Настольные электронные часы
на адресной светодиодной матрице 16х16

Владимир Макаров

Аннотация:
Адресная светодиодная матрица представляет собой разновидность адресной светодиодной ленты расположенной «змейкой» на плоскости. Каждый светодиод в ленте может получить индивидуальную команду о его цвете, насыщенности и яркости. В статье представлен вариант использования адресной светодиодной матрицы в устройстве для отображения времени суток, температуры и атмосферного давления.

Введение

Часы, которые представлены в данной статье построены на платформе Arduino Nano. Для получения данных о времени суток и температуре используется датчик часов реального времени DS3231RTC.

Внешний вид цифровых часов на адресной светодиодной ленте показан на рисунке. Часы одновременно показывают текущее время, температуру и атмосферное давление.

Рисунок 1. Внешний вид часов

Демонстрация видео здесь:

Схема электрическая принципиальная

Схема электрическая принципиальная приведена на рисунке. В качестве центрального процессингового устройства используется платформа Arduino Nano v3.

Рисунок 2. Схема электрическая принципиальная

Устройство управляет адресной светодиодной матрицей 16х16, выдавая по входу DIN последовательность данных, содержащих информацию о цвете, насыщенности и яркости каждого элемента светодиодной матрицы. В устройстве используется адресная светодиодная матрица типа WS2812В, состоящей из 256 (16х16) светодиодов, питание матрицы 5 Вольт.

Сведения о времени суток и температуре окружающей среды устройство получает от Датчика реального времени и температуры DS3231RTC, подключенного к шине I2C (контакты SCL и SDA).

Для установки значений часов и минут в Датчике реального времени используются три кнопки Пульта управления: «Выбор режима» (установка часов или минут), «Увеличение», «Уменьшение» (соответственно увеличение или уменьшение значений часов или минут).

Сведения об атмосферном давлении устройство получает от Датчика атмосферного давления ВМР280.
Для контроля освещенности места установки часов используется датчик на основе фоторезистора типа GL5516.

Конструкция устройства

Устройство смонтировано в корпусе из фольгированного стеклотекстолита. Для управления устройством наружу выведены кнопки установки текущих значений часов и минут.

Рисунок 3. Обратная сторона часов

Под задней крышкой установлены Arduino Nano, датчики DS3231 и ВМР280, разъем внешнего питания и кнопки управления.

Рисунок 4. Обратная сторона часов. Монтаж

Под передней панелью из оргстекла установлена маска светодиодной матрицы, распечатанная на 3D принтере. Маску можно сделать из любого материала, например сверлением отверстий.

Рисунок 5. Маска из пластика PLA

Под маской расположена светодиодная матрица. На фото также виден фоторезистор, отвечающий за яркость свечения матрицы в темное и светлое время суток.

Рисунок 6. Светодиодная матрица

Настройка устройства

Загрузка программы

Для загрузки скетча (программы) в устройство необходимо USB штеккер воткнуть в USB гнездо компьютера, а штеккер мини-USB воткнуть в гнездо на плате Arduino Nano. В среде IDE загрузить прилагаемый к настоящей статье скетч в устройство.

Установка времени суток

Для установки времени суток необходимо нажать кнопку «Установка» («Настройка»). При этом на экране отобразится текущее время и знакоместа часов будут подчеркнуты красной линией элементов матрицы.

Рисунок 7. Установка часов

Кнопками «Увеличение» и «Уменьшение» установить текущее значение часа. Нажать кнопку «Установка». Красной линией будут подчеркнуты знакоместа минут. Кнопками «Увеличение» и «Уменьшение» установить текущее значение минут.

Рисунок 8. Установка минут

Нажать кнопку «Установка». Часы вернутся в режим отображения времени, температуры и атмосферного давления.

Приложение:

Address-Led-Clock_16х16.ino           Скетч для загрузки в Arduino.

Address-Led-Clock_16х16.dch          Схема электрическая принципиальная (DipTrace).

Скачать архив