ساعت زنگ دار LED سخنگو با استفاده از ماژول LED TM1637

ساعت زنگ دار LED سخنگو با استفاده از ماژول LED TM1637 یک پروژه جالب و دوست داشتنی میباشد.

هر پروژه میکروکنترلر نیاز به نمایشگر دارد. یک صفحه نمایش LCD با یک یا دو ردیف برای کاراکترها انتخاب خوبی است اما برای کارکردن به چندین اتصال سیمی نیاز دارد.

LED های سون سگمنت وجود دارد که از نوع آند معمولی یا کاتد مشترک هستند.

قبلا از این ال ای دی ها برای نمایش اعداد استفاده می شد که مزایا و معایب خود را داشت.

فرض کنید یک نمایشگر ساعت 4 رقمی لازم است، به چهار LED جداگانه نیاز دارد.

اینها به طور مشترک برای سگمنت ها (کاتدها) سیم کشی می شوند و آند هر LED به طور جداگانه یکی پس از دیگری تحریک می شود البته با زمان ماندگاری برای هر صفحه نمایش رقمی چند میلی ثانیه به صورت مالتی پلکس.

بهدلیل پایداری بینایی، چهار LED به شکل یک نمایشگر پیوسته ظاهر میشن، اگرچه یکی پس از دیگری میسوزن.

اکثر پروژه ها از این روش فقط برای نمایش چهار رقم یا بیشتر استفاده می کنند.

با هشت سیم برای اتصال به سگمنت ها که (هفت سیم برای سگمنت ها و یک سیم برای نقطه اعشار) و چهار سیگنال آند مالتی پلکس برای تامین برق یک به یک.

برای سرعت ساعت 4 رقمی به 13=8+4+1 اتصال سیم نیاز است. آخرین “1” برای سیم زمین مشترک است.

شکل 1: ماژول LED TM1637

با استفاده از برد Arduino Uno یا حتی با یک تراشه میکروکنترلر ساده، ساخت این پروژه ها با هزینه محدود ساده، سریع و آسان است.

از این چهار پین:

دو اتصال 5 ولت و زمین برای منبع تغذیه

و دو مورد دیگر برای یک رابط دو سیمه (ساعت و داده) مانند گذرگاه I2C هستند که میشوذ با استفاده از TM1637 یاد گرفت.

یک مثال روشن و واضح

پین های داده و ساعت ماژول TM1637 به ترتیب از طریق پایه های 8 و 7 به برد آردوینو متصل می شوند.

به غیر از این دو سیم، سیم های 5 ولت و زمین نیز به آردوینو متصل می شوند.

ماژول TM1637 زمان را با یک کولون چشمک زن مرکزی نمایش می دهد.

شکل 2: ماژول DS3231 RTC

برای دریافت زمان واقعی، یک ماژول ساعت بلادرنگ DS3231 (RTC) که به راحتی در دسترس است به برد آردوینو متصله.

هنگام روشن کردن مدار، زمان نشون داده زمان صحیحی است که اصلاً نیازی به اصلاح نیست (به جز یک بار تنظیمات اولیه در کد منبع).

ماژول RTC همچنین فقط دو اتصال سیم دارد. پایه های SCL و SDA ماژول RTC به ترتیب به پایه های A5 و A4 برد آردوینو متصل می شوند.

RTC دارای یک باتری دکمه ای گرد لیتیوم 3 ولتی است که در رایانه های رومیزی استفاده می شود.

همانطور که در شکل 4 میبینی، روی یک سوکت گرد در پشت ماژول قرار میگیره و برای یک سال یا بیشتر کار میکنه.

از آنجایی که ماژول دارای باتری است، زمان واقعی حتی زمانی که آردوینو خاموش است حفظ می شود.

نمودار مدار ساعت زنگ دار گویا در شکل 3 و راه اندازی نمونه اولیه در شکل 4 به نم.

شکل 3: نمودار مدار ساعت زنگ دار LED گویا با آردوینو

شکل 4: عکس ساعت زنگ دار LED گویا با استفاده از واحد ماژول LED TM1637 که قطعات و نمایشگر را نشان می دهد

این برنامه به فایل کتابخانه talkie.h نیاز دارد که در این لینک موجود است.

این شامل واژگان انگلیسی ایالات متحده است.

همانطور که در شکل 5 میبینید، فایل کتابخانه باید در پوشه کتابخانه های آردوینو IDE و همچنین کتابخانه RTClib گنجانده شود.

شکل 5: شامل فایل talkie.h در کتابخانه

به Sketch/Include Library بروید و کتابخانه RTClib را جستجو کنید تا آن را در Arduino IDE قرار دهید.

ماژول RTC از لحظه ای که برای ساعت کامپیوتر محلی تنظیم می شود، زمان را به طور دقیق نگه می دارد، که هنگام برنامه نویسی برد اطمینان حاصل می شود.

شکل 6: نمای محفظه جعبه پلاستیکی برای نمونه اولیه ساعت زنگ دار LED

برنامه تنظیم گردیده که هر دقیقه یک بار زمان را بیان کند.

برای ساعت 4:51 صبح، اعلام می کند: “ساعت چهار و پنجاه و یک است.” زمان هشدار در خود برنامه تنظیم گردیده و صدای زنگ یک دقیقه ای از پایه 9 آردوینو پخش می شود.

این برنامه صوتی از کدک پیش‌بینی خطی برای ذخیره بیت‌های گفتاری استفاده می‌کند که ترکیب و خروجی آن‌ها در حالی که زمان را بر حسب ساعت و دقیقه می‌گوید.

سیم از پایه دیجیتال 3 آردوینو خروجی صدا را به عنوان سیگنال PWM با فرکانس 10 کیلوهرتز می دهد. این باید فیلتر و تقویت شود.

فیلتر کردن به طور خودکار در تقویت کننده انجام می شود.

خروجی آلارم از پایه 9 آردوینو گرفته شده است، که زنگ پیزو PZ1 با یک مقاومت سری 220 اهم برای محدود کردن جریان به آن متصل است.

شکل 7: برد صوتی PAM8403

برای به دست آوردن صدای خوب و همچنین به حداقل رساندن اندازه قطعات، برد صوتی کوچک PAM8403 را توصیه می کنیم (شکل 7).

هیچ قطعه خارجی مورد نیاز نیست، فقط پایه 3 آردوینو را به برد PAM8403 متصل کنید و منبع تغذیه 5 ولت را برای برد فراهم کنید.

اسپیکر را به هر یک از دو نقطه R (راست) و L (چپ) در برد PAM8403 وصل کنید بسته به اینکه اتصال پین دیجیتالی 3 برد آردوینو به کدام پایه به سمت ورودی وصله PAM8403. تخت به اندازه یک سکه است و نازک است، زیرا تمام قسمت های این تخته از قطعات SMD استفاده می کنند. (در طول آزمایش در آزمایشگاه EFY، آمپلی فایر مبتنی بر LM358 برای اولین بار امتحان شد، اما صدای بسیار کمی را ارائه داد.)

کد منبع را دانلود کنید

احتمالات جایگزین

به جای ساعت زنگ دار LED، می توان برنامه را طوری تغییر داد که تایمر ثانیه ای باشد که می تواند به عنوان یک تایمر مسابقه 100 متری استفاده شود. برای این کار، پین 9 که برای زنگ هشدار استفاده می‌شود، می‌تواند به‌عنوان ورودی برای سوئیچ محدود استفاده شود تا وقتی مسابقه‌دهنده به خط دروازه می‌رسد، آن را متوقف کند. این پین باید توسط خط کد “input pull up” تنظیم شود.

امکان نمایش دما نیز بر روی نمایشگر بر حسب درجه سانتیگراد وجود دارد. پایه ورودی آنالوگ A0 آردوینو را می توان به سنسور دمای LM35 متصل کرد. «مرجع آنالوگ» ممکن است در مقیاس کامل داخلی 1.1 ولت برای حداکثر دقت تنظیم شود. ساعت و دما را می توان با هم نشان داد. این برنامه می تواند طوری نوشته شود که دما را فقط برای پنج ثانیه در ابتدای هر دقیقه نشان دهد و سپس به ساعت برگردد.