Budujemy zegarek z budzikiem i pomiarem temperatury z pomocą Arduino
Wstęp
W tym artykule dowiemy się jak zbudować z pomocą płytki Arduino cyfrowy zegarek, który będzie spełniał następujące założenia:
- odmierzanie czasu po odłączeniu zasilania (zegar RTC z baterią)
- sygnał dźwiękowy co godzinę
- wyświetlanie daty
- funkcjonalność budzika
- mierzenie temperatury otoczenia
- różne ekrany do wyświetlania (data + czas + temperatura, duży zegar itp.)
- zapisywanie ustawień w pamięci (w tym wypadku wolne miejsce w zegarze RTC)
- możliwość ręcznego ustawienia zegarka
- możliwość wybrania melodyjki alarmu / budzika
- wyświetlacz alfanumeryczny
- funkcjonalne menu do wyboru wszystkich ustawień
Wydaje się sporo, ale projekt taki jest idealną okazją do poćwiczenia platformy Arduino, czujników cyfrowych, optymalizacji oprogramowania, obsługi wyświetlaczy LCD.
Co będzie potrzebne?
Z powodu oszczędności czasu jak i poziomu nadmiernej kabelkologii zdecydowałem się w większości na gotowe moduły.
- Arduino Uno – oryginał lub klon, ważne żeby miał wyjścia / wejścia w tych samym miejscu co oryginał, wraz kablem USB do wgrania software’u i ewentualnym zasilaczem.
- LCD Keypad Shield – widziałem kilka odmian, większość jest niemalże identyczna, najpopularniejsza jest wersja od DFROBOT – do kupienia oficjalnie TUTAJ, ja używam chińskiego zamiennika znalezionego na Allegro (pod hasłem „lcd keypad”). Jest to bardzo fajny shield do Arduino posiadający dokładnie takie rzeczy, które są potrzebne do projektu – wyświetlacz 2×16 znaków, zestaw przycisków to nawigacji po menu, zajmuje niewiele we / wy w Arduino i co najważniejsze udostępnia wolne piny na zewnątrz shielda
- Obudowa – nie jest niezbędna, ale dzięki temu można zegarek postawić pionowo, chroni przed upadkami i służy jako miejsce zaczepu czujników. Jedyna rzecz, która nie pasowała w obudowie do mojej wersji shielda to dolna jej część (prostokątna wkładka), która nie pasowała ze względu na wystające elementy. Nie jest ona potrzebna, całość trzyma się bez problemu na pozostałych bokach. Obudowa dla Arduino z tym shieldem dostępna jest TUTAJ
- Przyciski (tact switch) analogowe, stożkowe, sztuk 6. W swoim shieldzie podmieniłem wszystkie fabryczne przyciski na dłuższe odpowiedniki. Fabryczne są za krótkie żeby je wcisnąć palcem, przeszkadza obudowa. Ewentualnie 6 sztuk cienkich nasadek, które będą pasować (6×6 mm). Oczywiście do wymiany potrzebna będzie lutownica i spoiwo.
- Moduł RTC z zasilaniem bateryjnym – będzie podtrzymywać godzinę nawet po odłączeniu od zasilania, a gdy podłączyć cały projekt pod zasilanie bateryjne, będzie służył nawet w wypadku braku prądu. Postanowiłem również użyć go jako miejsce przechowywania ustawień (jest trochę miejsca dostępnego w układzie na własne dane). Ja użyłem gotowego modułu z układem DS1307 , dostępnego TUTAJ
- Zestaw kabelków połączeniowych, żeńsko – żeńskich (lub jakichkolwiek innych, można lutować bezpośrednio do pinów), 9 sztuk
- Czujnik temperatury i wilgotności DHT22. Do połączenia go z Arduino będzie potrzebny dodatkowo jeden rezystor w przedziale 4.7K – 10KΩ
- Buzzer – najzwyklejszy „brzęczyk” 2 pinowy
FAQ
Przed przystąpieniem do właściwego projektu parę odpowiedzi:
Czemu gotowe rozwiązania, a nie na przykład podłączanie LCD bezpośrednio do Arduino?
- oszczędność czasu
Czemu kabelki są nie wierzchu i nie są polutowane do płytek?
- ze względu na eksperymenty chciałem mieć możliwość szybkiego demontażu obudowy, wyjęcia ich w razie potrzeby, podmiany
Krok 1. LCD.
Wsadzamy shielda do Arduino i testujemy czy wyświetlacz oraz przyciski działają bez problemu. Po wsadzeniu shielda, wgrywamy prosty program żeby się upewnić czy droga wolna:
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 |
#include <LiquidCrystal.h> LiquidCrystal lcd(8, 9, 4, 5, 6, 7); // select the pins used on the LCD panel // define some values used by the panel and buttons int lcd_key = 0; int adc_key_in = 0; #define btnRIGHT 0 #define btnUP 1 #define btnDOWN 2 #define btnLEFT 3 #define btnSELECT 4 #define btnNONE 5 int read_LCD_buttons(){ // read the buttons adc_key_in = analogRead(0); // read the value from the sensor // my buttons when read are centered at these valies: 0, 144, 329, 504, 741 // we add approx 50 to those values and check to see if we are close // We make this the 1st option for speed reasons since it will be the most likely result if (adc_key_in > 1000) return btnNONE; // For V1.1 us this threshold if (adc_key_in < 50) return btnRIGHT; if (adc_key_in < 250) return btnUP; if (adc_key_in < 450) return btnDOWN; if (adc_key_in < 650) return btnLEFT; if (adc_key_in < 850) return btnSELECT; // For V1.0 comment the other threshold and use the one below: /* if (adc_key_in < 50) return btnRIGHT; if (adc_key_in < 195) return btnUP; if (adc_key_in < 380) return btnDOWN; if (adc_key_in < 555) return btnLEFT; if (adc_key_in < 790) return btnSELECT; */ return btnNONE; // when all others fail, return this. } void setup(){ lcd.begin(16, 2); // start the library lcd.setCursor(0,0); // set the LCD cursor position lcd.print("Push the buttons"); // print a simple message on the LCD } void loop(){ lcd.setCursor(9,1); // move cursor to second line "1" and 9 spaces over lcd.print(millis()/1000); // display seconds elapsed since power-up lcd.setCursor(0,1); // move to the begining of the second line lcd_key = read_LCD_buttons(); // read the buttons switch (lcd_key){ // depending on which button was pushed, we perform an action case btnRIGHT:{ // push button "RIGHT" and show the word on the screen lcd.print("RIGHT "); break; } case btnLEFT:{ lcd.print("LEFT "); // push button "LEFT" and show the word on the screen break; } case btnUP:{ lcd.print("UP "); // push button "UP" and show the word on the screen break; } case btnDOWN:{ lcd.print("DOWN "); // push button "DOWN" and show the word on the screen break; } case btnSELECT:{ lcd.print("SELECT"); // push button "SELECT" and show the word on the screen break; } case btnNONE:{ lcd.print("NONE "); // No action will show "None" on the screen break; } } } |
Jeżeli wszystkie przyciski oraz wyświetlacz działają prawidłowo, możemy wstępnie zamontować obudowę (nie dokręcając wszystkie do końca. Można również dostosować kontrast wyświetlacza do naszych wymagań. Służy do tego potencjometr w lewym górnym rogu płytki (płaski i cienki śrubokręt powinie sobie poradzić).
Krok 2. RTC.
Swój zegar czasu rzeczywistego podłączyłem według schematu:
| Pin LCD Shield / Arduino | Pin RTC |
|---|---|
| A5 (SCL) | 3 (SCL) |
| A4 (SDA) | 2 (SDA) |
| GND | 1 (GND) |
| 5V | 5 (5V) |
Po zamontowaniu układu, testujemy czy wszystko działa poprzez kod:
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 |
#include "RTClib.h" // biblioteka układu RTC DS1307 #include <Wire.h> RTC_DS1307 RTC; void setup() { Serial.begin(9600); // otworzenie portu szeregowego RTC.begin(); // inicjalizujemy zegar RTC RTC.adjust(DateTime(__DATE__, __TIME__)); // pierwsze ustawienie zegarka, jezeli bateria dziala dobrze wystarczy zrobić to raz } void loop() { DateTime now = RTC.now(); Serial.print(now.year(), DEC); Serial.print('/'); Serial.print(now.month(), DEC); Serial.print('/'); Serial.print(now.day(), DEC); Serial.print(' '); Serial.print(now.hour(), DEC); Serial.print(':'); Serial.print(now.minute(), DEC); Serial.print(':'); Serial.print(now.second(), DEC); Serial.println(); Serial.print(F(" since 1970 = ")); Serial.print(now.unixtime()); Serial.print(F("s = ")); Serial.print(now.unixtime() / 86400L); Serial.println(F("d")); DateTime future (now.unixtime() + 7 * 86400L + 30); Serial.print(F(" now + 7d + 30s: ")); Serial.print(future.year(), DEC); Serial.print('/'); Serial.print(future.month(), DEC); Serial.print('/'); Serial.print(future.day(), DEC); Serial.print(' '); Serial.print(future.hour(), DEC); Serial.print(':'); Serial.print(future.minute(), DEC); Serial.print(':'); Serial.print(future.second(), DEC); Serial.println(); delay(1000); } |
Do poprawnego działania modułu RTC potrzebna jest zewnętrzna biblioteka opisana w kroku 5.
Uruchamiamy szeregowy monitor i powinniśmy zobaczyć:
Przykładowe zamontowanie:
Z całą pewnością można to zrobić lepiej, czujnik DHT22 jest przyczepiony za pomocą śróbki do wycietego otwóru na dolną część obudowy.
Krok 3. Temperatura.
Moduł DHT22 podłączamy jak na schemacie:
| Pin Shield / Arduino | Pin DHT22 |
|---|---|
| 5V (którykolwiek pin w górnym rzędzie, w prawej dolnej części shielda) | 1 (VCC) |
| D2 (górny rząd pinów na shieldzie, 5 od prawej) | 2 (Data) |
| GND (którykolwiek pin w środkowym rzędzie, w prawej dolnej części shielda) | 4 (GND) |
UWAGA: Pomiędzy pinem zasilającym i pinem od przesyłu danych należy zamontować rezystor z przedziału 4.7K – 10KΩ
Testujemy kodem:
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 |
#include "DHT.h" // biblioteka sensorów DHTxx #define DHTPIN 2 // pin do komunikacji DHT dht; void setup() { Serial.begin(9600); // otworzenie portu szeregowego dht.setup(DHTPIN); // inicjalizacja czujnika } void loop() { float t = dht.getTemperature(); // odczyt temperatury float h = dht.getHumidity(); // odczyt wilgotności powietrza // czy odczytano wartości? if (isnan(t) || isnan(h)) { // NIE -> informacja o błędzie Serial.println(">>>>>>>>>>>>>>>>>>>>Blad odczytu danych z czujnika!"); } else { // TAK -> wysyłamy wyniki przez port szeregowy Serial.print("Wilgotnosc: "); Serial.print(h); Serial.print(" % "); Serial.print("Temperatura: "); Serial.print(t); Serial.println(" *C"); } delay(1000); // opóźnienie } |
Do poprawnego działania czujnika potrzebna jest zewnętrzna biblioteka opisana w kroku 5.
Jeżeli wszystko podłączyliśmy dobrze to w monitorze szeregowym w Arduino Studio powinniśmy otrzymać:
Przykład montażu (zdjęcie od góry):
Krok 4. Buzzer.
Nóżkę oznaczoną minusem na buzzerze podłączamy do jakiegolwiek pinu GND na shieldzie (prawy dolny róg shielda – środkowy rząd), natomiast tą z plusem do pinu D13 (górny rząd pinów, 9 od prawej, przy przerwie między rzędami pinów)
Przy każdym włączeniu / resecie arduino, przy poprawnym podłączeniu, buzzer powinien wydać krótki dźwięk.
Krok 5. Właściwe oprogramowanie.
Kod przez wszystkie funkcjonalności jest dość długi, ale starałem się komentować wszystkie ważniejsze rzeczy. Nie będę przez to opisywać poszczególnych składowych, zapraszam do eksperymentowania. Do poprawnego działania skryptu potrzebne są biblioteki:
- DHT-sensor-library (wrzucamy katalog „DHT” do „sketchfolder/libraries/” w miejscu gdzie Arduino Studio przechowuje dane lub bezpośrednio poprzez IDE – Sketch -> Include library -> Add .zip library)
- RTClib (wrzucamy katalog „RTClib-master” do „sketchfolder/libraries/” w miejscu gdzie Arduino Studio przechowuje dane lub bezpośrednio poprzez IDE – Sketch -> Include library -> Add .zip library)
Biblioteki „LiquidCrystal” i „Wire” są dostępne domyślnie.
Starałem się zoptymalizować kod jak tylko się da (funkcja „F()” w outputach stringowych itp.), ale na Arduino UNO jest już dość blisko limitu 32 KB.
Główny szkic:
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 320 321 322 323 324 325 326 327 328 329 330 331 332 333 334 335 336 337 338 339 340 341 342 343 344 345 346 347 348 349 350 351 352 353 354 355 356 357 358 359 360 361 362 363 364 365 366 367 368 369 370 371 372 373 374 375 376 377 378 379 380 381 382 383 384 385 386 387 388 389 390 391 392 393 394 395 396 397 398 399 400 401 402 403 404 405 406 407 408 409 410 411 412 413 414 415 416 417 418 419 420 421 422 423 424 425 426 427 428 429 430 431 432 433 434 435 436 437 438 439 440 441 442 443 444 445 446 447 448 449 450 451 452 453 454 455 456 457 458 459 460 461 462 463 464 465 466 467 468 469 470 471 472 473 474 475 476 477 478 479 480 481 482 483 484 485 486 487 488 489 490 491 492 493 494 495 496 497 498 499 500 501 502 503 504 505 506 507 508 509 510 511 512 513 514 515 516 517 518 519 520 521 522 523 524 525 526 527 528 529 530 531 532 533 534 535 536 537 538 539 540 541 542 543 544 545 546 547 548 549 550 551 552 553 554 555 556 557 558 559 560 561 562 563 564 565 566 567 568 569 570 571 572 573 574 575 576 577 578 579 580 581 582 583 584 585 586 587 588 589 590 591 592 593 594 595 596 597 598 599 600 601 602 603 604 605 606 607 608 609 610 611 612 613 614 615 616 617 618 619 620 621 622 623 624 625 626 627 628 629 630 631 632 633 634 635 636 637 638 639 640 641 642 643 644 645 646 647 648 649 650 651 652 653 654 655 656 657 658 659 660 661 662 663 664 665 666 667 668 669 670 671 672 673 674 675 676 677 678 679 680 681 682 683 684 685 686 687 688 689 690 691 692 693 694 695 696 697 698 699 700 701 702 703 704 705 706 707 708 709 710 711 712 713 714 715 716 717 718 719 720 721 722 723 724 725 726 727 728 729 730 731 732 733 734 735 736 737 738 739 740 741 742 743 744 745 746 747 748 749 750 751 752 753 754 755 756 757 758 759 760 761 762 763 764 765 766 767 768 769 770 771 772 773 774 775 776 777 778 779 780 781 782 783 784 785 786 787 788 789 790 791 792 793 794 795 796 797 798 799 800 801 802 803 804 805 806 807 808 809 810 811 812 813 814 815 816 817 818 819 820 821 822 823 824 825 826 827 828 829 830 831 832 833 834 835 836 837 838 839 840 841 842 843 844 845 846 847 848 849 850 851 852 853 854 855 856 857 858 859 860 861 862 863 864 865 866 867 868 869 870 871 872 873 874 875 876 877 878 879 880 881 882 883 884 885 886 887 888 889 890 891 892 893 894 895 896 897 898 899 900 901 902 903 904 905 906 907 908 909 910 911 912 913 914 915 916 917 918 919 920 921 922 923 924 925 926 927 928 929 930 931 932 933 934 935 936 937 938 939 940 941 942 943 944 945 946 947 948 949 950 951 952 953 954 955 956 957 958 959 960 961 962 963 964 965 966 967 968 969 970 971 972 973 974 975 976 977 978 979 980 981 982 983 984 985 986 987 988 989 990 991 992 993 994 995 996 997 998 999 1000 1001 1002 1003 1004 1005 1006 1007 1008 1009 1010 1011 1012 1013 1014 1015 1016 1017 1018 1019 1020 1021 1022 1023 1024 1025 1026 1027 1028 1029 1030 1031 1032 1033 1034 1035 1036 1037 1038 1039 1040 1041 1042 1043 1044 1045 1046 1047 1048 1049 1050 1051 1052 1053 1054 1055 1056 1057 1058 1059 1060 1061 1062 1063 1064 1065 1066 1067 1068 1069 1070 1071 1072 1073 1074 1075 1076 1077 1078 1079 1080 1081 1082 1083 1084 1085 1086 1087 1088 1089 1090 1091 1092 1093 1094 1095 1096 1097 1098 1099 1100 1101 1102 1103 1104 1105 1106 1107 1108 1109 1110 1111 1112 1113 1114 1115 1116 1117 1118 1119 1120 1121 1122 1123 1124 1125 1126 1127 1128 1129 1130 1131 1132 1133 1134 1135 1136 1137 1138 1139 1140 1141 1142 1143 1144 1145 1146 1147 1148 1149 1150 1151 1152 1153 1154 1155 |
/* * Załączamy wszystkie potrzebne biblioteki */ #include "DHT.h" // biblioteka sensora DHT22 #include "RTClib.h" // biblioteka układu RTC DS1307 #include "bigfont.h" // nasza biblioteka z fontami potrzebnymi do dużego zegarka #include <LiquidCrystal.h> // biblioteka do sterowania LCD #include <Wire.h> // biblioteka używana m. in. przez sensor DHT22 /* * Stałe wykorzystywane w programie */ #define DHTPIN 2 // pin od czujnika temperatury #define BUZZERPIN 13 // pin od brzęczyka #define BACKLIGHTPIN 10 // pin od podświetlania LCD #define VERSION "1.0" // wersja skryptu #define MENUITEMS 8 // ilość opcji menu głównego do wyboru /* * Definicje przycisków na shieldzie */ #define btnRIGHT 0 #define btnUP 1 #define btnDOWN 2 #define btnLEFT 3 #define btnSELECT 4 #define btnNONE 5 /* * Dwie dodatkowe metody sterujące podświetleniem */ #define LCDbacklight() pinMode(BACKLIGHTPIN, INPUT) // włącz podświetlanie #define LCDnoBacklight() pinMode(BACKLIGHTPIN, OUTPUT) // wyłącz podświetlanie /* * Inicjalizacja potrzebnych bibliotek */ RTC_DS1307 RTC; DHT dht; LiquidCrystal lcd(8, 9, 4, 5, 6, 7); /* * Zmienne globalne używane przez program */ int analogKeyValue = 0; // Wartość analogowa po wciśnięciu danego przycisku int pressedKey = 0; // Wciśniety przycisk int currentMenuItem = 0; // Obecnie wybrana pozycja menu głównego char lastState = 0; // Poprzedni status menu głównego char customDigitX = 0; // Pozycja kursora używana w przypadku dużego zegarka boolean showJukebox = false; // Czy pokazywać odtwarzacz melodyjek uint8_t defaultPreferences[10] = { 0x01, 0x01, 0xA, 0x16, 0x00, 0xC, 0x00, 0x00, 0x01, 0x01 }; // Domyślne ustawienia, wysyłane do NVRAM podczas przywracania domyśnych preferencji z menu /* * Zmienne odczytywane z NVRAM układu RTC DS1307 */ char keySounds = 0; // Dźwięk klawiszy włączony (1 - Tak, 0 - Nie) char hourlyAlarmEnabled = 0; // Dźwięk co godzinę włączony (1 - Tak, 0 - Nie) char hourlyAlarmFrom = 0; // Dźwięk co godzinę od godziny (0 - 23) char hourlyAlarmTo = 0; // Dźwięk co godzinę do godziny (0 - 23) char alarmEnabled = 0; // Budzik włączony (1 - Tak, 0 - Nie) char alarmHour = 0; // Godzina alarmu budzika (0 - 23) char alarmMinute = 0; // Minuta alarmu budzika (0 - 59) char debug = 0; // Pokazuj dodatkowe informacje w serial monitorze (1 - Tak, 0 - Nie) char showIntro = 0; // Pokazuj ekran powitalny (1 - Tak, 0 - Nie) char alarmMelody = 0; // Wybierz melodyjkę budzika (0 - X) /* * Nazwy dnia tygodnia potrzebny przy opcji "Czas i data" */ char daysOfTheWeek[7][12] = {"Nie", "Pon", "Wt", "Sr", "Czw", "Pt", "Sb"}; /* * Zmienna sterująca wyświetlaniem intra */ boolean splash = true; /* * Zmienne potrzebne do odtwarzania melodyjek alarmowych. Domyślnie ustawiona * melodia "Twinkle, twinkle..." */ char notes[] = "ccggaag ffeeddc ggffeed ggffeed ccggaag ffeeddc "; int beats[] = { 1, 1, 1, 1, 1, 1, 2, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 2, 4 }; int tempo = 300; char length = 15; // the number of notes void setup() { /* * Tworzymy fonty potrzebne do dużego zegarka */ lcd.createChar(0,LT); lcd.createChar(1,UB); lcd.createChar(2,RT); lcd.createChar(3,LL); lcd.createChar(4,LB); lcd.createChar(5,LR); lcd.createChar(6,UMB); lcd.createChar(7,LMB); Serial.begin(9600); lcd.begin(16, 2); // Inicjalizujemy wyświetlacz 16x2 Wire.begin(); RTC.begin(); // Inicjalizujemy zegar RTC /* * Jeżeli ustawiliśmy w menu głównym aktualizację zegarka z komputera * to odczytujemy konkretną wartość odpowiedzialną za ten fakt, ustawiamy * zegarek i ustawiamy flagę na 0, żeby po kolejnym restarcie zegarek nam * się nie ustawiał */ if (RTC.readnvram(50) == 1) { Serial.println(F("Nastawiam zegarek")); RTC.adjust(DateTime(__DATE__, __TIME__)); RTC.writenvram(50, 0); } pinMode(BUZZERPIN, OUTPUT); // Inicjalizacja buzzera readPreferences(); // Odczytujemy ustawienia z NVRAMu zegarka /* * Sprawdzamy czy układ RTC działa poprawnie */ if (! RTC.isrunning() && debug == 1) { Serial.println(F("RTC is NOT running!")); } /* * Jeżeli mamy włączone debugowanie to wyświetl wszystkie ustawienia * pobrane z NVRAMu zegarka oraz obecny czas */ if (debug == 1) { Serial.println(F("Obecne wartosci ds1307 NVRAM:")); for (int i = 0; i < 56; ++i) { printnvram(i); } DateTime now = RTC.now(); Serial.print(now.year(), DEC); Serial.print('/'); Serial.print(now.month(), DEC); Serial.print('/'); Serial.print(now.day(), DEC); Serial.print(' '); Serial.print(now.hour(), DEC); Serial.print(':'); Serial.print(now.minute(), DEC); Serial.print(':'); Serial.print(now.second(), DEC); Serial.println(); Serial.print(F(" since 1970 = ")); Serial.print(now.unixtime()); Serial.print(F("s = ")); Serial.print(now.unixtime() / 86400L); Serial.println(F("d")); DateTime future (now.unixtime() + 7 * 86400L + 30); Serial.print(F(" now + 7d + 30s: ")); Serial.print(future.year(), DEC); Serial.print('/'); Serial.print(future.month(), DEC); Serial.print('/'); Serial.print(future.day(), DEC); Serial.print(' '); Serial.print(future.hour(), DEC); Serial.print(':'); Serial.print(future.minute(), DEC); Serial.print(':'); Serial.print(future.second(), DEC); Serial.println(); Serial.println(); } dht.setup(DHTPIN); } void loop() { /* * Sprawdzamy czy wyświetlić intro */ if (splash == true) { showSplash(); } mainMenu(); // Główna funkcja wyświetlająca menu } /* * Pokazujemy ekran powitalny */ void showSplash() { if (debug == 0 && showIntro == 1) { lcd.setCursor(0,0); lcd.print("Zegarek"); lcd.setCursor(0,1); lcd.print("Wersja: "); lcd.print(VERSION); delay(400); for (int positionCounter = 0; positionCounter < 4; positionCounter++) { lcd.scrollDisplayRight(); delay(400); } //playMelody(0); for (int positionCounter = 0; positionCounter < 12; positionCounter++) { lcd.scrollDisplayRight(); delay(400); } } // Pierwszy widoczny komunikat informacyjny lcd.clear(); lcd.setCursor(0,0); lcd.print(F("Wybierz opcje")); lcd.setCursor(0,1); lcd.print(F("Klaw. Gora/Dol")); splash = false; } /* * Odczytujemy wartości ustawień z NVRAM układu (celowo pomijamy wartość odpowiedzialną * za ustawienie zegarka w segmencie 50) */ void readPreferences() { keySounds = RTC.readnvram(0); hourlyAlarmEnabled = RTC.readnvram(1); hourlyAlarmFrom = RTC.readnvram(2); hourlyAlarmTo = RTC.readnvram(3); alarmEnabled = RTC.readnvram(4); alarmHour = RTC.readnvram(5); alarmMinute = RTC.readnvram(6); debug = RTC.readnvram(7); showIntro = RTC.readnvram(8); alarmMelody = RTC.readnvram(9); } /* * Wyrzucenie do konsoli ustawień */ void printnvram(uint8_t address) { String optionType = ""; switch (address) { case 0: optionType = "Dzwieki klawiszy"; break; case 1: optionType = "Alarm co godzine wlaczony"; break; case 2: optionType = "Alarm co godzine od godziny"; break; case 3: optionType = "Alarm co godzine do godziny"; break; case 4: optionType = "Budzik wlaczony"; break; case 5: optionType = "Budzik godzina"; break; case 6: optionType = "Budzik minuta"; break; case 7: optionType = "Debug"; break; case 8: optionType = "Splash wlaczony"; break; case 9: optionType = "Melodyjka budzika"; break; case 50: optionType = "Ustaw zegarek przy wlaczeniu"; break; default: optionType = "Brak funkcjonalnosci"; } Serial.print(F("Address 0x")); Serial.print(address, HEX); Serial.print(F(" = ")); Serial.print(RTC.readnvram(address), HEX); Serial.print(F(" (HEX) = ")); Serial.print(RTC.readnvram(address), DEC); Serial.print(F(" (DEC) (")); Serial.print(optionType); Serial.println(F(")")); } /* * Odtwórz prosty dźwięk */ void playSound(int refreshDelay, int signal) { tone(BUZZERPIN, signal); // Send 1KHz sound signal... delay(refreshDelay); noTone(BUZZERPIN); // Stop sound... } /* * Funkcje odpowiedzialne za odtwarzanie melodyjek */ void playTone(int tone, int duration) { for (long i = 0; i < duration * 1000L; i += tone * 2) { digitalWrite(BUZZERPIN, HIGH); delayMicroseconds(tone); digitalWrite(BUZZERPIN, LOW); delayMicroseconds(tone); } } void playNote(char note, int duration) { char names[] = { 'c', 'd', 'e', 'f', 'g', 'a', 'b', 'C' }; int tones[] = { 1915, 1700, 1519, 1432, 1275, 1136, 1014, 956 }; // play the tone corresponding to the note name for (int i = 0; i < 8; i++) { if (names[i] == note) { playTone(tones[i], duration); } } } void playMelody(char index) { switch (index) { case 1: strcpy(notes,"ccggaag ffeeddc ggffeed ggffeed ccggaag ffeeddc "); lcd.setCursor(3,1); lcd.print(F("Twinkle")); break; case 2: strcpy(notes,"dgggabbbagabg bbcddcbcdb ggabbagabgdd gggabbbagabg"); lcd.setCursor(3,1); lcd.print(F("Spider")); break; case 3: strcpy(notes,"cccgaag e e d d c ggccc ggccc "); lcd.setCursor(3,1); lcd.print(F("Old McDonald")); break; case 4: strcpy(notes,"dd deffefga ddd aaa fff ddd agfed "); lcd.setCursor(3,1); lcd.print(F("Row boat")); break; default: strcpy(notes,"ccggaag ffeeddc ggffeed ggffeed ccggaag ffeeddc "); lcd.setCursor(3,1); lcd.print(F("Twinkle")); break; } for (int i = 0; i < length; i++) { if (notes[i] == ' ') { delay(beats[i] * tempo); // rest } else { playNote(notes[i], beats[i] * tempo); } // pause between notes delay(tempo / 2); } } /* * Wybieranie i odtwarzanie wszystkich melodyjek z poziomu menu głównego */ void jukebox() { int index = 1; int numberOfMelodies = 4; showJukebox = true; lcd.clear(); lcd.print(F("-> Zm. Pra/Lewo")); lcd.setCursor(0,1); lcd.print(index); while (showJukebox) { delay(300); lcd.setCursor(0,1); // Jeżeli wciskamy prawo wybieramy następna melodyjkę if (analogRead (0) < 50 && index < numberOfMelodies) { index = index + 1; lcd.print(index); lcd.setCursor(3,1); lcd.print(F(" ")); } // Jeżeli wciskamy lewo wybieramy poprzednią melodyjkę if (analogRead (0) > 380 && analogRead (0) < 555 && index > 1) { index = index - 1; lcd.print(index); lcd.print(F(" ")); } // Jeżeli wciskamy select to odtwarzamy melodyjkę if (analogRead (0) > 555 && analogRead (0) < 790) { playMelody(index); } // Jeżeli wciskamy dół lub górę, wychodzimy if (analogRead (0) > 50 && analogRead (0) < 380) { showJukebox = false; } } } /* * Po spełnieniu odpowiednich warunków, co każdą pełną godzinę, odtwórz sygnał dźwiękowy */ void hourlyAlarm(int hour, int minute, int second) { if (minute == 0 && second == 0 && (hour >= hourlyAlarmFrom && hour <= hourlyAlarmTo) && (hourlyAlarmFrom >= 0 && hourlyAlarmFrom <= 23) && (hourlyAlarmTo >= 0 && hourlyAlarmTo <= 23) && hourlyAlarmEnabled == 1) { playSound(10,1000); } } /* * Po spełnieniu odpowiednich warunków, co daną godzinę, włącz budzik */ void alarm(int hour, int minute) { if (hour == alarmHour && minute == alarmMinute && hour >= 0 && hour <= 23 && minute >= 0 && minute <= 59 && alarmEnabled == 1) { playMelody(alarmMelody); } } /* * Odczyt klawiszy na shieldzie */ int read_LCD_buttons(){ analogKeyValue = analogRead(0); if (analogKeyValue < 50) return btnRIGHT; if (analogKeyValue < 195) return btnUP; if (analogKeyValue < 380) return btnDOWN; if (analogKeyValue < 555) return btnLEFT; if (analogKeyValue < 790) return btnSELECT; return btnNONE; } /* * Pokazywanie menu głównego */ void mainMenu() { int state = 0; lcd.setCursor(0,0); pressedKey = read_LCD_buttons(); switch (pressedKey){ case btnRIGHT:{ break; } case btnLEFT:{ break; } case btnUP:{ state = 1; break; } case btnDOWN:{ state = 2; break; } case btnSELECT:{ state = 3; break; } case btnNONE:{ break; } } // Jeżeli jesteśmy poza dostępnymi elementami menu, to resetujemy if (currentMenuItem < 0 || currentMenuItem > 8) { currentMenuItem = 0; } //Jeżeli zmienił się indeks if (state != lastState) { if (state == 1) { // Góra if (keySounds == 1) { playSound(200,500); } currentMenuItem = currentMenuItem - 1; displayMenu(currentMenuItem); } else if (state == 2) { // Dół if (keySounds == 1) { playSound(200,500); } currentMenuItem = currentMenuItem + 1; displayMenu(currentMenuItem); } else if (state == 3) { // Select if (keySounds == 1) { playSound(200,500); } selectMenu(currentMenuItem); } // Zapisz ostatni status do porównania lastState = state; } delay(5); } /* * Wyświetl wybraną opcję */ void displayMenu(int x) { switch (x) { case 1: clearPrintTitle(); lcd.print (F("-> Temperatura")); break; case 2: clearPrintTitle(); lcd.print (F("-> Czas i data")); break; case 3: clearPrintTitle(); lcd.print (F("-> Duzy zegar")); break; case 4: clearPrintTitle(); lcd.print (F("-> Melodyjka")); break; case 5: clearPrintTitle(); lcd.print (F("-> Ustawienia")); break; case 6: clearPrintTitle(); lcd.print (F("-> Resetuj ust.")); break; case 7: clearPrintTitle(); lcd.print (F("-> Godzina z PC")); break; case 8: clearPrintTitle(); lcd.print (F("-> Ustaw zegar")); break; } } /* * Wyświetl nagłówek */ void clearPrintTitle() { lcd.clear(); lcd.setCursor(0,0); lcd.print(F("Wyb. opcje (")); lcd.print(currentMenuItem); lcd.print(F("/")); lcd.print(MENUITEMS); lcd.print(F(")")); lcd.setCursor(0,1); } /* * Pokazujemy temperaturę i wilgotność */ void showTemperature() { lcd.clear(); lcd.setCursor(0,0); do { delay(dht.getMinimumSamplingPeriod()); float t = dht.getTemperature(); float h = dht.getHumidity(); if (dht.getStatus()) { lcd.clear(); lcd.print(F("Blad czujnika")); if (debug == 1) { Serial.println(F("Blad odczytu danych z czujnika")); } } else { if (debug == 1) { Serial.print(F("Wilgotnosc: ")); Serial.print(h); Serial.print(" % "); Serial.print(F("Temperatura: ")); Serial.print(t); Serial.print(F(" *C / ")); Serial.print(dht.toFahrenheit(t)); Serial.println(F(" *F ")); } lcd.print(F("Temp: ")); lcd.print(t); lcd.print(F(" *C")); lcd.setCursor(0,1); lcd.print(F("Wilgotn: ")); lcd.print(h); lcd.print(F(" % ")); } } while (analogRead (0) > 500); } /* * Wyświetlanie cyfr do dużego zegarka */ void customDigits(int digit) { switch (digit) { case 0: lcd.setCursor(customDigitX, 0); lcd.write((byte)0); lcd.write((byte)1); lcd.write((byte)2); lcd.setCursor(customDigitX, 1); lcd.write((byte)3); lcd.write((byte)4); lcd.write((byte)5); break; case 1: lcd.setCursor(customDigitX,0); lcd.write((byte)1); lcd.write((byte)2); lcd.setCursor(customDigitX+1,1); lcd.write((byte)5); break; case 2: lcd.setCursor(customDigitX,0); lcd.write((byte)6); lcd.write((byte)6); lcd.write((byte)2); lcd.setCursor(customDigitX, 1); lcd.write((byte)3); lcd.write((byte)7); lcd.write((byte)7); break; case 3: lcd.setCursor(customDigitX,0); lcd.write((byte)6); lcd.write((byte)6); lcd.write((byte)2); lcd.setCursor(customDigitX, 1); lcd.write((byte)7); lcd.write((byte)7); lcd.write((byte)5); break; case 4: lcd.setCursor(customDigitX,0); lcd.write((byte)3); lcd.write((byte)4); lcd.write((byte)2); lcd.setCursor(customDigitX+2, 1); lcd.write((byte)5); break; case 5: lcd.setCursor(customDigitX,0); lcd.write((byte)0); lcd.write((byte)6); lcd.write((byte)6); lcd.setCursor(customDigitX, 1); lcd.write((byte)7); lcd.write((byte)7); lcd.write((byte)5); break; case 6: lcd.setCursor(customDigitX,0); lcd.write((byte)0); lcd.write((byte)6); lcd.write((byte)6); lcd.setCursor(customDigitX, 1); lcd.write((byte)3); lcd.write((byte)7); lcd.write((byte)5); break; case 7: lcd.setCursor(customDigitX,0); lcd.write((byte)1); lcd.write((byte)1); lcd.write((byte)2); lcd.setCursor(customDigitX+1, 1); lcd.write((byte)0); break; case 8: lcd.setCursor(customDigitX,0); lcd.write((byte)0); lcd.write((byte)6); lcd.write((byte)2); lcd.setCursor(customDigitX, 1); lcd.write((byte)3); lcd.write((byte)7); lcd.write((byte)5); break; case 9: lcd.setCursor(customDigitX,0); lcd.write((byte)0); lcd.write((byte)6); lcd.write((byte)2); lcd.setCursor(customDigitX+2, 1); lcd.write((byte)5); break; } } /* * Pokazywanie daty oraz godziny w formacie * * dd.mm.yyyy (DT) * gg:mm:ss */ void showTimeAndDate() { lcd.clear(); while (analogRead (0) > 500) { DateTime now = RTC.now(); lcd.setCursor(0,0); if (now.day() < 10) { lcd.print("0" + String(now.day())); } else { lcd.print(now.day(), DEC); } lcd.print('.'); if (now.month() < 10) { lcd.print("0" + String(now.month())); } else { lcd.print(now.month(), DEC); } lcd.print('.'); lcd.print(now.year(), DEC); lcd.print(" ("); lcd.print(daysOfTheWeek[now.dayOfTheWeek()]); lcd.print(") "); lcd.setCursor(4,1); if (now.hour() < 10) { lcd.print("0" + String(now.hour())); } else { lcd.print(now.hour(), DEC); } lcd.print(':'); if (now.minute() < 10) { lcd.print("0" + String(now.minute())); } else { lcd.print(now.minute(), DEC); } lcd.print(':'); if (now.second() < 10) { lcd.print("0" + String(now.second())); } else { lcd.print(now.second(), DEC); } alarm(now.hour(),now.minute()); // sprawdź czy nie włączyć budzika hourlyAlarm(now.hour(),now.minute(),now.second()); // sprawdź czy nie włączyć godzinnego alarmu } } /* * Pokazywanie dużego zegarka */ void showBigClock() { lcd.clear(); int digitArray[4] = {0,0,0,0}; // Tablica z poszczególnymi składowymi zegarka while (analogRead (0) > 500) { DateTime now = RTC.now(); customDigitX = 0; if (now.minute() % 10 != digitArray[3]) { lcd.clear(); } if (now.hour() < 10) { digitArray[0] = 0; digitArray[1] = now.hour(); } else { digitArray[0] = now.hour() % 100 / 10; digitArray[1] = now.hour() % 10; } if (now.minute() < 10) { digitArray[2] = 0; digitArray[3] = now.minute(); } else { digitArray[2] = now.minute() % 100 / 10; digitArray[3] = now.minute() % 10; } for (int i = 0; i < sizeof(digitArray); i++){ customDigits(digitArray[i]); customDigitX += 4; if (i == 1) { lcd.setCursor(7,0); lcd.print('.'); lcd.setCursor(7,1); lcd.print('.'); } } alarm(now.hour(),now.minute()); // sprawdź czy nie włączyć budzika hourlyAlarm(now.hour(),now.minute(),now.second()); // sprawdź czy nie włączyć godzinnego sygnału } } /* * Wyświetlanie ustawień */ void showPreferences() { int numberOfOptions = 10; int currentOption = 1; int value = 0; int minimumValue = 0; int maximumValue = 0; int state = 0; boolean showOption = true; while (currentOption <= numberOfOptions + 1) { switch (currentOption) { case 1: // Dźwięk klawiszy włączony lcd.clear(); lcd.setCursor(0,0); lcd.print(F("Dzw. klaw.")); lcd.setCursor(0,1); lcd.print(F("wlaczony")); minimumValue = 0; maximumValue = 1; break; case 2: // Sygnał godzinny włączony lcd.clear(); lcd.setCursor(0,0); lcd.print(F("Sygn. godz.")); lcd.setCursor(0,1); lcd.print(F("wlaczony")); minimumValue = 0; maximumValue = 1; break; case 3: // Sygnał godzinny od godziny lcd.clear(); lcd.setCursor(0,0); lcd.print(F("Sygn. godz.")); lcd.setCursor(0,1); lcd.print(F("od godziny")); minimumValue = 1; maximumValue = 24; break; case 4: // Sygnał godzinny do godziny lcd.clear(); lcd.setCursor(0,0); lcd.print(F("Sygn. godz.")); lcd.setCursor(0,1); lcd.print(F("do godzinny")); minimumValue = 1; maximumValue = 24; break; case 5: // Budzik włączony lcd.clear(); lcd.setCursor(0,0); lcd.print(F("Budzik")); lcd.setCursor(0,1); lcd.print(F("wlaczony")); minimumValue = 0; maximumValue = 1; break; case 6: // Budzik godzina lcd.clear(); lcd.setCursor(0,0); lcd.print(F("Budzik")); lcd.setCursor(0,1); lcd.print(F("godzina")); minimumValue = 0; maximumValue = 23; break; case 7: // Budzik minuta lcd.clear(); lcd.setCursor(0,0); lcd.print(F("Budzik")); lcd.setCursor(0,1); lcd.print(F("minuta")); minimumValue = 0; maximumValue = 59; break; case 8: // Debug włączony lcd.clear(); lcd.setCursor(0,0); lcd.print(F("Debug")); lcd.setCursor(0,1); lcd.print(F("wlaczony")); minimumValue = 0; maximumValue = 1; break; case 9: // Ekran tytułowy włączony lcd.clear(); lcd.setCursor(0,0); lcd.print(F("Splash")); lcd.setCursor(0,1); lcd.print(F("wlaczony")); minimumValue = 0; maximumValue = 1; break; case 10: // Wybierz melodyjkę budzika lcd.clear(); lcd.setCursor(0,0); lcd.print(F("Melodyjka")); lcd.setCursor(0,1); lcd.print(F("budzika")); minimumValue = 1; maximumValue = 99; break; default: // Opcja wyświetlana po wyborze pozostałych lcd.clear(); lcd.setCursor(0,0); lcd.print(F("Zapisano.")); lcd.setCursor(0,1); lcd.print(F("Gora/Dol Powrot")); showOption = false; readPreferences(); currentOption = currentOption + 1; break; } if (showOption) { value = RTC.readnvram(currentOption - 1); lcd.setCursor(14,1); lcd.print(value); lcd.setCursor(11,0); lcd.print(currentOption); lcd.print("/"); lcd.print(numberOfOptions); /* * Zmiena wartości poprzez wciskanie dół / góra lub opcj poprzez lewo / prawo */ while (showOption) { if (analogRead (0) > 50 && analogRead (0) < 195 && value < maximumValue) { value = value + 1; lcd.setCursor(14,1); lcd.print(value); } if (analogRead (0) > 195 && analogRead (0) < 380 && value > minimumValue) { value = value - 1; lcd.setCursor(14,1); lcd.print(value); } if (analogRead (0) < 50) { RTC.writenvram(currentOption - 1, value); // zapisywanie wartości value = 0; currentOption = currentOption + 1; showOption = false; } if (analogRead (0) > 380 && analogRead (0) < 555 && currentOption > 1) { currentOption = currentOption - 1; showOption = false; } delay(300); } } if (currentOption <= numberOfOptions) { showOption = true; } } } /* * Ustaw zegarek ręcznie */ void manualSetClock() { int digitArray[4] = {0,0,0,0}; // Tablica z poszczególnymi składowymi zegarka int minutes = 0; int hours = 0; int years = 2015; int months = 1; int days = 1; delay(200); lcd.clear(); while (analogRead (0) < 555 || analogRead (0) > 790) { delay(300); // Jeżeli wciskamy prawo dodajemy minuty if (analogRead (0) < 50 && minutes < 59) { minutes = minutes + 1; lcd.clear(); } // Jeżeli wciskamy lewo odejmujemy minuty if (analogRead (0) > 380 && analogRead (0) < 555 && minutes > 0) { minutes = minutes - 1; lcd.clear(); } // Jeżeli wciskamy dół odejmujemy godzinę if (analogRead (0) > 195 && analogRead (0) < 380 && hours > 0) { hours = hours - 1; lcd.clear(); } // Jeżeli wciskamy górę dodajemy godzinę if (analogRead (0) > 50 && analogRead (0) < 195 && hours < 23) { hours = hours + 1; lcd.clear(); } customDigitX = 0; if (hours < 10) { digitArray[0] = 0; digitArray[1] = hours; } else { digitArray[0] = hours % 100 / 10; digitArray[1] = hours % 10; } if (minutes < 10) { digitArray[2] = 0; digitArray[3] = minutes; } else { digitArray[2] = minutes % 100 / 10; digitArray[3] = minutes % 10; } for (int i = 0; i < sizeof(digitArray); i++){ customDigits(digitArray[i]); customDigitX += 4; if (i == 1) { lcd.setCursor(7,0); lcd.print('.'); lcd.setCursor(7,1); lcd.print('.'); } } delay(100); } // Setting the date here RTC.adjust(DateTime(years, months, days, hours, minutes)); } /* * Wybór odpowiedniej pozycji w menu */ void selectMenu(int x) { switch (x) { case 1: clearPrintTitle(); showTemperature(); break; case 2: clearPrintTitle(); showTimeAndDate(); break; case 3: clearPrintTitle(); showBigClock(); break; case 4: jukebox(); break; case 5: showPreferences(); break; case 6: RTC.writenvram(0, defaultPreferences, 9); // Przywracamy domyślne ustawienia lcd.setCursor(0,1); lcd.print (F("-> Przywrocono!")); break; case 7: if (Serial) { RTC.writenvram(50, 1); lcd.setCursor(0,1); lcd.print (F("-> Restart wym.!")); } else { lcd.setCursor(0,1); lcd.print (F("-> Brak polacz. ")); } break; case 8: manualSetClock(); break; } } |
Dodatkowo w katalogu z powyższym szkicem należy utworzyć plik „bigfont.h” z zawartością:
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 |
byte LT[8] = { B00111, B01111, B11111, B11111, B11111, B11111, B11111, B11111 }; byte UB[8] = { B11111, B11111, B11111, B00000, B00000, B00000, B00000, B00000 }; byte RT[8] = { B11100, B11110, B11111, B11111, B11111, B11111, B11111, B11111 }; byte LL[8] = { B11111, B11111, B11111, B11111, B11111, B11111, B01111, B00111 }; byte LB[8] = { B00000, B00000, B00000, B00000, B00000, B11111, B11111, B11111 }; byte LR[8] = { B11111, B11111, B11111, B11111, B11111, B11111, B11110, B11100 }; byte UMB[8] = { B11111, B11111, B11111, B00000, B00000, B00000, B11111, B11111 }; byte LMB[8] = { B11111, B00000, B00000, B00000, B00000, B11111, B11111, B11111 }; |
Jak można się zorientować – są to definicje „dużych” cyfr do wyświetlania zegarka.
6. Prezentacja
Zegarek w akcji:





