Часы реального времени на Arduino с расчётом времени намаза

Компоненты и материалы

Arduino UNO	1 шт.
Дисплей Nokia 5110 (84×48 пикселей)	1 шт.
RTC-модуль DS1307 (Seeed Pi RTC)	1 шт.

Необходимые инструменты

• Перемычки (набор)
• Брэдборд 400 контактов

Программное обеспечение

• Arduino IDE

О проекте

Это устройство – часы реального времени, отображающие григорианскую дату и ежедневное время намаза (салята). Для сборки нужны: Arduino UNO (или совместимая плата), RTC DS1307 и ЖК-дисплей Nokia 5110.

Описание компонентов

Arduino UNO

Микроконтроллерная плата на базе ATmega328P. Имеет 14 цифровых входов/выходов (6 с ШИМ), 6 аналоговых входов, 16 МГц керамический резонатор, 32 КБ флеш-памяти, 2 КБ ОЗУ, 1 КБ EEPROM, разъем питания и USB.

DS1307 – RTC (часы реального времени)

Низкопотребляющий календарь/часы с двоично-десятичным кодированием (BCD). Отслеживает секунды, минуты, часы, день недели, дату, месяц и год. Автоматически корректирует концы месяцев и високосные годы. Работает в 12- или 24-часовом формате с индикатором AM/PM. Имеет встроенный контроллер питания для переключения на батарею при отключении основного питания.

Выводы DS1307:

• VCC, GND – питание
• SCL – тактовый вход I2C
• SDA – данные I2C (требует внешний подтягивающий резистор)
• SQW/OUT – выход прямоугольных импульсов (1 Гц, 4/8/32 кГц)
• X1, X2 – подключение кварца 32.768 кГц

Дисплей Nokia 5110

Монохромный дисплей 84×48 пикселей с подсветкой, контроллер PCD8544 (как в Nokia 3310). Интерфейс – последовательный, похожий на SPI.

Выводы дисплея:

• VCC, GND – питание
• RST – сброс (активный низкий)
• CE – выбор чипа (активный низкий)
• D/C – данные/команда (HIGH – данные, LOW – команда)
• DIN – последовательные данные
• CLK – тактовый сигнал
• BL – управление подсветкой (можно подключить к ШИМ-пину)

Настройка программы под ваш город

В строке 161 кода нужно указать географические координаты и параметры расчёта:

calcPrayerTimes(year, month, dayOfMonth, longitude, latitude, timeZone, fajrTwilight, ishaTwilight, fajr, sunRise, zuhr, asr, maghrib, isha);

Параметры:

• Долгота / Широта / Часовой пояс
• Угол сумерков для фаджра и иши (варьируются по странам)

Координаты и углы можно узнать на сайте IslamicFinder, введя название города.

Пример для Каира:

• Долгота: 30.2
• Широта: 30
• Часовой пояс: +2
• Угол фаджра: -19.5
• Угол иши: -17.5

Строка кода для Каира:

calcPrayerTimes(year, month, dayOfMonth, 30.2, 30, 2, -19.5, -17.5, fajr, sunRise, zuhr, asr, maghrib, isha);

Как работает алгоритм

Функция принимает дату, координаты, часовой пояс и углы сумерков, возвращая 6 значений времени (фаджр, восход, зухр, аср, магриб, иша) в формате double. Функция doubleToHrMin преобразует их в часы и минуты.

Алгоритм расчёта времени намаза разработан Махмудом Адли Эззатом (источник).

Исходный код

#include <Wire.h>
#include <Adafruit_GFX.h>
#include <Adafruit_PCD8544.h>

Adafruit_PCD8544 display = Adafruit_PCD8544(7, 6, 5, 4, 3);
#define DS1307_I2C_ADDRESS 0x68

byte second, minute, hour, dayOfWeek, dayOfMonth, month, year;
double fajr, sunRise, zuhr, asr, maghrib, isha;
char *Day[] = {"", "Sun", "Mon", "Tue", "Wed", "Thu", "Fri", "Sat"};

void setup() {
  Wire.begin();
  display.begin();
  display.setContrast(25);
  display.setTextColor(BLACK);
  display.setTextSize(1);
  getDateDs1307();
}

void loop() {
  getDateDs1307();
  // Пример координат (нужно заменить на свои)
  calcPrayerTimes(year, month, dayOfMonth, 39.8, 21.4, 3, -18.5, -19, fajr, sunRise, zuhr, asr, maghrib, isha);
  printTime();
  delay(5000);
}

// Функции преобразования BCD, чтения RTC, вывода на дисплей, расчёта времени намаза
// (полный код см. в оригинале)

Схема подключения

Схема в формате Fritzing показывает подключение DS1307 по I2C (A4/A5) и дисплея Nokia 5110 к цифровым пинам 3–7.