Obwód zegara binarnego LED wykorzystujący arduino

W tym projekcie zamierzamy zrobić zegar binarny LED przy użyciu Arduino. Tutaj zaprojektowaliśmy płytkę drukowaną (PCB) do implementacji tego zegara. Aby zaprojektować układ PCB, użyliśmy internetowego narzędzia do projektowania PCB EasyEDA.

Wymagane składniki:

1. Arduino Nano
2. DS1307 RTC
3. 32,768 kHz kryształ
4. Bateria pastylkowa 3v
5. Rezystor 1k, 10k
6. Zasilacz
7. Diody LED

Schemat obwodu i wyjaśnienie:

To bardzo prosty, tani i ciekawy projekt dla uczącego się. W tym obwodzie zegara binarnego LED wykorzystaliśmy Arduino Nano do sterowania całym projektem, np. Odczytywanie czasu z RTC i pokazywanie tego na diodach LED. Bateria pastylkowa 3,0 V jest podłączona do układu scalonego RTC w celu tworzenia kopii zapasowych. Dowiedz się więcej o używaniu DS1307 RTC z Arduino tutaj.

20 diod LED jest podłączonych tutaj w postaci matrycy. Mamy tutaj 6 kolumn i 4 rzędy. Dwie kolumny służą do wyświetlania godziny, następne dwie kolumny do minut, a obok kolumn do sekund. Użyliśmy 6 tranzystorów PNP do wyzwolenia diod LED w 6 kolumnach. Użytkownik może zasilać cały obwód tylko napięciem 5 V, tutaj użyliśmy do zasilania laptopa USB. Pozostałe połączenia przedstawiono na schemacie połączeń.

Ponadto zapoznaj się z pełnym kodem Arduino i filmem demonstracyjnym na końcu tego artykułu.

Jak obliczyć i odczytać czas w zegarze binarnym:

Ponieważ jesteśmy zaznajomieni z liczbami binarnymi, które są zerami i jedynkami. Używając ich, możemy pokazać czas i przekonwertować ten czas binarny na ułamek dziesiętny. Używając liczby 8 4 2 1 (zapisanej po prawej stronie PCB), możemy zamienić liczbę dwójkową na dziesiętną.

Załóżmy, że mamy liczbę binarną taką jak:

1 0 1 0, więc będzie to 10 dziesiętnie. Kiedy zamieniamy liczbę dwójkową na dziesiętną, dodajemy tylko jedności.

Tutaj od strony MSB (Najbardziej znaczący bit) mamy 1, czyli 8, a następnie 0 oznacza, że ​​jest to 0 i nie należy go uwzględniać. Następny to znowu 1 oznacza 2, a ostatni to 0, więc ostatni również nie zostanie uwzględniony.

Więc w końcu mamy

8 + 0 + 2 + 0 = 10

Zasadniczo możemy to przyjąć w następujący sposób:

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

Teraz możemy odczytać czas z obrazka:

Powyżej widzimy 6 kolumn i 4 rzędy. W tych mamy dwie grupy kolumn HH dla godziny, MM dla minut i SS dla sekund. Po prawej stronie PCB widzimy wiersze o numerach 1, 2, 4 i 8, które służą do zamiany liczb dwójkowych na dziesiętne

Zauważ, że czytamy kolumny z prawej strony. Przede wszystkim, patrz kolumny HH, są dwie kolumny czasu. W pierwszej kolumnie czasu nie ma diody świecącej oznacza:

2x0 + 1x0 = 0

W następnej kolumnie widzimy, że pojedyncza dioda świeci się w 1-rzędowych środkach. Czyli zgodnie z 8 4 2 1

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

Więc w kolumnie Godzina HH otrzymaliśmy 01.

W pierwszej kolumnie MM (minuty) widzimy, że pojedyncza dioda świeci w 1-rzędowym średnim

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

W drugiej kolumnie MM widzimy, że pojedyncza dioda świeci w rzędzie numer 8 oznacza

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

Więc otrzymaliśmy minutę jako 18

W pierwszej kolumnie SS (sekundy) widzimy , że świeci się pojedyncza dioda w rzędzie numer 4 oznacza

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

W drugiej kolumnie SS widzimy, że są dwie diody świecące w rzędzie numer 1, aw rzędzie numer 4 oznacza

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

Więc otrzymaliśmy minutę jako 45

W końcu mamy czas 01:18:45

GG MM SS 01 18 45

Kompletny kod Arduino i film demonstracyjny znajdują się na końcu tego artykułu.

Projektowanie obwodów i PCB za pomocą EasyEDA:

Aby zaprojektować ten obwód zegara binarnego LED, wybraliśmy internetowe narzędzie EDA o nazwie EasyEDA. Wcześniej korzystałem z EasyEDA wiele razy i uznałem, że jest bardzo wygodny w użyciu, ponieważ ma dobrą kolekcję śladów i otwarte oprogramowanie. Sprawdź tutaj wszystkie nasze projekty PCB. Po zaprojektowaniu PCB możemy zamówić próbki PCB, korzystając z ich tanich usług produkcji PCB. Oferują również usługi zaopatrzenia w komponenty, w przypadku których mają duże zapasy komponentów elektronicznych, a użytkownicy mogą zamówić wymagane komponenty wraz z zamówieniem PCB.

Podczas projektowania obwodów i PCB, można również zrobić swój obwód i PCB projektuje So publiczną, że inni użytkownicy mogą kopiować lub edytować je i może przyjmować korzyści Stamtąd mamy również nasz cały układ i układów PCB publicznej dla tej Arduino Binary Clock, sprawdź poniższy link:

easyeda.com/circuitdigest/BinaryClock-4a25419d21cc424c9989a8f6a4633f5e

Możesz wyświetlić dowolną warstwę (górną, dolną, topową, dolną itp.) PCB, wybierając warstwę z okna „Warstwy”.

Możesz również zobaczyć PCB, jak będzie wyglądać po wytworzeniu za pomocą przycisku Photo View w EasyEDA:

Obliczanie i zamawianie próbek online:

Po ukończeniu projektowania tej płytki PCB z zegarem binarnym Arduino, możesz zamówić płytkę PCB za pośrednictwem JLCPCB.com. Aby zamówić PCB w JLCPCB, potrzebujesz Gerber File. Aby pobrać pliki Gerber z płytki drukowanej, wystarczy kliknąć przycisk Wyjście produkcyjne na stronie edytora EasyEDA, a następnie pobrać ze strony zamówienia płytki PCB EasyEDA.

Teraz przejdź do JLCPCB.com i kliknij przycisk Cytuj teraz lub przycisk , a następnie możesz wybrać liczbę płytek PCB, które chcesz zamówić, ile warstw miedzi potrzebujesz, grubość PCB, wagę miedzi, a nawet kolor PCB, jak migawka pokazane poniżej:

Po wybraniu wszystkich opcji kliknij „Zapisz w koszyku”, a zostaniesz przeniesiony do strony, na której możesz załadować swój plik Gerber pobrany z EasyEDA. Prześlij swój plik Gerber i kliknij „Zapisz w koszyku”. Na koniec kliknij Bezpiecznie kasy, aby sfinalizować zamówienie, a płytki PCB otrzymasz kilka dni później. Produkują PCB w bardzo niskiej cenie, która wynosi 2 dolary. Ich czas budowy jest również znacznie krótszy, czyli 48 godzin przy dostawie DHL w ciągu 3-5 dni, w zasadzie PCB otrzymasz w ciągu tygodnia od zamówienia.

Po kilku dniach zamawiania PCB otrzymałem próbki PCB w ładnym opakowaniu, jak pokazano na poniższych zdjęciach.

Po otrzymaniu tych elementów przylutowałem wszystkie wymagane komponenty na PCB, umieściłem zakodowany Arduino Nano i zasiliłem go zasilaniem 5 V, aby zobaczyć zegar binarny w akcji.