Как сделать таймер на ардуино: Arduino и прерывания таймера / Хабр

Содержание

Таймер на Ардуино с настройкой включения и выключения

Всем привет! Собрав таймер на Ардуино из этой инструкции, вы сможете контролировать включение и выключение ваших устройств в нужное вам время. Это могут быть ночные фонари, система орошения сада и т.д. Мы воспользуемся Ардуино, дисплеем и RTC 1307, отображающим и управляющим временем. Вы можете задать часы «ВКЛ» и «ВЫКЛ» при помощи 4 кнопок, что позволит вам изменять настройки микросхемы таймера.

Также вы научитесь создавать часы, базирующиеся на Ардуино. Я приложил схему из fritzing и видео, так что вы без проблем соберёте данное устройство.

Сначала посмотрите видео, чтобы понять, о чем идет речь, используйте его как руководство.

Шаг 1: Материалы

  • Arduino Uno
  • Модуль RTC 1307
  • Дисплей 16X2
  • Модуль реле 5V
  • Подстроечный потенциометр 10K
  • Резистор 1K
  • Резисторы 10K x 4 штуки
  • Кнопки x 4 штуки
  • Макетная плата, джамперы.

Шаг 2: Устанавливаем часы

Следуйте схеме из Fritzing.

Соедините 5V и GND с Ардуино с соответствующими контактами (Красный – 5V, синий – земля)

Дисплей к Ардуино:

  1. VSS к GND
  2. VDD к 5V
  3. VO к центру потенциометра
  4. RS к пину 2
  5. RW к GND
  6. EN или E к пину 3
  7. D0 NC
  8. D1 NC
  9. D2 NC
  10. D3 NC
  11. D4 к пину 4
  12. D5 к пину 5
  13. D6 к пину 6
  14. D7 к пину 7
  15. A к 5V
  16. K к GND через резистор 1K
  17. Остальные контакты потенциометра на 5V и GND

RTC к Arduino:

  • SDA к пину 4
  • SCL у пину 5
  • GND и 5V

Шаг 3: Устанавливаем время

Пришло время настроить часы. Запустите код «Set time RTC». Этот скетч возьмёт данные о дате и времени из вашего компьютера прямо во время компиляции кода и использует их для программирования RTC. Если у вас на компьютере неправильные установки, то поправьте их перед запуском программы. Затем нажмите кнопку Upload, чтобы немедленно загрузить откомпилированный код.

Внимание: Если вы скомпилируете код, а загрузите его позже, то данные о времени устареют.

Далее откройте окно Serial Monitor, чтобы увидеть, что время было установлено.

Файлы

Шаг 4: Часы

После того, как установите время, откройте и загрузите скетч «Clock with RTC LCD». Потенциометр в схеме нужен для настройки контрастности дисплея, покрутите его, чтобы чётко видеть символы.

Файлы

Шаг 5: Устанавливаем таймер

Теперь мы добавим кнопки и реле. Опять же, следуйте схеме Fritzing.

Пины 8,9, 10 и 11 соединены с GND через резисторы 10K. Когда вы нажмете на кнопку, то на контакты пойдёт напряжение 5V.

Реле соединяется с пином 12. С помощью него можно управлять вашими устройствами, но будьте осторожны с максимальной нагрузкой на реле!

Шаг 6: Таймер

Откройте и загрузите код «Timer with on off set point». Нажимайте кнопки, чтобы сместить время назад или вперёд. Если электронный таймер будет в пределах настроенного интервала, то он начнет работать сразу же. Если же он не попадает в нужный интервал, то будет ждать час «ВКЛ».

Этот код имеет интересные функции, которые можно использовать в других проектах. Я постарался отделить каждую функцию, чтобы всё было максимально понятным.

Файлы

Весь код написан мной, кроме настройки времени на RTC и дата-логгера Adafruit. Надеюсь, эта инструкция как собрать простой таймер своими руками была для вас полезна!

Таймер на Ардуино с настройкой включения и выключения

Всем привет! Собрав таймер на Ардуино из этой инструкции, вы сможете контролировать включение и выключение ваших устройств в нужное вам время. Это могут быть ночные фонари, система орошения сада и т.д. Мы воспользуемся Ардуино, дисплеем и RTC 1307, отображающим и управляющим временем. Вы можете задать часы «ВКЛ» и «ВЫКЛ» при помощи 4 кнопок, что позволит вам изменять настройки микросхемы таймера.

Также вы научитесь создавать часы, базирующиеся на Ардуино. Я приложил схему из fritzing и видео, так что вы без проблем соберёте данное устройство.

Сначала посмотрите видео, чтобы понять, о чем идет речь, используйте его как руководство.

Шаг 1: Материалы

  • Arduino Uno
  • Модуль RTC 1307
  • Дисплей 16X2
  • Модуль реле 5V
  • Подстроечный потенциометр 10K
  • Резистор 1K
  • Резисторы 10K x 4 штуки
  • Кнопки x 4 штуки
  • Макетная плата, джамперы.

Шаг 2: Устанавливаем часы

Следуйте схеме из Fritzing.

Соедините 5V и GND с Ардуино с соответствующими контактами (Красный – 5V, синий – земля)

Дисплей к Ардуино:

  1. VSS к GND
  2. VDD к 5V
  3. VO к центру потенциометра
  4. RS к пину 2
  5. RW к GND
  6. EN или E к пину 3
  7. D0 NC
  8. D1 NC
  9. D2 NC
  10. D3 NC
  11. D4 к пину 4
  12. D5 к пину 5
  13. D6 к пину 6
  14. D7 к пину 7
  15. A к 5V
  16. K к GND через резистор 1K
  17. Остальные контакты потенциометра на 5V и GND

RTC к Arduino:

  • SDA к пину 4
  • SCL у пину 5
  • GND и 5V

Шаг 3: Устанавливаем время

Пришло время настроить часы. Запустите код «Set time RTC». Этот скетч возьмёт данные о дате и времени из вашего компьютера прямо во время компиляции кода и использует их для программирования RTC. Если у вас на компьютере неправильные установки, то поправьте их перед запуском программы. Затем нажмите кнопку Upload, чтобы немедленно загрузить откомпилированный код.

Внимание: Если вы скомпилируете код, а загрузите его позже, то данные о времени устареют.

Далее откройте окно Serial Monitor, чтобы увидеть, что время было установлено.

Файлы

Шаг 4: Часы

После того, как установите время, откройте и загрузите скетч «Clock with RTC LCD». Потенциометр в схеме нужен для настройки контрастности дисплея, покрутите его, чтобы чётко видеть символы.

Файлы

Шаг 5: Устанавливаем таймер

Теперь мы добавим кнопки и реле. Опять же, следуйте схеме Fritzing.

Пины 8,9, 10 и 11 соединены с GND через резисторы 10K. Когда вы нажмете на кнопку, то на контакты пойдёт напряжение 5V.

Реле соединяется с пином 12. С помощью него можно управлять вашими устройствами, но будьте осторожны с максимальной нагрузкой на реле!

Шаг 6: Таймер

Откройте и загрузите код «Timer with on off set point». Нажимайте кнопки, чтобы сместить время назад или вперёд. Если электронный таймер будет в пределах настроенного интервала, то он начнет работать сразу же. Если же он не попадает в нужный интервал, то будет ждать час «ВКЛ».

Этот код имеет интересные функции, которые можно использовать в других проектах. Я постарался отделить каждую функцию, чтобы всё было максимально понятным.

Файлы

Весь код написан мной, кроме настройки времени на RTC и дата-логгера Adafruit. Надеюсь, эта инструкция как собрать простой таймер своими руками была для вас полезна!

Кухонный таймер на Ардуино. ⋆ ОБЪЕМНИК

Простой кухонный таймер с обратным отсчетом позволяет выставить время от одной минуты до 99 часов 99 минут. Время выводится на дисплей tm1637. Для установки времени использована мембранная клавиатура с четырьмя кнопками, кнопки: +1 , +10, +60 минут и Сброс настроек. Таймер работает на  литиевом li-on аккумуляторе типоразмер 18650 и заряжается от стандартного 5В зарядного устройства для телефона, через micro USB разъем. Мозгом устройства является Arduino ProMini. Скетч написан в IDE Arduino 1.6.7 для Arduino UNO или ProMini.

Arduino — торговая марка аппаратно-программных средств для построения простых систем автоматики.

с обратным отсчетом. С возможностью подключить реле на 3-й пин.

Принципиальная схема кухонного таймера

Для заряда аккумулятора установлен  контроллер  TP4056 с защитой от разряда.

В схеме питания таймера есть повышающий модуль mt3608 DC-DC Step Up, для повышения напряжения до 5В.

Выходное напряжение  с платы защиты 4В, для работы Arduino ProMini и высокой яркости свечения led дисплея требуется напряжение 5В.

Вывод времени в конструкции таймера применен led дисплей tm1637.

Модуль звука Buzzer активный 5v.

Обозначение контактов:
VCC – напряжение питания;
I/O – управляющий сигнал;
GND – общий контакт.

Указанные элементы, на принципиальной схеме кухонного таймера: резистор, транзистор и буззер, уже установлены в модуль звука Buzzer, поэтому этот элемент схемы можно заменить модулем.

Модуль адаптер micro USB.

Скетч и библиотеки скачать одним архивом. https://yadi.sk/d/yV8bp2UYHA9A3g 
В Скетч добавил выход на реле 3pin https://yadi.sk/d/3LDD01zEnptOvQ

Используемые компоненты (заказать в Китае):

1. Arduino promini; http://got.by/2snd5z
2. Мембранная клавиатура 1х4; http://ali.pub/2sng3r
3. Модуль звука Buzzer; http://ali.pub/2sngdh
4. led дисплей tm1637; http://ali.pub/2sng7g
5. Тумблер 2 Pin; http://ali.pub/2snfxx

6. Повышающий модуль mt3608; http://ali.pub/2snfo0 или http://ali.pub/2snfoz
7. контроллер  TP4056; http://got.by/2snfa0 или http://ali.pub/28346d
8. Честные аккумуляторы 18650, 3400 мА⋅ч; http://ali.pub/5gxdx6
9. Модуль micro USB; http://ali.pub/2sng09
10. Холдер 18650; http://ali.pub/5gxe89
11. Коробочка для поделок; http://ali.pub/5gxedi  , http://ali.pub/5gxeik
12. Реле модуль 1 канал http://ali.pub/2s42mk или  http://ali.pub/2s419r или http://ali.pub/2s42aw

Похожие Статьи

с вашего сайта.

включение нагрузки по таймеру от кнопки (видео)

 Это опять-таки один из первых моих опытов работы с Ардуино. Пока я даже еще помню какой.. Это второй проект! Так вот, во втором проекте, в большинстве случаев, людей учат работать с кнопкой, то есть нажал кнопку, подал напряжение на нагрузку – загорелся светодиод. Отпустил кнопку – светодиод потух. Однако посмотрев подобную тему, я немного был ошарашен, ну что это за проект!? Зачем применять Ардуино и связку из проводов, резисторы, если все на само деле можно реализовать просто обычной цепью через источник питания, кнопку и светодиод. Это и надежнее, дешевле и понятнее и не потребует специальных знаний. Нет, я понимаю, что микроконтроллер Ардуино начинает себя оправдывать лишь с определенных проектов, когда надо выполнять сложные действия вроде как с задержкой с распределением питания и все в таком духе. А вот для того чтобы до этого дойти, необходимо научиться работать с примитивом. Так скажем, что надо пройти не совсем прагматичное, дабы впоследствии воспользоваться возможностями на все сто. Пока я еще нахожусь в сторону баланса когда все было бы проще собрать скажем на той же микросхеме NE555, нежели заморачиваться Ардуинкой и заливать программу для таймера. Однако буду очень надеться, что далее применение в проектах Ардуино начнут себя оправдывать. Хотя уже и сейчас можно начать находить некие плюсы в обычном таймере от Ардуино, он легко настраивается на любое время срабатывания без пайки, просто меняем время в программке. Он может легко инвертировать сигналы от включено к выключено. Он в конце концов может работать сразу по нескольким критериям, если к нему подключить несколько кнопок и к каждой задать свой выход или свое время срабатывания. В общем уже кое-что, так что давайте обо всем этом поподробнее.

Включение нагрузки от кнопки на Arduino UNO

Как я все же не хаял что заниматься проектом с кнопками это все же детство, но пройти через это придется, ведь даже полет в космос начинался с сюрреалистических эскизов на бумаге, пока не оброс чем-то значимым и стоящим, что в итоге подняло в пространство ракету! Так вот, первый вариант будет реализовывать следующий алгоритм работы. Нажимаем кнопку – светодиод горит. Отпускаем- гаснет. Вначале подключаем все физически, а потом начинаем работать с программой. Принципиальная схема подключения будет выглядеть так.

P.S. Схема подразумевает подачу положительного потенциала на вход от кнопки. Сопротивление 10 кОм применено с тем, дабы в отсутствии сигнала от кнопки, на проводе не появлялись наводки и не было ложных срабатываний. Если убрать цепь с сопротивлением, то на входе возможно появление логической 1 просто от наводок, что сделает работу схемы и программы нестабильной.

Затем включаем программку «Ардуино» о том, где ее найти и как скачать в статье «Подключение Arduino R3 MEGA328P Ch440G (как запустить и сделать первый проект)» Подключаем Ардуино для заливки, все это тоже в той же статье. Теперь заливаем вот этот код, просто копируем его и вставляем в окно, а потом жмем кнопку-стрелку.

int button = 2;
int led = 13; // назначаем константы

void setup() {
pinMode(led, OUTPUT);
pinMode(button, INPUT); // инициализируем что вход, что выход
}

void loop(){
if (digitalRead(button) == HIGH) {
digitalWrite(led, HIGH);
}
else {
digitalWrite(led, LOW); // это условие при котором высокий потенциал на кнопке зажигает светодиод во всех других случаях светодиод не горит

}


}





Все ждем пока все зальется в микроконтроллер и уже можно пробовать нажимать на кнопку. Если никаких проблем при загрузке не возникло, то все будет как я и говорил. Нажимаем на кнопку – горит, отпускам - гаснет. Вот такой примитив! Что же, теперь попробуем хоть малость усовершенствовать программу и сделать из нее таймер, то есть нажал на кнопку  светодиод включился скажем на 10 секунд.

Включение таймера от кнопки на Arduino UNO

Итак, из предыдущей версии описанной в абзаце выше делаем таймер, чтобы светодиод включался и горел какое-то время. Схема подключения все та же, еще раз ее приведу.

Код тоже почти тот же, разве что после включения светодиода делаем задержку для последующего выполнения затухания, применяя функцию delay. Можете сравнить с предыдущим кодом, все один в один, разве добавилась задержка.

int button = 2;
int led = 13; // назначаем константы

void setup() {
pinMode(led, OUTPUT);
pinMode(button, INPUT); // инициализируем что вход, что выход
}

void loop(){
if (digitalRead(button) == HIGH) {
digitalWrite(led, HIGH); delay(10000);              // ждем 10 сек
}
else {
digitalWrite(led, LOW); // это условие при котором высокий потенциал на кнопке зажигает светодиод во всех других случаях светодиод не горит при этом таймер встроен в область условия

}


}





Вот собственно так и родился проект и программка таймера. Плюсы такого таймер перед тем же таймером собранным без микроконтроллера конечно есть. Это возможность быстро поменять время задержки (меняем цифру 10000), инвертировать включение выключение нагрузки, то есть сделать чтобы она не включалась, а наоборот выключалось, для эnого надо поменять местами значения HIGH и  LOW. Можно сделать несколько таймеров, от разных кнопок, если задать разные входы для нескольких кнопок и подключить их.

Подводя итог…

Можно сказать, что проект принес свои результаты. Явной пользой данного проекта будет возможность понять как формируется программа. Что есть константы описываемые в программе, есть инициализация всего того что подключено к контроллеру, есть алгоритм работы. Еще здесь же можно провести аналогию и с тем, как же будут впоследствии подключаться датчик и приводы, ведь датчик имеет примерно такой же сигнал, как и положительный потенциал с кнопки, а привод также может быть управляем низкоточным сигналом, сродни светодиоду.
  Единственным, чем я остался не удовлетворен, так это тем, что нагрузкой в данном случае служит светодиод. Что толку от него, когда хотелось бы управлять силовыми элементами в электрической цепи? Скажем, включать мощные осветительные лампы, нагреватели, насосы или прочие электроприборы. Поэтому надо будет подготовить статью о том, как из низкоточного управляющего сигнала получить мощный управляющий. Видимо это будет темой одной из ближайших моих статьей.

Видео про таймер на Ардуино

Реле включения нагрузки по времени на arduino-совместимой плате – ARDUINO.MD

Итак, задача. Нужно включать-выключать некоторую нагрузку, скажем, насос для полива растений на улице, и делать это в автоматическом режиме с гибко настраиваемыми интервалами.

Для решения этой задачи нам понадобится

  • Uno – arduino-совместимая плата, которую мы программируем
  • Sensor shield (или плата прототипирования) – для облегчения соединения датчиков с платой
  • Провода мама-мама
  • Дисплей на 2 строки по 16 символов LCD1602
  • Реле переключения нагрузки
  • Датчик угла поворота с кнопкой
  • Блок питания 9V 1А (для тестирования можно питать устройство и по USB кабелю самой Arduino)

Принцип действия

К реле подключается полезная нагрузка, скажем, двигатель на 12 вольт или насос. Реле выступает в качестве включателя/выключателя, который управляется программно, т.е. мы в коде говорим, когда нам замкнуть контакты в реле (включить насос) или разомкнуть (выключить насос). Датчиком угла поворота мы настраиваем через какой промежуток времени (минут) нам нужно включить реле (ON) и через какой – выключить (OFF). Сколько осталось минут до окончания текущего режима, сколько минут продлится режим включения и выключения – все это мы видим на экране LCD.

Подключение

UNO LCD1602 Реле Датчик угла
 VCC 5V  VCC  +  +
 GND  GND  –  GND
 Analog 4  SDA
 Analog 5  SCL
 Digital 5  SW
 Digital 8  S
 Digital 11  CLK
 Digital 12  DT

Полный код программы: relay-timer-project. zip

Вот и видео того, что получилось.

Комментарий к видео.

На дисплее строка Active OFF 1 говорит, что активен режим OFF – реле выключено и это продлится еще 1 минуту. Строка ON: 4 OFF: 1 говорит что устройство настроено на периодическое включение реле на 4 минуты, затем выключение на 1 минуту. Крутим датчик угла поворота, регулируя сколько осталось до смены режима (ON/OFF). Нажав кнопку переходим в режим редактирования значения ON, далее по кнопке переходим в режим редактирования OFF, далее по кнопке возвращаемся в основной режим. Спустя минуту после щелчка загорается светодиод на реле (реле включено) и на дисплее видим смену режима на ON, который продлится 2 минуты. Отключаем питание устройства и включаем снова, видим, что настройки ON2 и OFF1 сохранились – при загрузке arduino прочла их из энергонезависимой памяти eeprom. Также режим изменился на OFF.

Заключение

Если все-таки хочется сделать готовое устройство:

  • Плату arduino uno лучше заменить на arduino pro mini – она значительно меньше, дешевле и припаивать провода легче
  • Все соединительные провода между платой и остальными устройствами нужно припаять – ржавчина теперь не повлияет на долговечность соединительных контактов
  • Собрать все в корпус – на вид приличнее будет, да и защита от всяких воздействий (случайно задетого провода)
  • Добавить выключатель – при покидании жилища на длительное время (при том что в этом устройстве нет необходимости в отсутствии хозяев) лучше все-таки обесточивать девайс, и делать это выключателем удобнее, чем выдергивать блок питания из розетки

Удачных экспериментов!

Возможно, вам потребуются файлы:

Понравилось это:

Нравится Загрузка. ..

Похожее

Собираем крафтовую розетку с таймером на базе Arduino

Розетка с таймером (ее же иногда называют «реле времени») — это устройство, функционал и назначение которого должно быть очевидно из названия. Вы подключаете какую-нибудь лампу в розетку через это устройство, в результате чего получаете возможность запрограммировать лампу. Например, лампа может автоматически включаться каждый день в 9 утра и выключаться в 10 вечера. Зачем это может быть нужно — уход за растениями, создание эффекта присутствия людей в доме с целью отпугивания воров, и так далее. Розетку с таймером в наше время легко купить готовую за небольшие деньги. Однако в этой заметке я расскажу, как сделать такое устройство своими руками.

Важно! Работа с переменным током высокого напряжения смертельно опасна. Если вы решите повторять действия, описанные далее, будьте предельно осторожны.

Примечание: Пользуясь случаем, я хотел бы поблагодарить пользователей форума EasyElectronics.ru с никами STT, BusMaster и Кот495 за то, что проконсультировали меня о некоторых нюансах работы с переменным током.

Спрашивается, зачем делать свое устройство, если можно просто купить готовое?

Ну, во-первых, это весело (если, конечно, вы находите веселым подобные вещи). Во-вторых, розетки с таймером обычно имеют маленькие экранчики без подсветки, на которых очень трудно что-то разобрать, а также неудобные элементы управления. Наше самодельное устройство будет лишено этого недостатка. В-третьих, самодельное устройство может быть запрограммированно сколь угодно сложно, тогда как готовые ограничены лишь парой-тройкой заданных наперед режимов. Наконец, в-четвертых, самодельное устройство может быть с легкостью модифицировано как нам вздумается (взять хотя бы банальное изменение цвета корпуса) и без труда ремонтируется, поскольку мы знаем точно, как оно работает.

Свою розетку с таймером я собрал из следующих компонентов:

Вместо зарядного устройства для телефона можно было воспользоваться нормальным AC/DC преобразователем на 5 В, припаиваемым на плату. Но стоят AC/DC преобразователи сравнительно дорого, а лишних зарядных устройств у меня накопилось достаточно много. Так что я предпочел использовать валяющуюся без дела зарядку.

Повербанк тоже валялся без дела. Если лишнего повербанка у вас нет, вместо него можно воспользоваться Li-Ion аккумулятором форм-фактора 18650 в сочетании с платой на базе чипа TP4056 и каким-нибудь повышающим DC/DC преобразователем на ваш выбор. Как использовать эти компоненты ранее было подробно рассказано в заметке Паяем крафтовый повербанк с солнечной панелью. Вообще-то говоря, не всякий повербанк способен заряжаться от сети и одновременно заряжать подключенное к нему устройство. Поэтому в общем случае использовать аккумулятор, TP4056 и повышающий преобразователь DC/DC будет более правильно.

Отмечу также, что повербанк нужен исключительно для того, чтобы часы на устройстве не сбрасывались при отключении электричества в доме. Если для вас это не является проблемой (например, есть ИБП), то можно обойтись и без повербанка.

Названные компоненты были помещены в корпус и соединены таким образом:

Корпус я спроектировал во FreeCAD и распечатал на 3D-принтере RepRap Prusa i3 пластиком PLA. Высчитывать с точностью до миллиметра, где должны находится отверстия для крепления экранчика, мне было лень. Поэтому эти отверстия я просверлил дрелью уже после того, как корпус был напечатан. Разъемы XT60 были закреплены с помощью термоклея.

Заметьте, что реле впаяно в макетку. Так сделано по той причине, что ножки у реле очень хрупкие, и если припаяться к ним напрямую, они быстро отломаются (я проверял!). Если вы решите использовать другое реле, убедитесь, что оно рассчитано на достаточно большой ток, хотя бы 8 А. Проверьте также, что выбранное вами реле является моностабильным. То есть, при пропадании питания на катушке реле должно автоматически разрывать цепь.

Наконец, примите во внимание, что из соображений безопасности следует разрывать фазу и ноль одновременно, а не лишь один из контактов, как рисует в своих туториалах та же Амперка. Дело в том, что втыкаемая в розетку вилка не знает, где у нее ноль, а где фаза, и разрывая лишь один из контактов вы повышаете вероятность поражения пользователя электрическим током при случайном касании, казалось бы, отключенной нагрузки. Таким образом, следует использовать реле с двумя группами контактов.

Софтверная часть не представляет очень уж большого интереса, тем более, что я не сильно заморачивался с качеством кода. Использование экранчиков 1602 с I2C интерфейсом ранее подробно рассматривалось в заметке Об использовании экранчиков 1602 с I2C-адаптером. Что же касается части кода, отвечающей за время, она в существенной части была позаимствована из проекта часов на микроконтроллере ATmega328P. Действительно новым для нас здесь является разве что работа с роторным энкодером, поэтому ее и рассмотрим.

Энкодер обычно имеет пять контактов. Из них два контакта, расположенные с одной стороны, представляют собой обыкновенную кнопку, и потому сейчас нам не интересны. Из трех оставшихся контактов на другой стороне средний подключается к земле, а два оставшихся — ко входам микроконтроллера с активированными подтягивающими резисторами. При вращении ручки энкодера в микроконтроллер будут приходит следующие сигналы:

Как видите, сигнал достаточно просто декодировать. Если по фронту сигнала с контакта A на контакте B сигнал высокий или по спаду сигнала с контакта A на контакте B сигнал низкий, значит пользователь вращает ручку по часовой стрелке. Если же наоборот, по фронту сигнала с контакта A на контакте B сигнал низкий, а по спаду — высокий, значит ручка вращается против часовой стрелки.

Как это часто бывает в мире Arduino, декодирование сигнала от энкодера уже реализовано в библиотеке Rotary. Пример ее использования:

#include "Rotary.h"

Rotary rot(3, 2);

/* ... */

void setup() {
    /* ... */

    // rotory interrupt
    PCICR |= (1 << PCIE2);
    PCMSK2 |= (1 << PCINT18) | (1 << PCINT19);
    sei();
}

ISR(PCINT2_vect) {  
    unsigned char result = rot. process();
    if (result == DIR_NONE) {  
        // do nothing
    } else if (result == DIR_CW) {
        /* do something ... */
    } else if(result == DIR_CCW) {
        /* do something else ...*/
    }  
}

/* ... */

В окончательном виде получившееся устройство выглядит так:

Конечно же, на ум приходит множество возможных улучшений. Например, можно добавить функцию управления по Bluetooth или же при помощи SMS. Не помешало бы также вывести на корпус индикацию процесса зарядки и текущего состояния аккумулятора. Где-нибудь сбоку стоило бы добавить кнопку полного отключения, например, на случай длительной транспортировки устройства. Возможность отключения подсветки экранчика была бы не лишней, так как подсветка довольно яркая и может, помимо прочего, мешать спать. Часы на кварцевом резонаторе не слишком точны, раз в пару месяцев их приходится подводить. В связи с этим стоит рассмотреть использование внешних часов реального времени. Ну и в целом получившаяся конструкция довольно громоздка, уродлива и сложна для повторения, не говоря уже о том, что микроконтроллер подошел бы и более простой, например, ATtiny2313. Так что, не лишено смысла сделать нормальную плату.

Как обычно, исходники прошивки и STL-файлы корпуса вы найдете на GitHub.

А что вы думаете об описанном проекте и какие идеи по его улучшению есть у вас?

Метки: AVR, Электроника.

Timelapse таймер на Arduino

Одним из моих хобби является, как ни банально, фотография. Недавно задумался над созданием таймлапсов. Для создания таймлапсов требуется таймер, на котором можно будет выставлять частоту срабатывания затвора фотоаппарата. В поисках готового и дешевого решения были попытки заказать устройство на ebay, но так как Почта России дважды теряла мой долгожданный таймер, я решил сделать его сам.

Разработка принципиальной схемы

Идея устройства проста: сигнал с потенциометра поступает на АЦП контроллера, тем самым задает интервал выходного сигнала на камеру. Этот интервал будет отображаться на 2 индикаторах, 3-й индикатор будет обозначать нам единицу измерения интервала (секунды или минуты), а также зажигать точку в случае, если значение потенциометра не менялось дольше 1 секунды. Данная индикация нужна была для решения одной проблемы, о которой будет сказано ниже, в конце концов она не оказалось лишней. Так же на устройстве я предусмотрел пару кнопок для ручной подачи сигнала на затвор и фокус.

Управление 7 сегментными индикаторами довольно простое.

Принципиальная схема устройства

Развел плату в Eagle-Cad. Естественно старался все делать на SMD элементах и настолько компактно насколько это позволяет печать на фольге и травление в хлорном железе. В результате вышла плата размером 5х5 см.

В живую.

После этого перевел рисунок на текстолит, вытравил и залудил. Результат:

Попытался впервые нанести маску, но первый блин комом.

Прошивка

После напайки большей части компонентов настала очередь поработать с прошивкой. Во-первых, залить на ATmega8L бутлоадер Arduino NG. Во-вторых, написать код программы. И уже на первом этапе я понял, что задача не так проста, потому что Arduino NG производится на базе ATmega8 и работает с кварцем на 16 МГц, в отличие от ATmega8L, которая работает с кварцем на 8 МГц. Но благо в интернете много информации по этой теме, например бутлоадер, который помогает сделать Аrduino с кварцем на 8 МГц на 8L. Его я и залил через Arduino IDE. Увы загрузчик постоянно слетал после прошивки первого скетча. Эту проблему я так и не смог устранить, поэтому так и приходилось заново его заливать

После этого принялся писать код скетча, но так как мои знания в программировании ограничиваются Паскалем первокурсника и простыми примерами для STM8, то обратился за помощью к коллеге ftp27, который с ярым энтузиазмом решил мне помочь.

Основная проблема состояла в поддержании цикла динамической индикации с одновременным отсчетом таймера для произведения снимка. Благо, в Arduino предусмотрена славная функция mills(), возвращающая кол-во миллисекунд с момента включения устройства. Так как не предусматривалось использование устройства в течении более 1 суток, то эта функция идеально подходила для тайминга.

Данная программа считывает значение с АЦП, проверяет, не изменился ли выбор времени, и если уж он изменился, то производит снимок с новым таймером. Так как значение АЦП довольно таки ощутимо бегает даже если не трогать потенциометр, то было решено брать не более 16 значений времени.

Для пущей экономии было решено выключать индикацию через 10 секунд после последней смены значения потенциометра. Сэкономили 30 мА — мелочь, а приятно.

Все файлы прошивки и схемотехники можно найти здесь.

Сборка устройства

После проведения ряда тестов и заливки окончательной прошивки были допаяны остальные элементы. Следующая задача состояла в том, чтобы уложить все это чудо в компактный корпус. В качестве корпуса идеально подошла коробочка из-под губки для обуви. Покрасив её в черный цвет и просверлив необходимые отверстия мы уместили плату и заклеили для надежности клеем.

До

После

В итоге вышло неплохое устройство себестоимостью 200 р., которое, мать его, работает.

Конечно, можно было пойти по протоптанной тропинке и сделать все на NE 555, но очень уж хотелось индикацию и более удобный выбор времени таймера.

В этот же день и сняли свой первый таймлапс прямо из окна рабочего места gif.

А потом я нашел проект Magic Lantern и необходимость внешнего таймера совсем отпала 🙂

Кодирование таймеров и задержек

в Arduino: 7 шагов

Если вы знакомы с беззнаковыми long, переполнением, беззнаковой арифметикой и важностью использования беззнаковой переменной long, то вы можете просто перейти к шагу 4 с использованием библиотеки millisDelay.

Важной частью предыдущего скетча является тест

 (millis () - delayStart)> = 10000 

Этот тест должен быть закодирован таким специфическим образом, чтобы он работал.

Unsigned Long и переполнение

Переменная delayStart и число, возвращаемое встроенной функцией millis () , представляет собой unsigned long .Это число от 0 до 4 294 967 295.

Если вы прибавите 1 к беззнаковой длинной , содержащей максимальное значение 4 294 967 295, ответ будет 0 (ноль). Это число переполняется и возвращается к 0. Вы можете представить, что бит переполнения просто сбрасывается. например в 3-битном беззнаке 111 - максимальное значение (7), добавление 1 дает 1000 (8), но первая единица переполняет 3-битное хранилище и отбрасывается, поэтому выполняется возврат к 000.

Это означает, что в конечном итоге, когда процессор добавляет единицу больше это переменная, содержащая результат millis () , он будет обнулен до 0.То есть миллис () снова начнет отсчет с 0. Это произойдет, если вы оставите свою плату Arduino работающей на 4 294 967 295 мс, то есть около 49 дней 17 часов, скажем, 50 дней.

Теперь давайте рассмотрим другой способ кодирования теста (millis () - delayStart)> = 10000

Арифметически этот тест равен millis ()> = (delayStart + 10000)

Однако, если вы запустите задержка почти через 50 дней, например, когда millis () возвращает 4294966300 мс, тогда delayStart + 10000 переполнится до 995, и тест, millis ()> = (delayStart + 10000), немедленно станет истинным, и будет быть без промедления.Так что эта форма теста не всегда работает.

К сожалению, вы вряд ли столкнетесь с этим во время тестирования, но это может неожиданно возникнуть в длительном работающем устройстве, например, в гаражных воротах, непрерывно управляющих пробегами в течение нескольких месяцев. Вы получите аналогичную проблему, если попытаетесь использовать
delayEnd = millis () + 10000
, а затем тест (millis ()> = delayEnd)

Наконец, переменная delayStart должна быть длинной без знака . Если вместо этого вы используете long (то есть long int ) или int или unsigned int , максимальное значение, которое они могут удерживать, меньше, чем unsigned long , возвращаемое из millis () . В конце концов значение, перенастроенное из millis () , переполнит меньшую переменную, в которой оно хранится, и вы обнаружите, что время внезапно пошло вспять. Например, если вы используете unsigned int для startDelay , это произойдет через 65 секунд на плате Uno.

Вычитание без знака

Еще один интересный момент - это то, что происходит с результатом millis () - delayStart , когда delayStart , скажем, 4294966300 и нам нужна задержка в 10000 мс.

millis () вернется к 0 до того, как это произойдет. Помните, что добавление 1 к максимальному значению unsigned long может сохранить обертывание обратно до 0. Таким образом, один из способов вычисления millis () - delayStart, где millis () обернут вокруг и меньше, чем delayStart , - это чтобы сказать «W номер шляпы, я должен добавить к delayStart равный millis () (после переполнения)? » i.е. что такое X в уравнении delayStart + X == millis ()

Например, снова используя 3-битную переменную без знака, чтобы вычислить 2-4 (без знака), подумайте о циферблате, начинающемся с 0 и добавляющем 1 полностью до 111 (7), а затем обратно к 0. Теперь, чтобы получить от 4 до 2, вам нужно добавить 6 (5,6,7,0,1,2), так что 2-4 = 6, и именно так вычисление работает, хотя ЦП будет выполнять расчет по-другому.

Таким образом, разность двух длинных чисел без знака всегда будет положительным числом в диапазоне от 0 до 4 294 967 295.Например, если startDelay равен 1 и millis () обернулось до 0 (через 50 дней), тогда millis () - startDelay будет равно 4 294 967 295. Это означает, что вы можете указать DELAY_TIME в любом месте в диапазоне от 0 до 4 294 967 295 мс и (millis () - delayStart)> = DELAY_TIME всегда будет работать, как ожидалось, независимо от того, когда началась задержка.

Простой набор таймеров на базе Arduino Uno

Здесь представлен простой комплект таймера, построенный на плате Arduino Uno.Его можно использовать для измерения длительности задержки по времени таких устройств, как реле таймера, автоматические выключатели и другие последовательные логические схемы. Этот таймер станет недорогим решением для лабораторных / промышленных нужд. Авторский прототип представлен на рис. 1.

Рис. 1: Авторский прототип комплекта таймера

Схема и рабочая

Принципиальная схема комплекта, показанная на рис. 2, помимо платы Arduino Uno (Board1) содержит несколько компонентов. Он имеет внешние входные контакты для запуска и остановки измерения времени.Оба контакта могут быть нормально разомкнутыми (N / O) или нормально замкнутыми (N / C). Операция переключения пусковых контактов инициирует измерение времени, а стоповых контактов останавливает измерение.

Рис. 2: Принципиальная схема комплекта таймера

Измеренное время отображается в секундах на ЖК-дисплее1. Возможно измерение в диапазоне от миллисекунд до нескольких минут. Он тестируется с известными значениями, установленными в мини-программируемом логическом контроллере (ПЛК). Кнопка сброса (подключенная к CON3) предназначена для сброса дисплея на ноль и начала нового измерения времени.

Программное обеспечение (Timing_kit.ino) написано на языке программирования Arduino с использованием Arduino IDE версии 1.8.5. Скетч / программа использует функции прерывания и millis () Arduino. Убедитесь, что вы выбрали правильную плату в меню «Инструменты» в Arduino IDE, прежде чем загружать файл эскиза time_kit.ino на плату.

Строительство и испытания

Соберите схему на макете или печатной плате. Схема печатной платы в натуральную величину для комплекта таймера показана на рис.3, а расположение его компонентов - на рис.4. Подключите плату Arduino Uno и LCD1, как показано на принципиальной схеме. Убедитесь, что вы сначала загрузили исходный код (Timing_kit.ino) на плату Arduino Uno через USB-кабель, подключенный к ноутбуку / настольному компьютеру.

Подключите пусковые контакты к CON1, стопорные контакты к CON2 и кнопку сброса к CON3. Включите плату Arduino Uno через USB / адаптер питания. Отрегулируйте контраст LCD1 с помощью потенциометра VR1, чтобы получить четкое изображение.

Рис. 3: Схема печатной платы для комплекта таймера Рис. 4: Принципиальная схема комплекта таймера
Скачать PDF-файлы с печатной платой и компоновкой компонентов:
Нажмите здесь
Скачать
Исходный код

Перед измерением времени нажмите кнопку сброса.Вы получите сообщение «Набор для проверки времени» в первой строке и «Время (с): 0,000» во второй строке LCD1. Схема в основном представляет собой повышающий счетчик / таймер.

Теперь замкните пусковые контакты, чтобы начать отсчет. Подсчитанное значение будет отображаться на LCD1. В зависимости от ваших требований, вы можете остановить счет в любое время, замкнув стопорные контакты после задержки. Время счета отображается в секундах с левой стороны и в долях секунд (в миллисекундах) с правой стороны LCD1, что представляет собой промежуток времени между запуском и остановкой набора для проверки времени.

После сборки схемы поместите ее в подходящую коробку с дисплеем LCD1 и кнопкой сброса на передней панели. Разъемы пуска и останова могут быть предусмотрены на задней стороне панели для ручного управления или подключения ПЛК. Теперь комплект готов к использованию для измерения таймеров реле времени, автоматических выключателей и подобных устройств.

Примечание. Только беспотенциальные внешние замыкающие или замыкающие контакты должны использоваться в качестве пусковых и стопорных контактов с общей массой.


П. Баласубраманян - научный сотрудник на пенсии из Nuclear Power Corporation of India Ltd (NPCIL). Он имеет 32-летний опыт работы в области технического обслуживания электрооборудования на атомной электростанции Мадрас, Калпаккам и Проект атомной энергетики Куданкулам, Куданкулам. Сфера его интересов - микроконтроллеры и силовая электроника.

Секундомер

с использованием Arduino и ЖК-дисплея


Секундомер с использованием Arduino и ЖК-дисплея - кнопка сброса запуска и остановки

В этом проекте мы разработали простой секундомер с использованием Arduino и ЖК-дисплея с кнопкой запуска, остановки и сброса.Секундомер всегда будет иметь 2 кнопки или режима, режим запуска и остановки. У него могут быть другие функции, но они всегда будут. Кроме того, мы добавили функцию сброса. Это можно сделать, нажав кнопку сброса Arduino.

Миллис-функция кода Arduino позволяет Arduino отображать функции с точностью до миллисекунд с точностью до 100%. Мы можем отображать до 4 цифр после десятичной точки. Но здесь мы просто отображали 2 цифры. Тот же проект можно выполнить с помощью 4-значного 7-сегментного дисплея.

Вы можете просмотреть другую версию этого проекта: Секундомер с использованием 4-значного 7-сегментного дисплея и Arduino


Необходимые компоненты:

Нам просто нужно несколько из этих компонентов, чтобы собрать схему, как показано ниже.
1. Плата Arduino UNO
2. ЖК-дисплей 16 * 2
3. Кнопки - 2
4. Макетная плата
5. Подключите провода перемычек


Схема: секундомер с использованием Arduino и ЖК-дисплея

Соберите схему, как показано на рисунке ниже, и выполните следующие подключения.

Подключите контакт 4,6,11,12,13,14 ЖК-дисплея к контакту 7,6,5,4,3,2 Arduino.

Подключите две кнопки к цифровым контактам 8 и 9 Arduino.


Работа и операции:

После загрузки кода на плату Arduino отобразится , нажмите старт . Так что просто нажмите кнопку пуска, и тогда начнется отсчет времени. Чтобы остановить истекшее время, просто нажмите другую кнопку, например кнопку «Стоп». Следовательно, секундомер остановится.Теперь, если вы хотите сбросить схему, просто нажмите кнопку сброса на плате Arduino UNO.



Исходный код / ​​Программа:

Вот код для секундомера с использованием Arduino и ЖК-дисплея. Скопируйте его и загрузите на свою плату Arduino UNO.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

140002

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

000

000 34

35

36

37

38

39

40

41

42

43

44

45

46

49

0002 47

00030002 47

0003

51

52

53

54

55

56

57

58

59

60

#include

ЖК-дисплей LiquidCrystal (7, 6, 5, 4, 3, 2);

void setup ()

{

lcd.begin (16, 2);

lcd.clear ();

Serial.begin (9600);

pinMode (8, INPUT);

digitalWrite (8, ВЫСОКИЙ);

pinMode (9, ВХОД);

digitalWrite (9, ВЫСОКИЙ);

}

двойной i = 0;

двойной a = миллис ();

двойной с;

пустая петля ()

{

жк.Чисто();

lcd.print («нажмите старт»);

задержка (100);

if (digitalRead (8) == LOW)

{

lcd.clear ();

a = миллис ();

в то время как (digitalRead (9) == HIGH)

{

c = миллис ();

i = (c - a) / 1000;

жк принт (i);

lcd. setCursor (7,0);

lcd.print ("Sec's");

lcd.setCursor (0,0);

Serial.println (c);

Серийный.println (а);

Serial.println (i);

Serial.println ("......");

задержка (100);

}

if (digitalRead (9) == LOW)

{

while (digitalRead (8) == HIGH)

{

lcd.setCursor (0,0);

жк принт (i);

lcd.setCursor (11,0);

lcd.print ("");

lcd.setCursor (0,0);

задержка (100);

}

}

}

}


Демонстрация видео:

Простой цифровой секундомер с использованием Arduino и ЖК-дисплея

Посмотреть другие проекты Arduino

Таймер-0 / Счетчик-0 Концепция: Arduino / ATmega328p

Примечание

Эта статья является частью Руководства по программированию встроенного микропрограммного обеспечения C для Arduino / ATmega328p .Попробуйте изучить домашнюю страницу курса, чтобы найти статьи на похожие темы.

Учебное пособие по Arduino Встроенный уровень регистра C Мастер-класс Arduino

Также посетите страницу выпуска для встроенной библиотеки аппаратных абстракций C на уровне регистров и код для AVR .

Введение

  • Характеристики
    • Два независимых блока сравнения выходов
    • Регистры сравнения выходов с двойной буферизацией
    • Сброс таймера при совпадении сравнения (автоматическая перезагрузка)
    • Без сбоев, фазово-корректирующий широтно-импульсный модулятор (ШИМ)
    • Переменная ШИМ
    • Генератор частоты
    • Три независимых источника прерываний (TOV0, OCF0A и OCF0B)

Таймер-0 / счетчик-0 - это 8-битный модуль таймера / счетчика общего назначения с двумя независимыми модулями сравнения выходов и с поддержкой ШИМ.Это позволяет точно рассчитывать время выполнения программы (управление событиями) и генерировать волны.

Блок-схема AVR Atmega328p Timer-0 / Counter-0

Таймер-0 имеет два вывода ШИМ / переменной частоты, назначенных на порт ввода-вывода. OC0A отображается на PD6, который является цифровым выводом 6 на плате Arduino UNO. OC0B отображается на PD5, который является цифровым контактом 5 на плате Arduino UNO.

Схема контактов ввода-вывода Arduino UNO Назначение контактов Arduino UNO Atmega328p
Определения часто используемых терминов в таймере
НИЖНИЙ Счетчик достигает ВНИЗ, когда становится 0x00.
MAX Счетчик достигает своего MAXimum, когда становится 0xFF (десятичное 255).
TOP Счетчик достигает TOP, когда он становится равным наивысшему значению в последовательности счета. Значение TOP может быть фиксированным значением 0xFF (MAX) или значением, хранящимся в регистре OCR0A. Назначение зависит от режима работы.

Регистры и источник синхронизации

Многие регистры и битовые ссылки в этом разделе написаны в общем виде.Строчная буква «n» заменяет номер таймера / счетчика, в данном случае 0. Строчная буква «x» заменяет выходной модуль сравнения, в данном случае модуль сравнения A или модуль сравнения B. Однако при использовании регистра или бит определяет в программе, должна использоваться точная форма, т. е. TCNT0 для доступа к значению счетчика Timer / Counter0 и так далее.

Таймер / счетчик может синхронизироваться внутренне, через предварительный делитель или внешний источник синхронизации на выводе T0. Логический блок Clock Select управляет тем, какой источник тактовых импульсов и какой фронт использует таймер / счетчик для увеличения (или уменьшения) своего значения.Таймер / счетчик неактивен, если не выбран ни один источник синхронизации. Выходной сигнал логики выбора тактового сигнала называется тактовым сигналом таймера (clkT0). Источник синхронизации выбирается логикой выбора часов, которая управляется битами выбора часов (CS02: 0), расположенными в регистре управления таймером / счетчиком (TCCR0B).

Регистры сравнения вывода с двойной буферизацией (OCR0A и OCR0B) постоянно сравниваются со значением таймера / счетчика. Результат сравнения может быть использован генератором сигналов для генерации выходного сигнала ШИМ или переменной частоты на выводах сравнения выходных сигналов (OC0A и OC0B).Событие сравнения сопоставления также установит флаг сравнения (OCF0A или OCF0B), который можно использовать для генерации запроса прерывания сравнения выходных данных.

Счетчик

Основной частью 8-битного таймера / счетчика является программируемый двунаправленный счетчик.

Блок-схема блока счетчика AVR
Описание сигнала:
903 903 903
count Увеличение или уменьшение TCNT0 на 1
направление Выбор между увеличением или уменьшением
очистить Очистить TCNT0 Сообщите, что TCNT0 достиг максимального значения
bottom Сообщите, что TCNT0 достиг минимального значения

В зависимости от используемого режима работы счетчик очищается, увеличивается или уменьшается на каждом такте таймера (clkT0).clkT0 может генерироваться из внешнего или внутреннего источника тактовых импульсов, выбираемых битами выбора тактового сигнала (CS02: 0). Когда не выбран ни один источник синхронизации (CS02: 0 = 0), таймер останавливается. Однако ЦП может получить доступ к значению TCNT0 независимо от того, присутствует clkT0 или нет. Запись CPU отменяет (имеет приоритет) все операции очистки или подсчета счетчиков.

Последовательность подсчета определяется установкой битов WGM01 и WGM00, расположенных в регистре управления таймером / счетчиком (TCCR0A), и бита WGM02, расположенного в регистре управления таймером / счетчиком B (TCCR0B).Существует тесная связь между тем, как ведет себя (считает) счетчик, и тем, как формируются сигналы на выходах OC0A и OC0B сравнения выходных сигналов.

Флаг переполнения таймера / счетчика (TOV0) устанавливается в соответствии с режимом работы, выбранным битами WGM02: 0. TOV0 может использоваться для генерации прерывания ЦП.

Блок сравнения выходов

8-битный компаратор постоянно сравнивает TCNT0 с выходными регистрами сравнения (OCR0A и OCR0B). Когда TCNT0 равен OCR0A или OCR0B, компаратор сигнализирует о совпадении.При совпадении устанавливается флаг сравнения выходных данных (OCF0A или OCF0B) в следующем цикле тактовой частоты таймера. Если соответствующее прерывание разрешено, флаг сравнения выходов генерирует прерывание сравнения выходов. Флаг сравнения вывода автоматически сбрасывается при выполнении прерывания. В качестве альтернативы, флаг может быть сброшен программно, записав логическую единицу в его расположение бита ввода / вывода. Генератор формы сигналов использует сигнал совпадения для генерации выходного сигнала в соответствии с рабочим режимом, установленным битами WGM02: 0 и битами режима выхода сравнения (COM0x1: 0).Сигналы максимума и минимума используются генератором сигналов для обработки особых случаев экстремальных значений в некоторых режимах работы.

Блок-схема блока сравнения выходов AVR

Регистры OCR0x имеют двойную буферизацию при использовании любого из режимов широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Для нормального режима работы и режима сброса таймера при сравнении (CTC) двойная буферизация отключена. Двойная буферизация синхронизирует обновление регистров сравнения OCR0x до начала или конца счетной последовательности.Синхронизация предотвращает возникновение несимметричных импульсов ШИМ нечетной длины, тем самым делая выходной сигнал без сбоев.

Доступ к регистру OCR0x может показаться сложным, но это не так. Когда двойная буферизация включена, ЦП имеет доступ к регистру буфера OCR0x, а если двойная буферизация отключена, ЦП будет обращаться к OCR0x напрямую.

В режимах генерации сигналов без ШИМ выходной сигнал совпадения компаратора может быть принудительно записан путем записи единицы в бит принудительного сравнения выходных данных (FOC0x). Принудительное сопоставление сравнения не установит флаг OCF0x или перезагрузит / очистит таймер, но вывод OC0x будет обновлен, как если бы произошло реальное сопоставление сравнения (настройки битов COM0x1: 0 определяют, установлен ли вывод OC0x, очищен или переключен) .

Запись TCNT0 в любом режиме работы будет блокировать все совпадения сравнения для одного тактового цикла таймера, существуют риски, связанные с изменением TCNT0 при использовании блока сравнения выходов, независимо от того, работает таймер / счетчик или нет. Если значение, записанное в TCNT0, равно значению OCR0x, сравнение будет пропущено, что приведет к формированию неправильной формы сигнала.Точно так же не записывайте значение TCNT0 равным BOTTOM, когда счетчик ведет обратный отсчет.

Настройка OC0x должна быть выполнена до настройки регистра направления данных для вывода порта. Самый простой способ установить значение OC0x - использовать строб-биты Force Output Compare (FOC0x) в нормальном режиме. Регистры OC0x сохраняют свои значения даже при переключении между режимами генерации сигналов.

Блок вывода сравнения совпадений

Биты режима вывода сравнения (COM0x1: 0) имеют две функции.Генератор сигналов использует биты COM0x1: 0 для определения состояния выходного сравнения (OC0x) при следующем сопоставлении. Кроме того, биты COM0x1: 0 управляют выходным источником вывода OC0x.

Регистры ввода-вывода, биты ввода-вывода и контакты ввода-вывода на рисунке выделены жирным шрифтом. Показаны только те части общих регистров управления портом ввода-вывода (DDR и PORT), на которые влияют биты COM0x1: 0. При обращении к состоянию OC0x ссылка относится к внутреннему регистру OC0x, а не к выводу OC0x. Если происходит сброс системы, регистр OC0x сбрасывается на «0».

Блок-схема блока вывода сравнения AVR

Общая функция порта ввода / вывода отменяется функцией сравнения выходов (OC0x) из генератора сигналов, если установлен один из битов COM0x1: 0. Однако направление вывода OC0x (вход или выход) по-прежнему контролируется регистром направления данных (DDR) для вывода порта. Бит регистра направления данных для вывода OC0x (DDR_OC0x) должен быть установлен как выходной, прежде чем значение OC0x станет видимым на выводе. Функция переопределения порта не зависит от режима генерации сигнала.Конструкция логики вывода сравнения выходов позволяет инициализировать состояние OC0x до включения выхода.

Генератор сигналов использует биты COM0x1: 0 по-разному в режимах Normal, CTC и PWM. Для всех режимов установка COM0x1: 0 = 0 сообщает генератору сигналов, что никакие действия с регистром OC0x не должны выполняться при следующем сопоставлении.

Режимы работы

Режим работы, то есть поведение выводов таймера / счетчика и вывода сравнения, определяется комбинацией битов режима генерации сигнала (WGM02: 0) и режима вывода сравнения (COM0x1: 0).Биты режима вывода сравнения не влияют на последовательность подсчета, в то время как биты режима генерации сигнала влияют. Биты COM0x1: 0 определяют, должен ли генерированный выход ШИМ быть инвертирован или нет (инвертированный или неинвертированный ШИМ). Для режимов без ШИМ биты COM0x1: 0 определяют, должен ли выход быть установлен, очищен или переключен при совпадении сравнения.

Таймер нормальный режим

Самым простым режимом работы является нормальный режим (WGM02: 0 = 0). В этом режиме направление счета всегда вверх (увеличивается), и сброс счетчика не выполняется.Счетчик просто переполняется, когда он проходит свое максимальное 8-битное значение (TOP = 0xFF), а затем перезапускается снизу (0x00). При нормальной работе флаг переполнения таймера / счетчика (TOV0) будет установлен в том же тактовом цикле таймера, когда TCNT0 станет нулевым. Флаг TOV0 в этом случае ведет себя как девятый бит, за исключением того, что он только устанавливается, а не сбрасывается. Однако в сочетании с прерыванием переполнения таймера, которое автоматически очищает флаг TOV0, разрешение таймера может быть увеличено программно. В нормальном режиме нет особых случаев, которые следует учитывать, новое значение счетчика можно записать в любое время.Блок сравнения выходных данных может использоваться для генерации прерываний в определенный момент времени. Использование функции сравнения выходных сигналов для генерации сигналов в нормальном режиме не рекомендуется, так как это будет занимать слишком много времени ЦП.

Временная диаграмма таймера / счетчика с предделителем (fclk_IO / 8)
Сброс таймера при совпадении по сравнению (CTC)

В режиме сброса таймера при сравнении или CTC (WGM02: 0 = 2) регистр OCR0A используется для управления разрешением счетчика. В режиме CTC счетчик сбрасывается до нуля, когда значение счетчика (TCNT0) совпадает с OCR0A.OCR0A определяет верхнее значение счетчика, а значит, и его разрешение. Этот режим позволяет лучше контролировать выходную частоту сравнения. Это также упрощает операцию подсчета внешних событий.

Таймер AVR - временная диаграмма режима CTC

Прерывание может генерироваться каждый раз, когда значение счетчика достигает значения TOP, с помощью флага OCF0A. Если прерывание разрешено, подпрограмму обработчика прерывания можно использовать для обновления значения TOP. Однако изменение TOP на значение, близкое к BOTTOM, когда счетчик работает без значения или с низким значением предварительного делителя, необходимо выполнять с осторожностью, поскольку режим CTC не имеет функции двойной буферизации.Если новое значение, записанное в OCR0A, ниже, чем текущее значение TCNT0, счетчик пропустит сопоставление. Затем счетчик должен будет отсчитать свое максимальное значение (0xFF) и выполнить цикл, начиная с 0x00, прежде чем может произойти сравнение. Для генерации выходного сигнала в режиме CTC, выход OC0A может быть настроен на переключение своего логического уровня при каждом совпадении сравнения, установив биты режима выхода сравнения в режим переключения (COM0A1: 0 = 1). Значение OC0A не будет отображаться на выводе порта, если направление данных для вывода не установлено на вывод. Сгенерированный сигнал будет иметь максимальную частоту fOC0 = fclk_IO / 2, когда OCR0A установлен на ноль (0x00). Частота сигнала определяется следующим уравнением:

Расчет частоты режима CTC AVR

Переменная N представляет коэффициент предварительного масштабирования (1, 8, 64, 256 или 1024). Что касается нормального режима работы, флаг TOV0 устанавливается в том же тактовом цикле таймера, который счетчик считает от MAX до 0x00.

Режим быстрой ШИМ

Режим быстрой широтно-импульсной модуляции или быстрый режим ШИМ (WGM02: 0 = 3 или 7) обеспечивает возможность генерации высокочастотного сигнала ШИМ.Быстрый ШИМ отличается от других вариантов ШИМ однонаправленным режимом работы. Счетчик ведет счет от НИЖНЕГО к ВЕРХНЕМУ, затем перезапускается с НИЖНЕГО. ВЕРХ определяется как 0xFF, когда WGM2: 0 = 3, и OCR0A, когда WGM2: 0 = 7. В неинвертирующем режиме сравнения выходных данных выходное сравнение (OC0x) сбрасывается при совпадении сравнения между TCNT0 и OCR0x и устанавливается в НИЖНИЙ. . В режиме инвертирования выхода сравнения выход устанавливается на совпадение сравнения и очищается ВНИЗ. Из-за однонаправленного режима рабочая частота в быстром режиме ШИМ может быть вдвое выше, чем в режиме ШИМ с правильной фазой, в котором используется двухканальный режим.Эта высокая частота делает быстрый режим ШИМ хорошо подходящим для регулирования мощности, выпрямления и применения ЦАП. Высокая частота позволяет использовать внешние компоненты (катушки, конденсаторы) небольшого размера, что снижает общую стоимость системы.

Таймер AVR - режим быстрой ШИМ

В режиме быстрой ШИМ счетчик увеличивается до тех пор, пока значение счетчика не будет соответствовать значению TOP. Затем счетчик очищается в следующем тактовом цикле таймера. Значение TCNT0 на временной диаграмме показано в виде гистограммы для иллюстрации операции с однократным наклоном.Схема включает неинвертированный и инвертированный выходы ШИМ. Маленькие горизонтальные отметки на наклонах TCNT0 представляют собой сравнительные совпадения между OCR0x и TCNT0.

Флаг переполнения таймера / счетчика (TOV0) устанавливается каждый раз, когда счетчик достигает TOP. Если прерывание разрешено, процедура обработки прерывания может использоваться для обновления значения сравнения. В быстром режиме ШИМ блок сравнения позволяет генерировать сигналы ШИМ на выводах OC0x. Установка битов COM0x1: 0 на два приведет к неинвертированному ШИМ, а инвертированный выход ШИМ может быть сгенерирован путем установки COM0x1: 0 на три: Установка битов COM0A1: 0 на единицу позволяет контакту OC0A переключаться на Сравнить совпадения, если установлен бит WGM02.Эта опция недоступна для вывода OC0B. Фактическое значение OC0x будет видно на выводе порта только в том случае, если направление данных для вывода порта установлено как выходное. Форма сигнала ШИМ генерируется путем установки (или очистки) регистра OC0x при совпадении сравнения между OCR0x и TCNT0 и очистки (или установки) регистра OC0x в тактовом цикле таймера, счетчик очищается (изменяется с TOP на BOTTOM).

Частоту ШИМ для выхода можно рассчитать по следующей формуле:

Формула частоты AVR для быстрой ШИМ

Переменная N представляет коэффициент предварительного масштабирования (1, 8, 64, 256 или 1024).
Крайние значения для регистра OCR0A представляют особые случаи при генерации выходного сигнала ШИМ в быстром режиме ШИМ. Если OCR0A установлен равным BOTTOM, на выходе будет узкий всплеск для каждого тактового цикла таймера MAX + 1. Установка OCR0A равным MAX приведет к постоянно высокому или низкому выходному сигналу (в зависимости от полярности вывода, установленной битом COM0A1: 0). Может быть достигнута частотная (с коэффициентом заполнения 50%) выходная форма волны в режиме быстрой ШИМ. путем настройки OC0x для переключения логического уровня при каждом сопоставлении (COM0x1: 0 = 1).Сгенерированный сигнал будет иметь максимальную частоту fOC0 = fclk_I / O / 2, когда OCR0A установлен на ноль. Эта функция аналогична переключателю OC0A в режиме CTC, за исключением того, что функция двойного буфера блока сравнения выходов включена в режиме быстрой ШИМ.

Режим фазовой коррекции ШИМ

Режим ШИМ с коррекцией фазы (WGM02: 0 = 1 или 5) обеспечивает возможность генерации сигнала ШИМ с коррекцией фазы с высоким разрешением. Режим ШИМ с правильной фазой основан на работе с двойным наклоном. Счетчик ведет постоянный отсчет от НИЖНЕГО к ВЕРХНЕМУ, а затем от ВЕРХНЕГО к НИЖНЕМУ.TOP определяется как 0xFF, когда WGM2: 0 = 1, и OCR0A, когда WGM2: 0 = 5. В неинвертирующем режиме сравнения выходных данных, выходное сравнение (OC0x) сбрасывается при совпадении сравнения между TCNT0 и OCR0x при обратном подсчете, и установите совпадение по сравнению с обратным отсчетом. В инвертирующем режиме сравнения выходов операция инвертируется. В режиме двойного наклона максимальная рабочая частота ниже, чем в режиме с одним наклоном. Однако из-за симметричности режимов двойного наклона ШИМ эти режимы предпочтительны для приложений управления двигателем.

В режиме ШИМ с правильной фазой счетчик увеличивается до тех пор, пока значение счетчика не совпадет с TOP. Когда счетчик достигает TOP, он меняет направление счета. Значение TCNT0 будет равно TOP для одного такта таймера. Значение TCNT0 на временной диаграмме показано в виде гистограммы для иллюстрации работы с двойным наклоном. Схема включает неинвертированный и инвертированный выходы ШИМ. Маленькие горизонтальные отметки на наклонах TCNT0 представляют собой сравнительные совпадения между OCR0x и TCNT0.

AVR - Временная диаграмма PWM с коррекцией фазы

Флаг переполнения таймера / счетчика (TOV0) устанавливается каждый раз, когда счетчик достигает ВНИЗ. Флаг прерывания может использоваться для генерации прерывания каждый раз, когда счетчик достигает НИЖНЕГО значения. В режиме ШИМ с коррекцией фазы блок сравнения позволяет генерировать сигналы ШИМ на выводах OC0x. Установка битов COM0x1: 0 на два приведет к неинвертированному PWM. Инвертированный выход ШИМ может быть сгенерирован установкой COM0x1: 0 на три: Установка битов COM0A0 в единицу позволяет контакту OC0A переключаться на сравнение совпадений, если бит WGM02 установлен. Эта опция недоступна для вывода OC0B. Фактическое значение OC0x будет видно на выводе порта только в том случае, если направление данных для вывода порта установлено как выходное. Сигнал ШИМ генерируется путем очистки (или установки) регистра OC0x при совпадении сравнения между OCR0x и TCNT0 при увеличении счетчика и установки (или очистки) регистра OC0x при совпадении сравнения между OCR0x и TCNT0 при уменьшении счетчика. Частота ШИМ для выхода при использовании ШИМ с правильной фазой может быть рассчитана по следующему уравнению:

Формула частоты ШИМ коррекции фазы АРН

Переменная N представляет коэффициент предварительного масштабирования (1, 8, 64, 256 или 1024).Крайние значения для регистра OCR0A представляют особые случаи при генерации выходного сигнала ШИМ в режиме ШИМ с правильной фазой. Если OCR0A установлен равным BOTTOM, выход будет постоянно низким, а если установлен равным MAX, выход будет постоянно высоким для неинвертированного режима PWM. Для инвертированного ШИМ на выходе будут противоположные логические значения.

Timing - Библиотеки Arduino

Список библиотек 150 в категории Timing.

Декодер Библиотека таймера Библиотека
AceTime Классы даты, времени и часового пояса для Arduino, поддерживающие полную базу данных IANA TZ.
Библиотека Adafruit Si5351 Драйвер для Adafruit Si5351 Clockgen Breakout
Датчики Arduino Библиотека библиотек датчиков
Резьба Arduino Простой способ запуска потоков на Arduino
ArduinoThreadRunOnce Один раз запустить ArduinoThread
Arduino-таймер Библиотека таймера для задержки вызовов функций
api таймера arduino Простой кроссплатформенный API для многозадачности обработчиков прерываний по таймеру
AsyncDelay Простая библиотека абстракций, реализующая задержки и таймауты.
AsyncTimer JavaScript-подобные асинхронные функции времени (setTimeout, setInterval).
Async_Operations Библиотека для точного отслеживания длинных задач без блокировки основного потока
AudioFrequencyMeter Получить основную высоту звукового сигнала
avdweb_SAMDtimer Библиотека таймера для SAMD21 и Arduino Zero
avdweb_VirtualDelay Позволяет использовать (множественные) задержки без блокировки выполнения кода.Arduino Uno и Zero.
Стандартная библиотека времени C для AVR Функции реального времени для Златовласки ATmega1284p и ATmega2560
BlockNot BlockNot - это библиотека, которая легко создает неблокирующие таймеры.
Хронограф Библиотека хронометра / секундомера, которая подсчитывает время, прошедшее с момента запуска.
CMMC Easy CMMC Easy - это библиотека для управления временем без задержки.
CoopTask Переносимая библиотека C ++ для совместной многозадачности, например, Arduino Scheduler на ESP8266 / ESP32, AVR, Linux, Windows
CoopThreads Легкая, не зависящая от платформы, стековая библиотека совместных потоков
CronAlarms Планируйте срабатывание сигналов тревоги в определенное время с помощью синтаксиса crontab.
DTime Служба временного обхода даты и времени
DCF77 Считывание и декодирование атомного времени, передаваемого радиостанцией DCF77.
dcf77_xtal DCF77 с отличной помехоустойчивостью.
Отбойник Библиотека Debounce для Arduino
DMOscillator Библиотека, которая упрощает управление включением / выключением вывода с фиксированной или динамической скоростью.
DMTimer Библиотека, упрощающая неблокирующие повторяющиеся вызовы.
Эмулятор DS1307 Эмулятор DS1307, который преобразует Arduino в чип RTC, фактически не имея физического RTC.
DS1307RTC Используйте микросхему часов реального времени DS1307 с библиотекой времени
DS1307newAarms Добавление будильников к функциям часов реального времени DS1307
DS3231 Библиотека Arduino для часов реального времени DS3231 (RTC)
DS3232RTC Библиотека Arduino для интегрированных часов реального времени Maxim DS3232 и DS3231.
DST RTC Библиотека Arduino для автоматической настройки времени RTC для перехода на летнее время (DST)
DueTimer полностью реализована для Arduino DUE
EasyNTPClient Библиотека для чтения времени с серверов протокола сетевого времени (NTP).
EasyTask Легкая, но мощная реализация диспетчера задач.
истек Миллис Упрощает создание адаптивных эскизов.
ESPPerfectTime Библиотека SNTP, которая обеспечивает более точное время для ESP8266 / ESP32.
ESP32Time Установка и получение внутреннего времени RTC на платах ESP32.
EveryTimer Библиотека, предоставляющая возможность вызывать функцию через определенные промежутки времени.
каждый раз Простая в использовании библиотека для периодического выполнения кода.
Исполнительный Выполнять подпрограммы по заданному расписанию
ezTime ezTime - произносится как «Easy Time» - это очень простая в использовании библиотека времени и даты Arduino, которая обеспечивает поиск сетевого времени NTP, расширенную поддержку часовых поясов, форматированные строки времени и даты, пользовательские события, точность до миллисекунд и многое другое.
FaBo 215 RTC PCF2129 Библиотека для модуля FaBo RTC I2C
FifteenStep Библиотека MIDI-секвенсора Arduino общего назначения.
FireTimer Простая и неблокирующая библиотека для определения времени выполнения процессов
flex_DST Библиотека для наблюдения за летним временем в соответствии с предопределенными параметрами пользователя.
БесплатноRTOS Операционная система реального времени FreeRTOS, реализованная для AVR (Uno, Nano, Leonardo, Mega).
FreqPeriodCounter Интеллектуальная библиотека с обширными функциями для подсчета (нескольких) частот.Для Arduino Uno и Zero.
Частота Таймер2 Сгенерировать частоту с помощью Timer2
frt Легкая и простая в использовании оболочка для Arduino_FreeRTOS_Library.
Роща - RTC DS1307 Библиотека Arduino для управления Grove - RTC DS1307.
HeliOS Бесплатная встроенная операционная система.
jm_Scheduler Библиотека кооперативного планировщика для Arduino.
leOS Простой планировщик, запускающий небольшие задачи в IRS
leOS2 Простой планировщик на основе сторожевого таймера, который выполняет небольшие задачи в IRS
петлитель Протокладчик на основе использования millis ()
M5_RTC_Module Библиотека для использования модуля RTC от iotec для M5-Stack.
Макс31328RTC Библиотека для Max31328 часов реального времени.
MCP79412RTC Библиотека Arduino для Microchip MCP79411 / 12 Часы реального времени / Календарь.
MicroNMEA Компактная библиотека Arduino для анализа предложений NMEA.
MilliStopper Простая в использовании и легкая пробка
Миллистаймер Библиотека таймеров для работы с millis ().
Минимальное время ожидания Минимальная готовая к работе библиотека тайм-аута для Arduino.
мс Задача Использовать аппаратный таймер 1 для выполнения задач в заранее установленное время
MsTimer2 Запуск функции прерывания с помощью Timer2
muTimer Arduino для простого использования задержек включения / выключения и таймеров цикла с неблокирующими функциями.
MyDelay Библиотека Arduino, которая предоставляет неблокирующий повторяющийся таймер с функцией обратного вызова.
Neotimer «Мощный неблокирующий таймер»
NoDelay Библиотека Arduino для использования функции Millis для неблокирующих задержек.
NodeRedTime Получить временную метку Unix Epoch из потока Node-Red.
NTPClient NTPClient для подключения к серверу времени
NtpClientLib Клиентская библиотека Ntp
PagonGameDev GameLoop «Библиотека для создания игры с GameLoop»
PCF8523 Библиотека Arduino для PCF8523 Часы реального времени
Таймер опроса Библиотека Arduino для гибкого управления временем и событиями с помощью опроса
Планировщик процессов Библиотека многозадачности ООП
pt Планировщик Библиотека Arduino для написания неблокирующих периодических задач без использования процедур задержки или миллисекунды.
PWMFreak Настраивает частоту ШИМ на выводе
RBD_Timer Управляйте многими запланированными событиями.
Ракетный крик RTCAVRZero Реализация минималистичного RTC (счетчика реального времени) для микроконтроллеров MegaAVR 0-серии.
RTClib Форк фантастической библиотеки RTC от Jeelab
RTCtime Библиотека, совместимая со "Standard C Runtime" для взаимодействия с модулями часов реального времени DS1307 и DS3231.
RTCx Библиотека для доступа к часам реального времени DS1307, DS1337 / 8, MCP7941x и PCF85263.
Резьба RT Перенос операционной системы реального времени для плат Arduino SAM и SAMD
RTC Библиотека для RTC на базе I2C (DS1307, DS3231, PCF8563).
Счетчик RTCC Обеспечивает использование периферийного устройства RTC в режиме 32-битного счетчика. Только для плат Arduino SAMD21.
RTCDue Использование для RTC внутри SAM3X8E от Arduino DUE
RTC RV-3028-C7 Библиотека Arduino Библиотека для управления RV-3028-C7 чрезвычайно точными часами реального времени с очень низким энергопотреблением
RTCTimer Библиотека Arduino для простого выполнения запланированных задач.
RTCZero Позволяет использовать функции RTC.Только для Arduino Zero, MKRZero и MKR1000.
Rtc_Pcf8563 Библиотека, которая взаимодействует с микросхемой часов реального времени Phillips PCF8563.
RTCDS1307 Библиотека для rtc 1307
RV-1805-C3 Библиотека для модуля RTC с экстремально низким энергопотреблением Micro Crystal RV-1805-C3.
RV-3028-C7 Библиотека для модуля RTC с крайне низким энергопотреблением Micro Crystal RV-3028-C7.
SandTimer Простой в использовании и легкий таймер
SceneManager Кооперативный мультисценовый менеджер для Arduino
Расписание Таблица Эта библиотека позволяет планировать несколько действий по времени.
ПланировщикESP8266 Библиотека для создания расписаний по времени.
сек Таймер Простой счетчик секунд
Seeed Arduino RTC Библиотека RTC для SAMD21 и SAMD51.
SeqTimer Небольшая часть последовательного класса таймера (не изменяет аппаратные таймеры)
простой DSTadjust Функция автоматического перехода на летнее время для Arduino / ESP8266
SimpleTicker Библиотека для создания тикеров, которая будет уведомлять пользователя об истечении заданного периода. Заменяет delay () и позволяет пользователям писать неблокирующий код.
SimpleTimer Простой таймер Arduino.
SimplyAtomic Библиотека для создания переносимых атомных блоков в вашей программе
легкое выцветание затухание синхронизированного значения.
Smart_Duty_Cycling Автоматическая генерация рабочего цикла для вашей программы Arduino.
SoftTimer SoftTimer - это легкое псевдо-многозадачное решение для Arduino.
Таймеры SoftTimers Библиотека SoftTimers arduino - это набор программных таймеров.Библиотека нацелена на значительное упрощение многозадачной сложности.
SparkFun Clock 5P49V60 Библиотека Arduino Библиотека, обеспечивающая все функции генератора тактовых импульсов SparkFun 5P49V60.
SparkFun Qwiic RTC RV1805 Библиотека Arduino Библиотека для управления RV-1805 чрезвычайно точными часами реального времени с очень низким энергопотреблением
таймер отжима Универсальный таймер с разрешением 1 миллисекунда, поддерживающий принципы ООП.
STM32F1_RTC Позволяет использовать функции RTC плат на базе STM32F1xx с использованием внешнего низкоскоростного генератора.
STM32duino FreeRTOS Операционная система реального времени, реализованная для STM32
STM32duino RTC Позволяет использовать функции RTC плат на базе STM32.
StopWatch_RT Библиотека Arduino, реализующая секундомер.
Стробер Простой в использовании и легкий проигрыватель со светодиодной подсветкой
Switch3_lib Клон библиотеки Switch_lib (O.Goma) для переключения цифровых выводов с помощью таймеров с добавлением миллисекунд
Switch_lib Библиотека для переключения цифровых выводов с таймерами, выдержкой времени и периодами
Задание Макуны Библиотека, которая упрощает создание сложных многозадачных проектов.
TaskManager Кооперативный многозадачный менеджер для Arduino
Планировщик задач Совместная многозадачность для Arduino, ESPx, STM32 и других микроконтроллеров.
Таскер Избавьтесь от вызовов delay (), вместо этого запланируйте задачи / функции.
Taskrunner Позволяет arduino запускать планировщик, который может запускать функции с определенной частотой
TeensyTimerTool Общий интерфейс для таймеров Teensy
Таймер с резьбой Библиотека синхронизации с резьбой для mbed Arduinos
Тикер Библиотека для создания тикеров, которые могут вызывать повторяющиеся функции. Заменяет delay () неблокирующими функциями.
Время Функция хронометража для Arduino
TimeAlarms Выполняйте задачи в определенное время или через определенные промежутки времени.
Прерывание времени Позволяет прерывания по таймеру на различных платформах.
TimeOut Библиотека, выполняющая обратный вызов времени.
TimeProfiler Профайлер времени для Arduino
TimerEvent Используйте эту простую библиотеку, чтобы без труда создавать синхронизированные события.
TimerFa Программный таймер
Таймер 5 Используйте аппаратный таймер 5 для более точного управления ШИМ и / или запуска функции периодического прерывания
TimerFour Используйте аппаратный таймер 4 для более точного управления ШИМ и / или запуска функции периодического прерывания
TimerFour32u4 Разрешить использование 10-битного аппаратного высокоскоростного Timer4 на ATMega16u4 и ATMega32u4.
TimerOne Используйте аппаратный таймер 1 для более точного управления ШИМ и / или запуска функции периодического прерывания
ТаймерТри Используйте аппаратный таймер 3 для более точного управления ШИМ и / или запуска функции периодического прерывания
Часовой пояс Библиотека Arduino для облегчения преобразования часовых поясов и автоматической корректировки летнего времени.
TinyRTCLib Маленькая версия RTCLib для использования с TinyWireM
uTimerLib Крошечная библиотека таймеров, совместимая с разными устройствами
Универсальный таймер Простой в использовании, многофункциональный и неблокирующий таймер.
Библиотека работоспособности Библиотека времени работоспособности для плат Arduino и совместимых систем
VariableTimedAction Библиотека для создания событий / действий по времени.
Сторожевая собака Функции таймера WatchDog
WeeklyAlarm таймер буднего дня (термостат как планировщик)
Электропроводка-таймер Универсальный таймер с разрешением 1 миллисекунда в зависимости от времени безотказной работы системы (т.е.е. Arduino: функция millis () или STM32: функция HAL_GetTick ()), поддерживающая принципы ООП.
Еще одна библиотека устранения отказов Arduino Асинхронная библиотека Arduino для устранения неполадок
Ноль TC45 Позволяет использовать счетчики ARM Cortex-M0 TC4 и TC5 для периодических прерываний.

Таймер с реле и ЖК-дисплеем Arduino, код

Таймер - это электрический выключатель, который приводится в действие с помощью схемы таймера или механизма таймера, который измеряет определенные временные интервалы.Его можно использовать для включения или выключения устройства по истечении определенного периода времени, установленного пользователем.

В приведенной ниже схеме выход Arduino подключен к релейному модулю, который можно использовать для включения или выключения устройств, подключенных к внешнему источнику питания, например, источнику переменного тока, источнику питания от батареи и т. Д.

Таймер выключения Arduino

Это базовая программа для выключения устройства по истечении определенного периода времени с момента его включения. Когда мы включаем схему, выходной контакт 9 по умолчанию будет в низком состоянии.Следовательно, нагрузка, подключенная к реле, останется выключенной. В схеме кнопка подключена к контакту 2, это кнопка включения для включения выхода. Как только он нажат, выход на контакте 9 переключается в состояние высокого уровня, реле активируется, и контакты реле переключаются на нормально разомкнутый контакт, который включает нагрузку или подключенные к нему устройства.

Здесь в коде время отключения инициализируется как 2 минуты; значение времени, используемое в коде, выражается в минутах. После включения устройство будет выключено по истечении времени, указанного в переменной «off_time».

Код

 const int switch_on = 2, output = 9;
int offtime = 1, off_timer_start = 0;
void setup () {
 pinMode (switch_on, ВХОД);
 pinMode (вывод, ВЫХОД);
}

void loop () {
 int x = ((миллис () / 1000) - off_timer_start) / 60;
 if (digitalRead (switch_on) == HIGH) {
 off_timer_start = (миллис () / 1000);
 digitalWrite (вывод, ВЫСОКИЙ);
 } else if (x> = offtime && digitalRead (output == HIGH)) {
 digitalWrite (вывод, LOW);
 }
 задержка (1000);
}
 

Таймер выключения с регулировкой времени и ЖК-дисплеем

Этот код аналогичен приведенному выше, но с несколькими дополнительными опциями для изменения времени выключения, ЖК-дисплеем для отображения времени выключения, текущего состояния устройства и оставшегося времени до выключения.

Здесь схема имеет два кнопочных переключателя входа, один из которых подключен к контакту 2, который должен включать устройство, а вторая кнопка подключена к контакту 3 для установки значения времени выключения; в приведенном выше коде сначала необходимо объявить время выключения, и как только скетч будет загружен, его необходимо повторно загрузить, чтобы изменить значение времени выключения. Здесь этот недостаток можно преодолеть, добавив вход для изменения времени выключения.

В коде, пока вывод 3 удерживается в состоянии ВКЛ, время отключения увеличивается на 1 и повторяется снова с 0, когда достигает значения 30 минут.Предел времени, значение приращения, скорость приращения можно изменить, регулируя значения в коде; это указано в соответствующих строках кода.

Код

 #include < LiquidCrystal_I2C  .h>
  LiquidCrystal_I2C  lcd (0x27, 16, 2);
uint8_t clock [8] = {0x0, 0xe, 0x15, 0x17, 0x11, 0xe, 0x0};
const int switch_on = 2, input_off_time = 3, output = 9;
int off_timer_start = 0, offtime = 0;
void setup () {
 pinMode (switch_on, ВХОД);
 pinMode (input_off_time, ВХОД);
 pinMode (вывод, ВЫХОД);
  ЖКв этом();
 lcd.backlight ();
 lcd.createChar (2, часы);
 lcd.setCursor (0, 1);
 lcd.write (2);
 lcd.print ((String) "" + время выключения + "");
}

void loop () {
 int x = ((миллис () / 1000) - off_timer_start) / 60;
 if (x <= offtime && digitalRead (output) == HIGH) {
 int m = ((offtime * 60) + off_timer_start - (миллис () / 1000)) / 60;
 int s = ((offtime * 60) + off_timer_start - (миллис () / 1000))% 60;
 lcd.setCursor (10, 0);
 ЖКprint ((String) "" + m + ":" + s + "");
 }
 if (digitalRead (switch_on) == HIGH) {
 digitalWrite (вывод, ВЫСОКИЙ);
 off_timer_start = миллис () / 1000;
 lcd.setCursor (6, 0);
 lcd.print ("ВКЛ");
 } else if (x> = offtime && digitalRead (output == HIGH)) {
 digitalWrite (вывод, LOW);
 lcd.setCursor (6, 0);
 lcd.print ("ВЫКЛ");
 }
 while (digitalRead (input_off_time) == HIGH) {
 if (offtime <= 29) {// изменяем максимальное время
 нерабочее время + = 1; // изменить приращение на x
 } еще {
 offtime = 0;
 }
 ЖКsetCursor (0, 1);
 lcd.write (2);
 lcd.print ((String) "" + время выключения + "");
 delay (500); // настраиваем скорость увеличения
 }
}

 

Таймер включения и выключения Arduino

Это расширенная версия вышеупомянутой программы, здесь у нас есть дополнительные опции для установки времени для включения и выключения устройства. Здесь устройство включается по истечении времени, установленного на «время включения», и выключается по истечении времени «выключения».

Здесь переключатель, подключенный к контакту 3, может использоваться для изменения времени включения, а контакт 4 - для изменения времени выключения.Контакт 2 такой же, как и выше, для включения устройства.

 #include < LiquidCrystal_I2C  .h>
  LiquidCrystal_I2C  lcd (0x27, 16, 2);
uint8_t clock [8] = {0x0, 0xe, 0x15, 0x17, 0x11, 0xe, 0x0};
const int switch_on = 2, input_on_time = 3, input_off_time = 4, output = 9;
int timer_start = 0, ontime = 0, offtime = 0;
Строка device_status = "ВЫКЛ";
void setup () {
 pinMode (время_входа, ВХОД);
 pinMode (input_off_time, ВХОД);
 pinMode (вывод, ВЫХОД);
 ЖКв этом();
 lcd.backlight ();
 lcd.createChar (2, часы);
 lcd.setCursor (8, 1);
 lcd.write (2);
 lcd.print ((String) "ВЫКЛ" + время выключения + "");
 lcd.setCursor (0, 1);
 lcd.write (2);
 lcd.print ((String) "ON" + ontime + "");
 lcd.setCursor (6, 0);
 lcd.print ("ВЫКЛ");
}

void loop () {
 int x = ((миллис () / 1000) - таймер_старт) / 60;
 if (x <= ontime && device_status == "TO_ON") {
 int m = ((ontime * 60) + timer_start - (миллис () / 1000)) / 60;
 int s = ((ontime * 60) + timer_start - (millis () / 1000))% 60;
 ЖКsetCursor (10, 0);
 lcd.print ((String) "" + m + ":" + s + "");
 } else if (x - ontime <= offtime && device_status == "TO_OFF") {
 int m = ((offtime * 60) + timer_start + (ontime * 60) - (миллис () / 1000)) / 60;
 int s = ((offtime * 60) + timer_start + (ontime * 60) - (миллис () / 1000))% 60;
 lcd.setCursor (10, 0);
 lcd.print ((String) "" + m + ":" + s + "");
 }
 if (digitalRead (switch_on) == HIGH) {
 timer_start = миллис () / 1000;
 device_status = "TO_ON";
 }
 else if (x - ontime> = offtime && device_status == "TO_OFF") {
 digitalWrite (вывод, LOW);
 ЖКsetCursor (6, 0);
 lcd.print ("ВЫКЛ");
 device_status = "ВЫКЛ";
 } else if (x> = ontime && device_status == "TO_ON") {
 digitalWrite (вывод, ВЫСОКИЙ);
 lcd.setCursor (6, 0);
 lcd.print ("ВКЛ");
 device_status = "TO_OFF";
 }
 while (digitalRead (input_on_time) == HIGH) {
 if (ontime <= 24) {
 ontime + = 1;
 } еще {
 ontime = 0;
 }
 lcd.setCursor (0, 1);
 ЖКнаписать (2);
 lcd.print ((String) "ON" + ontime + "");
 задержка (500);
 }
 while (digitalRead (input_off_time) == HIGH) {
 if (offtime <= 24) {
 нерабочее время + = 1;
 } еще {
 offtime = 0;
 }
 lcd.setCursor (8, 1);
 lcd.write (2);
 lcd.print ((String) "ВЫКЛ" + время выключения + "");
 задержка (500);
 }
}

 
Схема регулируемого таймера

с релейным выходом

Таймеры

использовались во многих приложениях в нашей повседневной жизни.Можно увидеть таймеры в стиральных машинах, микроволновых печах и т. Д. Эти устройства используют таймер для переключения нагрузок на определенное время. Традиционно различные нагрузки контролировались вручную, то есть оператор включал бы нагрузки и после заданных условий. встретились, нагрузки снова были бы отключены оператором.

Здесь я собираюсь объяснить различные способы построения регулируемых схем таймера. Однако эти методы неэффективны по стоимости. Здесь объясняются три схемы: 1) простой регулируемый таймер с использованием микросхемы 555; 2) циклический таймер включения / выключения с использованием микросхемы 555; 3) регулируемый таймер с использованием Arduino.(40+ простых схем и проектов таймера 555)

Схема простого регулируемого таймера

с микросхемой 555 IC

Используя простой таймер 555, мы можем сконструировать регулируемый таймер. Эта схема позволяет регулировать необходимое время.

Принципиальная схема
Компоненты
  • 555 таймер
  • Конденсатор электролитический - 470 мкФ
  • керамический конденсатор - 0,1 нФ
  • Резисторы
    • 120 кОм
    • 10 кОм
  • Реле -12В
  • Кнопка
Рабочий
  • Здесь таймер 555 работает в моностабильном режиме.
  • Когда применяется триггерный вход, таймер 555 выдает импульс. Эта ширина импульса зависит от значений R и c.
  • Выше предложенная схема представляет собой таймер 1-10 минут. Когда Pot минимален, он дает задержку в 1 минуту, где максимальное значение Pot может дать 10 минут.
    • Период времени можно рассчитать по формуле

T = (R1 + R2) * C1. Секунды

  • Когда Pot максимальный, R составляет 120K + 1,1M ≈ 1,2M (приблизительно) и C1 = 470 мкФ

Т = 1.2M * 470 мкФ = 620 секунд ≈ 10 минут. Это максимальное время.

  • На минимальное время поместите банк в наименьшую позицию. Тогда R = 120k
    • Следовательно, время T = 120k * 470uf = 6 2 секунды ~ 1 минута (приблизительно).
  • Реле на 12 В используется для управления нагрузкой переменного тока, подключенной к выходу.
  • Таким образом, реле будет включено в течение необходимого времени, установленного пользователем с помощью потенциометра, а затем автоматически выключится.
  • Эта схема используется в таких приложениях, где нагрузка на какое-то время включена, а в остальное время выключена.

Примечание

  • Для предотвращения обратного тока в реле таймера 555 используйте диод перед реле.
  • Некоторые версии 555 могут быть повреждены из-за этого.

[ Также читается: Реле с выдержкой времени 12 В ]

Регулируемый таймер ВКЛ / ВЫКЛ (с нестабильным режимом 555)

В этой схеме спроектирован таймер с циклическими срабатываниями включения и выключения. В этой схеме используются очень простые компоненты, такие как таймер 555 и счетчик 4017.

Эти интервалы включения и выключения можно регулировать, изменяя выход таймера 555 и количество выходов счетчика.Давайте подробно обсудим эту схему.

Принципиальная схема
Компоненты
  • R1 и R2 - 47 кОм
  • R3 - 15 кОм
  • VR1 - 1 МОм
  • C1 100 мкФ
  • C2 0,01 мкФ
  • C3 0,1 мкФ
  • Диоды
  • 555 Таймер IC
  • CD4017 IC
  • BC 148 B Транзистор
  • Реле SPST 6 В / 100 Ом
Рабочий
  • При подаче питания таймер 555 выдает прямоугольный сигнал на выводе 3, поскольку он находится в нестабильном режиме.
  • Выдает ширину импульса в соответствии со значением потенциометра. Его можно рассчитать как

T (высокий) = 0,693 * (R1 + R2) * C 1

T (низкий) = 0,693 * R1 * C1

  • Этот прямоугольный сигнал подается на декадный счетчик микросхемы CD4017, который имеет 10 выходов, последовательно активируемых при заданном тактовом входе.
  • Выходы декадного счетчика переводят транзистор в активный режим, так что катушка реле находится под напряжением. (Вместо реле на 6 В можно также использовать реле на 12 В, но реле следует применять с 12 В вместо 6 В.)
  • Здесь продолжительность включения нагрузки кратна 555 выходному периоду таймера и количеству выходов, используемых в CD4017.
  • Предположим, что в этой схеме используются 3 выхода CD4017. Итак, время включения нагрузки в 3 раза больше T (высокое), а время выключения в 9 раз больше T (высокое).
  • Следовательно, ВКЛ и ВЫКЛ могут быть изменены для желаемых рабочих циклов путем соответствующего соединения контактов декадного счетчика.
  • Также можно добавить датчик или выключатель на входе сброса декадного счетчика для автоматического отключения нагрузки в аварийных или аварийных (для автоматической работы) ситуациях.
Приложение
  • Давайте разберемся в применении этой схемы. Например, в воздухоохладителях есть насос, который перекачивает воду к мату. Его не нужно постоянно включать.
  • Его можно включить, пока коврики охладителя не станут влажными, а затем выключить. Когда они высохнут, он должен перекачивать воду.
  • Предположим, что если в баке достаточно воды, насос должен отключаться автоматически.
  • Это может быть достигнуто путем добавления датчика уровня, так что этот вход датчика управляет сбросом и блокирует контакты по направлению к потенциалу земли.
  • Эта схема используется в таких приложениях, где требуется циклическая работа.

Если требуются очень большие задержки, не рекомендуется использовать таймер 555. Вместо этого можно использовать микроконтроллер. Вот таймер с использованием Arduino, который удобен в использовании.

Регулируемый таймер (с использованием Arduino)

Регулируемый таймер Arduino - это простая схема для создания таймера на необходимое время. Это используется для включения нагрузок на определенный период времени, а затем они автоматически отключаются.

Здесь arduino играет ключевую роль в установке этого периода времени.

Здесь реле используется для переключения нагрузки на определенное время.

Принципиальная схема
Компоненты
  • Плата Arduino
  • ЖК-дисплей
  • Кнопки
  • Реле
Рабочий
  • Первоначально при переключении цепи на ЖК-дисплее отображается «регулируемый таймер».
  • Теперь с помощью двух кнопок установите таймер. Кнопка, подключенная к 8-му контакту, используется для установки таймера в минутах, а кнопка, подключенная к 10-му контакту, используется для установки таймера в часах.
  • Установите время, нажимая эти кнопки. При нажатии кнопки время увеличивается каждый раз.
  • Теперь нажмите кнопку «Пуск», чтобы переключить нагрузку.
  • По истечении времени нагрузка автоматически отключается.
  • Чтобы установить таймер в следующий раз, нажмите кнопку сброса на Arduino и снова установите таймер.
Код проекта

Применение регулируемого таймера

Существует множество операций в реальном времени, которые требуют переключения нагрузок по шкале времени.Некоторые из них перечислены ниже.

1.Контроллеры охладителя

2.Управление оросительным насосом

3.Выключение вытяжного вентилятора

4. Промышленное повторное переключение нагрузок

5. Снятие нагрузки и контроль

6. Инструмент для автоматической смазки

7.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *