Led binär klockkrets med arduino

I det här projektet ska vi skapa en LED-binär klocka med Arduino. Här har vi utformat ett kretskort (PCB) för att implementera denna klocka. För att utforma PCB-layout har vi använt EasyEDA online PCB-designverktyg.

Komponenter som krävs:

Arduino Nano
DS1307 RTC
32,768 kHz kristall
3v myntcell
Motstånd 1k, 10k
Strömförsörjning
Lysdioder

Kretsschema och förklaring:

Detta är mycket enkelt, billigt och intressant projekt för eleven. I denna LED-binära klockkrets har vi använt Arduino Nano för att styra hela projektet som att läsa tid från RTC och visa det på lysdioder. En 3.0v-myntcell är ansluten till RTC IC för säkerhetskopiering. Läs mer om hur du använder DS1307 RTC med Arduino här.

20 lysdioder är anslutna här i matrisform. Så här har vi 6 kolumner och 4 rader. Två kolumner som används för att visa timme, nästa två kolumner i minuter och bredvid kolumner i sekunder. Vi har använt 6 PNP-transistor för att trigga lysdioder i 6 kolumner. Användaren kan bara driva hela kretsen med 5v, här har vi använt laptop USB för strömförsörjning. Resten av anslutningarna visas i kretsschemat.

Kontrollera vidare hela Arduino-koden och demonstrationsvideon i slutet av denna artikel.

Hur man beräknar och läser tid i binär klocka:

Som vi känner till binära tal som är noll och en. Så genom att använda dessa kan vi visa tid och vi kan konvertera den binära tiden till decimal. Genom att använda siffran 8 4 2 1 (skrivet till höger om PCB) kan vi konvertera binär till decimal.

Antag att vi har ett binärt tal som:

1 0 1 0 så det blir 10 i decimal. När vi konverterar binär till decimal lägger vi bara till dem.

Här från MSB (mest betydelsefulla bit) sida har vi 1 det betyder 8 och nästa är 0 betyder att det är 0 och inte ska inkluderas. Nästa är igen 1 betyder 2 och den sista är 0 så den sista kommer inte heller att inkluderas.

Så äntligen har vi det

8 + 0 + 2 + 0 = 10

I grund och botten kan vi ta det så här:

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

Nu kan vi förstå tiden från bilden:

I ovan kan vi se att det finns 6 kolumner och 4 rader. I dessa har vi två kolumner gruppera HH för timme, MM för minut och SS för sekunder. På högra sidan av PCB kan vi se radnummer 1, 2, 4 och 8, dessa siffror används för att konvertera binärt tal till decimal

Observera att vi läser kolumner från höger sida. Så först och främst, se HH-kolumner, det finns två tidskolumner. I den första tidskolumnen finns det inget led-lysande medel:

2x0 + 1x0 = 0

I nästa kolumn kan vi se att det finns en enda lysdiod som lyser i 1-radsmedlet. Så enligt 8 4 2 1

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

Så i Hour HH-kolumnen fick vi 01.

I den första kolumnen i MM (minuter) kan vi se att det finns en enda lysdiod som lyser i 1-radsmedlet

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

I den andra kolumnen i MM kan vi se att det finns en enda lysdiod som lyser i raden nummer 8 betyder

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

Så vi fick minut som 18

I den första kolumnen i SS (sekunder) kan vi se att det finns en enda lysdiod som lyser i raden nummer 4 betyder

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

I den andra kolumnen i SS kan vi se att det lyser två lyser i rad nummer 1 och rad nummer 4 betyder

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

Så vi fick minut som 45

Så äntligen har vi tid som 01:18:45

HH MM SS 01 18 45

Komplett Arduino-kod och demonstrationsvideo ges i slutet av denna artikel.

Krets- och kretskortsdesign med EasyEDA:

För att designa denna LED-binära klockkrets har vi valt EDA-verktyget online som heter EasyEDA. Jag har tidigare använt EasyEDA många gånger och tyckte att det var väldigt bekvämt att använda eftersom det har en bra samling fotavtryck och öppen källkod. Se alla våra PCB-projekt här. Efter att ha designat kretskortet kan vi beställa kretskortproverna med deras billiga PCB-tillverkningstjänster. De erbjuder också komponent sourcingtjänster där de har ett stort lager av elektroniska komponenter och användare kan beställa sina nödvändiga komponenter tillsammans med PCB-beställningen.

Medan utforma dina kretsar och PCB, kan du också göra din krets och PCB design allmänheten så att andra användare kan kopiera eller redigera dem och kan dra nytta av det, har vi också gjort hela vår Circuit och PCB layout allmänheten för denna Arduino Binary Clock, kolla nedanstående länk:

easyeda.com/circuitdigest/BinaryClock-4a25419d21cc424c9989a8f6a4633f5e

Du kan se vilket lager som helst (Top, Bottom, Topsilk, bottomsilk etc) på kretskortet genom att välja lagret från "Layers" -fönstret.

Du kan också se kretskortet, hur det kommer att se ut efter tillverkning med knappen Photo View i EasyEDA:

Beräkning och beställning av prover online:

Efter att ha slutfört designen av denna Arduino Binary Clock PCB kan du beställa PCB via JLCPCB.com. För att beställa PCB från JLCPCB behöver du Gerber File. För att ladda ner Gerber-filer på din PCB klickar du bara på knappen Fabrication Output på EasyEDA-redigeringssidan och laddar sedan ner från EasyEDA PCB-beställningssidan.

Gå nu till JLCPCB.com och klicka på Citera nu eller knappen , då kan du välja antalet PCB du vill beställa, hur många kopparlager du behöver, PCB-tjockleken, kopparvikt och till och med PCB-färgen, som ögonblicksbilden visas nedan:

När du har valt alla alternativ klickar du på "Spara i kundvagn" och sedan kommer du till sidan där du kan ladda upp din Gerber-fil som vi har laddat ner från EasyEDA. Ladda upp din Gerber-fil och klicka på "Spara i kundvagn". Och slutligen klicka på Kassan säkert för att slutföra din beställning, så får du dina PCB några dagar senare. De tillverkar kretskortet till mycket låg hastighet, vilket är $ 2. Deras byggtid är också mycket mindre vilket är 48 timmar med DHL-leverans på 3-5 dagar, i princip får du dina PCB inom en vecka efter beställning.

Efter några dagars beställning av PCB fick jag PCB-proverna i fin förpackning som visas på bilderna nedan.

Och efter att ha fått dessa bitar har jag lödt alla nödvändiga komponenter över kretskortet, placerat den kodade Arduino Nano och drivit den med 5v-matning för att se den binära klockan i aktion.