LED binární hodinový obvod využívající Arduino

V tomto projektu budeme vyrábět LED binární hodiny pomocí Arduina. Zde jsme navrhli desku plošných spojů (PCB) pro implementaci těchto hodin. K návrhu rozložení desek plošných spojů jsme použili online nástroj pro návrh desek plošných spojů EasyEDA.

Požadované komponenty:

1. Arduino Nano
2. DS1307 RTC
3. 32,768 kHz krystal
4. 3v knoflíková buňka
5. Rezistor 1k, 10k
6. Zdroj napájení
7. LED diody

Schéma zapojení a vysvětlení:

Jedná se o velmi jednoduchý, levný a pro studenta zajímavý projekt. V tomto LED binárním hodinovém obvodu jsme použili Arduino Nano k ovládání celého projektu, jako je čtení času z RTC a ukazování, že na LED. K zálohování je k RTC IC připojena knoflíková buňka 3,0 V. Další informace o používání DS1307 RTC s Arduino naleznete zde.

Je zde připojeno 20 LED v maticové formě. Takže zde máme 6 sloupců a 4 řádky. 2 sloupce používané pro zobrazení hodin, další dva sloupce pro minuty a vedle sloupců pro sekundy. Použili jsme 6 PNP tranzistor ke spuštění LED v 6 sloupcích. Uživatel může napájet celý obvod pouze 5V, zde jsme pro napájení použili notebook USB. Zbytek připojení je uveden ve schématu zapojení.

Dále zkontrolujte kompletní kód Arduino a ukázkové video na konci tohoto článku.

Jak vypočítat a číst čas v binárních hodinách:

Jak známe binární čísla, která jsou nula a jedna. Takže pomocí nich můžeme ukázat čas a můžeme tento binární čas převést na desetinné místo. Použitím čísla 8 4 2 1 (napsaného na pravé straně desky plošných spojů) můžeme převést binární na desítková.

Předpokládejme, že máme binární číslo jako:

1 0 1 0, takže bude 10 v desítkové soustavě. Když převádíme binární na desítková, přidáme pouze ty.

Zde ze strany MSB (nejvýznamnější bit) máme 1, což znamená 8 a další je 0, což je 0 a nemá být zahrnuto. Další je opět 1 znamená 2 a poslední je 0, takže poslední také nebude zahrnut.

Takže konečně máme

8 + 0 + 2 + 0 = 10

V zásadě to můžeme brát takto:

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

Nyní můžeme pochopit čas z obrázku:

Nahoře vidíme, že je 6 sloupců a 4 řádky. V těchto máme 2 sloupce skupiny HH pro hodinu, MM pro minutu a SS pro sekundy. Na pravé straně desky plošných spojů vidíme čísla řádků 1, 2, 4 a 8, tato čísla se používají pro převod binárního čísla na desítkové

Všimněte si, že čteme sloupce z pravé strany. Nejprve tedy podívejte se na sloupce HH, existují dva sloupce času. V prvním sloupci času není žádná led svítí znamená:

2x0 + 1x0 = 0

V dalším sloupci vidíme, že v jednořádkových prostředcích svítí jedna led. Takže podle 8 4 2 1

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

Takže ve sloupci Hodina HH jsme dostali 01.

V prvním sloupci MM (minuty) vidíme, že v jednořádkových prostředcích svítí jedna led

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

Ve druhém sloupci MM vidíme, že v řádku číslo 8 svítí jedna led

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

Takže jsme dostali minutu jako 18

V prvním sloupci SS (sekundy) vidíme, že v řádku číslo 4 svítí jedna led

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

Ve druhém sloupci SS vidíme, že v řádku číslo 1 a řádku číslo 4 svítí dvě LED

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

Takže jsme dostali minutu jako 45

Takže konečně máme čas jako 01:18:45

HH MM SS 01 18 45

Kompletní Arduino kód a ukázkové video jsou uvedeny na konci tohoto článku.

Návrh obvodů a desek plošných spojů pomocí EasyEDA:

Pro návrh tohoto LED binárního hodinového obvodu jsme zvolili online nástroj EDA s názvem EasyEDA. EasyEDA jsem dříve používal mnohokrát a zjistil jsem, že je velmi pohodlné ho používat, protože má dobrou sbírku stop a jeho open-source. Podívejte se zde na všechny naše projekty PCB. Po návrhu desky plošných spojů si můžeme objednat vzorky desek plošných spojů pomocí jejich levných výrobních služeb desek plošných spojů. Nabízejí také službu sourcingu komponent, kde mají velkou zásobu elektronických součástek a uživatelé si mohou objednat požadované komponenty spolu s objednávkou PCB.

Při navrhování vašich obvodů a desek plošných spojů můžete také zveřejnit své návrhy obvodů a desek plošných spojů, aby je mohli ostatní uživatelé kopírovat nebo upravovat a mohli z toho těžit. Zveřejnili jsme také celé naše rozvržení obvodů a desek plošných spojů pro tyto binární hodiny Arduino, zkontrolujte níže uvedený odkaz:

easyeda.com/circuitdigest/BinaryClock-4a25419d21cc424c9989a8f6a4633f5e

Můžete zobrazit libovolnou vrstvu (nahoře, dole, Topsilk, bottomsilk atd.) Desky plošných spojů výběrem vrstvy z okna „Layers“.

Můžete si také prohlédnout desku plošných spojů, jak bude vypadat po výrobě pomocí tlačítka Zobrazit fotografie v EasyEDA:

Výpočet a objednávání vzorků online:

Po dokončení návrhu této desky s binárními hodinami Arduino si můžete desku objednat přes JLCPCB.com. Chcete-li objednat desku plošných spojů z JLCPCB, potřebujete soubor Gerber. Chcete-li stáhnout soubory Gerber z vašeho PCB, jednoduše klikněte na tlačítko Fabrication Output na stránce editoru EasyEDA a poté stáhněte ze stránky objednávky EasyEDA PCB.

Nyní přejděte na JLCPCB.com a klikněte na Quote Now nebo tlačítko , poté můžete vybrat počet PCB, které chcete objednat, kolik měděných vrstev potřebujete, tloušťku PCB, hmotnost mědi a dokonce i barvu PCB, jako je snímek je uvedeno níže:

Poté, co vyberete všechny možnosti, klikněte na „Uložit do košíku“ a poté se dostanete na stránku, kde můžete nahrát svůj soubor Gerber, který jsme stáhli z EasyEDA. Nahrajte svůj soubor Gerber a klikněte na „Uložit do košíku“. A nakonec kliknutím na Pokladna bezpečně dokončete objednávku, poté dostanete své PCB o několik dní později. Vyrábějí desku plošných spojů za velmi nízkou cenu, což je 2 $. Jejich doba výroby je také velmi kratší, což je 48 hodin s dodávkou DHL 3-5 dní, v podstatě dostanete PCB do týdne od objednání.

Po několika dnech objednání desek plošných spojů jsem dostal vzorky desek plošných spojů v pěkném obalu, jak je znázorněno na obrázcích níže.

A poté, co jsem dostal tyto kousky, jsem pájel všechny požadované komponenty přes PCB, umístil jsem kódovaný Arduino Nano a napájel ho 5V napájením, abych viděl Binary Clock in Action.