Время на этих необычных часах высвечивается всего 30-ю светодиодами. Есть узнаваемый часовой круг и после предварительной тренировки можно понять сколько времени :))
Сейчас на часах 5 часов 46 минут.
Круг показывает часы, верхний экран — десятки минут, а нижний — минуты.

Часы используют внутренний таймер ардуино.
Тестирование показало точность не хуже ±1мин в трое суток.
Главная особенность этих часов в том, что как понятно — у ардуино просто не хватит портов для управления 30-ю светодиодами .
Поэтому, автор использовал оригинальную технику под названием Charlieplexing

В данном случае, для подключения 30 светодиодов потребуется (X=N*(N-1)) — всего 6 портов!
Есть и минус этой техники — отображние будет динамическим, т.е. диод будет светиться только маленький квант времени. Но из-за инертности восприятия глаза, наблюдателю будет казаться, что диод светиться постоянно.

Технология Charlieplexing
Если подать «1» Pin 1 и «0» на Pin 2, будет гореть светодиод Led 1. Светодиод Led 2 в этом случае светиться не будет. Если поменять полярность, то будет гореть Led 2.
Cхема ниже показывает, как экономятся порты — с помощью трех портов можно управлять шестью светодиодами:

Для отсоединения порта от схемы используется третье состояние порта — он включается «на вход».
Для arduino есть специальная библиотека для реализации принципа работы charlielexing.

Для изготовления автор использовал ProtoShield

Разводка платы:

Вид на светодиоды:

Монтаж

Прототип

Файлы проекта

скетч:

#include <Charlieplex.h>

unsigned long lastTick = 0, frameTick = 0,  setTick = 0, cur_millis;// 
int hour=0, minute=0, second=0; //start the time on 00:00:00
int munit, ihour, idecmin, iunitmin;
int frameNum = 0;
boolean ch =  true, sets = false; // 

#define NUMBER_OF_PINS 6
//define pins in the order you want to adress them
byte pins[] = {7,8,9,10,11,12};

#define PIN_SET_HOURS 5 // button for set hours
#define PIN_SET_MINS 6 // button for set minutes

//initialize object for the Charlieplexing
Charlieplex charlieplex = Charlieplex(pins,NUMBER_OF_PINS);

// pins in pairs for the hours 
charliePin leds_hours[12] = { 
  {4, 5}, {4, 3}, {5, 3}, {0, 4}, {1, 4}, {2, 4}, {3, 4}, {5, 4}, {0, 5}, {1, 5} , {2, 5}, {3, 5}
};

// pins in pairs for the decades of minutes
charliePin leds_decmin[5] = {
  {2, 3}, {1, 3}, {0, 3}, {5, 2}, {4, 2}
};

// pins in pairs for the minutes
charliePin leds_min[9] = {
  {3, 2}, {1, 2}, {0, 2}, {5, 1}, {4, 1}, {3, 1}, {2, 1}, {0, 1}, {5,0} 
};

// pins in pairs for the alarms
charliePin leds_alarm[4] = {
  {1, 0}, {2, 0}, {3, 0}, {4, 0} 
};


void setup(){  
  ch = true;
  lastTick = 0;
  setup_sets;
}

void loop(){
  
  cur_millis  = millis(); // current time count
  
  if (cur_millis - lastTick >= 1000) {
    lastTick = cur_millis;
    second++;
  }

  // move forward one minute every 60 seconds
  if (second >= 60) {
    minute++;
    second = 0; // reset seconds to zero
    ch = true;  // flag of change in status of leds
  }
  
  // move forward one hour every 60 minutes
  if (minute >=60) {
    hour++;
    minute = 0; // reset minutes to zero
  }
  
  if (hour >=12) {
    hour=0;
    minute = 0; // reset minutes to zero
  }
   
  if (ch) { // flag of change in status of leds
    ihour = hour;
    munit = minute%10;
    iunitmin = munit-1;
    idecmin = (minute - munit) / 10 - 1;
    ch = false;
  }

  if (cur_millis - frameTick >= 1) { // shift of frame
    frameTick = cur_millis;
    frameNum++;
    if (frameNum > 2) {
      frameNum = 0;
    }
    charlieplex.clear(); // clear all
    
    switch (frameNum) {
      case 0: // show 0 frame
        showpin(leds_hours[ihour]); 
        break;
      case 1: // show 1 frame
        if (idecmin >=0) {
          showpin(leds_decmin[idecmin]);
        }
        break;
      case 2: // show 2 frame
        if (iunitmin >=0 ) {
          showpin(leds_min[iunitmin]);
        }
        break;
    }
  }
   
  check_sets();
  
}

void showpin(charliePin pin) {
  charlieplex.charlieWrite(pin, HIGH); 
}

void setup_sets(void) {
  pinMode(PIN_SET_HOURS, INPUT);     
  pinMode(PIN_SET_MINS, INPUT);     
}

void check_sets(void) { // check status of the buttons
  if (sets) { // if in status of set then delay
    if (cur_millis - setTick >= 300) {
       sets = false;
       setTick = 0;
    } 
  } else {
    if (digitalRead(PIN_SET_HOURS) == HIGH) {
      hour++; sets = true; ch = true; setTick = cur_millis;
    }
    if (digitalRead(PIN_SET_MINS) == HIGH) {
      minute++; sets = true; ch = true; setTick = cur_millis;
    }
  }  
}

Автор: alexchin
оригинал