Часы на arduino nano. Часы на Arduino своими руками: пошаговая инструкция по сборке

Как сделать стильные и функциональные часы на Arduino. Какие компоненты понадобятся для сборки. Пошаговое руководство по созданию часов с LED-дисплеем. Как запрограммировать Arduino для работы часов. Какие дополнительные функции можно добавить в самодельные часы.

Необходимые компоненты для сборки часов на Arduino

Для создания часов на Arduino потребуются следующие компоненты:

• Плата Arduino (рекомендуется Arduino Nano или Arduino Uno)
• LED-дисплей или матрица (например, на чипе MAX7219)
• Модуль часов реального времени DS3231
• Кнопки для настройки времени (2-3 штуки)
• Резисторы и провода для соединения
• Корпус для часов (можно напечатать на 3D-принтере)
• Источник питания (батарейки или блок питания)

Выбор конкретных компонентов зависит от желаемого дизайна и функционала часов. Для начинающих рекомендуется использовать готовые модули, которые легко подключаются к Arduino.

Пошаговая инструкция по сборке часов

Процесс создания часов на Arduino состоит из следующих основных этапов:

1. Подключение компонентов к плате Arduino согласно схеме
2. Программирование микроконтроллера
3. Сборка корпуса и монтаж компонентов
4. Настройка и тестирование часов

Рассмотрим каждый этап подробнее.

Шаг 1: Подключение компонентов

Соедините компоненты с платой Arduino следующим образом:

• Подключите LED-дисплей по интерфейсу SPI или I2C
• Соедините модуль DS3231 по шине I2C (пины SDA и SCL)
• Подключите кнопки к цифровым входам Arduino через подтягивающие резисторы

Убедитесь, что все соединения выполнены правильно и надежно. От этого зависит корректная работа часов.

Шаг 2: Программирование Arduino

Для программирования часов понадобится среда Arduino IDE. Скачайте и установите необходимые библиотеки:

• RTClib — для работы с модулем реального времени
• LedControl — для управления LED-матрицей

Напишите скетч, реализующий основные функции часов:

• Получение времени с модуля DS3231
• Вывод времени на дисплей
• Обработка нажатий кнопок для настройки

Загрузите готовый скетч на плату Arduino. При необходимости отладьте программу.

Шаг 3: Сборка корпуса

Соберите все компоненты в корпусе часов:

• Закрепите плату Arduino и модули внутри корпуса
• Установите дисплей на лицевую панель
• Закрепите кнопки в удобном для нажатия месте
• Подключите источник питания

Убедитесь, что все детали надежно зафиксированы и провода не мешают друг другу.

Шаг 4: Настройка и тестирование

Проведите финальную настройку и тестирование часов:

• Установите точное время с помощью кнопок
• Проверьте корректность отображения времени на дисплее
• Протестируйте работу всех функций часов
• При необходимости откалибруйте точность хода

После успешного тестирования ваши самодельные часы на Arduino готовы к использованию!

Дополнительные функции для часов на Arduino

Чтобы сделать часы более функциональными, можно добавить следующие возможности:

• Отображение даты и дня недели
• Будильник с настраиваемым сигналом
• Измерение температуры и влажности
• Автоматическая регулировка яркости дисплея
• Синхронизация времени по Wi-Fi или GPS

Для реализации дополнительных функций может потребоваться подключение новых модулей и доработка программного кода.

Преимущества самодельных часов на Arduino

Создание часов на Arduino своими руками имеет ряд преимуществ:

• Полный контроль над дизайном и функционалом устройства
• Возможность легкой модификации и добавления новых функций
• Более низкая стоимость по сравнению с готовыми моделями
• Получение практических навыков работы с электроникой
• Уникальность изделия, созданного своими руками

Самодельные часы на Arduino станут отличным украшением интерьера и предметом гордости любого радиолюбителя.

Часто задаваемые вопросы о часах на Arduino

Вот ответы на некоторые популярные вопросы о создании часов на Arduino:

Какую плату Arduino лучше использовать для часов?

Для большинства проектов часов подойдет Arduino Nano или Arduino Uno. Они обладают достаточной производительностью и имеют необходимые интерфейсы для подключения дисплея и модуля RTC.

Как обеспечить точный ход часов?

Для точного хода рекомендуется использовать модуль часов реального времени, например DS3231. Он имеет встроенный кварцевый генератор и обеспечивает высокую точность.

Можно ли сделать часы с питанием от батареек?

Да, часы на Arduino можно сделать автономными. Используйте батарейный отсек или аккумулятор подходящей емкости. Для экономии энергии применяйте режимы энергосбережения Arduino.

Какой дисплей лучше использовать для часов?

Выбор дисплея зависит от желаемого дизайна. Популярные варианты:

• 7-сегментные LED-индикаторы
• Матричные LED-дисплеи
• OLED-дисплеи
• LCD-экраны

Для начинающих удобнее использовать готовые модули с драйверами.

Как настроить яркость дисплея часов?

Яркость можно регулировать программно через ШИМ-выход Arduino. Также можно добавить фоторезистор для автоматической подстройки яркости в зависимости от освещенности.

Заключение

Создание часов на Arduino — увлекательный проект для любителей электроники. Следуя пошаговой инструкции, даже начинающий сможет собрать функциональные и стильные часы своими руками. Экспериментируйте с дизайном и функционалом, чтобы создать по-настоящему уникальное устройство!

делаем своими руками компактные часы

На нашем сайте было написано уже много уроков по созданию различных часов на основе Ардуино и микроконтроллеров — и самые недорогие часы, и цифровые часы на ATMega328, и даже самые стильные электронные часы. Сегодня мы сделаем современные, компактные и удобные наручные часы на основе платы Sparkfun Pro Micro и дисплея ST7789.

Шаг 1. Комплектующие

Для того, чтобы сделать компактные наручные часы на основе Ардуино или аналогов нам понадобятся следующий набор комплектующих:

Плата Arduino

На этот раз мы используем плату Sparkfun Pro Micro 3.3 V 8 MHz.

Дисплей

Используем ST7789 1.3″ IPS LCD.

Литий-полимерный аккумулятор

Возьмем для часов 301420 LiPo.

Зарядник LiPo

Используем плату для зарядки LiPo 15 х 15 мм.

Чип RTC

На этот раз мы используем DS3231M, это встроенный кварцевый генератор, никаких дополнительных компонентов не требуется.

Батарея RTC

Необязательно, только если вы хотите сохранить время, даже если батарея LiPo разряжена. MS412FE — это крошечная перезаряжаемая батарея емкостью 1 мАч, согласно спецификации RTC, 1 мАч может сохранять время в течение многих дней.

Ремешок для часов

Самый простой и недорогой вариант — заказать ремешок для часов из ткани шириной 20 мм.

Дополнительно

Дополнительно могут пригодиться, например, диод 1N5822, четыре 6 мм винта M2, лента из медной фольги и несколько проводов.

Шаг 2. Фиксируем плату и дисплей

Используйте небольшой кусок прозрачного пластика как на фото выше, чтобы скрепить вместе Pro Micro и дисплей.

Шаг 3. Подключаем землю

Прочитайте технические характеристики ЖК-дисплея, предоставленные вашим поставщиком.

Отрежьте немного ленты из медной фольги, соедините все выводы GND (земля) и отрицательные выводы дисплея и закрепите на пластине FPC. Затем паяем контакты с медной фольгой.

Шаг 4. Питание

Подсоедините выводы GND платы к медной фольге. Подключите контакты Vcc к выводу Vcc дисплея.

Шаг 5. Подключаем выводы дисплея

Вот краткое описание всех соединений:

LCD  -> Arduino
LED+ -> GPIO 10
SDA  -> GPIO 16(MOSI)
SCL  -> GPIO 15(SCLK)
RST  -> GPIO 18(A0)
DC   -> GPIO 19(A1)
CS   -> GPIO 20(A2)

Шаг 6. Удаляем индикатор питания

Индикатор питания всегда включен и потребляет более 1 мА непрерывно, поэтому лучше его убрать. Нужно распаять и аккуратно снять светодиод.

Шаг 7. Подключаем LiPo батарею

Вот краткое описание всех соединений:

Плата зарядки +ve      -> Pro Micro J1 коннектор рядом с USB сокетом (5V)
Плата зарядки -ve      -> Pro Micro GND пин
Плата зарядки Батарея +ve -> LiPo +ve -> 1N5822 диод -> Pro Micro Raw Pin
Плата зарядки Батарея -ve -> LiPo -ve

Большинство плат зарядки LiPo лучше использовать в качестве входа 5В. Тем не менее, плата Pro Micro не обеспечивает вывод USB 5В. К счастью, разъем J1 рядом с USB-разъемом на самом деле подключен к контакту USB 5В. Внимание! Не паяйте 2 разъема вместе.

Шаг 8. Подключаем RTC

DS3231M очень маленький и требует подключения к крошечной батарее, будьте терпеливы и соедините все вместе:

DS3231M pin 2 (Vcc)  -> плата Vcc
DS3231M pin 5 (GND)  -> плата GND, MS412FE RTC батарея -ve
DS3231M pin 6 (VBAT) -> MS412FE RTC батарея +ve
DS3231M pin 7 (SDA)  -> плата GPIO 2 (SDA)
DS3231M pin 8 (SCL)  -> плата GPIO 3 (SCL)

Шаг 9. Подключаем датчик движения

Мы можем использовать 2 датчика вибрации в качестве датчика движения, чтобы активировать «пробуждение» платы. Однако в часах нет места для установки двух 5-миллиметровых датчиков вибрации. Мы пытались заменить на один 3 мм датчик вибрации и тестировали несколько дней. Но это приводит к неверному пробуждению часов и батарея разряжается в течение дня.

Шаг 10. Программируем

Если вы этого еще не сделали — скачайте и установите Arduino IDE.

Добавить поддержку Sparkfun Pro Micro

Следуйте инструкциям по установке, чтобы добавить поддержку плат Sparkfun: https://github.com/sparkfun/Arduino_Boards

После установки поддержки не забудьте выбрать правильную плату в Arduino IDE:

Сервис -> Плата -> SparkFun Pro Micro (Tools -> Board -> SparkFun Pro Micro)

Сервис -> Процессор -> ATmega32U4 (3,3 В, 8 МГц) (Tools -> Processor -> ATmega32U4 (3.3V, 8MHz))

Библиотека Adafruit RTClib

Используйте Arduino IDE Library Manager для установки RTClib: https://www.arduino.cc/en/guide/libraries

Библиотека Arduino GFX

Добавьте библиотеку Arduino_GFX в Arduino IDE: https://github.com/moononournation/Arduino_GFX.git

Если вы никогда этого не делали, то просто добавьте библиотеку из GitHub, — нажмите зеленую кнопку «Клонировать или скачать», а затем «Скачать ZIP». Далее в Arduino IDE выберите меню: Эскиз -> Включить библиотеку -> Добавить библиотеку .ZIP … -> выберите загруженный файл ZIP (англ.: Sketch -> Include Library -> Add .ZIP Library… -> ZIP).

Библиотека LowPower

Добавьте библиотеку Arduino_GFX в Arduino IDE: https://github.com/rocketscream/Low-Power.git

Установка такая же, как описано выше.

Основной код часов Arduino  — Watch Core

Основной код наших часов Ардуино можно скачать по ссылке: https://github.com/moononournation/ArduinoWatch.git. Также вы можете скачать ZIP-архив часов ниже:

Пожалуйста, используйте Arduino IDE, скомпилируйте и загрузите RTClibSetRTC.ino, чтобы инициализировать время в RTC. А затем скомпилируйте и загрузите Arduino_Watch.ino.

Шаг 11. Печатаем корпус на 3D-принтере

Скачать схему и проект корпуса можно по ссылке: https://www.thingiverse.com/thing:3799868

Шаг 12. Итоговый результат

Теперь вы можете показать то, что вы сделали своим друзьям! Кроме того, вы также можете:

• запрограммировать и создать свой собственный циферблат;
• добавить больше датчиков или компонентов, чтобы они стали, например, умными часами;
• создать свой собственный корпус для часов.

Наверх ↑

Простые часы на Arduino и матричном индикаторе

Приветствую дорогие самоделкины! Совсем недавно познакомился с одной очень интересной штукой микроконтроллером – который меня сильно заинтересовал, и тогда показавшись чем-то волшебным и непостижимым. Но я решил начать их изучение, почитав немного литературы, насмотревшись видеороликов в YouTube других пользователей, а также повторив парочку чужих конструкций, задумал спроектировать свое несложное, но в то же время полезное устройство, которым бы можно было пользоваться каждый день, и которое бы смог повторить любой начинающий радиолюбитель. Посмотрел свои запасы, и нашел матричный светодиодный индикатор на драйвере MAX7219, и вот подумал, с этого могут получится неплохие красивые часы.

Признаюсь, идея на такое применение этого типа дисплея не моя, подобных проектов в интернете полно, но всё же. Основными требованиями были простота конструкции и доступность компонентов. Чтобы максимально упростить конструкцию решил в качестве мозгов применить платформу Arduino Nano, и готовый модули часов реального времени на точном чипе DS3231, а также для отображения температуры окружающей среды применил цифровой датчик температуры DS18B20.

В течении недели на макетной плате был собран прототип устройства, написана и отлажена прошивка, а также составлена схема устройства.

Остаточно схема начала выглядеть так:

В последствии при наладке устройства оказалось, что яркость дисплея даже в дневное время достаточно велика, не говоря уже об ночном, поэтому было решено добавить автоматическую регулировку яркости дисплея в зависимости от окружающего освещения, для чего я применил фоторезистор. Теперь днём яркость дисплея составляет около 80%, что позволяет продлить срок службы индикатора не перегревая светодиоды, и не режет глаза, а ночью около 10%, чего хватает для комфортного отображения. Также были добавлены кнопки для настройки времени и даты.

Итак, в последней версии часы умеют:
• настраивать время и дату с кнопок
• раз в минуту отображать окружающую температуру (только плюсовую).
• При нажатии на определенные кнопки отображать кроме времени еще дату, или температуру
• Автоматически регулировать яркость дисплея (четыре уровня яркости)

Дабы не собирать схему навесным монтажом, и для увеличения механической прочности конструкции решил развести печатную плату в программе Sprint layout.

До этого времени я постоянно делал платы методом ЛУТа, но в этот раз я решил попробовать сделать с помощью фоторезиста, и результатом был полностью доволен.


Подробнее о фоторезистивном изготовлении платы полно материала в сети Интернет.
Далее залудив плату в сплаве Розе, я установил все модули и компоненты кроме Arduino на свои посадочные места и запаял так как Arduino в свою очередь сначала нужно запрограммировать, а потом запаять. После пайки обязательно необходимо отмыть флюс с платы.
Процесс прошивки стандартный для данного типа плат Arduino, который я очень коротко опишу:
• Нужно открыть файл прошивки в программе Arduino IDE

• В меню Инструменты – плата выбрать плату Arduino Nano

• В меню Инструменты – порт выбрать свой COM порт к которому подключена Arduino

Далее нужно прошить контроллер нажав кнопку Загрузка.

Подробнее об прошивке плат Arduino и причины возникновения разных ошибок смотрите в интернете.
После успешной прошивки Arduino необходимо запаять на плату на свое место согласно распиновке. Запаянные компоненты на плате выглядят так:

Далее нужно правильно установить индикатор, а именно — если смотреть на плату со стороны деталей, как показано на рисунке ниже, контакт Din должен быть справа.

После соединения половинок должен получится вот такой «бутерброд»

Если все собрано и прошито правильно часы должны заработать сразу после подключения питания. В качестве источника питания необходимо применять блок питания с выходным напряжением в 5В. Ток потребления часов в режиме максимальной яркости не более 200мА, что позволяет в качестве источника питания применить USB порт компьютера. Я применил отдельный сетевой блок питания на 5В с током в 1А.

Для подключения блока питания я установил стандартный для этого разъем 5мм*2мм

Далее следует настроить время и дату, специальными кнопками:

Для этого необходимо на две секунды зажать копку «Настройка» после чего начнут мигать цифры отображающие часы, кнопками «Вверх» и «Вниз» выставить необходимое время, после чего кратковременно еще раз нажать кнопку «Настройка», и начнут мигать минуты, которые выставляются аналогично, и после окончательной настройки снова на две секунды зажать кнопку «Настройка», для перевода в режим отображения. Для установки даты необходимо в режиме показа времени кратковременно нажать кнопку «Настройка», после чего отобразится дата и еще на две секунды зажать кнопку «Настройка», после чего начнёт мигать дата, которую можно установить кнопками «Вверх» и «Вниз» по аналогии с установкой времени. В итоге получились неплохие часы, которые под силу собрать практически каждому. Часы работают стабильно, ход времени очень точен. В процессе прошивка для них ещё будет обновляться, и исправляться, так что следите…

Все необходимые для сборки часов материалы Вы можете скачать с Гугл диска.

Простые часы на Arduino Uno [Амперка / Вики]

Что потребуется

Видеоинструкция

Как собрать

Скетч

Прошейте контроллер скетчем через Arduino IDE.

simple-clock.ino

// Подключаем библиотеку для работы с дисплеем
#include <QuadDisplay2.h>
// создаём объект класса QuadDisplay и передаём номер пина CS
QuadDisplay qd(10);
// создаем объекты класса bute для хранения текущего значения Часов, Минут, Секунд
int hours = 0;
int minutes = 0;
int seconds = 0;
// создаем объект класса long для хранения счетчика
long lastTime = 0;
 
void setup() {
   // инициализация дисплея
  qd.begin();
  // инициализируем время
  setTime(__TIMESTAMP__);
}
 
void loop() {
  // как только разница между текущим временем и временем записанным в lastTime становится больше 1000 миллисекунд...
  while(millis()-lastTime > 1000) {
    //...обновляем  lastTime и добавляем к счетчику Секунд +1
    lastTime = millis();
    seconds++;
    // как только счетчик секунд достигнет 60, обнуляем его и добавляем к счетчику Минут +1...
    if (seconds >= 60) {
       seconds = 0;
       minutes++;
    }
    // ...тоже самое для Часов...
    if (minutes >= 60) {
       minutes = 0;
       hours++;
    }
    // ... и обнуляем счетчик Часов в конце дня
    if (hours >= 24) {
       hours = 0;
    }
  }
  // выводим время на дисплей
  qd.displayScore(hours, minutes, true);
}
 
// функция записи текущего времени в переменные
 
void setTime(const char* compileTimeStamp) 
{
    hours = ((compileTimeStamp[11] - '0') * 10
        + (compileTimeStamp[12] - '0'));
 
    minutes = ((compileTimeStamp[14] - '0') * 10
        + (compileTimeStamp[15] - '0'));
 
    seconds = ((compileTimeStamp[17] - '0') * 10
        + (compileTimeStamp[18] - '0'));
}

Где скачать необходимые библиотеки и как их установить?

У моего модуля QuadDisplay всего три ноги и расположены они слева. Можно ли использовать его в этом проекте?

У вас предыдущая версия модуля. Она снята с производства пару лет назад. С этим скетчем, библиотекой и схемой сборки модуль работать не будет.

OLED часы (термометр) на arduino и DS3231 – RobotChip

/*

  Тестирование производилось на Arduino IDE 1.8.0

  Дата тестирования 17.02.2017г.

*/

 

#include <OLED_I2C.h>                                  // Подключение библиотеки OLED_I2C

#include <DS3231.h>                                    // Подключение библиотеки DS3231

OLED  myOLED(SDA, SCL, 8);                            

DS3231  rtc(SDA, SCL);                                

extern uint8_t MegaNumbers[];                          // Подключение больших шрифтов

extern uint8_t SmallFont[];                            // Подключение маленьких шрифтов

 

int x = 0;                                             // Создаем переменную «х»

 

void setup()

{

  myOLED.begin();                                      // Инициализация Oled дисплея

  rtc.begin();                                         // Инициализация RS3231

}

void loop()

{

  if (x >= 10) {temp();                                // Если «x», больше или равно 10, выполняем цикл «temp»

      x=0;}                                            // Обнулить «x»

  else {clock();}                                      // Если «x», меньше 10, выполняем цикл «clock»

      x++;                                             // Увеличить «x» на 1

}

 

void clock()                                           // Цикл считывания и отображения времени

{  

  myOLED.clrScr();                                     // Очищаем экран

  myOLED.setFont(SmallFont);                           // Включаем маленький шрифт

  myOLED.print(rtc.getDOWStr(), CENTER, 0);            // Отображение дня недели

  String stringOne = rtc.getTimeStr();

  myOLED.setFont(MegaNumbers);                         // Включаем большой шрифт

  myOLED.print(stringOne.substring(0,2), 4, 12);       // Отображение часов

  myOLED.print(«/», 51, 12);                           // Отображение двоеточие

  myOLED.print(stringOne.substring(3,5), 75, 12);      // Отображение минут

  myOLED.setFont(SmallFont);                           // Включаем маленький шрифт

  myOLED.print(rtc.getDateStr(), CENTER, 57);          // Отображение даты

  myOLED.update();                                     // Обновляем информацию на дисплее

  delay(500);                                          // Пауза

  myOLED.setFont(MegaNumbers);                         // Включаем большой шрифт

  myOLED.print(«-«, 51, 12);                           // Убираем двоеточие

  myOLED.update();                                     // Обновляем информацию на дисплее

  delay(500);                                          // Пауза

}

 

void temp()                                            // Цикл считывания и отображения температуры

{

  myOLED.clrScr();                                     // Очищаем экран

  myOLED.setFont(MegaNumbers);                         // Включаем большой шрифт

  myOLED.print(String(rtc.getTemp() , 1), CENTER, 12);

  myOLED.setFont(SmallFont);                           // Включаем маленький шрифт

  myOLED.print(«Temperature», CENTER, 57);             // Отображение надписи

  myOLED.update();                                     // Обновляем информацию на дисплее

  delay(2000);                                         // Пауза

}