Часы на адресных светодиодах

Часы на адресных светодиодах

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 — Arduino Nano или Micro;
  • контактная макетная плата;
  • соединительные провода для макетной платы;
  • модуль часов реального времени Adafruit DS3231;
  • светодиодный матричный модуль 32×8 MAX7219;
  • две кнопки.

Также понадобится персональный компьютер и USB—mini-USB кабель для загрузки программы управления в память Arduino IDE. 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.

Детали для сборки электронных часов на Arduino

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 32×8 MAX7219

Модуль Arduino → часы реального времени Adafruit DS3231

Модуль Arduino → кнопки

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:

Схема электрических подключений макетной платы

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.

Читайте также:  Как отмыть зеркало без разводов

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.

Внешний вид собранного устройства

Шаг 3. Прошивка Arduino

После того как сборка и проверка схемы завершена, можно приступать к загрузке управляющей программы (или «прошивки») в память Arduino.

Интерфейс среды разработки Arduino IDE

Для этого нужно установить бесплатную официальную среду разработки — Arduino IDE [https://www.arduino.cc/en/Main/Software]. 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:

Теперь для завершения работы над устройством потребуется выполнить лишь ряд простых операций:

  1. подсоедините Arduino к USB-порту компьютера. Если модуль подключается впервые, то необходимо будет дождаться определения устройства операционной системой и установки драйвера;
  2. скопируйте содержимое папки libraries из архива в одноимённую папку в каталоге Arduino IDE;
  3. запустите средство разработки Arduino IDE;
  4. настройте тип Arduino в соответствии с имеющимся у вас модулем. Так, если вы используете Arduino Nano, в меню необходимо выбрать Tools -> Board: “Arduino Nano”. Также убедитесь в том, что модель процессора соответствует микроконтроллеру на вашей плате:

Выбор модели Arduino в среде Arduino IDE

  • откройте исходный код (файл clock_8x32.ino): File -> Open. Arduino IDE предложит вам автоматически создать отдельную директорию под проект — ответьте утвердительно;
  • загрузите программу в память Arduino: Sketch -> Upload.
  • 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.

    Читайте также:  Пленка на веранду вместо окон

    Вариант корпуса для светодиодных часов

    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!

    В этой статье мы разберемся как сделать модные олдскульные часы Nixie Clock и при этом обойтись без дефицитных газоразрядных ламп. Вместо них используем акриловые пластины с выгравированными цифрами, которые подсветим адресными светодиодами WS2812B.

    Видеообзор

    Что это?

    Каждая цифра это вырезанный лазерным резаком из прозрачного акрила толщиной 3 мм прямоугольник на котором сделана гравировка. Если посветить в торец такого прямоугольника светодиодом, то выгравированная цифра начнет светиться цветом, которым светит светодиод. Собрав 10 таких цифр в блок и подсвечивая каждую пластинку акрила отдельным светодиодом можно по-отдельности зажигать каждую цифру. В качестве светодиодов будем использовать адресные светодиоды WS2812B. Управляются они занимая один контакт управляющей платы, при этом их можно объединить в цепочку и задавать яркость и цвет свечения каждому из них. Блоки цифр объединим по парам для отображения часов и минут. Управлять светодиодами будет Искра Мини с тройка модулем часов реального времени.

    Давно хотел сделать электронные часы на диодной ленте, и вот как-то наткнулся в инете на статью и сразу захотел реализовать — подкупила относительная простота и малое количество проводов — накосячить будет сложно.
    Там же, в статье, указаны необходимые компоненты с ссылками на алиэкспресс, по которым я все сразу и заказал и стал изучать тему в ожидании посылки. Как оказалось, слегка поторопился, некоторые элементы можно было заменить, об этом ниже, в недочетах
    Компоненты электроники:
    — Диодная лента на микросхемах ws2811 (RGB, питание 12в) 5 метров — 700 рублей;
    — ардуино нано — 200 рублей;
    — датчик освещенности — 28 рублей;
    — модуль реального времени RTC DS1307 AT24C32 — 37 рублей;
    — преобразователь питания LM2596 — 41 рубль;
    — блок питания 12 в 1А — нашел в закромах;
    — датчик температуры DALLAS DS18B20 — 48 рублей;
    — кусок макетной платы, две таковые кнопки, провода — нашел в закромах.

    Для изготовления часов понадобилось так же:
    — картон жесткий (изначально хотел фанеру)
    — ватман (2 шт)
    — двусторонний скотч (3М)
    — обычный скотч
    — листы вспененного полиэтилена (взял из защитных упаковок оборудования)

    Читайте также:  Уголок для откосов под штукатурку

    Изготовление часов.
    1. Установка шрифта в MS Officce, и печать символа 8 на весь размер листа А4. Я сделал это в Visio

    2. Нанесение границ кусков диодной ленты на картон

    3. По следующему шаблону делаем разметку на вспененном полиэтилене, толщина 15 мм, и далее по разметке вырезаем.

    Для резки использовал самодельный станок из трех деревяшек, листа ДСП и натянутой вертикально нихромовой проволоки. Запитал регулируемым блоком питания.

    4. По размеченным на картоне границам приклеиваем куски диодной ленты и соединяем пайкой по цепочке.

    5. Далее приклеил контуры цифр к картонке с диодной лентой:

    Далее сделал из ватмана внешний корпус, хотел сделать из фанеры, деревянных реек и тонированного стекла или акрила — но пока ни времени ни возможности нет.

    Электроника
    Основную схему вынес в отдельную коробочку, так как такой корпус хлипковат. В итоге к часам подходит кабель, в котором:
    +12В — на питание диодной ленты;
    +5В — на питание модуля освещенности;
    0 — общий провод (минус);
    выход данных с ардуино на диодную ленту;
    выход сигнала с датчика освещенности на ардуино;

    На деле все получилось не так красиво, но вроде работает:

    Алгоритм работы:
    Часы показывают время, дату и температуру в помещении: первые 15 секунд — время, затем 3 секунды — дату, еще 3 секунды — температуру, затем снова время. С 45-й секунды вновь дата 3 секунды, температура 3 секунды и снова время.
    Когда в помещении светло — яркость отображения высокая, когда темно — снижается до минимального.

    Скетч
    yadi.sk/d/apVZ5DBw3XYTZo
    Список скетчей:
    1. clock_date (02.01.2017) — отображает время, дату и температуру, слегка подтормаживает при смене показаний
    2. clock_temp (09.09.2017) — отображает время и температуру, смена каждые 5 секунд
    3. new_clock (04.01.2017) — отображает просто время, анимированная смена цвета каждую минуту
    4. new_clock_без кнопок (09.09.2017) — то же, что и п. 3, только убрал кнопки корректировки времени
    5. clock_temp_animation (09.09.2017) — скетч из п.2 с анимацией как в п.3.
    6. clock_temp_x2_animation (25.11.2017) — скетч из п.5 с двумя датчиками температуры: 5 секунд время, 2 секунды — температура внутри, 2 секунды — температура снаружи (наружный отображает отрицательную температуру)

    в скетче возможны ошибки — переделывал много раз

    для корректировки времени в архиве отдельный скетч, иначе выставить дату проблематично

    Ссылка на основную публикацию
    Цифра 5 трафарет на день рождения
    Мастер-класс с фото. Объемные цифры стали очень популярны, обычно их делают на День рождения. Ниже показано, как сделать объемную цифру...
    Цементно песчаная или цементно известковая штукатурка
    Традиционно, для строительства и отделки поверхностей, применяют известковую штукатурку, которая на протяжении своего существования не теряет спрос. Ее применяют для...
    Цементно песчаная монтажно кладочная смесь
    Наличие и доставка Курьер Наличие и доставка Курьер Наличие и доставка Наличие и доставка Курьер Наличие и доставка Курьер Наличие...
    Цифровое и аналоговое телевидение на одном телевизоре
    Как подключить цифровое и аналоговое ТВ на одном телевизоре, рассказали специалисты московского филиала ФГУП "Российская телевизионная и радиовещательная сеть". Они...
    Adblock detector