الصمام الثنائي على مدار الساعة باستخدام اردوينو

في هذا المشروع ، سنصنع ساعة LED ثنائية باستخدام Arduino. هنا قمنا بتصميم لوحة دوائر مطبوعة (PCB) لتنفيذ هذه الساعة. لتصميم تخطيط ثنائي الفينيل متعدد الكلور ، استخدمنا أداة تصميم EasyEDA عبر الإنترنت PCB.

المكونات المطلوبة:

1. اردوينو نانو
2. DS1307 RTC
3. 32.768 كيلو هرتز كريستال
4. خلية عملة 3 فولت
5. المقاوم 1 كيلو ، 10 كيلو
6. مزود الطاقة
7. المصابيح

مخطط الدائرة وشرحها:

هذا مشروع بسيط للغاية ورخيص ومثير للاهتمام للمتعلم. في دائرة الساعة الثنائية LED هذه ، استخدمنا Arduino Nano للتحكم في المشروع بأكمله مثل وقت القراءة من RTC وإظهار ذلك على مصابيح LED. يتم توصيل خلية عملة 3.0 فولت بـ RTC IC للنسخ الاحتياطي. تعرف على المزيد حول استخدام DS1307 RTC مع Arduino هنا.

يتم توصيل 20 مصباح LED هنا في شكل مصفوفة. إذن لدينا هنا 6 أعمدة و 4 صفوف. يستخدم عمودان لعرض الساعة ، والعمودان التاليان للدقائق وبجوار الأعمدة للثواني. لقد استخدمنا 6 ترانزستور PNP لتشغيل مصابيح LED في 6 أعمدة. يمكن للمستخدم تشغيل الدائرة بأكملها بجهد 5 فولت فقط ، وهنا استخدمنا الكمبيوتر المحمول USB لإمداد الطاقة. يتم عرض باقي التوصيلات في مخطط الدائرة.

علاوة على ذلك ، تحقق من كود Arduino الكامل والفيديو التوضيحي في نهاية هذه المقالة.

كيفية حساب وقراءة الوقت في الساعة الثنائية:

كما نعرف الأعداد الثنائية التي هي صفر وواحد. لذلك باستخدام هذه ، يمكننا إظهار الوقت ويمكننا تحويل ذلك الوقت الثنائي إلى رقم عشري. باستخدام الرقم 8 4 2 1 (المكتوب على الجانب الأيمن من PCB) ، يمكننا تحويل النظام الثنائي إلى رقم عشري.

افترض أن لدينا رقمًا ثنائيًا مثل:

1 0 1 0 إذن سيكون 10 في النظام العشري. عندما نحول النظام الثنائي إلى نظام عشري ، فإننا نضيف واحدًا فقط.

هنا من جانب MSB (البت الأكثر أهمية) ، لدينا 1 يعني 8 والقادم 0 يعني 0 وليس ليتم تضمينه. التالي هو مرة أخرى 1 يعني 2 والأخير هو 0 لذا لن يتم تضمين الأخير أيضًا.

لذا أخيرًا لدينا

8 + 0 + 2 + 0 = 10

في الأساس ، يمكننا أن نأخذ الأمر على النحو التالي:

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

الآن يمكننا فهم الوقت من الصورة:

في الأعلى ، يمكننا أن نرى أن هناك 6 أعمدة و 4 صفوف. في هذه ، لدينا مجموعتان من الأعمدة HH للساعة و MM للدقائق و SS للثواني. في الجانب الأيمن من ثنائي الفينيل متعدد الكلور ، يمكننا رؤية أرقام الصفوف 1 و 2 و 4 و 8 ، وتستخدم هذه الأرقام لتحويل رقم ثنائي إلى رقم عشري

لاحظ أننا نقرأ أعمدة من الجانب الأيمن. لذا أولاً وقبل كل شيء ، انظر أعمدة HH ، هناك عمودين للوقت. في العمود الأول من الزمن ، لا يوجد مؤشر متوهج يعني:

2 × 0 + 1 × 0 = 0

في العمود التالي ، يمكننا أن نرى أن هناك مؤشرًا واحدًا يتوهج في متوسط ​​الصف الأول. إذن وفقًا لـ 8 4 2 1

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

لذلك في عمود الساعة HH ، حصلنا على 01.

في العمود الأول من MM (بالدقائق) ، يمكننا أن نرى أن هناك مؤشرًا واحدًا يتوهج في متوسط ​​الصف الأول

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

في العمود الثاني من MM ، يمكننا أن نرى أن هناك مؤشرًا واحدًا يتوهج في الصف رقم 8

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

إذن لدينا 18 دقيقة

في العمود الأول من SS (بالثواني) ، يمكننا أن نرى أن هناك مؤشرًا واحدًا يتوهج في الصف رقم 4

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

في العمود الثاني من SS ، يمكننا أن نرى أن هناك مصباحين متوهجين في الصف رقم 1 ويعني الصف رقم 4

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

إذن لدينا 45 دقيقة

لذا أخيرًا لدينا الوقت 01:18:45

سمو مم SS 01 18 45

يتم تقديم كود اردوينو الكامل والفيديو التوضيحي في نهاية هذه المقالة.

تصميم الدوائر و PCB باستخدام EasyEDA:

لتصميم دائرة الساعة الثنائية LED هذه ، اخترنا أداة EDA عبر الإنترنت والتي تسمى EasyEDA. لقد استخدمت EasyEDA في السابق عدة مرات ووجدته مناسبًا جدًا للاستخدام نظرًا لأنه يحتوي على مجموعة جيدة من آثار الأقدام ومصدره المفتوح. تحقق هنا من جميع مشاريع ثنائي الفينيل متعدد الكلور. بعد تصميم PCB ، يمكننا طلب عينات PCB من خلال خدمات تصنيع PCB منخفضة التكلفة. كما أنها توفر خدمة تحديد مصادر المكونات حيث يكون لديها مخزون كبير من المكونات الإلكترونية ويمكن للمستخدمين طلب المكونات المطلوبة إلى جانب طلب ثنائي الفينيل متعدد الكلور.

أثناء تصميم الدوائر الخاصة بك وثنائي الفينيل متعدد الكلور ، يمكنك أيضًا جعل تصميمات الدوائر الكهربائية وثنائي الفينيل متعدد الكلور الخاصة بك عامة حتى يتمكن المستخدمون الآخرون من نسخها أو تعديلها والاستفادة منها ، كما جعلنا تخطيطات الدوائر و PCB الخاصة بنا عامة لساعة Arduino Binary Clock ، تحقق من الرابط أدناه:

easyeda.com/circuitdigest/BinaryClock-4a25419d21cc424c9989a8f6a4633f5e

يمكنك عرض أي طبقة (علوي ، سفلي ، علوي ، حريري ، إلخ) لثنائي الفينيل متعدد الكلور عن طريق تحديد الطبقة من نافذة "الطبقات".

يمكنك أيضًا عرض PCB ، وكيف سيبدو بعد التصنيع باستخدام زر Photo View في EasyEDA:

حساب العينات وطلبها عبر الإنترنت:

بعد الانتهاء من تصميم Arduino Binary Clock PCB ، يمكنك طلب PCB من خلال JLCPCB.com. لطلب PCB من JLCPCB ، تحتاج إلى ملف Gerber. لتنزيل ملفات Gerber من PCB الخاص بك ، فقط انقر فوق زر Fabrication Output في صفحة محرر EasyEDA ، ثم قم بالتنزيل من صفحة طلب EasyEDA PCB.

انتقل الآن إلى JLCPCB.com وانقر فوق Quote Now أو الزر ، ثم يمكنك تحديد عدد PCBs التي تريد طلبها ، وعدد الطبقات النحاسية التي تحتاجها ، وسمك PCB ، ووزن النحاس ، وحتى لون PCB ، مثل اللقطة ظاهر أدناه:

بعد تحديد جميع الخيارات ، انقر فوق "حفظ في عربة التسوق" ، ثم سيتم نقلك إلى الصفحة حيث يمكنك تحميل ملف Gerber الخاص بك والذي قمنا بتنزيله من EasyEDA. قم بتحميل ملف جربر وانقر على "حفظ في عربة التسوق". وأخيرًا انقر فوق Checkout Securely لإكمال طلبك ، ثم ستحصل على PCBs بعد بضعة أيام. إنهم يصنعون ثنائي الفينيل متعدد الكلور بمعدل منخفض للغاية وهو 2 دولار. كما أن وقت الإنشاء أقل بكثير وهو 48 ساعة مع توصيل DHL من 3-5 أيام ، وستحصل بشكل أساسي على مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور في غضون أسبوع من الطلب.

بعد أيام قليلة من طلب PCB ، حصلت على عينات PCB في عبوات لطيفة كما هو موضح في الصور أدناه.

وبعد الحصول على هذه القطع ، قمت بلحام جميع المكونات المطلوبة فوق ثنائي الفينيل متعدد الكلور ، ووضعت Arduino Nano المشفر وقمت بتشغيله بمصدر 5 فولت لمشاهدة Binary Clock قيد التشغيل.