Многофункциональные LCD-часы-будильник с настраиваемыми циферблатами

Компоненты и материалы

Инструменты

• 3D-принтер (для корпуса)
• Паяльник, припой
• Дрель 2.5 мм и нарез M3 (крепление платы в корпусе)

Программное обеспечение

• Arduino IDE
• Библиотеки: DS1302RTC, TimeLib, LiquidCrystal, EEPROM, dht

Возможности часов

• 8 стилей отображения времени: Стандартный, Dual Thick, Dual Bevel, Dual Trek, Dual Thin, Word (текстовый), Биоритмы, Термометр/Влажность.
• Настройка времени, даты, даты рождения, будильника через 3 кнопки.
• Ртутный выключатель — наклон корпуса выключает звонок будильника (любая кнопка тоже).
• Управление подсветкой: авто-выключение через 10 сек неактивности, включение любой кнопкой.
• Биоритмы — расчёт физического (23 дн.), эмоционального (28 дн.) и интеллектуального (33 дн.) циклов от даты рождения. Отображаются полосками на LCD.
• Сохранение настроек в EEPROM — время будильника, вкл/выкл, стиль дисплея, дата рождения.
• DHT21 — показ температуры и влажности на отдельном экране (обновление каждые 6 сек).

Управление

Сборка (PCB-версия)

1. Изготовьте плату по Eagle-файлам (метод ЛУТ или заказ). Двухслойная с металлизацией отверстий упрощает пайку LCD под углом.
2. Установите компоненты: ATmega328P, кварц 16 МГц + 2×22 пФ, 7805 + 100 мкФ + 0.1 мкФ, DS1302 + кварц 32.768 кГц + батарея CR1220 (на плате) или CR2032 (на проводах), зуммер через 10 мкФ, кнопки, подстроечный резистор, разъём для DHT21 (3 пина).
3. LCD 1602 подключается через правый угловой pin header (входит в комплект платы).
4. Корпус: распечатайте 2 половинки STL. Выверните отверстия под M3 (2.5 мм буром, нарез M3). Закрепите плату 4 винтами M3×6 мм. Отверстия платы расширьте до 4 мм для регулировки.
5. Кнопки монтируются на задней стороне платы, выходят через прорези в корпусе.

Программный код (основные моменты)

Полный скетч DigitalClockAlarmV7.ino во вложениях. Ключевые части:

• Инициализация: проверка RTC, установка дефолтного времени при первом запуске. Чтение EEPROM (будильник, дата рождения, стиль). Настройка пользовательских символов LCD для каждого стиля.
• Стили отображения — каждый стиль имеет свои функции lcdXXXSetup() (создание кастомных символов) и lcdXXXLayout() (отображение времени/даты/будильника). Используются PROGMEM-массивы для больших цифр (2 строки × 3-4 колонки на цифру).
• Word clock — перевод чисел в слова (ONE, TWO, TWENTY, THIRTY…), песочные часы анимированы через 8 кадров.
• Биоритмы — вычисление фаз синусоид для трёх циклов, отрисовка полосками (верхняя — позитивная фаза, нижняя — негативная).
• Будильник: проверка каждую секунду. При срабатывании — мелодия на зуммере, мигание индикатора. Выключение наклоном или любой кнопкой.
• DHT21: опрос каждые 6 сек, показ на экране THERMO.
• Curie PME не используется — это чисто алгоритмические часы.

Обновления версий

• 29/06/20: исправлены опечатки в Word clock, добавлены #define для подсветки, таймаут увеличен до 10 сек.
• 23/11/20: добавлена настройка даты рождения и EEPROM, циферблат Биоритмов, очистка кода SETUP.
• 06/12/20: поддержка DHT21, циферблат Термометр/Влажность, обновлён PCB (разъём DHT21).

Файлы проекта

• Код: DigitalClockAlarmV7.ino
• STL корпуса: stl_files_ZuDXHCHZCl.zip
• Схемы и PCB (Eagle): eagle_files_ZN59zdeNf5.zip
• Схемы (изображения): 3 файла во вложениях.

Кредиты (авторы используемых шрифтов/идей)

• Стандартный экран — Michalis Vasilakis
• Dual Thick / Dual Thin — Arduino World
• Dual Bevel — Arduino Forum
• Dual Trek — Carrie Sundra
• Word clock концепция — LAGSILVA
• Биоритмы — John Bradnam
• Weather Clock — ARDUinoautoMOTIVE