Woordklok

Januari 2023:
Dit is een leuk klokproject, geschikt voor beginners en ervaren electronica hobbyisten.

Onderdelen

Dit zijn de onderdelen..
1) De arduino Nano
Deze is bekend (toch?)
Klik op het plaatje voor een link naar een betrouwbare winkel

2) Neopixels
Bestel er 40!.
In de video gebruik ik er iets minder maar ik raadt aan om er 2 per woordje te installeren, dat komt neer op 40 stuks.

3) Real Time Clock Module
Ik gebruik de volgende klokmodule. De batterij heb je niet echt nodig.

DS3231

Dit is de ds3231, deze maakt gebruik van een CR2032 batterij

4) Voeding
Ik raad aan om gebruik te maken van deze 12 volt voeding.
Deze 9 volt voeding is ook geschikt.

5) Spanningsregelaar
Dit is de LM2596 instelbare spanningsregelaar.

6) Voedingsconnector

7) Rotary Encoder met Schakelaar

8) klokbehuizing
De behuizing is gewoon een klok van Action

9) LDR, lichtgevoelige weerstand
Het type is : GL5528

10) Een weerstand van 10k

Naast bovenstaande onderdelen heb je natuurlijk nog meer nodig, de standaard dingen:
- draad
- krimpkous
- soldeerbout en tin
- multimeter

Het Schema

Dit is het schema:

Klik om te vergroten!

Spanningsregelaar afstellen

Stel eerst de spanningsregelaar af op 5 volt, anders bestaat de kans dat je onmiddelijk de Arduino opblaast met 12 volt.

Gebruikte Arduino Library

Ik heb de volgende Arduino Library geinstalleerd voor de DS3231 ondersteuning:
Naam: RTClib
Geschreven door: Adafruit
Versie: 2.1.1
RTClib

Arduino Sketch

// Library = RTClib, version 2.1.1 by Adafruit
#include <DS3231.h> 
DS3231  rtc(4, 5);
Time  t;

#include <Adafruit_NeoPixel.h>
#include <BasicEncoder.h>

// Which pin on the Arduino is connected to the NeoPixels?
#define NeoPixelsDataPin   7

// How many NeoPixels are attached to the Arduino?
#define numberOfPixels 27
#define ROTARYPA 8
#define ROTARYPB 9
#define BUTTON 3

//BasicEncoder encoder1(2,3,HIGH,4) / pins rest low, 2 steps per detent
BasicEncoder encoder(ROTARYPA, ROTARYPB, LOW, 4);

int r, g, b;
int mmInt, hhInt;
bool getNewColor = true;
int mode = 0, lastmode = 1;
bool buttonpressed = false;
bool inSetup = false;

Adafruit_NeoPixel pixels(numberOfPixels, NeoPixelsDataPin, NEO_GRB + NEO_KHZ800);

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode( BUTTON , INPUT_PULLUP);
  attachInterrupt (digitalPinToInterrupt(3), rotaryPress, LOW); // For rotary encoder press

  rtc.begin();
  pixels.begin(); // INITIALIZE NeoPixel strip object
  pixels.clear(); // Set all pixel colors to 'off'
  pixels.show();

}

void rotaryPress()
{
  delay(1);
  unsigned long t=0;
  
  while (!digitalRead(3)) {
    t++;
  }
  
  if (t > 10000) 
    buttonpressed = true;
}



int rc = 0;

void getNextColor(int rcp) {
  int ic = 0;
  if (mode != lastmode) {
    rc++;
    if (rc > 10) rc = 0;
  }


  if (inSetup) {
    r = 255;
    g = 0;
    b = 0;
    return;
  }

  unsigned long pallet[] = {0xFFD000, 0xB825FF, 0xFF0040, 0xFF9933, 0xFF0000, 0x00FF00, 0x0000FF, 0xFF7F00, 0x158FFF, 0xFF7F7F, 0x00FF47} ;
  union COLOUR
  {
    unsigned long RGB;
    byte bytes[3];
  };

  union COLOUR assembledColour;

  ic = rc + rcp;
  if (ic > 10) ic = ic - 11;

  assembledColour.RGB = pallet[ic];

  b = assembledColour.bytes[0] ;
  g = assembledColour.bytes[1] ;
  r = assembledColour.bytes[2] ;

}

void hetis() {
  getNextColor(0);
  pixels.setPixelColor(25, pixels.Color(r, g, b));
  pixels.setPixelColor(26, pixels.Color(r, g, b));
}

void vijf1() {
  // vijf is een kort woordje, ik gebruik in deze versie slechts 1 neopixel led voor de korte woordjes.
  // beter is het om gewoon altijd twee neopixels te gebruiken, je
  // moet dan een tweede regel toevoegen bijvoorbeeld pixels.setPixelColor(23, pixels.Color(r, g, b));
  
  getNextColor(1);
  pixels.setPixelColor(24, pixels.Color(r, g, b));
}

void tien1() {
  getNextColor(1);
  pixels.setPixelColor(23, pixels.Color(r, g, b));
}

void kwart() {
  getNextColor(1);
  pixels.setPixelColor(22, pixels.Color(r, g, b));
  pixels.setPixelColor(21, pixels.Color(r, g, b));
}

void voor() {
  getNextColor(2);
  pixels.setPixelColor(17, pixels.Color(r, g, b));
  pixels.setPixelColor(16, pixels.Color(r, g, b));
}

void over() {
  getNextColor(2);
  pixels.setPixelColor(19, pixels.Color(r, g, b));
  pixels.setPixelColor(18, pixels.Color(r, g, b));
}

void half() {
  getNextColor(4);
  pixels.setPixelColor(20, pixels.Color(r, g, b));
}

void een() {
  getNextColor(3);
  pixels.setPixelColor(15, pixels.Color(r, g, b));
}

void vijf() {
  getNextColor(3);
  pixels.setPixelColor(7, pixels.Color(r, g, b));
}

void vier() {
  getNextColor(3);
  pixels.setPixelColor(12, pixels.Color(r, g, b));
}

void drie() {
  getNextColor(3);
  pixels.setPixelColor(13, pixels.Color(r, g, b));
}

void twee() {
  getNextColor(3);
  pixels.setPixelColor(14, pixels.Color(r, g, b));
}

void zes() {
  getNextColor(3);
  pixels.setPixelColor(8, pixels.Color(r, g, b));
}

void zeven() {
  getNextColor(3);
  pixels.setPixelColor(9, pixels.Color(r, g, b));
  pixels.setPixelColor(10, pixels.Color(r, g, b));
}

void acht() {
  getNextColor(3);
  pixels.setPixelColor(11, pixels.Color(r, g, b));
}

void negen() {
  getNextColor(3);
  pixels.setPixelColor(5, pixels.Color(r, g, b));
  pixels.setPixelColor(6, pixels.Color(r, g, b));
}

void tien() {
  getNextColor(3);
  pixels.setPixelColor(4, pixels.Color(r, g, b));

}

void elf() {
  getNextColor(3);
  pixels.setPixelColor(3, pixels.Color(r, g, b));
}

void twaalf() {
  getNextColor(3);
  pixels.setPixelColor(0, pixels.Color(r, g, b));
  pixels.setPixelColor(1, pixels.Color(r, g, b));
}

void uur() {
  getNextColor(4);
  pixels.setPixelColor(2, pixels.Color(r, g, b));
}

void outputTime() {
  t = rtc.getTime();
  mmInt = t.min;
  hhInt = t.hour;

  if (mmInt > 17 ) hhInt++ ;
  if (hhInt > 12) {
    hhInt = hhInt - 12;  // we want 12 our format, not 24
  }
  if (hhInt == 0) hhInt = 12;

  // eerst alle pixels uitzetten
  for (int x = 0; x < 38 ; x++) {
    pixels.setPixelColor(x, pixels.Color(0, 0, 0));
  }

  if (mmInt >= 57 or mmInt < 3) {  // uur aanzetten
    mode = 0;
    uur();
  }

  if (mmInt >= 3 and mmInt <= 7) {  // vijf over aanzetten
    mode = 1;
    vijf1();
    over();

  } else  if (mmInt >= 8 and mmInt <= 12) {  // tien over aanzetten
    mode = 2;
    tien1();
    over();

  } else  if (mmInt >= 13 and mmInt <= 17) {  // Kwart over aanzetten
    mode = 3;
    kwart();
    over();

  } else  if (mmInt >= 18 and mmInt <= 22) {  // tien voor half aanzetten
    mode = 4;
    tien1();
    voor();
    half();

  } else  if (mmInt >= 23 and mmInt <= 27) {  // vijf voor half aanzetten
    mode = 5;
    vijf1();
    voor();
    half();

  } else  if (mmInt >= 28 and mmInt <= 32) {  // Half aanzetten
    mode = 6;
    half();

  } else  if (mmInt >= 33 and mmInt <= 37) {  // vijf over half aanzetten
    mode = 7;
    vijf1();
    over();
    half();

  } else  if (mmInt >= 38 and mmInt <= 42) {  // tien over half aanzetten
    mode = 8;
    tien1();
    over();
    half();

  } else  if (mmInt >= 43 and mmInt <= 47) {  // kwart voor aanzetten
    mode = 9;
    kwart();
    voor();

  } else  if (mmInt >= 48 and mmInt <= 52) {  // tien voor aanzetten
    mode = 10;
    tien1();
    voor();

  } else  if (mmInt >= 53 and mmInt <= 56) {  // vijf voor aanzetten
    mode = 11;
    vijf1();
    voor();
  }

  // Nu het aantal uren weergeven.
  if (hhInt == 1)   een();
  else if (hhInt == 2) twee();
  else if (hhInt == 3) drie();
  else if (hhInt == 4) vier();
  else if (hhInt == 5) vijf();
  else if (hhInt == 6) zes();
  else if (hhInt == 7) zeven();
  else if (hhInt == 8) acht();
  else if (hhInt == 9) negen();
  else if (hhInt == 10) tien();
  else if (hhInt == 11) elf();
  else if (hhInt == 12) twaalf();

  // Het is aanzetten
  hetis();

  // alleen als de tekst anders is, de pixels updaten

  pixels.show();
  //Serial.print("mode= ");
  //Serial.println(mode);

  lastmode = mode;

  // Extra uur erweer vanaf trekken (anders gaat het mis in de setup)
  if (mmInt > 17 ) hhInt-- ;
}

int bright = 255;

void loop() {
  outputTime();

  // Set brightness met behulp van de LDR
  int a = constrain(analogRead(A1), 200, 750);
  bright = map(a, 200, 750, 15, 255);

  //Serial.print("A1 = ");
  //Serial.print(a);
  //Serial.print(" brightness = ");
  //Serial.println(bright);
  
  pixels.setBrightness(bright);
  pixels.show();

  // Handel de draaiknop encoder af
  encoder.service();
  int encoder_change = encoder.get_change();
  if (encoder_change) {
    lastmode++;
  }

  // Als de knop word ingedrukt gaan we naar de setup.
  if (buttonpressed and !inSetup) {
    Serial.println("Enter Setup");
    buttonpressed = false;
    SetTime();
  }

}

void SetTime() {
  inSetup = true;
  t = rtc.getTime();
  mmInt = t.min;
  hhInt = t.hour;
  lastmode = 99;
  outputTime();
  while (1) {
    encoder.service();
    int encoder_change = encoder.get_change();

    if (encoder_change) {
      mmInt += 5 * encoder_change;

      if (mmInt > 59) {
        mmInt = 0;
        hhInt += 1;
        if (hhInt > 12 ) hhInt = 1;
      }

      if (mmInt < 0) {
        mmInt = 55;
        hhInt -= 1;
        if (hhInt < 1 ) hhInt = 12;
      }

      Serial.println("Set Time");
      rtc.setTime(hhInt, mmInt, 00);
      t = rtc.getTime();
      mmInt = t.min;
      hhInt = t.hour;
      lastmode++;
      outputTime();
    }

    if (buttonpressed) {
      break;
    }
  }

  inSetup = false;
  buttonpressed = false;
  lastmode++;
  return;

}

Hier is een link naar het Tinkercad ontwerp voor het frame van de woordklok. Deze past in de klok van Action.

De Video

Kijk, like en subscribe!