Схема светодиодных двоичных часов с использованием Arduino

В этом проекте мы собираемся создать светодиодные двоичные часы с использованием Arduino. Здесь мы разработали печатную плату (PCB) для реализации этих часов. Для разработки макета печатной платы мы использовали онлайн-инструмент EasyEDA для проектирования печатных плат.

Необходимые компоненты:

1. Ардуино Нано
2. DS1307 RTC
3. 32,768 кГц кристалл
4. Батарейка 3в
5. Резистор 1к, 10к
6. Источник питания
7. Светодиоды

Принципиальная схема и пояснения:

Это очень простой, дешевый и интересный проект для обучающегося. В этой светодиодной двоичной тактовой схеме мы использовали Arduino Nano для управления всем проектом, например, считывание времени из RTC и отображение этого на светодиодах. Круглый элемент питания 3,0 В подключен к ИС RTC для резервного копирования. Узнайте больше об использовании DS1307 RTC с Arduino здесь.

Здесь подключено 20 светодиодов в виде матрицы. Итак, у нас есть 6 столбцов и 4 строки. 2 столбца используются для отображения часа, следующие два столбца - минут, а следующие столбцы - секунд. Мы использовали 6 транзисторов PNP для включения светодиодов в 6 столбцах. Пользователь может запитать всю схему только от 5В, здесь мы использовали порт USB для ноутбука. Остальные соединения показаны на принципиальной схеме.

Кроме того, просмотрите полный код Arduino и демонстрационное видео в конце этой статьи.

Как рассчитать и прочитать время в двоичных часах:

Поскольку мы знакомы с двоичными числами, это ноль и единица. Таким образом, используя их, мы можем показать время и преобразовать это двоичное время в десятичное. Используя число 8 4 2 1 (написанное на правой стороне печатной платы), мы можем преобразовать двоичное в десятичное.

Предположим, у нас есть двоичное число, например:

1 0 1 0, так что будет 10 в десятичной системе счисления. Когда мы конвертируем двоичное в десятичное, мы добавляем только единицы.

Здесь, со стороны MSB (старший бит), у нас есть 1, это означает 8, а затем 0 означает, что это 0 и не должно быть включено. Далее снова 1 означает 2, а последний - 0, поэтому последний также не будет включен.

Итак, наконец, у нас есть

8 + 0 + 2 + 0 = 10

В принципе, мы можем принять это так:

8x1 + 4x0 + 2x1 + 1x0 = 10

Теперь мы можем понять время по картинке:

Выше мы видим 6 столбцов и 4 строки. В них у нас есть 2 столбца: HH для часов, MM для минут и SS для секунд. В правой части печатной платы мы можем видеть номера строк 1, 2, 4 и 8, эти числа используются для преобразования двоичного числа в десятичное.

Обратите внимание, что мы читаем столбцы с правой стороны. Итак, прежде всего, см. Столбцы HH, есть два столбца времени. Отсутствие светодиода в первом столбце времени означает:

2x0 + 1x0 = 0

В следующем столбце мы видим, что в однострочном средстве горит один светодиод. Итак, согласно 8 4 2 1

8x0 + 4x0 + 2x0 + 1x1 = 1

Итак, в столбце Hour HH мы получили 01.

В первом столбце MM (минут) мы видим, что в 1-рядном значении горит один светодиод.

4 2 1 4x0 + 2x0 + 1x1 = 1

Во втором столбце MM мы видим, что горит один светодиод в строке номер 8 означает

8 4 2 1 8x1 + 4x0 + 2x0 + 1x0 = 8

Итак, у нас есть минута как 18

В первом столбце SS (секунды) мы видим, что горит один светодиод, в строке номер 4 означает

4 2 1 4x1 + 2x0 + 1x0 = 4

Во втором столбце SS мы видим, что в строке номер 1 светятся два светодиода, а номер строки 4 означает

8 4 2 1 8x0 + 4x1 + 2x0 + 1x1 = 5

Итак, у нас есть минута как 45

Итак, наконец, у нас есть время как 01:18:45

ЧЧ ММ СС 01 18 45

Полный код Arduino и демонстрационное видео приведены в конце этой статьи.

Проектирование схем и печатных плат с использованием EasyEDA:

Для разработки этой светодиодной двоичной схемы часов мы выбрали онлайн-инструмент EDA под названием EasyEDA. Раньше я много раз использовал EasyEDA и нашел ее очень удобной в использовании, так как у нее хорошая коллекция следов и открытый исходный код. Ознакомьтесь со всеми нашими проектами печатных плат. После проектирования печатной платы мы можем заказать образцы печатной платы в их недорогих услугах по изготовлению печатных плат. Они также предлагают услуги по подбору компонентов, если у них есть большой запас электронных компонентов, и пользователи могут заказать необходимые компоненты вместе с заказом печатной платы.

При разработке схем и печатных плат вы также можете сделать свои схемы и конструкции печатных плат общедоступными, чтобы другие пользователи могли их копировать или редактировать и извлекать из этого выгоду. Мы также сделали общедоступными все макеты схем и печатных плат для этих двоичных часов Arduino, проверьте ссылку ниже:

easyeda.com/circuitdigest/BinaryClock-4a25419d21cc424c9989a8f6a4633f5e

Вы можете просмотреть любой слой (верхний, нижний, верхний, нижний, шелковый и т. Д.) Печатной платы, выбрав слой в окне «Слои».

Вы также можете просмотреть печатную плату, как она будет выглядеть после изготовления, используя кнопку Photo View в EasyEDA:

Расчет и заказ образцов онлайн:

После завершения проектирования этой печатной платы двоичных часов Arduino вы можете заказать печатную плату через JLCPCB.com. Чтобы заказать печатную плату в JLCPCB, вам потребуется файл Gerber. Чтобы загрузить файлы Gerber для вашей печатной платы, просто нажмите кнопку « Вывод фабрики» на странице редактора EasyEDA, а затем загрузите со страницы заказа печатной платы EasyEDA.

Теперь перейдите на JLCPCB.com и нажмите кнопку « Цитировать сейчас» или кнопку , затем вы можете выбрать количество печатных плат, которые вы хотите заказать, сколько слоев меди вам нужно, толщину печатной платы, вес меди и даже цвет печатной платы, как на снимке. показано ниже:

После того, как вы выбрали все параметры, нажмите «Сохранить в корзину», после чего вы попадете на страницу, где вы можете загрузить свой файл Gerber, который мы загрузили с EasyEDA. Загрузите свой файл Gerber и нажмите «Сохранить в корзину». И, наконец, нажмите «Оформить заказ», чтобы завершить заказ, и через несколько дней вы получите свои печатные платы. Они производят печатную плату по очень низкой цене - 2 доллара. Их время сборки также очень мало, что составляет 48 часов с доставкой DHL 3-5 дней, в основном вы получите свои печатные платы в течение недели с момента заказа.

После нескольких дней заказа печатных плат я получил образцы печатных плат в красивой упаковке, как показано на рисунках ниже.

И после получения этих частей я припаял все необходимые компоненты к печатной плате, поместил кодированную Arduino Nano и запитал ее от источника питания 5 В, чтобы увидеть двоичные часы в действии.