Sablier électronique / horloge à œufs
Notre client H.U. Küster nous a parlé d'un projet intéressant que nous avons immédiatement eu envie de construire et d'essayer. Il pense que vous pouvez certainement acheter un sablier / minuteur également, mais qu'il est beaucoup plus amusant d'en construire un soi-même.

Fig. 1

Avez-vous identifié les pièces qui sont utilisées comme présentoirs ?
Bien. Il a démonté sans cérémonie le module MAX7219 8x32 4 in 1 Dot Matrix LED Display pour Arduino en ses modules individuels en utilisant son Dremel pour mettre deux modules 8x8 individuels "au dessus".

FIGUE 2

Sur la photo, vous pouvez voir la "couture" où la séparation est faite dans chaque cas. Bien entendu, les connexions coupées de la "guirlande" doivent ensuite être rétablies avec des câbles. 
Il existe des écrans individuels, mais leur taille est beaucoup plus grande et ils n'auraient pas pu entrer dans le boîtier qu'il voulait utiliser. Bien entendu, vous pouvez également utiliser deux modules d'affichage LED MAX7219 8x8 1 Dot Matrix MCU. Le circuit et le croquis sont identiques car les deux écrans sont basés sur le pilote d'écran MAX7219.
Avant de regarder le code, présentons brièvement l'alimentation électrique et les instructions de construction. Seul un bloc de 9V et un petit convertisseur DC-DC entrent dans le boîtier, par exemple le module abaisseur d'alimentation DC-DC LM2596S pour Arduino. M. Küster privilégie ce régulateur abaisseur, car le bilan énergétique est meilleur que de brûler la tension supérieure dans le Nano V3.0, qui en principe peut aussi être alimenté directement avec 9V.  En outre, il a fourni deux interrupteurs. L'interrupteur 1 est l'interrupteur de marche. Et avec le commutateur 2, vous pouvez choisir entre 3 temps, 5 minutes, 5 minutes 30 secondes et 6 minutes. Lors de la mise en marche, différents signaux sonores sont émis, en fonction de l'heure sélectionnée. En outre, si 5,5 minutes sont sélectionnées, un signal est également émis lorsque 5 minutes se sont écoulées, et si 6 minutes sont sélectionnées, un signal est émis lorsque 5 et 5,5 minutes se sont écoulées.
Ces temps peuvent être modifiés dans le logiciel à la ligne suivante :

 int pause_5 = 136; int pause_5_5 = 149; int pause_6 = 162;
Les temps pour les signaux intermédiaires dans la ligne :
 octet Beep_1 = 50; octet Beep_2 = 44; octet Beep_3 = 50;

Les deux lignes sont situées dans la partie déclaration du croquis.

Voici à nouveau les composants utilisés :
La construction mécanique exacte dépend quelque peu du matériau spécifique utilisé. Dans l'exemple, le transformateur de tension est fixé avec une goutte de colle chaude.

FIGUE 3

 Pour le Nano V3.0, 4 petits pins ont été collés sur le fond avec de la colle UV. Pour que Nano V3.0 ne touche pas le haut-parleur, il y a une bande de ruban isolant sur le haut-parleur. Le haut-parleur a également été fixé avec de la colle UV. N'importe quel transistor npn de 1 watt de la boîte de bricolage convient comme transistor. 
Lors du montage des écrans, il est important que la LED inférieure soit la ligne 0 et la position est 0.
Les ouvertures pour les publicités doivent s'adapter le plus possible et les publicités sont recollées en place.

Fig 4

FIG 5

Voici le croquis à Télécharger:
  #include <MD_MAX72xx.h >
 
 #define HARDWARE_TYPE MD_MAX72XX::FC16_HW
 #define MAX_DEVICES 2 // Anzahl Segmente
 
 #define CLK_PIN 13  // or SCK
 #define DATA_PIN 11 // or MOSI
 #define CS_PIN 10   // or SS
 
 MD_MAX72XX su = MD_MAX72XX(HARDWARE_TYPE, CS_PIN, MAX_DEVICES);
 
 // Adressen für die Koerner
 byte zeile1 = 0; byte reihe1 = 0;
 byte zeile2 = 0; byte reihe2 = 0;
 
 int pause_5 = 136; int pause_5_5 = 149; int pause_6 = 162; // Zeiten Ablauf
 int pause_1 = pause_5_5;
 byte beep_1 = 50; byte beep_2 = 44; byte beep_3 = 50; // Zwischenzeiten 5 bei 5:30, 5 bei 6, 5:30 bei 6
 
 byte ton_ausgang = 9;
 byte schalter1 = 8; byte schalter2 = 7; // Schalter fuer Zeiteinstellung
 
 int zw_unten = 0;     // Zaelwert unten, Position unten
 int zw_oben = 0;      // Zaelwert oben, Zaelwert Hauptschleife und Position oben
 byte zw_laenge = 0;   // Waeglaenge des Korn
 byte zw_anzahl = 0;   // Anzahl der Koerner
 byte zw_laenge_1 = 0; // Weglaenge des Korn in der Schleife
 byte zw_anzahl_1 = 0; // Anzahl der Koerner in der Schleife
 byte zw_position = 7; // Position Korn
 
 // Unterer Rhombus, 9 -> Stererelement, X -> Fallhöhe, Y -> Anzahl Wiederholungen, Z... -> Positionen
 // X und Y gelten immer bis zum naechste Steuerelement.
 
 byte unten [] = {9, 8, 01, 00,                                     //1   Zeile 01
                  9, 07, 02, 01, 10,                                //2   Zeile 02
                  9, 07, 01, 11, 9, 06, 02, 20, 02,                 //1+2 Zeile 03
                  9, 06, 04, 12, 21, 30, 03,                        //4   Zeile 04
                  9, 06, 01, 22, 9, 05, 04, 13, 31, 40, 04,         //1+4 Zeile 05
                  9, 05, 06, 23, 32, 14, 41, 05, 50,                //6   Zeile 06
                  9, 05, 01, 33, 9, 04, 06, 24, 42, 15, 51, 06, 60, //1+6 Zeile 07
                  9, 04, 06, 34, 43, 25, 52, 16, 61, 07, 70,        //6   Zeile 08
                  9, 04, 01, 44, 9, 03, 04, 35, 53, 26, 62, 17, 71, //1+4 Zeile 09
                  9, 03, 04, 45, 54, 36, 63, 27, 72,                //4   Zeile 10
                  9, 03, 01, 55, 9, 02, 03, 46, 64, 37, 73,         //1+3 Zeile 11
                  9, 02, 03, 56, 65, 74, 47,                        //3   Zeile 12
                  9, 02, 01, 66, 9, 01, 01, 75, 57,                 //1+1 Zeile 13
                  9, 01, 01, 67, 76,                                //1   Zeile 14
                  9, 0, 0, 77                                       //0   Zeile 14
                };
 
 // Oberer Rhombus, Positionen
 
 byte oben [] = {77,                              // Zeile 01
                 67, 76,                          // Zeile 02
                 66, 75, 57,                      // Zeile 03
                 56, 65, 74, 47,                  // Zeile 04
                 55, 46, 64, 37, 73,              // Zeile 05
                 45, 54, 36, 63, 27, 72,          // Zeile 06
                 44, 35, 53, 26, 62, 17, 71,      // Zeile 07
                 34, 43, 25, 52, 16, 61, 07, 70,  // Zeile 08
                 33, 24, 42, 15, 51, 06, 60,      // Zeile 09
                 23, 32, 14, 41, 05, 50,          // Zeile 10
                 22, 13, 31, 40, 04,              // Zeile 11
                 12, 21, 30, 03,                  // Zeile 12
                 11, 20, 02,                      // Zeile 13
                 01, 10,                          // Zeile 14
                 00                               // Zeile 15
                };
 
 void setup() {
   su.begin(); su.control(MD_MAX72XX::INTENSITY, 0); // Start MD_MAX72xx.h; Helligkeit Minimum
 
   // Benoetigte Ports
   pinMode (ton_ausgang, OUTPUT);
   pinMode (schalter1, INPUT); digitalWrite (schalter1, HIGH);
   pinMode (schalter2, INPUT); digitalWrite (schalter2, HIGH);
 
 }
 
 void loop() {
 
   su.clear();  delay (100);  su.clear(); // Loeschen Anzeige
 
   // Zuordnung der Verzoegerungszeiten
 
   if (digitalRead (schalter1 ) == 0) {
     pause_1 = pause_5;
  };
   if (digitalRead (schalter2) == 0) {
     pause_1 = pause_6;
  }
 
   // Tonsignal / Lichtsignal für eingestellte Zeit
 
   if (pause_1 == pause_5 ) {
     su.setPoint (4, 12, 1); // Mitte
     tone(ton_ausgang, 500); delay (1000); noTone(ton_ausgang);
     delay (2000);
  };
 
   if (pause_1 == pause_5_5) {
     su.setPoint (6, 10, 1); // Links
     su.setPoint (2, 14, 1); // Rechts
     tone(ton_ausgang, 500); delay (1000); noTone(ton_ausgang); delay (1000);
     tone(ton_ausgang, 500); delay (1000); noTone(ton_ausgang);
     delay (1000);
  };
 
   if (pause_1 == pause_6) {
     su.setPoint (4, 12, 1); // Mitte
     su.setPoint (6, 10, 1); // Links
     su.setPoint (2, 14, 1); // Rechts
     tone(ton_ausgang, 500); delay (1000); noTone(ton_ausgang); delay (1000);
     tone(ton_ausgang, 500); delay (1000); noTone(ton_ausgang); delay (1000);
     tone(ton_ausgang, 500); delay (1000); noTone(ton_ausgang);
  };
 
   //Fuellen oberer Rhombus
 
   zw_oben = 0;
 
   do {
     zeile2 = oben [zw_oben] / 10; reihe2 = (oben [zw_oben] % 10) + 8;
     su.setPoint(zeile2, reihe2, 1);
     zw_oben++;
  }
   while (zw_oben != 64);
 
   // Lesen Steuerzeichen und Ausgabe der Koerner
 
   zw_unten = 0; zw_oben = 0;
 
   do {
     if (unten [zw_unten] == 9) {
       zw_unten++; zw_laenge = unten [zw_unten]; zw_unten++; zw_anzahl = unten [zw_unten]; zw_unten++;
    };
 
     zw_anzahl_1 = zw_anzahl;// Uebernahme der Daten fuer aeußeren Zyklus (Anzahl der Ketten)
 
     do {
 
       zw_laenge_1 = zw_laenge; zw_position = 7;  // Uebernahme der Daten fuer inneren Zyklus (Anzahl Koerner der Kette und Ausgabe)
 
       do {
         if (zw_laenge_1 != 0) {
           su.setPoint (zw_position, zw_position, 1); delay (pause_1);
           su.setPoint (zw_position, zw_position, 0); zw_position--;
           zw_laenge_1--;
        }
      }
       while (zw_laenge_1 != 0);
 
       if (zw_anzahl_1 != 0) {
         zw_anzahl_1--;
      };
       delay (pause_1 * 5);
    }
     while (zw_anzahl_1 != 0);
 
     // Ausgabe der gefallenen Koerner
 
     zeile1 = unten [zw_unten] / 10; reihe1 = unten [zw_unten] % 10;
     su.setPoint(zeile1, reihe1, 1);
     zw_unten++;
     zeile2 = oben [zw_oben] / 10; reihe2 = (oben [zw_oben] % 10) + 8;
     su.setPoint(zeile2, reihe2, 0);
     zw_oben++;
 
     // Ausgabe Signal Zwischenzeiten
 
     if (zw_oben == beep_1 && pause_1 == pause_5_5) {
       tone(ton_ausgang, 500);
       delay (1000);
       noTone(ton_ausgang);
    }
 
     if (zw_oben == beep_2 && pause_1 == pause_6) {
       tone(ton_ausgang, 500);
       delay (1000);
       noTone(ton_ausgang);
    }
     if (zw_oben == beep_3 && pause_1 == pause_6) {
       tone(ton_ausgang, 500);
       delay (1000);
       noTone(ton_ausgang);
    }
  }
   while (zw_oben != 64);
 
   // Ausgabe Endsignal
 
   tone(ton_ausgang, 500); delay (1000);
   noTone(ton_ausgang); delay (500);
   tone(ton_ausgang, 800); delay (1000);
   noTone(ton_ausgang); delay (500);
   tone(ton_ausgang, 500); delay (1000);
   noTone(ton_ausgang); delay (500);
 
   su.clear();
 
   // "Bildschirm und Batterieschoner" do while wird nicht verlassen.
 
   do {
     zeile1 = random(8); reihe1 = random (16);
     su.setPoint(zeile1, reihe1, 1); delay (100);
     su.setPoint(zeile1, reihe1, 0);
  }
   while (zw_oben != 0);
 }
 
 // HUK Sanduhr V2-2-1 09.04.2021
 


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3 commentaires

Bernd Albrecht

Bernd Albrecht

Hier die Antwort von Herrn Küster:
Zuerst die Frage zur Zeitsteuerung: In dem Programm gibt es keine Uhr. Die Zeit ergibt sich aus dem zeitlichen Abstand zwischen den fallenden Körnern und ihrer Fallgeschwindigkeit. Dieses wird durch nachfolgende Zeile im Deklarationsteil gesteuert.

int pause_5 = 136; int pause_5_5 = 149; int pause_6 = 162; // Zeiten Ablauf

Der Wert von pause_5 bestimmt die 5 Minuten, pause__5_5 die Zeit von 5 Minuten 30 Sekunden und pause__6 letztendlich von 6 Minuten. Dieses drei Werte sind eine Angabe in Millisekunden und werden im Programm direkt oder als ein Vielfaches davon benutzt.
Jetzt könnte man natürlich diese Werte mit einer Menüführung durch zwei Taster verändern. Angefangen, dass man Ziffern für die auf der Spitze stehenden Anzeigen konfigurieren müsste, stellt sich die Menüführung durch die Umrechnung der Werte der Anzeige in die entsprechenden Werte in Millisekunden auch nicht einfach da. Im Prinzip würde ein vollkommen neues Programm entstehen. Das sind einige Stunden Arbeit. Das lohnt den Aufwand nicht.

Das mit dem Poti ist sicherlich etwas einfacher. Dazu müsste man die Zeitauswahl rausschmeißen. Am Anfang des Programms den Wert des Potis mit einem analogen Eingang messen, danach mit einem festen Umrechnungsfaktor die Zeit definieren. Wenn man dann am Poti eine Skala anbringt umgeht man die Anzeige der eingestellten Zeit, was alles vereinfachen würde. Zwischenzeiten fallen dann auch raus. Da könnte man mal drüber nachdenken. Das kann aber frühestens im Herbst passieren (Rentner haben niemals Zeit).

Die Lautstärke lässt sich einfach mit einem Poti regeln. Dieses muss dann aber zwischen Kollektor und Lautsprecher liegen.

Die Adressierung der Pixel erfolgt über Zeile und Reihe. Zeile 0 bis 7 und Reihe 0 bis 7. Im Array “Byte oben []” sind die Adressen hinterlegt. Die zweistellige Ziffer besteht aus Zeilennummer und Reihennummer. Die niedrigste ist 00 und die höchste 77. Diese Ziffern werden dann im Programm wieder in ihre Einzelteile zerlegt.

R. Gerlinger

R. Gerlinger

Hallo H.U. Küster,
kann ich die zeiten auch mit poti einstellen
super projekt, aber es gibt immer welche die mehr wollen…
…ich zum beispiel

Schymczyk Georg

Schymczyk Georg

Hallo Hr Küster, für mich als Anfänger finde euren Projekt sehr interessant und auch sofort nach Anleitung alles Aufgebaut, mag sein das durch mangelhafte Kenntnisse die ich habe, habe das Teil mit der Zeit Einstellung nicht so richtig verstanden. Möchte mir aber vorstellen eine einfachste Lösung:
1). Schalter S1 – ist ok
2). Schalter S2 – statt diesen möchte einfach drei Taster benutzen
a). T1 – für Minuten
b): T2 – für Sekunden ( T2 ist bei Eier kochen auf die Sekunde nicht so wichtig):
c): T3 – raset der vorher eingestellter Zeit
3). Der Transistor und Wiederstand(1kohm) für den Lautsprecher….?
kennte man nicht mit einem Poti ersetzen…?
Bin Schwerhörig und mit Poti bin in der Lage die Lautstärke regeln.
4). Wie am Anfang angedeutet schon habe, habe sehr geringe Kenntnisse mit dem Arduino, und das Sie
noch die deutsche Sprache im programmieren verwenden, freue mich darüber, weil dadurch kommt
mir leichter einiges zu verstehen.
5). Eine wichtige Frage werde noch stellen:
Jede Pixel muss mir einer Nr angesprochen werden, Segment1 – 8×8=64 ( 0 bis 63)
auch Segment2 – 8×8=64(64 bis 127)
beide Segmente – = 0 bis 127 Pixel
Und diese Nr127 konnte nicht finden?
Über eine Rückmeldung möchte mich freuen.
Lg, GS

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