Κύκλωμα δυαδικού ρολογιού με χρήση arduino

Σε αυτό το έργο, πρόκειται να φτιάξουμε ένα δυαδικό ρολόι LED χρησιμοποιώντας το Arduino. Εδώ έχουμε σχεδιάσει μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος (PCB) για την εφαρμογή αυτού του ρολογιού. Για το σχεδιασμό της διάταξης PCB, χρησιμοποιήσαμε το ηλεκτρονικό εργαλείο σχεδίασης PCB EasyEDA.

Απαιτούμενα στοιχεία:

1. Arduino Nano
2. DS1307 RTC
3. 32,768Khz κρύσταλλο
4. Κυψέλη νομισμάτων 3v
5. Αντίσταση 1k, 10k
6. Παροχή ηλεκτρικού ρεύματος
7. LED

Διάγραμμα κυκλώματος και επεξήγηση:

Αυτό είναι ένα πολύ απλό, φθηνό και ενδιαφέρον έργο για τον μαθητή. Σε αυτό το κύκλωμα LED Binary Clock, χρησιμοποιήσαμε το Arduino Nano για να ελέγξουμε ολόκληρο το έργο, όπως ο χρόνος ανάγνωσης από το RTC και το δείχνοντάς το σε LED. Ένα κελί 3.0V είναι συνδεδεμένο στο RTC IC για δημιουργία αντιγράφων ασφαλείας. Μάθετε περισσότερα σχετικά με τη χρήση του DS1307 RTC με το Arduino εδώ.

20 LED συνδέονται εδώ σε μορφή μήτρας. Εδώ έχουμε 6 στήλες και 4 σειρές. 2 στήλες χρησιμοποιούνται για εμφάνιση ώρας, επόμενες δύο στήλες για λεπτά και δίπλα σε στήλες για δευτερόλεπτα. Έχουμε χρησιμοποιήσει 6 τρανζίστορ PNP για να ενεργοποιήσουμε LED σε 6 στήλες. Ο χρήστης μπορεί να τροφοδοτήσει ολόκληρο το κύκλωμα μόνο με 5v, εδώ έχουμε χρησιμοποιήσει φορητό υπολογιστή USB για τροφοδοσία. Οι υπόλοιπες συνδέσεις εμφανίζονται στο διάγραμμα κυκλώματος.

Επιπλέον, ελέγξτε τον πλήρη κώδικα Arduino και το βίντεο επίδειξης στο τέλος αυτού του άρθρου.

Πώς να υπολογίσετε και να διαβάσετε το χρόνο στο δυαδικό ρολόι:

Όπως γνωρίζουμε με δυαδικούς αριθμούς που είναι μηδέν και ένας. Έτσι, χρησιμοποιώντας αυτά, μπορούμε να δείξουμε χρόνο και μπορούμε να μετατρέψουμε αυτόν τον δυαδικό χρόνο σε δεκαδικό. Χρησιμοποιώντας τον αριθμό 8 4 2 1 (γραμμένο στη δεξιά πλευρά του PCB), μπορούμε να μετατρέψουμε το δυαδικό σε δεκαδικό.

Ας υποθέσουμε ότι έχουμε έναν δυαδικό αριθμό όπως:

1 0 1 0 έτσι θα είναι 10 σε δεκαδικό. Όταν μετατρέπουμε δυαδικό σε δεκαδικό προσθέτουμε μόνο αυτά.

Εδώ από την πλευρά του MSB (το πιο σημαντικό bit), έχουμε 1 σημαίνει 8 και το επόμενο είναι 0 σημαίνει ότι είναι 0 και δεν πρέπει να συμπεριληφθεί. Το επόμενο είναι πάλι 1 σημαίνει 2 και το τελευταίο είναι 0 οπότε το τελευταίο επίσης δεν θα συμπεριληφθεί.

Τελικά έχουμε

8 + 0 + 2 + 0 = 10

Βασικά, μπορούμε να το πάρουμε έτσι:

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

Τώρα μπορούμε να κατανοήσουμε τον χρόνο από την εικόνα:

Στο παραπάνω, μπορούμε να δούμε ότι υπάρχουν 6 στήλες και 4 σειρές. Σε αυτά, έχουμε 2 στήλες ομάδα HH για Hour, MM για Minute και SS για δευτερόλεπτα. Στη δεξιά πλευρά του PCB, μπορούμε να δούμε τους αριθμούς σειράς 1, 2, 4 και 8, αυτοί οι αριθμοί χρησιμοποιούνται για τη μετατροπή του δυαδικού αριθμού σε δεκαδικό

Σημειώστε ότι διαβάζουμε στήλες από τη δεξιά πλευρά. Πρώτα απ 'όλα, δείτε στήλες HH, υπάρχουν δύο στήλες του χρόνου. Στην πρώτη στήλη του χρόνου, δεν υπάρχει led είναι λαμπερό μέσο:

2x0 + 1x0 = 0

Στην επόμενη στήλη, μπορούμε να δούμε ότι υπάρχει ένα μόνο led που ανάβει στα μέσα της σειράς 1. Έτσι σύμφωνα με το 8 4 2 1

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

Έτσι, στη στήλη Hour HH, πήραμε 01.

Στην πρώτη στήλη του MM (λεπτά), μπορούμε να δούμε ότι υπάρχει ένα μόνο led που ανάβει στα μέσα της σειράς 1

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

Στη δεύτερη στήλη του MM, μπορούμε να δούμε ότι υπάρχει ένα μόνο led που ανάβει στη σειρά αριθμός 8 σημαίνει

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

Λοιπόν, έχουμε 18 λεπτά

Στην πρώτη στήλη του SS (δευτερόλεπτα), μπορούμε να δούμε ότι υπάρχει ένα μόνο led που ανάβει στη σειρά αριθμών 4 μέσα

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

Στη δεύτερη στήλη του SS, μπορούμε να δούμε ότι υπάρχουν δύο led που λάμπει στον αριθμό σειράς 1 και η σειρά αριθμός 4 σημαίνει

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

Λοιπόν, έχουμε 45 λεπτά

Τελικά έχουμε χρόνο ως 01:18:45

HH MM SS 01 18 45

Στο τέλος αυτού του άρθρου παρέχεται πλήρης κωδικός Arduino και βίντεο επίδειξης.

Σχεδιασμός κυκλώματος και PCB χρησιμοποιώντας το EasyEDA:

Για να σχεδιάσουμε αυτό το κύκλωμα δυαδικού ρολογιού LED, έχουμε επιλέξει το ηλεκτρονικό εργαλείο EDA που ονομάζεται EasyEDA. Έχω χρησιμοποιήσει στο παρελθόν το EasyEDA πολλές φορές και το βρήκα πολύ βολικό στη χρήση, δεδομένου ότι διαθέτει μια καλή συλλογή αποτυπώματος και του ανοιχτού κώδικα. Δείτε εδώ όλα τα έργα PCB. Αφού σχεδιάσουμε το PCB, μπορούμε να παραγγείλουμε τα δείγματα PCB από τις υπηρεσίες κατασκευής PCB χαμηλού κόστους. Προσφέρουν επίσης υπηρεσία προμήθειας συστατικών όπου διαθέτουν μεγάλο απόθεμα ηλεκτρονικών εξαρτημάτων και οι χρήστες μπορούν να παραγγείλουν τα απαιτούμενα συστατικά τους μαζί με την παραγγελία PCB.

Κατά τον σχεδιασμό των κυκλωμάτων και των PCB σας, μπορείτε επίσης να κάνετε τα σχέδια κυκλωμάτων και PCB σας δημόσια, ώστε άλλοι χρήστες να μπορούν να τα αντιγράψουν ή να τα επεξεργαστούν και να επωφεληθούν από εκεί, έχουμε επίσης δημοσιοποιήσει ολόκληρες τις διατάξεις κυκλωμάτων και PCB για αυτό το Arduino Binary Clock, ελέγξτε τον παρακάτω σύνδεσμο:

easyeda.com/circuitdigest/BinaryClock-4a25419d21cc424c9989a8f6a4633f5e

Μπορείτε να δείτε οποιοδήποτε στρώμα (Top, Bottom, Topsilk, bottomsilk κ.λπ.) του PCB επιλέγοντας το επίπεδο από το παράθυρο «Layers».

Μπορείτε επίσης να δείτε το PCB, πώς θα φροντίζει η κατασκευή χρησιμοποιώντας το κουμπί Προβολή φωτογραφιών στο EasyEDA:

Υπολογισμός και παραγγελία δειγμάτων στο διαδίκτυο:

Μετά την ολοκλήρωση του σχεδιασμού αυτού του Arduino Binary Clock PCB, μπορείτε να παραγγείλετε το PCB μέσω του JLCPCB.com. Για να παραγγείλετε το PCB από το JLCPCB, χρειάζεστε το Gerber File. Για να κατεβάσετε αρχεία Gerber του PCB σας απλώς κάντε κλικ στο κουμπί Εξαγωγή παραγωγής στη σελίδα επεξεργασίας EasyEDA και, στη συνέχεια, πραγματοποιήστε λήψη από τη σελίδα παραγγελίας EasyEDA PCB.

Τώρα μεταβείτε στο JLCPCB.com και κάντε κλικ στο Quote Now ή στο κουμπί , τότε μπορείτε να επιλέξετε τον αριθμό των PCB που θέλετε να παραγγείλετε, πόσα στρώματα χαλκού χρειάζεστε, το πάχος PCB, το βάρος του χαλκού και ακόμη και το χρώμα PCB, όπως το στιγμιότυπο Φαίνεται παρακάτω:

Αφού ορίσετε όλες τις επιλογές, κάντε κλικ στο "Αποθήκευση στο καλάθι" και στη συνέχεια θα μεταφερθείτε στη σελίδα όπου μπορείτε να ανεβάσετε το αρχείο Gerber που έχουμε κατεβάσει από το EasyEDA. Ανεβάστε το αρχείο Gerber και κάντε κλικ στο "Αποθήκευση στο καλάθι". Και τέλος κάντε κλικ στο Checkout Securely για να ολοκληρώσετε την παραγγελία σας, τότε θα λάβετε τα PCB σας λίγες μέρες αργότερα. Κατασκευάζουν το PCB με πολύ χαμηλό ρυθμό που είναι 2 $. Ο χρόνος κατασκευής τους είναι επίσης πολύ μικρότερος, δηλαδή 48 ώρες με παράδοση DHL 3-5 ημερών, βασικά θα λάβετε τα PCB σας εντός μιας εβδομάδας από την παραγγελία.

Μετά από μερικές ημέρες παραγγελίας PCB, πήρα τα δείγματα PCB σε ωραία συσκευασία, όπως φαίνεται στις παρακάτω εικόνες.

Και μετά από να πάρει αυτά τα κομμάτια που έχω κολλημένο όλα τα απαιτούμενα στοιχεία πάνω από το PCB, τοποθετείται το κωδικοποιημένο Arduino Nano και τροφοδοτείται με παροχή 5V για να δείτε το Ρολόι Δυαδική σε δράση.