Circuito de relógio binário conduzido usando arduino

Neste projeto, faremos um relógio binário LED usando o Arduino. Aqui nós projetamos uma placa de circuito impresso (PCB) para implementar este relógio. Para projetar o layout do PCB, usamos a ferramenta de design de PCB online EasyEDA.

Componentes necessários:

Arduino Nano
DS1307 RTC
Cristal de 32,768 Khz
Célula moeda 3v
Resistor 1k, 10k
Fonte de energia
LEDs

Diagrama de circuito e explicação:

Este é um projeto muito simples, barato e interessante para o aluno. Neste circuito de relógio binário de LED, usamos o Arduino Nano para controlar todo o projeto, como ler o tempo do RTC e mostrá-lo nos LEDs. Uma célula tipo moeda de 3,0 V é conectada ao RTC IC para backup. Saiba mais sobre como usar DS1307 RTC com Arduino aqui.

20 LEDs são conectados aqui em forma de matriz. Portanto, aqui temos 6 colunas e 4 linhas. 2 colunas usadas para mostrar a hora, as próximas duas colunas para os minutos e as próximas às colunas para os segundos. Usamos 6 transistores PNP para disparar LEDs em 6 colunas. O usuário pode alimentar todo o circuito em apenas 5v, aqui usamos USB para laptop como fonte de alimentação. O restante das conexões é mostrado no diagrama do circuito.

Além disso, verifique o código do Arduino completo e o vídeo de demonstração no final deste artigo.

Como calcular e ler o tempo no relógio binário:

Como estamos familiarizados com os números binários que são zero e um. Então, usando isso, podemos mostrar o tempo e podemos converter esse tempo binário em decimal. Usando o número 8 4 2 1 (escrito no lado direito do PCB), podemos converter o binário em decimal.

Suponha que temos um número binário como:

1 0 1 0, portanto, será 10 em decimal. Quando convertemos binário em decimal, apenas adicionamos uns.

Aqui, do lado do MSB (bit mais significativo), temos 1 que significa 8 e o próximo 0 significa que é 0 e não deve ser incluído. O próximo é novamente 1 significa 2 e o último é 0, então o último também não será incluído.

Então finalmente temos

8 + 0 + 2 + 0 = 10

Basicamente, podemos entender assim:

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

Agora podemos entender o tempo a partir da imagem:

Acima, podemos ver que existem 6 colunas e 4 linhas. Nestes, temos 2 grupos de colunas HH para horas, MM para minutos e SS para segundos. No lado direito do PCB, podemos ver os números das linhas 1, 2, 4 e 8, esses números são usados para converter o número binário em decimal

Observe que estamos lendo as colunas do lado direito. Portanto, em primeiro lugar, consulte as colunas HH, existem duas colunas de tempo. Na primeira coluna de tempo, nenhum led está aceso significa:

2x0 + 1x0 = 0

Na próxima coluna, podemos ver que um único led está brilhando no meio de uma linha. Portanto, de acordo com 8 4 2 1

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

Então, na coluna Hora HH, temos 01.

Na primeira coluna de MM (minutos), podemos ver que um único led está brilhando no meio de 1 linha

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

Na segunda coluna do MM, podemos ver que há um único led brilhando na linha número 8 significa

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

Então, temos o minuto 18

Na primeira coluna do SS (segundos), podemos ver que um único led está brilhando na linha número 4 significa

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

Na segunda coluna do SS, podemos ver que há dois led acesos na linha 1 e a linha 4 significa

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

Então , temos o minuto 45

Então, finalmente , temos tempo 01:18:45

HH MM SS 01 18 45

O código Arduino completo e o vídeo de demonstração são fornecidos no final deste artigo.

Projeto de circuito e PCB usando EasyEDA:

Para projetar este circuito de relógio binário de LED, escolhemos a ferramenta EDA online chamada EasyEDA. Eu já usei o EasyEDA muitas vezes e achei muito conveniente usar, uma vez que tem uma boa coleção de pegadas e seu código-fonte aberto. Confira aqui todos os nossos projetos de PCB. Depois de projetar o PCB, podemos solicitar as amostras de PCB por seus serviços de fabricação de PCB de baixo custo. Eles também oferecem serviço de fornecimento de componentes, onde têm um grande estoque de componentes eletrônicos e os usuários podem solicitar seus componentes necessários junto com o pedido de PCB.

Ao projetar seus circuitos e PCBs, você também pode tornar seus projetos de circuitos e PCB públicos para que outros usuários possam copiá-los ou editá-los e tirar proveito deles. Também tornamos públicos todos os nossos circuitos e layouts de PCB para este relógio binário Arduino, verifique o link abaixo:

easyeda.com/circuitdigest/BinaryClock-4a25419d21cc424c9989a8f6a4633f5e

Você pode visualizar qualquer camada (superior, inferior, superior, inferior, etc.) do PCB selecionando a camada da janela 'Camadas'.

Você também pode ver o PCB, como ficará após a fabricação usando o botão Photo View no EasyEDA:

Calculando e solicitando amostras online:

Depois de concluir o design deste Arduino Binary Clock PCB, você pode solicitar o PCB em JLCPCB.com. Para solicitar o PCB do JLCPCB, você precisa do Arquivo Gerber. Para fazer download dos arquivos Gerber de seu PCB, basta clicar no botão Saída de Fabricação na página do editor EasyEDA e, em seguida, fazer download da página de pedido do PCB EasyEDA.

Agora vá para JLCPCB.com e clique em Quote Now ou no botão , então você pode selecionar o número de PCBs que deseja solicitar, quantas camadas de cobre você precisa, a espessura do PCB, o peso do cobre e até a cor do PCB, como o instantâneo mostrado abaixo:

Depois de selecionar todas as opções, clique em “Salvar no carrinho” e então você será levado à página onde poderá fazer o upload do seu arquivo Gerber, que baixamos do EasyEDA. Carregue seu arquivo Gerber e clique em “Salvar no carrinho”. E, finalmente, clique em Check-out com segurança para concluir seu pedido e, alguns dias depois, você receberá seus PCBs. Eles estão fabricando o PCB a uma taxa muito baixa, que é de US $ 2. Seu tempo de construção também é muito menor, que é de 48 horas com entrega DHL de 3-5 dias, basicamente você receberá seus PCBs dentro de uma semana após o pedido.

Depois de alguns dias pedindo PCBs, recebi as amostras de PCB em uma bela embalagem, conforme mostrado nas fotos abaixo.

E depois de obter essas peças, soldei todos os componentes necessários no PCB, coloquei o Arduino Nano codificado e liguei-o com alimentação de 5v para ver o relógio binário em ação.