Концепция часов с большими цифрами
Конструктивно девайс будет состоять из двух плат – одна над другой. Первая плата – матрица светодиодов, образующих разряды часов и минут, Вторая – силовая часть (управление светодиодами), логика и питание. Такая конструкция сделает часики более компактным (без корпуса примерно 22см х 9 см, толщиной сантиметра 4-5) + даст возможность прикрутить матрицу к другому проекту, если что то пойдет не так.
Силовая часть будет построена на базе драйвера UL2003 и транзисторных ключах. Логическая - на Atmega8 и DS1307. Питание: 220В - трансформатор; логика 5В (через 7805), силовая часть - 12В (через LM2576ADJ). Отделено будет предусмотрена кроватка для батарейки 3В для автономного питания часов реального времени - DS1307.
Думаю использовать Atmega8 и DS1307 (часики планирую подвесить под потолком, и что бы в случае пропадания электричества каждый раз не лазить за настройкой), однако разводка платы будет предполагать возможность работы девайса и без DS1307 (на первое время, а может и навсегда – уж как получится).
Таким образом, в зависимости от комплектации алгоритм работы программы часов будет следующим:
Atmega8
– счетчик времени по таймеру. Работа в цикле без пауз: опрос клавиатуры, корректировка времени (если необходимо), отображение 4 разрядов и разделителя.
Atmega8 + DS1307
. Работа в цикле без пауз: опрос клавиатуры, корректировка времени DS1307 (если необходимо), зачитка времени с DS1307, отображение 4 разрядов и разделителя. Или другой вариант – зачитка с DS1307 по таймеру, остальное в цикле (пока не знаю как лучше).
Сегмент представляет собой 4 красных светодиода, соединенных между собой последовательно. Одна цифра – 7 сегментов с общим анодом. Сегменты не планирую разделять шаблоном «восьмерки», как это сделано в обычных индикаторах.
Силовая часть часов
Силовая часть часов построена на драйвере UL2003 и транзисторных ключах VT1 и VT2.
UL2003 отвечает за управление сегментами индикатора, ключи – за управление разрядами.
Отдельно управляется разделитель часов и минут (сигнал K8).
Управление сегментами, разрядами и разделителем осуществляется от микроконтроллера подачей положительного потенциала (т.е. подачей +5В) на К1-К8, Z1-Z4.
Подача сигналов на сегменты и разряды должна осуществляться синхронно и с определенной частотой, для того, что бы обеспечить динамический вывод информации (часов и минут).
В качестве транзистора VT1 (BCP53) можно использовать транзистор BCP52.
Схема силовой части часов с большими цифрами
Печатная плата семисегментного индикатора для часов с большими цифрами
Как я говорил ранее, конструктивно часы будут состоять из двух печатных плат - плата индикатора + логика и силовая часть.
Начнем с разработки и изготовления печатной платы индикатора.
Разработка печатной платы семисегментного индикатора для часов с большими цифрами
Печатная плата семисегментного индикатора для часов с большими цифрами в формате "lay" находится конце статьи, в присоединенных файлах. О технологии изготовления печатных плат методом ЛУТ можно почитать .
Если вы сделали все правильно, готовая печатная плата будет выглядеть примерно так.
Готовая печатная плата семисегментного индикатора для часов с большими цифрами
Сборка семисегментного индикатора
Поскольку плата индикатора является двухсторонней, первое, что надо сделать это выполнить межслоевые переходы. Я делаю это с помощью ножек ненужных деталей - продеваю их в отверстия и припаиваю с двух сторон. Когда все переходы выполнены, зачищаю их плоским мелким напильником - получается очень аккуратно и симпатично.
Межслоевые переходы на плате индикатора
Следующий шаг, собственно говоря, сборка индикатора. Для чего нам понадобится пачка красных (зеленых, белых, синих) светодиодов. Я, например, брал эти.
Подготовка к сборке индикатора
При установке диодов не забываем, что мы делаем индикатор с общим анодом - т.е. "+" диодов должны быть соединены вместе. Общие аноды на печатной плате - это большие фрагменты меди. Обязательно обратите внимание на анод разделительной точки.
Расположение анодов на печатной плате индикатора
В итоге, после 2 часов кропотливой работы должно получиться вот что:
Семисегментный индикатор
Цифровая часть часов
Цифровую часть часов с большими цифрами будем собирать по схеме:
Схема часов с большими цифрами
Схема часов довольно прозрачна, поэтому объяснять как она работает не вижу смысла. Печатную плату в формате *.lay можно скачать в конце статьи. Замечу, что печатная плата в основном разработана под детали для поверхностного монтажа.
Итак, элементная база, которую использовал я:
1. Диодный мост DFA028 (подойдет любой компактный для поверхностного монтажа);
2. Регуляторы напряжения LM2576ADJ в корпусе D2PAK, 78M05 в корпусе HSOP3-P-2.30A;
3. Транзисторные ключи BCP53 (корпус SOT223) и BC847 (корпус SOT23);
4. Микроконтроллер Atmega8 (TQFP);
5. Часы реального времени DS1307 (SO8);
6. Блок питания 14В 1,2А от какого-то старого устройства;
7. Остальные детали - любого типа, подходящие по размерам для установки на печатную плату.
Разумеется, если вы хотите применить другие корпуса деталей, вам потребуется внести некоторые изменения в печатную плату.
Обратите внимание на номиналы сопротивлений R3 и R4 - они должны быть именно такими, какие указаны на схеме - не больше не меньше. Это сделано для того, что бы обеспечить на выходе регулятора напряжения LM2576ADJ ровно 12В. Если все таки не удастся найти такие номиналы резисторов, то значение сопротивления R4 может быть рассчитано по формуле:
R4=R3(12/1.23-1) или R4=8.76R3
Сборка цифровой части. Версия 1, без DS1307
Если при изготовлении печатной платы часов вы придерживались рекомендаций, изложенных в , то тогда вам излишне напоминать, что перед сборкой печатная плата должна быть просверлена, все видимые короткие замыкания на ней устранены, а плата покрыта жидкой канифолью? Тогда приступаем к сборке часов.
Я рекомендую начать со сборки блока питания и только за тем выполнить монтаж цифровой части. Это общая рекомендация по самостоятельной сборке девайсов. Почему? Просто потому, что если блок питания собран с ошибкой можно пожечь всю низковольтную электронику, которая должна питаться этим блоком питания.
Если все сделано правильно - блок питания должен заработать сразу. Проверяем сборку блока питания - замеряем напряжение в контрольных точках.
На рисунке показаны контрольные точки, в которых следует проверить напряжение питания. Если напряжение соответствует заявленному, можно приступать к сборке цифровой части часов. Иначе проверяем монтаж и работоспособность элементов блока питания.
Контрольные точки и значения напряжений для блока питания часов
После того, как проверка блока питания выполнена приступаем к сборке цифровой части часов - устанавливаем все остальные элементы на печатную плату. Проверяем на КЗ, особенно в ногах микроконтроллера Atmega и драйвера UL2003.
Монтаж цифровой части часов
Обратите внимание на то, что сборку часов мы выполняем БЕЗ установки часов реального времени DS1307, однако вся обвязка этой микросхемы должна быть выполнена. В будущем, если возникнет необходимость, это сэкономит нам время на доработку часов под вторую версию, там где все таки будут использоваться отдельные, независимые часы реального времени на DS1307.
Предварительная проверка микроконтроллера ATMEGA8
Для того, что бы проверить правильность и работоспособность микроконтроллера нам потребуется:
1. Программатор, например .
2. для внутрисхемного программирования микроконтроллера.
3. Программа AVRDUDESHELL.
Подключаем плату часов к дата-кабелю. Дата-кабель подключаем к программатору. Программатор к компьютеру, на котором установлена программа AVRDUDESHELL. Подключать плату часов к питающей сети 220В не следует.
Удачное чтение данных с микроконтроллера программой AVRDUDESHELL
Если при чтении фьюзов возникла проблемы - проверяйте монтаж - возможно где то есть короткое замыкание или "непропай". Еще один совет - возможно микроконтроллер находится в режиме низкоскоростного программирования, тогда достаточно переключить программатор в этот режим (
Данные часы уже несколько раз обозревались, но я надеюсь, что мой обзор будет тоже Вам интересным. Добавил описание работы и инструкцию.
Конструктор покупался на ebay.com за 1.38 фунтов (0.99+0.39 доставка), что эквивалентно 2.16$. На момент покупки это самая низкая цена из всех предложенных.
Доставка заняла около 3х недель, набор пришел в обычном полиэтиленовом пакетике, который в свою очередь был упакован в небольшой «пупырчатый» пакет. На выводах индикатора был небольшой кусочек пенопласта, остальные детали были без какой либо защиты.
Из документации только небольшой листочек формата А5 со списком радиодеталей с одной стороны и принципиальной электрической схемой с другой.
1. Принципиальная электрическая схема, используемые детали и принцип работы
Основой или «сердцем» часов является 8-ми разрядный КМОП микроконтроллер AT89C2051-24PU оснащенный Flash программируемым и стираемым ПЗУ объемом 2кб.
Узел тактового генератора
собран по схеме (рис.1) и состоит из кварцевого резонатора Y1 двух конденсаторов C2 и С3, которые образуют вместе параллельный колебательный контур.
Изменением емкости конденсаторов можно в небольших пределах изменять частоту тактового генератора и соответственно точность хода часов. На рисунке 2 показан вариант схемы тактового генератора с возможностью регулировки погрешности часов.
Узел начального сброса
служит для установки внутренних регистров микроконтроллера в начальное состояние. Он служит для подачи после подключения питания на 1 вывод МК единичного импульса длительностью не менее 1 мкс (12 периодов тактовой частоты).
Состоит из RC цепочки, образуемой резистором R1 и конденсатором C1.
Схема ввода
состоит из кнопок S1 и S2. Программно сделано так, что при одиночном нажатии любой из кнопок в динамике раздается одиночный сигнал, а при удержании двойной.
Модуль индикации
собран на четырехразрядном семисегментном индикаторе с общим катодом DS1 и резистивной сборке PR1.
Резистивная сборка представляет собой набор резисторов в одном корпусе:
Звуковая часть
схемы представляет собой схему собранную на резисторе R2 10кОм, pnp транзисторе Q1 SS8550(выполняющего роль усилителя) и пьезоэлемента LS1.
Питание
подается через разъем J1 с подключенным параллельно сглаживающим конденсатором C4. Диапазон питающих напряжений от 3 до 6В.
2. Сборка конструктора
Сборка трудностей не вызвала, на плате подписано, куда какие детали паять.
Много картинок - сборка конструктора спрятана под спойлером
Я начал с панельки, так как она единственная не является радиодеталью:
Следующим шагом я припаял резисторы. Перепутать их невозможно, они оба на 10кОм:
После этого установил на плату соблюдая полярность электролитический конденсатор, резисторную сборку (также обращая внимание на первый вывод) и элементы тактового генератора - 2 конденсатора и кварцевый резонатор
Следующим шагом припаиваю кнопки и конденсатор фильтра питания:
После этого очередь за звуковым пьезоэлементом и транзистором. В транзисторе главное установить правильной стороной и не перепутать выводы:
В последнюю очередь припаиваю индикатор и разъем питания:
Подключаю к источнику напряжением 5В. Все работает!!!
3. Установка текущего времени, будильников и ежечасового сигнала.
После включения питания дисплей находится в режиме («ЧАСЫ: МИНУТЫ») и отображает время по умолчанию 12:59. Ежечасный звуковой сигнал включен. Оба будильника включены. Первый установлен на время срабатывания 13:01, а второй – 13:02.
При каждом кратковременном нажатии на кнопку S2 дисплей будет переключаться между режимами («ЧАСЫ: МИНУТЫ») и («МИНУТЫ: СЕКУНДЫ»).
При длительном нажатии кнопки S1 происходит вход в меню настроек, состоящее из 9 подменю, обозначенных буквами A, B, C, D, E, F, G, H, I. Подменю переключаются кнопкой S1, значения изменяются кнопкой S2. После подменю I следует выход из меню настроек.
А: Установка показаний часов текущего времени
При нажатии кнопки S2 значение часов изменяется от 0 до 23. После установки часов необходимо нажать S1 для перехода в подменю B.
B: Установка показаний минут текущего времени
C: Включение ежечасного звукового сигнала
По умолчанию включено (ON) – каждый час с 8:00 до 20:00 подается звуковой сигнал. При нажатии кнопки S2 значение изменяется между ON (Вкл.) и OFF (Выкл.). После установки значения необходимо нажать S1 для перехода в подменю D.
D: Включение\выключение первого будильника
По умолчанию будильник включен (ON). При нажатии кнопки S2 значение изменяется между ON (Вкл.) и OFF (Выкл.). После установки значения необходимо нажать S1 для перехода в следующее подменю. Если будильник выключен, то подменю E и F пропускаются.
E: Установка показаний часов первого будильника
При нажатии кнопки S2 значение часов изменяется от 0 до 23. После установки часов необходимо нажать S1 для перехода в подменю F.
F: Установка показаний минут первого будильника
При нажатии кнопки S2 значение минут изменяется от 0 до 59. После установки минут необходимо нажать S1 для перехода в подменю С.
G: Включение\выключение второго будильника
По умолчанию будильник включен (ON). При нажатии кнопки S2 значение изменяется между ON (Вкл.) и OFF (Выкл.). После установки значения необходимо нажать S1 для перехода в следующее подменю. Если будильник выключен, то подменю H и I пропускаются и происходит выход из меню настроек.
H: Установка показаний часов второго будильника
При нажатии кнопки S2 значение часов изменяется от 0 до 23. После установки часов необходимо нажать S1 для перехода в подменю I.
I: Установка показаний минут второго будильника
При нажатии кнопки S2 значение минут изменяется от 0 до 59. После установки минут необходимо нажать S1 для выхода из меню настроек.
Коррекция секунд
В режиме («МИНУТЫ: СЕКУНДЫ») необходимо удержать кнопку S2 для обнуления секунд. Далее коротким нажатием на кнопку S2 запустить отсчет секунд.
4. Общие впечатления от часов.
Плюсы:
+ Низкая цена
+ Легкая сборка, минимум деталей
+ Удовольствие от самостоятельной сборки
+ Достаточно низкая погрешность (у меня за сутки отстали на несколько секунд)
Минусы:
- После отключения питания не держит время
- Отсутствие какой либо документации, кроме схемы (данная статья частично решила этот минус)
- Прошивка в микроконтроллере защищена от считывания
5. Дополнительно:
1) На безграничных просторах интернета нашел инструкцию к этим часам на английском языке и перевел ее на русский. Скачать ее можно
Предлагаю вашему вниманию электронные часы на микроконтроллере
. Схема часов очень проста, содержит минимум деталей, доступна для повторения начинающим радиолюбителям.
Конструкция собрана на микроконтроллере и часов реального времени DS1307
. В качестве индикатора текущего времени использован четырехразрядный семисегментный светодиодный индикатор (ультраяркий, голубого цвета свечения, что неплохо смотрится в темное время, и, заодно, часы играют роль ночника). Управление часами происходит двумя кнопками. Благодаря использованию микросхемы часов реального времени DS1307, алгоритм программы получился довольно простым. Общение микроконтроллера с часами реального времени происходит по шине I2C, и организованно программным путем.
Схема часов:
К сожалению, в схеме есть ошибка:
— выводы МК к базам транзисторов нужно подключать:
РВ0 к Т4, РВ1 к Т3, РВ2 к Т2, РВ3 к Т1
или поменять подключение коллекторов транзисторов к разрядам индикатора:
Т1 к DP1 ….. Т4 к DP4
Детали, используемые в схеме часов:
♦ микроконтроллер ATTiny26:
♦ часы реального времени DS1307:
♦ 4-разрядный семисегментный светодиодный индикатор – FYQ-5641UB -21 с общим катодом (ультраяркий, голубого цвета свечения):
♦ кварц 32,768 кГц, с входной емкостью 12,5 пф (можно взять с материнской платы компьютера), от этого кварца зависит точность хода часов:
♦ все транзисторы — NPN-структуры, можно применить любые (КТ3102, КТ315 и их зарубежные аналоги), я применил ВС547С
♦ микросхемный стабилизатор напряжения типа 7805
♦ все резисторы мощностью 0,125 ватт
♦ полярные конденсаторы на рабочее напряжение не ниже напряжения питания
♦ резервное питание DS1307 – 3 вольтовый литиевый элемент CR2032
Для питания часов можно использовать любое ненужное зарядное устройство сотового телефона (в этом случае, если напряжение на выходе зарядного устройства в пределах 5 вольт ± 0,5 вольта, часть схемы — стабилизатор напряжения на микросхеме типа 7805, можно исключить)
Ток потребления устройством составляет — 30 мА.
Батарейку резервного питания часов DS1307 можно и не ставить, но тогда, при пропадании напряжения в сети, текущее время придется устанавливать заново.
Печатная плата устройства не приводится, конструкция была собрана в корпусе от неисправных механических часов. Светодиод (с частотой мигания 1 Гц, от вывода SQW DS1307) служит для разделения часов и минут на индикаторе.
Установки микроконтроллера заводские: тактовая частота — 1МГц, FUSE-биты трогать не надо.
Алгоритм работы часов
(в Algorithm Builder):
1. Установка указателя стека
2. Настройка таймера Т0:
— частота СК/8
— прерывания по переполнению (при такой предустановленной частоте вызов прерывания происходит каждые 2 миллисекунды)
3. Инициализация портов (выводы РА0-6 и РВ0-3 настраиваются на выход, РА7 и РВ6 на вход)
4. Инициализация шины I2C (выводы РВ4 и РВ5)
5. Проверка 7-го бита (СН) нулевого регистра DS1307
6. Глобальное разрешение прерывания
7. Вход в цикл с проверкой нажатия кнопки
При первом включении, или повторном включении при отсутствии резервного питания DS307, происходит переход в первоначальную установку текущего времени. При этом: кнопка S1 – для установки времени, кнопка S2 – переход к следующему разряду. Установленное время – часы и минуты записываются в DS1307 (секунды устанавливаются в ноль), а также вывод SQW/OUT (7-й вывод) настраивается на генерацию прямоугольных импульсов с частотой 1 Гц.
При нажатии кнопки S2 (S4 — в программе) происходит глобальный запрет прерываний, программа переходит в подпрограмму коррекции времени. При этом, кнопками S1 и S2 устанавливаются десятки и единицы минут, затем, с 0 секунд, нажатием кнопки S2 происходит запись уточненного времени в DS1307, разрешение глобального прерывания и возвращение в основную программу.
Часы показали хорошую точность хода, уход времени за месяц — 3 секунды.
Для улучшения точности хода, кварц рекомендуется подключать к DS1307, как указано в даташите:
Программа написана в среде «Algorithm Builder».
Вы можете, на примере программы часов, ознакомиться с алгоритмом общения микроконтроллера с другими устройствами по шине I2C (в алгоритме подробно прокомментирована каждая строчка).
Фотография собранного устройства и печатная плата в формате.lay от читателя сайта Анатолия Пильгук, за что ему огромное спасибо!
В устройстве применены: Транзисторы — СМД ВС847 и ЧИП резисторы
Приложения к статье:
(42,9 KiB, 3 227 hits)
(6,3 KiB, 4 180 hits)
(3,1 KiB, 2 657 hits)
(312,1 KiB, 5 929 hits)
Второй вариант программы часов в АБ (для тех у кого нескачивается верхний)
(11,4 KiB, 1 942 hits)
Существует множество способов собрать электронные часы своими руками: схемы широко представлены в литературе и сети Интернет. Большинство современных реализаций построено на основе микроконтроллеров. Выполнение таких проектов зачастую требует обширных практических навыков и теоретических знаний в области электроники: умения пользоваться специализированным программным обеспечением, создавать в домашних условиях печатные платы методом травления в хлорном железе, хорошо паять. Также необходимо иметь множество инструментов и расходных материалов.
Однако существует простой и доступный способ собрать электронные часы своими руками в домашних условиях: использовать платформу Arduino. Она представляет собой программно-аппаратный комплекс, специально предназначенный для обучения основам программирования и электроники. C помощью Arduino любой человек, даже без специальной предварительной подготовки, сможет построить электронные часы своими руками: схемы принципиальные, инженерные программы и даже паяльник не понадобятся!
Соединение всех электронных компонентов проводится на специальной контактной («беспаячной») макетной плате, что исключает риск получения ожогов, порезов и других травм - поэтому заниматься с конструктором Arduino можно и вместе с детьми. А наглядный способ представления принципиальной схемы поможет не ошибиться при сборке устройства.
Шаг 1. Список компонентов
Чтобы собрать простые часы на светодиодных матрицах вам потребуется всего несколько дешёвых компонентов:
- платформа Arduino. Подойдут самые простые модели - или Micro;
- контактная макетная плата;
- соединительные провода для макетной платы;
- модуль часов реального времени Adafruit DS3231;
- светодиодный матричный модуль 32x8 MAX7219;
- две кнопки.
Также понадобится персональный компьютер и USB-mini-USB кабель для загрузки программы управления в память . Вот и всё - паяльник, щипцы для снятия изоляции, монтажные ножи и прочие профессиональные инструменты не нужны: все операции выполняются руками. Разве что в некоторых случаях удобнее использовать пинцет, но можно обойтись и без него.
Шаг 2. Сборка электронной схемы
Схема электронных часов с индикацией на светодиодах с применением Arduino даже для неопытных радиолюбителей покажется довольно простой. Для сборки требуется всего несколько проводников. Таблица подключений:
Модуль Arduino → светодиодная матрица 32x8 MAX7219
Модуль Arduino → часы реального времени Adafruit DS3231
Модуль Arduino → кнопки
D2 - кнопка 1
D3 - кнопка 2
Второй вывод кнопок соединяется с землёй GND.
Следует лишь обратить внимание и запомнить, каким образом замкнуты между собой контактные отверстия на макетной плате. Следующая схема иллюстрирует способ внутреннего соединения контактных отверстий:
Два ряда (1 и 4) с обеих сторон замкнуты горизонтально - обычно они используются как линия питания +5V и земля GND. Все внутренние контакты (2 и 3) замкнуты вертикально. При этом монтажная плата как вертикально, так и горизонтально разделена на две независимые друг от друга симметричные части. Это позволяет, например, собрать два разных устройства на одной плате.
Схема электронных часов с индикацией на светодиодах, а также расположение элементов на монтажной плате представлена на иллюстрации:
Тщательно проверьте соответствие всех соединений указанной схеме. Также убедитесь в том, что проводники хорошо закреплены в контактных отверстиях монтажной платы.
Шаг 3. Прошивка Arduino
После того как сборка и проверка схемы завершена, можно приступать к загрузке управляющей программы (или «прошивки») в память Arduino.
Для этого нужно установить бесплатную официальную среду разработки - . Также вам потребуется исходный код проекта, который вы можете скачать ниже в архиве со всеми библиотеками и скетчем, а если вам нужен просто скетч - его можно скопировать отдельно:
//include libraries:
#include "LedControl.h"
#include
// Font library
#include // DS1307 clock
#include "RTClib.h" // DS1307 clock
#include // Button library by Alexander Brevig
// Setup LED Matrix
// pin 12 is connected to the DataIn on the display
// pin 11 is connected to the CLK on the display
// pin 10 is connected to LOAD on the display
LedControl lc = LedControl(6, 5, 4, 4); //sets the 3 pins as 12, 11 & 10 and then sets 4 displays (max is 8 displays)
//global variables
byte intensity = 7; // Default intensity/brightness (0-15)
byte clock_mode = 0; // Default clock mode. Default = 0 (basic_mode)
bool random_mode = 0; // Define random mode - changes the display type every few hours. Default = 0 (off)
byte old_mode = clock_mode; // Stores the previous clock mode, so if we go to date or whatever, we know what mode to go back to after.
bool ampm = 0; // Define 12 or 24 hour time. 0 = 24 hour. 1 = 12 hour
byte change_mode_time = 0; // Holds hour when clock mode will next change if in random mode.
unsigned long delaytime = 500; // We always wait a bit between updates of the display
int rtc; // Holds real time clock output
char days = {
"Sun", "Mon", "Tue", "Wed", "Thu", "Fri", "Sat"
}; //day array - used in slide, basic_mode and jumble modes (The DS1307 outputs 1-7 values for day of week)
char daysfull = {
"Sunday", "Monday", "Tuesday", "Wed", "Thursday", "Friday", "Saturday"
};
char suffix = {
"st", "nd", "rd", "th"
}; //date suffix array, used in slide, basic_mode and jumble modes. e,g, 1st 2nd ...
//define constants
#define NUM_DISPLAY_MODES 3 // Number display modes (conting zero as the first mode)
#define NUM_SETTINGS_MODES 4 // Number settings modes = 6 (conting zero as the first mode)
#define SLIDE_DELAY 20 // The time in milliseconds for the slide effect per character in slide mode. Make this higher for a slower effect
#define cls clear_display // Clear display
RTC_DS1307 ds1307; // Create RTC object
Button buttonA = Button(2, BUTTON_PULLUP); // Setup button A (using button library)
Button buttonB = Button(3, BUTTON_PULLUP); // Setup button B (using button library)
void setup() {
digitalWrite(2, HIGH); // turn on pullup resistor for button on pin 2
digitalWrite(3, HIGH); // turn on pullup resistor for button on pin 3
digitalWrite(4, HIGH); // turn on pullup resistor for button on pin 4
Serial.begin(9600); //start serial
//initialize the 4 matrix panels
//we have already set the number of devices when we created the LedControl
int devices = lc.getDeviceCount();
//we have to init all devices in a loop
for (int address = 0; address < devices; address++) {
/*The MAX72XX is in power-saving mode on startup*/
lc.shutdown(3-address, false);
/* Set the brightness to a medium values */
lc.setIntensity(3-address, intensity);
/* and clear the display */
lc.clearDisplay(3-address);
}
//Setup DS1307 RTC
#ifdef AVR
Wire.begin();
#else
Wire1.begin(); // Shield I2C pins connect to alt I2C bus on Arduino
#endif
ds1307.begin(); //start RTC Clock
if (! ds1307.isrunning()) {
Serial.println("RTC is NOT running!");
ds1307.adjust(DateTime(__DATE__, __TIME__)); // sets the RTC to the date & time this sketch was compiled
}
//Show software version & hello message
printver();
//enable red led
digitalWrite(13, HIGH);
}
void loop() {
//run the clock with whatever mode is set by clock_mode - the default is set at top of code.
switch (clock_mode){
case 0:
basic_mode();
break;
case 1:
small_mode();
break;
case 2:
slide();
break;
case 3:
word_clock();
break;
case 4:
setup_menu();
break;
}
}
//plot a point on the display
void plot (byte x, byte y, byte val) {
//select which matrix depending on the x coord
byte address;
if (x >= 0 && x <= 7) {
address = 3;
}
if (x >= 8 && x <= 15) {
address = 2;
x = x - 8;
}
if (x >= 16 && x <= 23) {
address = 1;
x = x - 16;
}
if (x >= 24 && x <= 31) {
address = 0;
x = x - 24;
}
if (val == 1) {
lc.setLed(address, y, x, true);
} else {
lc.setLed(address, y, x, false);
}
}
//clear screen
void clear_display() {
for (byte address = 0; address < 4; address++) {
lc.clearDisplay(address);
}
}
//fade screen down
void fade_down() {
//fade from global intensity to 1
for (byte i = intensity; i > 0; i--) {
for (byte address = 0; address < 4; address++) {
lc.setIntensity(address, i);
}
delay(30); //change this to change fade down speed
}
clear_display(); //clear display completely (off)
//reset intentsity to global val
for (byte address = 0; address < 4; address++) {
lc.setIntensity(address, intensity);
}
}
//power up led test & display software version number
void printver() {
byte i = 0;
char ver_a = "MADE";
char ver_b = "IN";
char ver_c = "RUSSIA";
//test all leds.
for (byte x = 0; x <= 32; x++) {
for (byte y = 0; y <= 7; y++) {
plot(x, y, 1);
}
}
delay(300);
fade_down();
while (ver_a[i]) {
puttinychar((i * 4), 1, ver_a[i]);
delay(35);
i++;
}
delay(500);
fade_down();
i = 0;
while (ver_b[i]) {
puttinychar((i * 4), 1, ver_b[i]);
delay(35);
i++;
}
delay(500);
fade_down();
i = 0;
while (ver_c[i]) {
puttinychar((i * 4), 1, ver_c[i]);
delay(35);
i++;
}
delay(500);
fade_down();
}
// puttinychar
// Copy a 3x5 character glyph from the myfont data structure to display memory, with its upper left at the given coordinate
// This is unoptimized and simply uses plot() to draw each dot.
void puttinychar(byte x, byte y, char c)
{
byte dots;
if (c >= "A" && c <= "Z" || (c >= "a" && c <= "z")) {
c &= 0x1F; // A-Z maps to 1-26
}
else if (c >= "0" && c <= "9") {
c = (c - "0") + 32;
}
else if (c == " ") {
c = 0; // space
}
else if (c == ".") {
c = 27; // full stop
}
else if (c == ":") {
c = 28; // colon
}
else if (c == "\"") {
c = 29; // single quote mark
}
else if (c == "!") {
c = 30; // single quote mark
}
else if (c == "?") {
c = 31; // single quote mark
}
for (byte col = 0; col < 3; col++) {
dots = pgm_read_byte_near(&mytinyfont[c]);
for (char row = 0; row < 5; row++) {
if (dots & (16 >> row))
plot(x + col, y + row, 1);
else
plot(x + col, y + row, 0);
}
}
}
void putnormalchar(byte x, byte y, char c)
{
byte dots;
// if (c >= "A" && c <= "Z" || (c >= "a" && c <= "z")) {
// c &= 0x1F; // A-Z maps to 1-26
// }
if (c >= "A" && c <= "Z") {
c &= 0x1F; // A-Z maps to 1-26
}
else if (c >= "a" && c <= "z") {
c = (c - "a") + 41; // A-Z maps to 41-67
}
else if (c >= "0" && c <= "9") {
c = (c - "0") + 31;
}
else if (c == " ") {
c = 0; // space
}
else if (c == ".") {
c = 27; // full stop
}
else if (c == "\"") {
c = 28; // single quote mark
}
else if (c == ":") {
c = 29; // clock_mode selector arrow
}
else if (c == ">") {
c = 30; // clock_mode selector arrow
}
else if (c >= -80 && c <= -67) {
c *= -1;
}
for (char col = 0; col < 5; col++) {
dots = pgm_read_byte_near(&myfont[c]);
for (char row = 0; row < 7; row++) {
//check coords are on screen before trying to plot
//if ((x >= 0) && (x <= 31) && (y >= 0) && (y <= 7)){
if (dots & (64 >> row)) { // only 7 rows.
plot(x + col, y + row, 1);
} else {
plot(x + col, y + row, 0);
}
//}
}
}
}
//small_mode
//show the time in small 3x5 characters with seconds display
void small_mode() {
char textchar; // the 16 characters on the display
byte mins = 100; //mins
byte secs = rtc; //seconds
byte old_secs = secs; //holds old seconds value - from last time seconds were updated o display - used to check if seconds have changed
cls();
//run clock main loop as long as run_mode returns true
while (run_mode()) {
get_time();
//check for button press
if (buttonA.uniquePress()) {
switch_mode();
return;
}
if (buttonB.uniquePress()) {
display_date();
return;
}
//if secs changed then update them on the display
secs = rtc;
if (secs != old_secs) {
//secs
char buffer;
itoa(secs, buffer, 10);
//fix - as otherwise if num has leading zero, e.g. "03" secs, itoa coverts this to chars with space "3 ".
if (secs < 10) {
buffer = buffer;
buffer = "0";
}
puttinychar(20, 1, ":"); //seconds colon
puttinychar(24, 1, buffer); //seconds
puttinychar(28, 1, buffer); //seconds
old_secs = secs;
}
//if minute changes change time
if (mins != rtc) {
//reset these for comparison next time
mins = rtc;
byte hours = rtc;
if (hours > < 1) {
hours = hours + ampm * 12;
}
//byte dow = rtc; // the DS1307 outputs 0 - 6 where 0 = Sunday0 - 6 where 0 = Sunday.
//byte date = rtc;
//set characters
char buffer;
itoa(hours, buffer, 10);
//fix - as otherwise if num has leading zero, e.g. "03" hours, itoa coverts this to chars with space "3 ".
if (hours < 10) {
buffer = buffer;
//if we are in 12 hour mode blank the leading zero.
if (ampm) {
buffer = " ";
}
else {
buffer = "0";
}
}
//set hours chars
textchar = buffer;
textchar = buffer;
textchar = ":";
itoa (mins, buffer, 10);
if (mins < 10) {
buffer = buffer;
buffer = "0";
}
//set mins characters
textchar = buffer;
textchar = buffer;
//do seconds
textchar = ":";
buffer;
secs = rtc;
itoa(secs, buffer, 10);
//fix - as otherwise if num has leading zero, e.g. "03" secs, itoa coverts this to chars with space "3 ".
if (secs < 10) {
buffer = buffer;
buffer = "0";
}
//set seconds
textchar = buffer;
textchar = buffer;
byte x = 0;
byte y = 0;
//print each char
for (byte x = 0; x < 6 ; x++) {
puttinychar(x * 4, 1, textchar[x]);
}
}
delay(50);
}
fade_down();
}
// basic_mode()
// show the time in 5x7 characters
void basic_mode()
{
cls();
char buffer; //for int to char conversion to turn rtc values into chars we can print on screen
byte offset = 0; //used to offset the x postition of the digits and centre the display when we are in 12 hour mode and the clock shows only 3 digits. e.g. 3:21
byte x, y; //used to draw a clear box over the left hand "1" of the display when we roll from 12:59 -> 1:00am in 12 hour mode.
//do 12/24 hour conversion if ampm set to 1
byte hours = rtc;
if (hours > 12) {
hours = hours - ampm * 12;
}
if (hours < 1) {
hours = hours + ampm * 12;
}
//do offset conversion
if (ampm && hours < 10) {
offset = 2;
}
//set the next minute we show the date at
//set_next_date();
// initially set mins to value 100 - so it wll never equal rtc on the first loop of the clock, meaning we draw the clock display when we enter the function
byte secs = 100;
byte mins = 100;
int count = 0;
//run clock main loop as long as run_mode returns true
while (run_mode()) {
//get the time from the clock chip
get_time();
//check for button press
if (buttonA.uniquePress()) {
switch_mode();
return;
}
if (buttonB.uniquePress()) {
display_date();
return;
}
//check whether it"s time to automatically display the date
//check_show_date();
//draw the flashing: as on if the secs have changed.
if (secs != rtc) {
//update secs with new value
secs = rtc;
//draw:
plot (15 - offset, 2, 1); //top point
plot (15 - offset, 5, 1); //bottom point
count = 400;
}
//if count has run out, turn off the:
if (count == 0) {
plot (15 - offset, 2, 0); //top point
plot (15 - offset, 5, 0); //bottom point
}
else {
count--;
}
//re draw the display if button pressed or if mins != rtc i.e. if the time has changed from what we had stored in mins, (also trigggered on first entering function when mins is 100)
if (mins != rtc) {
//update mins and hours with the new values
mins = rtc;
hours = rtc;
//adjust hours of ampm set to 12 hour mode
if (hours > 12) {
hours = hours - ampm * 12;
}
if (hours < 1) {
hours = hours + ampm * 12;
}
itoa(hours, buffer, 10);
//if hours < 10 the num e.g. "3" hours, itoa coverts this to chars with space "3 " which we dont want
if (hours < 10) {
buffer = buffer;
buffer = "0";
}
//print hours
//if we in 12 hour mode and hours < 10, then don"t print the leading zero, and set the offset so we centre the display with 3 digits.
if (ampm && hours < 10) {
offset = 2;
//if the time is 1:00am clear the entire display as the offset changes at this time and we need to blank out the old 12:59
if ((hours == 1 && mins == 0)) {
cls();
}
}
else {
//else no offset and print hours tens digit
offset = 0;
//if the time is 10:00am clear the entire display as the offset changes at this time and we need to blank out the old 9:59
if (hours == 10 && mins == 0) {
cls();
}
putnormalchar(1, 0, buffer);
}
//print hours ones digit
putnormalchar(7 - offset, 0, buffer);
//print mins
//add leading zero if mins < 10
itoa (mins, buffer, 10);
if (mins < 10) {
buffer = buffer;
buffer = "0";
}
//print mins tens and ones digits
putnormalchar(19 - offset, 0, buffer);
putnormalchar(25 - offset, 0, buffer);
}
}
fade_down();
}
//like basic_mode but with slide effect
void slide() {
byte digits_old = {99, 99, 99, 99}; //old values we store time in. Set to somthing that will never match the time initially so all digits get drawn wnen the mode starts
byte digits_new; //new digits time will slide to reveal
byte digits_x_pos = {25, 19, 7, 1}; //x pos for which to draw each digit at
char old_char; //used when we use itoa to transpose the current digit (type byte) into a char to pass to the animation function
char new_char; //used when we use itoa to transpose the new digit (type byte) into a char to pass to the animation function
//old_chars - stores the 5 day and date suffix chars on the display. e.g. "mon" and "st". We feed these into the slide animation as the current char when these chars are updated.
//We sent them as A initially, which are used when the clocl enters the mode and no last chars are stored.
//char old_chars = "AAAAA";
//plot the clock colon on the display
cls();
putnormalchar(13, 0, ":");
byte old_secs = rtc; //store seconds in old_secs. We compare secs and old secs. WHen they are different we redraw the display
//run clock main loop as long as run_mode returns true
while (run_mode()) {
get_time();
//check for button press
if (buttonA.uniquePress()) {
switch_mode();
return;
}
if (buttonB.uniquePress()) {
display_date();
return;
}
//if secs have changed then update the display
if (rtc != old_secs) {
old_secs = rtc;
//do 12/24 hour conversion if ampm set to 1
byte hours = rtc;
if (hours > 12) {
hours = hours - ampm * 12;
}
if (hours < 1) {
hours = hours + ampm * 12;
}
//split all date and time into individual digits - stick in digits_new array
//rtc = secs //array pos and digit stored
//digits_new = (rtc%10); //0 - secs ones
//digits_new = ((rtc/10)%10); //1 - secs tens
//rtc = mins
digits_new = (rtc % 10); //2 - mins ones
digits_new = ((rtc / 10) % 10); //3 - mins tens
//rtc = hours
digits_new = (hours % 10); //4 - hour ones
digits_new = ((hours / 10) % 10); //5 - hour tens
//rtc = date
//digits_new = (rtc%10); //6 - date ones
//digits_new = ((rtc/10)%10); //7 - date tens
//draw initial screen of all chars. After this we just draw the changes.
//compare digits 0 to 3 (mins and hours)
for (byte i = 0; i <= 3; i++) {
//see if digit has changed...
if (digits_old[i] != digits_new[i]) {
//run 9 step animation sequence for each in turn
for (byte seq = 0; seq <= 8 ; seq++) {
//convert digit to string
itoa(digits_old[i], old_char, 10);
itoa(digits_new[i], new_char, 10);
//if set to 12 hour mode and we"re on digit 2 (hours tens mode) then check to see if this is a zero. If it is, blank it instead so we get 2.00pm not 02.00pm
if (ampm && i == 3) {
if (digits_new == 0) {
new_char = " ";
}
if (digits_old == 0) {
old_char = " ";
}
}
//draw the animation frame for each digit
slideanim(digits_x_pos[i], 0, seq, old_char, new_char);
delay(SLIDE_DELAY);
}
}
}
/*
//compare date digit 6 (ones) and (7) tens - if either of these change we need to update the date line. We compare date tens as say from Jan 31 -> Feb 01 then ones digit doesn"t change
if ((digits_old != digits_new) || (digits_old != digits_new)) {
//change the day shown. Loop below goes through each of the 3 chars in turn e.g. "MON"
for (byte day_char = 0; day_char <=2 ; day_char++){
//run the anim sequence for each char
for (byte seq = 0; seq <=8 ; seq++){
//the day (0 - 6) Read this number into the days char array. the seconds number in the array 0-2 gets the 3 chars of the day name, e.g. m o n
slideanim(6*day_char,8,seq,old_chars,days); //6 x day_char gives us the x pos for the char
delay(SLIDE_DELAY);
}
//save the old day chars into the old_chars array at array pos 0-2. We use this next time we change the day and feed it to the animation as the current char. The updated char is fed in as the new char.
old_chars = days;
}
//change the date tens digit (if needed) and ones digit. (the date ones digit wil alwaus change, but putting this in the "if" loop makes it a bit neater code wise.)
for (byte i = 7; i >= 6; i--){
if (digits_old[i] != digits_new[i]) {
for (byte seq = 0; seq <=8 ; seq++){
itoa(digits_old[i],old_char,10);
itoa(digits_new[i],new_char,10);
slideanim(digits_x_pos[i],8,seq,old_char,new_char);
delay(SLIDE_DELAY);
}
}
}
//print the day suffix "nd" "rd" "th" etc. First work out date 2 letter suffix - eg st, nd, rd, th
byte s = 3; //the pos to read our suffix array from.
byte date = rtc;
if(date == 1 || date == 21 || date == 31) {
s = 0;
}
else if (date == 2 || date == 22) {
s = 1;
}
else if (date == 3 || date == 23) {
s = 2;
}
for (byte suffix_char = 0; suffix_char <=1 ; suffix_char++){
for (byte seq = 0; seq <=8 ; seq++){
slideanim((suffix_char*6)+36,8,seq,old_chars,suffix[s]); // we pass in the old_char array char as the current char and the suffix array as the new char
delay(SLIDE_DELAY);
}
//save the suffic char in the old chars array at array pos 3 and 5. We use these chars next time we change the suffix and feed it to the animation as the current char. The updated char is fed in as the new char.
old_chars = suffix[s];
}
}//end do date line
*/
//save digita array tol old for comparison next loop
for (byte i = 0; i <= 3; i++) {
digits_old[i] = digits_new[i];
}
}//secs/oldsecs
}//while loop
fade_down();
}
//called by slide
//this draws the animation of one char sliding on and the other sliding off. There are 8 steps in the animation, we call the function to draw one of the steps from 0-7
//inputs are are char x and y, animation frame sequence (0-7) and the current and new chars being drawn.
void slideanim(byte x, byte y, byte sequence, char current_c, char new_c) {
// To slide one char off and another on we need 9 steps or frames in sequence...
// seq# 0123456 <-rows of the display
// | |||||||
// seq0 0123456 START - all rows of the display 0-6 show the current characters rows 0-6
// seq1 012345 current char moves down one row on the display. We only see it"s rows 0-5. There are at display positions 1-6 There is a blank row inserted at the top
// seq2 6 01234 current char moves down 2 rows. we now only see rows 0-4 at display rows 2-6 on the display. Row 1 of the display is blank. Row 0 shows row 6 of the new char
// seq3 56 0123
// seq4 456 012 half old / half new char
// seq5 3456 01
// seq6 23456 0
// seq7 123456
// seq8 0123456 END - all rows show the new char
//from above we can see...
//currentchar runs 0-6 then 0-5 then 0-4 all the way to 0. starting Y position increases by 1 row each time.
//new char runs 6 then 5-6 then 4-6 then 3-6. starting Y position increases by 1 row each time.
//if sequence number is below 7, we need to draw the current char
if (sequence < 7) {
byte dots;
// if (current_c >= "A" && || (current_c >= "a" && current_c <= "z")) {
// current_c &= 0x1F; // A-Z maps to 1-26
// }
if (current_c >= "A" && current_c <= "Z") {
current_c &= 0x1F; // A-Z maps to 1-26
}
else if (current_c >= "a" && current_c <= "z") {
current_c = (current_c - "a") + 41; // A-Z maps to 41-67
}
else if (current_c >= "0" && current_c <= "9") {
current_c = (current_c - "0") + 31;
}
else if (current_c == " ") {
current_c = 0; // space
}
else if (current_c == ".") {
current_c = 27; // full stop
}
else if (current_c == "\"") {
current_c = 28; // single quote mark
}
else if (current_c == ":") {
current_c = 29; //colon
}
else if (current_c == ">") {
current_c = 30; // clock_mode selector arrow
}
byte curr_char_row_max = 7 - sequence; //the maximum number of rows to draw is 6 - sequence number
byte start_y = sequence; //y position to start at - is same as sequence number. We inc this each loop
//plot each row up to row maximum (calculated from sequence number)
for (byte curr_char_row = 0; curr_char_row <= curr_char_row_max; curr_char_row++) {
for (byte col = 0; col < 5; col++) {
dots = pgm_read_byte_near(&myfont);
if (dots & (64 >> curr_char_row))
plot(x + col, y + start_y, 1); //plot led on
else
plot(x + col, y + start_y, 0); //else plot led off
}
start_y++;//add one to y so we draw next row one down
}
}
//draw a blank line between the characters if sequence is between 1 and 7. If we don"t do this we get the remnants of the current chars last position left on the display
if (sequence >= 1 && sequence <= 8) {
for (byte col = 0; col < 5; col++) {
plot(x + col, y + (sequence - 1), 0); //the y position to draw the line is equivalent to the sequence number - 1
}
}
//if sequence is above 2, we also need to start drawing the new char
if (sequence >= 2) {
//work out char
byte dots;
//if (new_c >= "A" && new_c <= "Z" || (new_c >= "a" && new_c <= "z")) {
// new_c &= 0x1F; // A-Z maps to 1-26
//}
if (new_c >= "A" && new_c <= "Z") {
new_c &= 0x1F; // A-Z maps to 1-26
}
else if (new_c >= "a" && new_c <= "z") {
new_c = (new_c - "a") + 41; // A-Z maps to 41-67
}
else if (new_c >= "0" && new_c <= "9") {
new_c = (new_c - "0") + 31;
}
else if (new_c == " ") {
new_c = 0; // space
}
else if (new_c == ".") {
new_c = 27; // full stop
}
else if (new_c == "\"") {
new_c = 28; // single quote mark
}
else if (new_c == ":") {
new_c = 29; // clock_mode selector arrow
}
else if (new_c == ">") {
new_c = 30; // clock_mode selector arrow
}
byte newcharrowmin = 6 - (sequence - 2); //minimumm row num to draw for new char - this generates an output of 6 to 0 when fed sequence numbers 2-8. This is the minimum row to draw for the new char
byte start_y = 0; //y position to start at - is same as sequence number. we inc it each row
//plot each row up from row minimum (calculated by sequence number) up to 6
for (byte newcharrow = newcharrowmin; newcharrow <= 6; newcharrow++) {
for (byte col = 0; col < 5; col++) {
dots = pgm_read_byte_near(&myfont);
if (dots & (64 >> newcharrow))
plot(x + col, y + start_y, 1); //plot led on
else
plot(x + col, y + start_y, 0); //else plot led off
}
start_y++;//add one to y so we draw next row one down
}
}
}
//print a clock using words rather than numbers
void word_clock() {
cls();
char numbers = {
"one", "two", "three", "four", "five", "six", "seven", "eight", "nine", "ten",
"eleven", "twelve", "thirteen", "fourteen", "fifteen", "sixteen", "seventeen", "eighteen", "nineteen"
};
char numberstens = {
"ten", "twenty", "thirty", "forty", "fifty"
};
//potentially 3 lines to display
char str_a;
char str_b;
char str_c;
//byte hours_y, mins_y; //hours and mins and positions for hours and mins lines
byte hours = rtc;
if (hours > 12) {
hours = hours - ampm * 12;
}
if (hours < 1) {
hours = hours + ampm * 12;
}
get_time(); //get the time from the clock chip
byte old_mins = 100; //store mins in old_mins. We compare mins and old mins & when they are different we redraw the display. Set this to 100 initially so display is drawn when mode starts.
byte mins;
//run clock main loop as long as run_mode returns true
while (run_mode()) {
//check for button press
if (buttonA.uniquePress()) {
switch_mode();
return;
}
if (buttonB.uniquePress()) {
display_date();
}
get_time(); //get the time from the clock chip
mins = rtc; //get mins
//if mins is different from old_mins - redraw display
if (mins != old_mins) {
//update old_mins with current mins value
old_mins = mins;
//reset these for comparison next time
mins = rtc;
hours = rtc;
//make hours into 12 hour format
if (hours > 12) {
hours = hours - 12;
}
if (hours == 0) {
hours = 12;
}
//split mins value up into two separate digits
int minsdigit = rtc % 10;
byte minsdigitten = (rtc / 10) % 10;
//if mins <= 10 , then top line has to read "minsdigti past" and bottom line reads hours
if (mins < 10) {
strcpy (str_a, numbers);
strcpy (str_b, "PAST");
strcpy (str_c, numbers);
}
//if mins = 10, cant use minsdigit as above, so soecial case to print 10 past /n hour.
if (mins == 10) {
strcpy (str_a, numbers);
strcpy (str_b, " PAST");
strcpy (str_c, numbers);
}
//if time is not on the hour - i.e. both mins digits are not zero,
//then make first line read "hours" and 2 & 3rd lines read "minstens" "mins" e.g. "three /n twenty /n one"
else if (minsdigitten != 0 && minsdigit != 0) {
strcpy (str_a, numbers);
//if mins is in the teens, use teens from the numbers array for the 2nd line, e.g. "fifteen"
//if (mins >= 11 && mins <= 19) {
if (mins <= 19) {
strcpy (str_b, numbers);
}
else {
strcpy (str_b, numberstens);
strcpy (str_c, numbers);
}
}
// if mins digit is zero, don"t print it. read read "hours" "minstens" e.g. "three /n twenty"
else if (minsdigitten != 0 && minsdigit == 0) {
strcpy (str_a, numbers);
strcpy (str_b, numberstens);
strcpy (str_c, "");
}
//if both mins are zero, i.e. it is on the hour, the top line reads "hours" and bottom line reads "o"clock"
else if (minsdigitten == 0 && minsdigit == 0) {
strcpy (str_a, numbers);
strcpy (str_b, "O"CLOCK");
strcpy (str_c, "");
}
}//end worknig out time
//run in a loop
//print line a "twelve"
byte len = 0;
while (str_a) {
len++;
}; //get length of message
byte offset_top = (31 - ((len - 1) * 4)) / 2; //
//plot hours line
byte i = 0;
while (str_a[i]) {
puttinychar((i * 4) + offset_top, 1, str_a[i]);
i++;
}
//hold display but check for button presses
int counter = 1000;
while (counter > 0){
//check for button press
if (buttonA.uniquePress()) {
switch_mode();
return;
}
if (buttonB.uniquePress()) {
display_date();
}
delay(1);
counter--;
}
fade_down();
//print line b
len = 0;
while (str_b) {
len++;
}; //get length of message
offset_top = (31 - ((len - 1) * 4)) / 2;
i = 0;
while (str_b[i]) {
puttinychar((i * 4) + offset_top, 1, str_b[i]);
i++;
}
//hold display but check for button presses
counter = 1000;
while (counter > 0){
if (buttonA.uniquePress()) {
switch_mode();
return;
}
if (buttonB.uniquePress()) {
display_date();
}
delay(1);
counter--;
}
fade_down();
//print line c if there.
len = 0;
while (str_c) {
len++;
}; //get length of message
offset_top = (31 - ((len - 1) * 4)) / 2;
i = 0;
while (str_c[i]) {
puttinychar((i * 4) + offset_top, 1, str_c[i]);
i++;
}
counter = 1000;
while (counter > 0){
//check for button press
if (buttonA.uniquePress()) {
switch_mode();
return;
}
if (buttonB.uniquePress()) {
display_date();
}
delay(1);
counter--;
}
fade_down();
//hold display blank but check for button presses before starting again.
counter = 1000;
while (counter > 0){
//check for button press
if (buttonA.uniquePress()) {
switch_mode();
return;
}
if (buttonB.uniquePress()) {
display_date();
}
delay(1);
counter--;
}
}
fade_down();
}
/// scroll message - not used at present - too slow.
void scroll() {
char message = {"Hello There "};
cls();
byte p = 6; //current pos in string
byte chara = {0, 1, 2, 3, 4, 5}; //chars from string
int x = {0, 6, 12, 18, 24, 30}; //xpos for each char
byte y = 0; //y pos
// clear_buffer();
while (message[p] != "\0") {
//draw all 6 chars
for (byte c = 0; c < 6; c++) {
putnormalchar(x[c],y,message[ chara[c] ]);
//draw a line of pixels turned off after each char,otherwise the gaps between the chars have pixels left in them from the previous char
for (byte yy = 0 ; yy < 8; yy ++) {
plot(x[c] + 5, yy, 0);
}
//take one off each chars position
x[c] = x[c] - 1;
}
//reset a char if it"s gone off screen
for (byte i = 0; i <= 5; i++) {
if (x[i] < -5) {
x[i] = 31;
chara[i] = p;
p++;
}
}
}
}
//display_date - print the day of week, date and month with a flashing cursor effect
void display_date()
{
cls();
//read the date from the DS1307
byte dow = rtc; // day of week 0 = Sunday
byte date = rtc;
byte month = rtc - 1;
//array of month names to print on the display. Some are shortened as we only have 8 characters across to play with
char monthnames = {
"January", "February", "March", "April", "May", "June", "July", "August", "Sept", "October", "November", "December"
};
//print the day name
//get length of text in pixels, that way we can centre it on the display by divindin the remaining pixels b2 and using that as an offset
byte len = 0;
while(daysfull) {
len++;
};
byte offset = (31 - ((len-1)*4)) / 2; //our offset to centre up the text
//print the name
int i = 0;
while(daysfull[i])
{
puttinychar((i*4) + offset , 1, daysfull[i]);
i++;
}
delay(1000);
fade_down();
cls();
// print date numerals
char buffer;
itoa(date,buffer,10);
offset = 10; //offset to centre text if 3 chars - e.g. 3rd
// first work out date 2 letter suffix - eg st, nd, rd, th etc
// char suffix={"st", "nd", "rd", "th" }; is defined at top of code
byte s = 3;
if(date == 1 || date == 21 || date == 31) {
s = 0;
}
else if (date == 2 || date == 22) {
s = 1;
}
else if (date == 3 || date == 23) {
s = 2;
}
//print the 1st date number
puttinychar(0+offset, 1, buffer);
//if date is under 10 - then we only have 1 digit so set positions of sufix etc one character nearer
byte suffixposx = 4;
//if date over 9 then print second number and set xpos of suffix to be 1 char further away
if (date > 9){
suffixposx = 8;
puttinychar(4+offset, 1, buffer);
offset = 8; //offset to centre text if 4 chars
}
//print the 2 suffix characters
puttinychar(suffixposx+offset, 1, suffix[s]);
puttinychar(suffixposx+4+offset, 1, suffix[s]);
delay(1000);
fade_down();
//print the month name
//get length of text in pixels, that way we can centre it on the display by divindin the remaining pixels b2 and using that as an offset
len = 0;
while(monthnames) {
len++;
};
offset = (31 - ((len-1)*4)) / 2; //our offset to centre up the text
i = 0;
while(monthnames[i])
{
puttinychar((i*4) +offset, 1, monthnames[i]);
i++;
}
delay(1000);
fade_down();
}
//dislpay menu to change the clock mode
void switch_mode() {
//remember mode we are in. We use this value if we go into settings mode, so we can change back from settings mode (6) to whatever mode we were in.
old_mode = clock_mode;
char* modes = {
"Basic", "Small", "Slide", "Words", "Setup"
};
byte next_clock_mode;
byte firstrun = 1;
//loop waiting for button (timeout after 35 loops to return to mode X)
for (int count = 0; count < 35 ; count++) {
//if user hits button, change the clock_mode
if (buttonA.uniquePress() || firstrun == 1) {
count = 0;
cls();
if (firstrun == 0) {
clock_mode++;
}
if (clock_mode > NUM_DISPLAY_MODES + 1) {
clock_mode = 0;
}
//print arrown and current clock_mode name on line one and print next clock_mode name on line two
char str_top;
//strcpy (str_top, "-");
strcpy (str_top, modes);
next_clock_mode = clock_mode + 1;
if (next_clock_mode > NUM_DISPLAY_MODES + 1) {
next_clock_mode = 0;
}
byte i = 0;
while (str_top[i]) {
putnormalchar(i * 6, 0, str_top[i]);
i++;
}
firstrun = 0;
}
delay(50);
}
}
//run clock main loop as long as run_mode returns true
byte run_mode() {
//if random mode is on... check the hour when we change mode.
if (random_mode) {
//if hour value in change mode time = hours. then reurn false = i.e. exit mode.
if (change_mode_time == rtc) {
//set the next random clock mode and time to change it
set_next_random();
//exit the current mode.
return 0;
}
}
//else return 1 - keep running in this mode
return 1;
}
//set the next hour the clock will change mode when random mode is on
void set_next_random() {
//set the next hour the clock mode will change - current time plus 1 - 4 hours
get_time();
change_mode_time = rtc + random (1, 5);
//if change_mode_time now happens to be over 23, then set it to between 1 and 3am
if (change_mode_time > 23) {
change_mode_time = random (1, 4);
}
//set the new clock mode
clock_mode = random(0, NUM_DISPLAY_MODES + 1); //pick new random clock mode
}
//dislpay menu to change the clock settings
void setup_menu() {
char* set_modes = {
"Rndom", "24 Hr","Set", "Brght", "Exit"};
if (ampm == 0) {
set_modes = ("12 Hr");
}
byte setting_mode = 0;
byte next_setting_mode;
byte firstrun = 1;
//loop waiting for button (timeout after 35 loops to return to mode X)
for(int count=0; count < 35 ; count++) {
//if user hits button, change the clock_mode
if(buttonA.uniquePress() || firstrun == 1){
count = 0;
cls();
if (firstrun == 0) {
setting_mode++;
}
if (setting_mode > NUM_SETTINGS_MODES) {
setting_mode = 0;
}
//print arrown and current clock_mode name on line one and print next clock_mode name on line two
char str_top;
strcpy (str_top, set_modes);
next_setting_mode = setting_mode + 1;
if (next_setting_mode > NUM_SETTINGS_MODES) {
next_setting_mode = 0;
}
byte i = 0;
while(str_top[i]) {
putnormalchar(i*6, 0, str_top[i]);
i++;
}
firstrun = 0;
}
delay(50);
}
//pick the mode
switch(setting_mode){
case 0:
set_random();
break;
case 1:
set_ampm();
break;
case 2:
set_time();
break;
case 3:
set_intensity();
break;
case 4:
//exit menu
break;
}
//change the clock from mode 6 (settings) back to the one it was in before
clock_mode=old_mode;
}
//toggle random mode - pick a different clock mode every few hours
void set_random(){
cls();
char text_a = "Off";
char text_b = "On";
byte i = 0;
//if random mode is on, turn it off
if (random_mode){
//turn random mode off
random_mode = 0;
//print a message on the display
while(text_a[i]) {
putnormalchar((i*6), 0, text_a[i]);
i++;
}
} else {
//turn randome mode on.
random_mode = 1;
//set hour mode will change
set_next_random();
//print a message on the display
while(text_b[i]) {
putnormalchar((i*6), 0, text_b[i]);
i++;
}
}
delay(1500); //leave the message up for a second or so
}
//set 12 or 24 hour clock
void set_ampm() {
// AM/PM or 24 hour clock mode - flip the bit (makes 0 into 1, or 1 into 0 for ampm mode)
ampm = (ampm ^ 1);
cls();
}
//change screen intensityintensity
void set_intensity() {
cls();
byte i = 0;
char text = "Bright";
while(text[i]) {
puttinychar((i*4)+4, 0, text[i]);
i++;
}
//wait for button input
while (!buttonA.uniquePress()) {
levelbar (0,6,(intensity*2)+2,2); //display the intensity level as a bar
while (buttonB.isPressed()) {
if(intensity == 15) {
intensity = 0;
cls ();
}
else {
intensity++;
}
//print the new value
i = 0;
while(text[i]) {
puttinychar((i*4)+4, 0, text[i]);
i++;
}
//display the intensity level as a bar
levelbar (0,6,(intensity*2)+2,2);
//change the brightness setting on the displays
for (byte address = 0; address < 4; address++) {
lc.setIntensity(address, intensity);
}
delay(150);
}
}
}
// display a horizontal bar on the screen at offset xposr by ypos with height and width of xbar, ybar
void levelbar (byte xpos, byte ypos, byte xbar, byte ybar) {
for (byte x = 0; x < xbar; x++) {
for (byte y = 0; y <= ybar; y++) {
plot(x+xpos, y+ypos, 1);
}
}
}
//set time and date routine
void set_time() {
cls();
//fill settings with current clock values read from clock
get_time();
byte set_min = rtc;
byte set_hr = rtc;
byte set_date = rtc;
byte set_mnth = rtc;
int set_yr = rtc;
//Set function - we pass in: which "set" message to show at top, current value, reset value, and rollover limit.
set_date = set_value(2, set_date, 1, 31);
set_mnth = set_value(3, set_mnth, 1, 12);
set_yr = set_value(4, set_yr, 2013, 2099);
set_hr = set_value(1, set_hr, 0, 23);
set_min = set_value(0, set_min, 0, 59);
ds1307.adjust(DateTime(set_yr, set_mnth, set_date, set_hr, set_min));
cls();
}
//used to set min, hr, date, month, year values. pass
//message = which "set" message to print,
//current value = current value of property we are setting
//reset_value = what to reset value to if to rolls over. E.g. mins roll from 60 to 0, months from 12 to 1
//rollover limit = when value rolls over
int set_value(byte message, int current_value, int reset_value, int rollover_limit){
cls();
char messages = {
"Set Mins", "Set Hour", "Set Day", "Set Mnth", "Set Year"};
//Print "set xyz" top line
byte i = 0;
while(messages[i])
{
puttinychar(i*4 , 1, messages[i]);
i++;
}
delay(2000);
cls();
//print digits bottom line
char buffer = " ";
itoa(current_value,buffer,10);
puttinychar(0 , 1, buffer);
puttinychar(4 , 1, buffer);
puttinychar(8 , 1, buffer);
puttinychar(12, 1, buffer);
delay(300);
//wait for button input
while (!buttonA.uniquePress()) {
while (buttonB.isPressed()){
if(current_value < rollover_limit) {
current_value++;
}
else {
current_value = reset_value;
}
//print the new value
itoa(current_value, buffer ,10);
puttinychar(0 , 1, buffer);
puttinychar(4 , 1, buffer);
puttinychar(8 , 1, buffer);
puttinychar(12, 1, buffer);
delay(150);
}
}
return current_value;
}
void get_time()
{
//get time
DateTime now = ds1307.now();
//save time to array
rtc = now.year();
rtc = now.month();
rtc = now.day();
rtc = now.dayOfWeek(); //returns 0-6 where 0 = Sunday
rtc = now.hour();
rtc = now.minute();
rtc = now.second();
//flash arduino led on pin 13 every second
//if ((rtc % 2) == 0) {
// digitalWrite(13, HIGH);
//}
//else {
// digitalWrite(13, LOW);
//}
//print the time to the serial port - useful for debuging RTC issues
/*
Serial.print(rtc);
Serial.print(":");
Serial.print(rtc);
Serial.print(":");
Serial.println(rtc);
*/
}
Теперь для завершения работы над устройством потребуется выполнить лишь ряд простых операций:
Компиляция программного кода и дальнейшая загрузка в память микроконтроллера займёт некоторое время, обычно не более одной минуты. Об успешном завершении операции будет сообщено в консоли Arduino IDE. После чего остаётся лишь перезагрузить Arduino с помощью кнопки Reset на устройстве - простые часы на светодиодных матрицах готовы!
Готовые часы на Arduino
Настройка часов осуществляется с помощью двух кнопок. Устройство поддерживает 12- и 24-часовой формат вывода времени, показ даты и дня недели, отображение времени с секундами и без. Также имеется возможность менять яркость свечения светодиодов.
Вероятно, в дальнейшем вам захочется добавить больше функций (например, термометр), или же установить устройство в корпус собственного дизайна - хороших результатов можно добиться с помощью изготовления на станках с лазерной резкой. Но уже сейчас вы сможете смело сказать, что собрали полноценные электронные часы своими руками!
Еще в юности мне хотелось собрать электронные часы. Мне казалось, что собрать часы, это было вершиной мастерства. В итоге я собрал часы с календарем и будильником на серии К176. Сейчас они уже морально устарели и мне захотелось собрать что-нибудь более современное. После долгих поисков по интернету (никогда не думал, что мне так трудно угодить;)) понравилась эта схема. Отличие от приведенной схемы в том, что не используется редкая микросхема ТРIC6В595
, а ее составной и более мощный аналог на микросхемах 74HC595
и ULN2003
. Исправления в схеме приведены ниже.
Схема электронных LED часов бегущая строка
Автор схемы уважаемый ОLED
, прошивка тоже его. Часы индицируют текущее время, год, месяц и день недели а также температуру на улице и внутри дома бегущей строкой. Имеют 9 независимых будильников. Имеется возможность подстройки (коррекции) хода +- минуту в сутки, выбор скорости бега строки, смена яркости свечения светодиодов, в зависимости от времени суток.
При пропадании электричества, часы питаются либо от ионистора (емкости 1 Фарад хватает на 4 суток хода), либо от батарейки. Кому что по душе, плата рассчитана на установку того и другого. Имеют очень удобное и понятное меню управления (все управления производится всего двумя кнопками). В часах использованы следующие детали (все детали в СМД корпусах):
Микроконтролер АтМЕГА 16А
-
Сдвиговый регистр 74HC595
-
Микросхема ULN2803
(восемь ключей Дарлингтона)
-
Датчики температуры DS18B20
(устанавливаются по желанию)
-
25 резисторов на 75 Ом (типономинала 0805)
-
3 резистора 4.7кОм
-
2 резистора 1.5 кОм
-
1 резистор 3.6 кОм
-
6 СМД конденсаторов емкостью 0.1 мкф
-
1 конденсатор на 220 мкф
-
Часовой кварц на частоту 32768 герц.
-
Матрицы3 штуки марки 23088-АSR 60х60 мм - общий катод
-
Бузер любой на 5 вольт.
Плата печатная электронных LED часов бегущая строка
Для жителей Украины подскажу, матрицы есть в магазине Луганского радиомаркета. Преимущества часов перед другими аналогичными устройствами это минимум деталей и высокая повторяемость. Светодиодные часы начинают работать сразу после прошивки, если конечно отсутствуют косяки в монтаже. Прошивается микроконтроллер внутрисхемно, для этого на плате предусмотрены специальные выводы. Я прошивал программой Понипрог. Скрины фьюзов для программ понипрог
и AVR
приведены ниже, также выложены файлы прошивки на украинском и русском языке, кому что роднее.
Если Вам не нужны датчики температуры, то их можно не устанавливать. Часы автоматически распознают подключение датчиков, и если один или оба датчика отсутствуют, то устройство просто перестаёт отображать температуру (если отсутствует один датчик, то не отображается температура на улице, если оба - то не отображается температура вообще).
Самодельный корпус для LED часов
Для демонстрации работы часов приведено видео, оно не высокого качества, поскольку снималось фотоаппаратом, но уж какое есть.
Видеоролик работы часов
Собрано уже четыре экземпляра данных часов, дарю каждый на день рождения родственникам. И всем они очень понравились. Если вам тоже захотелось собрать эти часы и у вас возникли вопросы, милости прошу на наш форум. С уважением, Войтович Сергей (Сергей-7
8
).
Обсудить статью ЧАСЫ ЭЛЕКТРОННЫЕ СВЕТОДИОДНЫЕ
