Relógio, display LCD, infravermelho para configurar: 6 etapas

2025 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2025-01-23 15:03

Construa um relógio de tempo real que mantenha o tempo ativo dentro de alguns minutos por ano. O código e os componentes podem ser facilmente reaproveitados em outros projetos.

Este projeto requer uma quantidade mínima de fiação e nenhuma solda. O cronometrista é um relógio de tempo real DS3231. A hora é exibida em um LCD 1602 de baixo custo. Ambos os módulos usam comunicações I2C. I2C usa apenas 2 fios por módulo ao se conectar a um Arduino. Estou usando um Arduino Nano porque ele se encaixa perfeitamente em uma placa de ensaio. As instruções a seguir funcionarão com um Arduino Uno, pois tem os mesmos números de pinos que o Nano para este projeto. O outro componente é o receptor infravermelho. Ele permite que você use um controle remoto comum, como o controle remoto da TV, para definir a hora exatamente como faria em nossa TV inteligente. O receptor infravermelho requer apenas um fio para conectá-lo ao Arduino.

A primeira etapa é testar o Arduino e conectá-lo à placa de ensaio. As etapas a seguir foram projetadas para funcionar de forma independente. Cada etapa possui instruções de fiação e instruções de teste. Quando eu construo projetos, eu conecto e testo cada componente para confirmar se estão funcionando. Isso ajuda a integrar vários componentes porque sei que cada trabalho e eu podemos nos concentrar nos requisitos de integração.

Este Instructable requer que você tenha o IDE do Arduino instalado. Você também deve ter as habilidades básicas para baixar um programa de esboço do Arduino a partir dos links neste projeto, criar um diretório para o programa (nome do diretório igual ao nome do programa). As próximas etapas são carregar, visualizar e editar o programa no IDE. Em seguida, carregue o programa por meio de um cabo USB para sua placa Arduino.

Suprimentos

• Nano V3 ATmega328P CH340G Micro placa controladora para Arduino. Como alternativa, você pode usar um Uno.
• Relógio em tempo real DS3231 e bateria CR2032.
• 1602 LCD com um módulo I2C
• Receptor infravermelho e controle remoto. Eu usei um kit de módulo de controle remoto sem fio IR que veio com um receptor infravermelho e um controle remoto infravermelho.
• Tábua de pão
• Cabos de aço
• Adaptador de parede de 5 volts

Comprei as peças no eBay, principalmente de distribuidores de Hong Kong ou China. Os distribuidores norte-americanos às vezes têm peças iguais ou semelhantes por preços razoáveis e entrega mais rápida. As peças chinesas levam de 3 a 6 semanas para serem entregues. Todos os distribuidores que usei são confiáveis.

Custos aproximados: Nano $ 3, DS3231 $ 1, LCD $ 3, kit infravermelho $ 1, placa de ensaio $ 2, pacote de 40 cabos de aço $ 1, $ 1 para um adaptador de parede de 5 volts. Total, cerca de US $ 11. Note, comprei o Nano e o LCD com os pinos da placa de ensaio já soldados no lugar, pois minhas habilidades de soldagem são fracas. Para a bateria do relógio, comprei um pacote de 5 baterias de lítio CR2032 por cerca de US $ 1,25. Também comprei um pacote de 5 DS3231s porque gosto de relógios. Este projeto usa 1 placa de ensaio. Eu comprei um pacote de 3 breadboard por cerca de US $ 7; um negócio melhor do que comprar uma placa individual.

Etapa 1: adicionar o Arduino Nano ao breadboard

Conecte o Arduino Nano na placa de ensaio. Ou, se preferir, você pode usar um Arduino Uno para este projeto; ambos usam os mesmos pinos para este projeto. Conecte o Nano (ou Uno) ao computador por meio de um cabo USB.

Conecte a energia e o aterramento do Arduino à barra de energia da placa de ensaio. Conecte o pino do Arduino 5+ à barra positiva da placa de ensaio. Conecte o pino Arduino GRN (terra) à barra negativa (terra) da placa de ensaio. Isso será usado por outros componentes.

Baixe e execute o programa de teste básico do Arduino: arduinoTest.ino. Ao executar o programa, a luz LED integrada acenderá por 1 segundo e, em seguida, desligará por 1 segundo. Além disso, são postadas mensagens que podem ser visualizadas no Arduino IDE Tools / Serial Monitor.

+++ Setup.

+ Inicializado o pino digital do LED integrado para saída. O LED está apagado. ++ Vá para o loop. + Contador de loop = 1 + Contador de loop = 2 + Contador de loop = 3 …

Como exercício, altere o intervalo de tempo na luz piscando, carregue o programa alterado e confirme a alteração.

Na foto acima está uma caixa de kit de jumper de placa de ensaio sem solda de 140 peças que você pode comprar por 3 a 5 dólares. Eles tornam as placas mais organizadas do que usando cabos longos para conexões curtas.

Etapa 2: adicionar o módulo de relógio DS3231 e conectá-lo ao Arduino

Conecte o módulo de relógio na placa de ensaio. Conecte o pino GND do módulo de relógio à barra de aterramento da placa de ensaio. Conecte o pino VCC do módulo de relógio à barra positiva da placa de ensaio. Conecte o pino SDA (dados) do módulo de relógio ao pino A4 do Arduino (pino de dados I2C). Conecte o pino SCL (relógio) do módulo de relógio ao pino A5 do Arduino (pino de relógio I2C).

No Arduino IDE, instale uma biblioteca de relógio DS3231. Selecione Ferramentas / Gerenciar Bibliotecas. Filtre sua pesquisa digitando 'rtclib'. Selecione RTClib da Adafruit (para referência, o link da biblioteca).

Baixe e execute o programa de teste básico: clockTest.ino. Ao executar o programa, são postadas mensagens de hora do relógio, que podem ser visualizadas no Arduino IDE Tools / Serial Monitor.

+++ Setup.

+ Relógio definido. ++ Vá para o loop. ---------------------------------------- + Data e hora atuais: 2020/3 / 22 (domingo) 11: 42: 3 + Data e hora atuais: 2020/3/22 (domingo) 11: 42: 4 + Data e hora atuais: 2020/3/22 (domingo) 11: 42: 5 …

Como exercício, use rtc.adjust () para definir a hora e a data do relógio, carregue o programa alterado e confirme a alteração.

rtc.adjust (DateTime (2020, 3, 19, 10, 59, 50)); // Primeiro dia da primavera de 2020.

Etapa 3: adicione o módulo de display LCD 1602 e conecte-o ao Arduino

Conecte o módulo LCD na placa de ensaio. Conecte o pino GND do módulo de relógio à barra de aterramento da placa de ensaio. Conecte o pino VCC do módulo de relógio à barra positiva da placa de ensaio. Conecte o pino SDA (dados) do módulo de relógio ao pino A4 do Arduino (pino de dados I2C). Conecte o pino SCL (relógio) do módulo de relógio ao pino A5 do Arduino (pino de relógio I2C).

No IDE do Arduino, instale uma biblioteca 1602 LCD. Selecione Ferramentas / Gerenciar Bibliotecas. Filtre sua pesquisa digitando ‘LiquidCrystal’. Selecione LiquidCrystal I2C de Frank de Barbander (para referência, o link da biblioteca).

Baixe e execute o programa de teste básico: lcd1602Test.ino. Ao executar o programa, mensagens de hora do relógio são postadas, as quais podem ser visualizadas no Arduino IDE Tools / Serial Monitor.

+++ Setup.

+ LCD pronto para usar. +++ Vá para o loop. + theCounter = 1 + theCounter = 2 + theCounter = 3…

Como exercício, altere as mensagens do visor LCD, carregue o programa alterado e confirme a alteração.

Etapa 4: adicione o receptor infravermelho e conecte-o ao Arduino

Conecte os fios do cabo fêmea para macho no receptor infravermelho (extremidades fêmeas). Conecte o pino de aterramento do módulo de relógio à barra de aterramento da placa de ensaio. Conecte o pino de alimentação do módulo de relógio à barra positiva da placa de ensaio. Conecte o pino de saída do receptor infravermelho ao pino Arduino A1.

Conecte o receptor infravermelho, pinos da parte superior esquerda para a direita:

Mais à esquerda (próximo ao X) - Nano pino A1 Centro - 5V à direita - aterramento

A1 + - - Conexões de nano pinos

| | | - Pinos do receptor infravermelho --------- | S | | | | --- | | | | | | --- | | | ---------

No IDE do Arduino, instale uma biblioteca de infravermelho. Selecione Ferramentas / Gerenciar Bibliotecas. Filtre sua pesquisa digitando 'IRremote'. Selecione IRremote por Shirriff (para referência, o link da biblioteca).

Baixe e execute o programa de teste básico: infraredReceiverTest.ino. Ao executar o programa, aponte seu controle remoto para o receptor e pressione vários botões, como o número de 0 a 9. Mensagens seriais são emitidas (impressas) que podem ser visualizadas nas Ferramentas IDE do Arduino / Monitor Serial.

+++ Setup.

+ Inicializou o receptor infravermelho. ++ Vá para o loop. + Tecla OK - Alternar + Tecla> - próximo + Tecla <- anterior + Tecla para cima + Tecla para baixo + Tecla 1: + Tecla 2: + Tecla 3: + Tecla 4: + Tecla 6: + Tecla 7: + Tecla 8: + Tecla 9: + Tecla 0: + Tecla * (Retornar) + Tecla # (Sair)

Como exercício, use um controle remoto de TV para ver os valores impressos. Você pode então modificar o programa para usar os valores na instrução switch da função infraredSwitch (). Por exemplo, pressione a tecla "0" e obtenha o valor para o seu controle remoto, por exemplo, "0xE0E08877". Em seguida, adicione um caso à instrução switch como no seguinte trecho de código.

case 0xFF9867:

case 0xE0E08877: Serial.print ("+ Chave 0:"); Serial.println (""); pausa;

Etapa 5: carregar o programa Clock Project Arduino Sketch e testá-lo

Agora que todos os componentes foram adicionados à placa de ensaio, conectados e testados; é hora de carregar o programa de relógio principal e executá-lo. O programa do relógio obtém a hora do módulo de relógio, exibe a hora no LCD e permite que você defina a hora usando um controle remoto infravermelho.

Baixe e execute o programa do relógio do projeto: clockLcdSet.ino.

Quando o programa for iniciado, ele exibirá a hora do DS3231 na tela LCD do 1602. As mensagens podem ser visualizadas no Arduino IDE Tools / Serial Monitor.

+++ Setup.

+ Conjunto de LCD. + syncCountWithClock, theCounterHours = 13 theCounterMinutes = 12 theCounterSeconds = 13 + Relógio definido e sincronizado com as variáveis do programa. + Receptor infravermelho habilitado. ++ Vá para o loop. + clockPulseMinute (), theCounterMinutes = 15 + clockPulseMinute (), theCounterMinutes = 16 + clockPulseMinute (), theCounterMinutes = 17…

Aponte o controle remoto para o receptor e pressione o botão de seta para a direita. O ano será exibido para configuração. Pressione o botão de seta para a direita várias vezes para ver se você pode definir o ano, mês, dia, hora, minuto e segundos. Para definir um valor de tempo, vá para o valor. Use as setas para cima e para baixo para definir o valor de exibição. Em seguida, use a tecla "OK" para definir o valor do relógio. Um valor é definido por vez.

Etapa 6: Fonte de alimentação externa

Agora que seu relógio está testado e funcionando, você pode desconectá-lo do computador e usar uma fonte de alimentação independente. Para simplificar, eu uso um adaptador de parede de 5 volts, que pode ser comprado por cerca de um dólar, e um cabo USB, outro dólar. O cabo conecta o Arduino ao adaptador de parede de + 5V. Como os pinos de alimentação e aterramento do Arduino estão conectados à placa de ensaio, isso alimentará os outros componentes.

Por causa de sua simplicidade e baixo custo, uso essa mesma combinação para impulsionar outros projetos.

Espero que você tenha obtido sucesso e tenha gostado de construir um relógio LCD controlado por infravermelho.