Led-binaarinen kellopiiri arduinoa käyttämällä

Tässä projektissa aiomme tehdä LED-binäärikellon Arduinolla. Tässä olemme suunnitelleet piirilevyn (PCB) tämän kellon toteuttamiseksi. Piirilevyasettelun suunnittelussa olemme käyttäneet EasyEDA-piirilevyn suunnittelutyökalua.

Vaaditut komponentit:

1. Arduino Nano
2. DS1307 RTC
3. 32,768Khz kristalli
4. 3v kolikkokenno
5. Vastus 1k, 10k
6. Virtalähde
7. LEDit

Piirikaavio ja selitys:

Tämä on hyvin yksinkertainen, halpa ja mielenkiintoinen projekti oppijalle. Tässä LED-binaarikellopiirissä olemme käyttäneet Arduino Nanoa hallitsemaan koko projektia, kuten lukemisaikaa RTC: ltä ja osoittamaan sitä LEDeillä. 3,0 V: n kolikkokenno on kytketty RTC IC: hen varmuuskopiointia varten. Lue lisää DS1307 RTC: n käytöstä Arduinon kanssa täältä.

Tähän on kytketty 20 LEDiä matriisimuodossa. Joten tässä meillä on 6 saraketta ja 4 riviä. 2 saraketta käytetään tunnin näyttämiseen, kaksi seuraavaa saraketta minuutteja ja sarakkeiden vieressä sekunteja. Olemme käyttäneet 6 PNP-transistoria käynnistämään LEDit 6 sarakkeessa. Käyttäjä voi virrata koko piirin vain 5 V: llä, tässä olemme käyttäneet kannettavan USB: tä virtalähteeksi. Muut liitännät on esitetty piirikaaviossa.

Tarkista lisäksi täydellinen Arduino-koodi ja esittelyvideo tämän artikkelin lopussa.

Kuinka laskea ja lukea aika binäärikellossa:

Koska tunnemme binääriluvut, jotka ovat nolla ja yksi. Joten näiden avulla voimme näyttää ajan ja muuntaa binäärisen ajan desimaaliksi. Käyttämällä numeroa 8 4 2 1 (kirjoitettu piirilevyn oikealle puolelle), voimme muuntaa binäärisen desimaaliksi.

Oletetaan, että meillä on binääriluku, kuten:

1 0 1 0, joten se on 10 desimaalin tarkkuudella. Kun muunnamme binaarin desimaaliksi, lisäämme vain ne.

Tässä MSB: n (merkittävin bitti) puolelta meillä on 1, se tarkoittaa 8 ja seuraava on 0 tarkoittaa, että on 0 eikä sisällytetä. Seuraava on jälleen 1 tarkoittaa 2 ja viimeinen on 0, joten viimeistä ei myöskään sisällytetä.

Joten lopulta meillä on

8 + 0 + 2 + 0 = 10

Pohjimmiltaan voimme ottaa sen näin:

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

Nyt voimme ymmärtää aikaa kuvasta:

Yllä voimme nähdä, että sarakkeita on 6 ja 4 riviä. Näissä meillä on 2 saraketta, jotka ryhmittävät HH tunnille, MM minuutille ja SS sekunnille. Piirilevyn oikealla puolella näemme rivinumerot 1, 2, 4 ja 8, näitä numeroita käytetään binaariluvun muuntamiseen desimaaliksi

Huomaa, että luemme sarakkeita oikealta puolelta. Joten ensinnäkin, katso HH-sarakkeita, on kaksi saraketta aikaa. Ajan ensimmäisessä sarakkeessa ei ole lediä hehkuvia keinoja:

2x0 + 1x0 = 0

Seuraavassa sarakkeessa voimme nähdä, että yksi rivi hehkuu yhden rivin keinoin. Joten 8 4 2 1: n mukaan

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

Joten Hour HH -sarakkeessa saimme 01.

MM: n (minuutit) ensimmäisessä sarakkeessa voimme nähdä, että yksi rivi hehkuu 1-rivisissä keinoissa

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

MM: n toisessa sarakkeessa voimme nähdä, että yksi led hehkuu rivillä numero 8 tarkoittaa

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

Joten saimme minuutin 18

SS: n ensimmäisessä sarakkeessa (sekunnit) näemme, että yksi led hehkuu rivillä numero 4 tarkoittaa

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

SS: n toisessa sarakkeessa voimme nähdä, että rivillä numero 1 ja rivi 4 tarkoittaa, että kaksi lediä hehkuu

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

Joten saimme minuutin 45

Joten lopulta meillä on aikaa 01:18:45

LH MM SS 01 18 45

Täydellinen Arduino-koodi ja esittelyvideo on tämän artikkelin lopussa.

Piirin ja piirilevyn suunnittelu EasyEDA: n avulla:

Tämän LED-binaarisen kellopiirin suunnittelemiseksi olemme valinneet online-EDA-työkalun nimeltä EasyEDA. Olen aiemmin käyttänyt EasyEDA: ta monta kertaa ja löytänyt sen erittäin käteväksi käyttää, koska sillä on hyvä kokoelma jalanjälkiä ja sen avoimen lähdekoodin. Tarkista täältä kaikki piirilevyprojektimme. PCB: n suunnittelun jälkeen voimme tilata PCB-näytteet niiden edullisten PCB-valmistuspalveluiden avulla. Ne tarjoavat myös komponenttien hankintapalvelua, jossa heillä on suuri määrä elektronisia komponentteja ja käyttäjät voivat tilata tarvittavat komponentit piirilevytilauksen mukana.

Piirejä ja piirilevyjä suunniteltaessa voit myös tehdä piireistä ja piirilevyistä julkisia, jotta muut käyttäjät voivat kopioida tai muokata niitä ja hyötyä niistä. Olemme myös julkaisseet koko piiri- ja piirilevyasettelumme tälle Arduino-bikakellolle, tarkista alla oleva linkki:

easyeda.com/circuitdigest/BinaryClock-4a25419d21cc424c9989a8f6a4633f5e

Voit tarkastella mitä tahansa piirilevyn kerrosta (ylä-, ala-, yläsilkki-, pullonsilkki- jne.) Valitsemalla kerroksen 'Tasot' -ikkunasta.

Voit myös tarkastella piirilevyä, miten se näyttää valmistuksen, käyttämällä EasyEDA: n Valokuvanäkymä- painiketta:

Näytteiden laskeminen ja tilaaminen verkossa:

Kun olet suorittanut tämän Arduino-binaarikellon piirilevyn suunnittelun, voit tilata piirilevyn JLCPCB.com-sivuston kautta. Jos haluat tilata piirilevyn JLCPCB: ltä, tarvitset Gerber-tiedoston. Lataa PC: n Gerber-tiedostot napsauttamalla EasyEDA-editorisivun Valmistustulos- painiketta ja lataa sitten EasyEDA-piirilevyn tilaussivulta.

Siirry nyt JLCPCB.com-sivustoon ja napsauta Quote Now tai -painiketta , jolloin voit valita tilattavien piirilevyjen määrän, kuinka monta kuparikerrosta tarvitset, piirilevyn paksuuden, kuparin painon ja jopa piirilevyn värin, kuten tilannekuvan nähtävissä alapuolella:

Kun olet valinnut kaikki vaihtoehdot, napsauta "Tallenna ostoskoriin" ja sinut siirretään sivulle, jonne voit ladata GerED-tiedostosi, jonka olemme ladanneet EasyEDA: lta. Lataa Gerber-tiedosto ja napsauta "Tallenna ostoskoriin". Ja lopuksi klikkaa Checkout Secure loppuun tilauksesi, niin saat piirilevyt muutama päivä myöhemmin. He valmistavat piirilevyä erittäin alhaisella nopeudella, joka on 2 dollaria. Niiden rakennusaika on myös hyvin lyhyt, mikä on 48 tuntia, kun DHL-toimitus on 3-5 päivää, periaatteessa saat piirilevyt viikon kuluessa tilauksesta.

Muutaman päivän PCB: n tilaamisen jälkeen sain PCB-näytteet mukavissa pakkauksissa alla olevien kuvien mukaisesti.

Ja kun olen saanut nämä kappaleet, olen juotanut kaikki tarvittavat komponentit piirilevylle, asettaneet koodatun Arduino Nano -laitteen ja virtalähteen 5 V: n jännitteellä nähdäksesi binäärikellon toiminnassa.