccola corrente che scorre attraverso la resistenza R8 (1k5) è utile per mantenere in carica l'eventuale batteria.
La Radiosveglia è predisposta per il collegamento di una batteria alcalina da 9V (oppure una ricaricabile da 8.4V). Essa è utile per mantenere l'orario dell'orologio e far suonare la sveglia (tramite il buzzer) anche in caso di black out.
Quando si usa una batteria alcalina (NON RICARICABILE) è assolutamente necessario ELIMINARE il ponticello J1 (la resistenza R8 deve essere scollegata dal circuito).
Io consiglio di utilizzare solo batterie da 9V alcaline (NON RICARICABILI) perché offrono una maggiore potenza e autonomia. Inoltre, usando una batteria ricaricabile, potrebbero essere necessari anche alcuni giorni affinché si ricarichi completamente (in questo circuito, come già accennato, la corrente di carica è molto ridotta per salvaguardare l'integrità della batteria stessa). Oltretutto, la tensione nominale delle batterie ricaricabili non è da 9V ma da 8.4V.
Va detto altresì che la batteria ricaricabile necessita di una corrente di carica ben precisa per evitare di danneggiarla per cui se proprio si vuole usare questo tipo di batteria, consiglio di inserirla nel circuito una volta caricata con il suo apposito caricatore.
Il quarzo esterno XTAL da 16.384 kHz (16384000 Hz) genera il segnale di clock per il corretto funzionamento del micro.
La gestione dei segmenti del Display è affidata al Port C (i segmenti sono attivati con logica negativa) mentre il Multiplexer è gestito da una parte del Port D.
Il diodo Zener DZ1 è utile per far "capire" al microcontrollore quando c'è un black out di corrente elettrica: in questo caso, il PIC "spegne" tutti i display per prolungare l'autonomia della batteria in tampone da 9V e l'orologio continua a funzionare senza perdere l'orario garantendo altresì un segnale sonoro (ma solo attraverso il buzzer) in caso di sveglia.
Anche se il modulo Radio FM possiede già i controlli per il volume, ho voluto in ogni caso inserire un potenziometro doppio (vedi P1) da 47k per dosare al meglio il volume sonoro degli altoparlanti.
Il buzzer BZ deve essere da 5V del tipo autoscillante: esso è molto importante per generare l'allarme sveglia anche durante un black out di corrente elettrica.
Per inserire una batteria potrebbe essere utilie utilizzare un battery holder per pile da 9V e installarlo sul retro del contenitore: in questo modo è possibile sostituire facilmente la batteria senza aprire il contenitore:
COMANDI E USO [ TORNA ALL'INDICE ]
L'orario funziona con il sistema ISO-8601 (quello delle "24H"), quindi il display visualizza valori da "0:00" (mezzanotte) a "23:59".
I comandi sono quattro e gestiscono tutte le funzioni della radiosveglia:
- STOP / +HOURs
- SNOOZE / +MINUTEs
- SHIFT (-)
- SET (Time and Alarm)
Il pulsante SHIFT va usato insieme ai pulsanti STOP oppure SNOOZE per programmare le cifre sul display a ritroso e per abilitare o meno l'allarme della radiosveglia.
- ACCENSIONE (Power On)
- All'accensione, dopo il TEST dei DISPLAY, la sveglia visualizza"12:30" (valore di default alla prima accensione). Il display a destra (MODE) è spento.
- IMPOSTAZIONE DELL'ORARIO OROLOGIO (SET Time)
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Per impostare l'orario dell'orologio, premere una prima volta il pulsante SET : il display MODE visualizza la lettera "t" (time).
A questo punto, con i pulsanti STOP / +HOURs e SNOOZE / +MINUTEs si imposta l’orario.
Per impostare le cifre all'indietro, tenere premuto contemporaneamente anche il pulsante SHIFT .
(NOTA - In caso di black out, il pulsante SET è disabilitato.)
- IMPOSTAZIONE DELL'ORARIO DI SVEGLIA (SET Alarm)
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Per impostare l'orario della sveglia, premere ancora il pulsante SET : il display MODE a destra visualizza la lettera "A" (Alarm).
A questo punto, con i pulsanti STOP / +HOURs e SNOOZE / +MINUTEs si imposta l’orario della sveglia.
Per impostare le cifre all'indietro, tenere premuto contemporaneamente anche il pulsante SHIFT . L'orario di sveglia è salvato nella memoria del microcontrollore: questo significa che, togliendo tutte le alimentazioni al circuito, le impostazioni rimarranno nella memoria del microcontrollore e alla riattivazione della radiosveglia, non sarà necessario reimpostare nuovamente l’orario di allarme.
- FINE PROGRAMMAZIONE (Clock mode)
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Dopo aver impostato l'orario dell'orologio e quello per la sveglia, premere ancora una volta il pulsante SET per tornare al modo normale.
Oltre all'orario della sveglia, nel microcontrollore viene memorizzata anche l'abilitazione o meno dell'allarme.
- ABILITARE E DISABILITARE LA SUONERIA (ON/OFF Alarm)
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Per abilitare e disabilitare la suoneria, tenere premuto il pulsante SHIFT e premere contemporaneamente il pulsante SNOOZE : l'accensione del puntino luminoso sul display MODE indica che la suoneria è abilitata: al contrario, il puntino spento indica che la suoneria della sveglia è disabilitata.
(NOTA - Lo stato di abilitazione della suoneria è salvato nella memoria del micro.)
- STOP SUONERIA (Stop Alarm)
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Quando la suoneria è in funzione, premendo il pulsante STOP essa sarà disattivata immediatamente, pronta per essere nuovamente riattivata al prossimo orario di sveglia. Il tempo massimo in cui la suoneria rimane attiva, senza che l'utente prema alcun pulsante, è di 59 minuti, trascorsi i quali la sveglia si disattiva automaticamente (pronta per attivarsi al successivo orario di sveglia).
- SNOOZE (Pause Alarm)
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Quando la suoneria è in funzione, premendo il pulsante SNOOZE essa sarà momentaneamente tacitata per 10 minuti trascorsi i quali la suoneria si riattiva automaticamente. Il simbolo "o" che appare sul display "MODE" indica che la sveglia è in modalità SNOOZE. Ogni volta che si preme il pulsante SNOOZE , il tempo di allarme massimo della suoneria riparte sempre da 59 minuti. Durante un allarme, è possibile utilizzare la funzione SNOOZE per un massimo di 8 volte. oltre le quali il pulsante non ha più nessun effetto e la sveglia si disattiverà automaticamente dopo 59 minuti (se non si preme prima il pulsante STOP ). In qualsiasi momento, premendo il pulsante STOP , la sveglia e l'eventuale SNOOZE attivo vengono disattivati.
(NOTA - Quando la sveglia è in modalità SNOOZE, il pulsante SET è disabilitato).
- IL DISPLAY "MODE"
- Il display MODE (l'ultimo a destra) indica le seguenti situazioni:
- t = (time) - Programmazione dell'orario orologio.
- A = (Alarm) - Programmazione dell'orario di sveglia.
- . = (Puntino acceso) - Suoneria abilitata.
- o = (Snooze) - La sveglia è in modalità SNOOZE.
- blank = Orologio normalmente in funzione.
- IL DISPLAY DELLE ORE (The display of Hours)
- Quando il valore delle ORE è inferiore a 10, il primo display a sinistra è spento.
LE FOTO DEL PROTOTIPO [ TORNA ALL'INDICE ]
Di seguito, alcune foto del prototipo installato in un elegante contenitore Teko mod. Pult 363.
NOTA - Nel mio prototipo ho inserito in parallelo al primo, un secondo pulsante SNOOZE, in posizione tale da essere facilmente utilizzabile.
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