- Požadované komponenty:
- Schéma zapojenia a vysvetlenie:
- Ako vypočítať a načítať čas v binárnych hodinách:
- Dizajn obvodov a DPS pomocou EasyEDA:
- Výpočet a objednávanie vzoriek online:
V tomto projekte budeme vyrábať LED binárne hodiny pomocou Arduina. Tu sme navrhli dosku s plošnými spojmi (PCB) na implementáciu týchto hodín. Na návrh rozloženia DPS sme použili online nástroj na návrh DPS EasyEDA.
Požadované komponenty:
- Arduino Nano
- DS1307 RTC
- 32,768 kHz kryštál
- 3v mincová bunka
- Rezistor 1k, 10k
- Zdroj
- LED diódy
Schéma zapojenia a vysvetlenie:
Toto je veľmi jednoduchý, lacný a pre učiaceho sa projekt zaujímavý. V tomto obvode LED s binárnymi hodinami sme pomocou programu Arduino Nano riadili celý projekt, napríklad čítaním času z RTC a ukazovaním, že na LED. K zálohovaniu je k RTC IC pripojený mincový článok 3,0 V. Viac informácií o používaní DS1307 RTC s Arduino sa dozviete tu.
Je tu zapojených 20 LED diód v maticovej podobe. Takže tu máme 6 stĺpcov a 4 riadky. 2 stĺpce slúžiace na zobrazenie hodín, ďalšie dva stĺpce minút a ďalšie stĺpce sekundy. Na spustenie LED diód v 6 stĺpcoch sme použili 6 tranzistorov PNP. Užívateľ môže napájať celý obvod iba na 5V, tu sme na napájanie použili notebook USB. Zvyšok pripojení je uvedený v schéme zapojenia.
Ďalej skontrolujte kompletný kód Arduino a ukážkové video na konci tohto článku.
Ako vypočítať a načítať čas v binárnych hodinách:
Ako poznáme binárne čísla, ktoré sú nulové a jedna. Ich použitím teda môžeme zobraziť čas a tento binárny čas môžeme previesť na desatinné miesto. Použitím čísla 8 4 2 1 (napísané na pravej strane DPS) môžeme prevádzať binárne hodnoty na desatinné.
Predpokladajme, že máme binárne číslo ako:
1 0 1 0, takže bude mať 10 v desatinnej čiarke. Keď prevádzame binárne na desatinné, pridáme iba jedny.
Tu zo strany MSB (Najvýznamnejší bit) máme 1, čo znamená 8, a ďalší je 0, čo je 0 a nemá byť zahrnutý. Ďalej je opäť 1 znamená 2 a posledný je 0, takže posledný tiež nebude zahrnutý.
Takže konečne máme
8 + 0 + 2 + 0 = 10
V zásade to môžeme brať takto:
8x1 + 4x0 + 2x1 + 1x0 = 10
Teraz môžeme pochopiť čas z obrázku:
V hornej časti vidíme 6 stĺpcov a 4 riadky. V nich máme 2 stĺpce skupiny HH pre hodinu, MM pre minútu a SS pre sekundy. Na pravej strane DPS vidíme čísla riadkov 1, 2, 4 a 8, tieto čísla sa používajú na prevod binárneho čísla na desatinné
Všimnite si, že čítame stĺpce z pravej strany. Najprv teda pozrite stĺpce HH, ktoré obsahujú dva časové stĺpce. V prvom stĺpci času nie je žiadna žiarovka znamená:
2x0 + 1x0 = 0
V nasledujúcom stĺpci vidíme, že v 1-riadkových prostriedkoch svieti jedna led. Takže podľa 8 4 2 1
8x0 + 4x0 + 2x0 + 1x1 = 1
Takže v stĺpci Hodina HH sme dostali 01.
V prvom stĺpci MM (minúty) vidíme, že v jednom riadku svieti jedna LED
4 2 1 4x0 + 2x0 + 1x1 = 1
V druhom stĺpci MM môžeme vidieť, že v riadku číslo 8 svieti jedna LED
8 4 2 1 8x1 + 4x0 + 2x0 + 1x0 = 8
Takže sme dostali minútu ako 18
V prvom stĺpci SS (sekundy) vidíme, že v rade číslo 4 svieti jedna LED
4 2 1 4x1 + 2x0 + 1x0 = 4
V druhom stĺpci SS vidíme, že v riadku číslo 1 a riadku číslo 4 svietia dve led žiarovky
8 4 2 1 8x0 + 4x1 + 2x0 + 1x1 = 5
Takže sme dostali minútu ako 45
Takže konečne máme čas ako 01:18:45
HH MM SS 01 18 45
Kompletný kód Arduino a demonštračné video sa nachádzajú na konci tohto článku.
Dizajn obvodov a DPS pomocou EasyEDA:
Na návrh tohto LED binárneho hodinového obvodu sme si vybrali online nástroj EDA s názvom EasyEDA. Aplikáciu EasyEDA som už používal mnohokrát a zistil som, že je veľmi pohodlné ju používať, pretože má dobrú zbierku stôp a svoj open-source. Skontrolujte tu všetky naše projekty PCB. Po dizajne DPS si môžeme objednať vzorky DPS pomocou ich lacných služieb výroby DPS. Ponúkajú tiež službu sourcingu komponentov, kde majú veľkú zásobu elektronických komponentov a používatelia si môžu objednať požadované komponenty spolu s objednávkou PCB.
Pri navrhovaní vašich obvodov a dosiek plošných spojov môžete tiež svoje obvody a plošné spoje zverejniť, aby ich ostatní používatelia mohli kopírovať alebo upravovať a využívať ich výhody. Pre tieto binárne hodiny Arduino sme tiež zverejnili celé naše usporiadania obvodov a dosiek plošných spojov, skontrolujte nasledujúci odkaz:
easyeda.com/circuitdigest/BinaryClock-4a25419d21cc424c9989a8f6a4633f5e
Môžete si pozrieť ktorúkoľvek vrstvu (vrchná, spodná, vrchná vrstva, spodná vrstva atď.) DPS výberom vrstvy z okna „Vrstvy“.
DPS, ako bude vyzerať po výrobe, si môžete prezrieť aj pomocou tlačidla Photo View v aplikácii EasyEDA:
Výpočet a objednávanie vzoriek online:
Po dokončení návrhu tohto PCB Arduino Binary Clock si môžete PCB objednať cez JLCPCB.com. Na objednanie DPS od JLCPCB potrebujete Gerber File. Ak chcete stiahnuť súbory Gerber z vašej PCB, stačí kliknúť na tlačidlo Výstup výroby na stránke editora EasyEDA a potom ich stiahnuť zo stránky objednávky EasyEDA PCB.
Teraz choďte na JLCPCB.com a kliknite na Quote Now alebo tlačidlo , potom môžete zvoliť počet PCB, ktoré chcete objednať, koľko vrstiev medi potrebujete, hrúbku PCB, hmotnosť medi a dokonca aj farbu PCB, napríklad snímku zobrazené nižšie:
Po výbere všetkých možností kliknite na „Uložiť do košíka“ a dostanete sa na stránku, kde môžete nahrať váš súbor Gerber, ktorý sme si stiahli z EasyEDA. Nahrajte svoj súbor Gerber a kliknite na tlačidlo „Uložiť do košíka“. A nakoniec kliknite na Checkout Securely pre dokončenie objednávky, potom dostanete svoje PCB o pár dní neskôr. Vyrábajú PCB za veľmi nízku cenu, čo sú 2 doláre. Ich doba výroby je tiež veľmi krátka, čo je 48 hodín s dodávkou DHL 3 - 5 dní, v podstate dostanete PCB do týždňa od objednania.
Po niekoľkých dňoch objednania DPS som dostal vzorky DPS v peknom obale, ako je znázornené na obrázkoch nižšie.
A potom, čo som dostal tieto kúsky, som spájkoval všetky požadované komponenty cez PCB, umiestnil som kódovaný Arduino Nano a napájal ho 5V napájaním, aby som videl Binárne hodiny v akcii.
