在这个项目中,我们将使用Arduino制作一个LED二进制时钟。在这里,我们设计了一个印刷电路板(PCB)来实现此时钟。为了设计PCB布局,我们使用了EasyEDA在线PCB设计工具。
所需组件:
- Arduino纳米
- DS1307 RTC
- 32.768Khz晶体
- 3v纽扣电池
- 电阻1k,10k
- 电源供应
- 发光二极管
电路图和说明:
对于学习者来说,这是一个非常简单,便宜且有趣的项目。在此LED二进制时钟电路中,我们使用了Arduino Nano来控制整个项目,例如从RTC读取时间并在LED上显示时间。3.0v纽扣电池连接到RTC IC进行备份。在此处了解有关将DS1307 RTC与Arduino结合使用的更多信息。
此处以矩阵形式连接了20个LED。因此,这里有6列和4行。2列用于显示小时,接下来两列显示分钟,第二列显示秒。我们使用了6个PNP晶体管来触发6列LED。用户只能用5v的电压为整个电路供电,这里我们使用笔记本电脑USB供电。其余连接在电路图中显示。
此外,请在本文末尾查看完整的Arduino代码和演示视频。
如何在二进制时钟中计算和读取时间:
正如我们所熟悉的二进制数字零和一。因此,使用这些,我们可以显示时间,并且可以将二进制时间转换为十进制。通过使用数字8 4 2 1(写在PCB的右侧),我们可以将二进制转换为十进制。
假设我们有一个二进制数,例如:
1 0 1 0,因此将是十进制的10。当我们将二进制转换为十进制时,我们只添加一个。
从MSB(最高有效位)方面,这里有1表示8,下一个为0表示0,不包含在内。下一个再次是1表示2,而最后一个是0,因此也将不包括最后一个。
所以最后我们有了
8 + 0 + 2 + 0 = 10
基本上,我们可以这样:
8x1 + 4x0 + 2x1 + 1x0 = 10
现在我们可以从图片中了解时间:
在上面,我们可以看到有6列和4行。在这些列中,我们有2列组HH表示小时,MM表示分钟,SS表示秒。在PCB的右侧,我们可以看到行号1、2、4和8,这些数字用于将二进制数转换为十进制数
请注意,我们从右侧读取列。因此,首先,请参见HH列,其中有两列时间。在第一时间段中,没有led发光表示:
2x0 + 1x0 = 0
在下一列中,我们可以看到在1行中单个LED发光。所以根据8 4 2 1
8x0 + 4x0 + 2x0 + 1x1 = 1
因此,在小时HH列中,我们得到了01。
在MM的第一列 (分钟)中,我们可以看到在1行表示单个LED发光
4 2 1 4x0 + 2x0 + 1x1 = 1
在MM的第二列中,我们可以看到第8行表示单个LED发光
8 4 2 1 8x1 + 4x0 + 2x0 + 1x0 = 8
所以我们只有18分钟
在SS的第一列(秒)中,我们可以看到第4行表示单个LED发光
4 2 1 4x1 + 2x0 + 1x0 = 4
在SS的第二栏中,我们可以看到在行号1和行号4中有两个LED发光
8 4 2 1 8x0 + 4x1 + 2x0 + 1x1 = 5
所以我们只有45分钟
所以终于有时间了01:18:45
HH MM SS 01 18 45
本文末尾提供了完整的Arduino代码和演示视频。
使用EasyEDA的电路和PCB设计:
为了设计该 LED二进制时钟电路,我们选择了称为EasyEDA的在线EDA工具。我以前使用过EasyEDA多次,发现它使用起来非常方便,因为它具有大量的资源和开源资源。在这里检查我们所有的PCB项目。设计完PCB之后,我们可以通过低成本的PCB制造服务订购PCB样品。他们还提供元件采购服务,其中有大量的电子元件库存,用户可以与PCB订单一起订购所需的元件。
在设计电路和PCB时,您还可以公开电路和PCB设计,以便其他用户可以复制或编辑它们并从中受益,我们还为此Arduino Binary Clock公开了整个电路和PCB布局 ,检查以下链接:
easyeda.com/circuitdigest/BinaryClock-4a25419d21cc424c9989a8f6a4633f5e
您可以 通过选择“层”窗口中的层来 查看PCB的任何层(顶层,底层,顶层丝绸,底层丝绸等)。
您还可以使用 EasyEDA中的“照片查看”按钮查看PCB以及制造后的 外观:
在线计算和订购样品:
完成此Arduino Binary Clock PCB的设计后,您可以通过JLCPCB.com订购PCB。要从JLCPCB订购PCB,您需要Gerber File。要下载PCB的Gerber文件,只需单击EasyEDA编辑器页面中的 Fabrication Output 按钮,然后从EasyEDA PCB订购页面下载。
现在访问JLCPCB.com并单击 立即报价 或 按钮 ,然后您可以选择要订购的PCB数量,所需的铜层数量,PCB厚度,铜重量以及甚至PCB颜色,例如快照如下图所示:
选择所有选项后,单击“保存到购物车”,然后您将转到上载您从EasyEDA下载的Gerber文件的页面。上传您的Gerber文件,然后单击“保存到购物车”。最后,单击“安全地结帐”以完成您的订单,然后几天后您将得到PCB。他们以极低的成本(2美元)制造PCB。他们的构建时间也非常短,DHL交付3-5天的时间为48小时,基本上,您将在订购一周后获得PCB。
订购几天的PCB后,我得到了包装良好的PCB样品,如下图所示。
得到这些零件后,我将所有必需的组件焊接在PCB上,将编码的Arduino Nano放置在5v电源中,以查看Binary Clock in Action。