使用侧光 LED 显示屏的数字时钟/温度计

　　

    该项目应用 Arduino 处理器操纵 1958 年的老式研磨无机玻璃数字显示屏，用于表现时候和温度。电路由 USB 连接器的 5VDC、Arduino 电源的 9VDC 或应用降压调节器电路板的 12VDC 供电。该项目自 2022 年建成以来始终由 12V 太阳能电池继续运转。DS3231 及时时钟异常稳固，只要在夏令时产生变迁时调解时候即可。

　　该显示屏显然是晚期数字电压表的一部分，依据左边数字上的 +/- 和 AC 标记可知。它是从一家残剩电子产物经销商处购置的，没有附带任何电子设置装备摆设。该布局由一个铝制框架构成，带有铣削通道，可包容成堆的无机玻璃片。数字、小数点和其余标记被铣削到无机玻璃片上。当光芒经由过程铝制框架上的孔照射到无机玻璃片的正面时，各个数字就会亮起。显示屏的表面类似于大型霓虹 NIXIE管。最后，显示屏会由小型白炽灯或霓虹灯照亮。数字高 1 英寸，显示屏侧面约为 8 英寸 x 3 英寸。
　　该显示屏由 100% 的难过金属 制成，是独一无二的设置装备摆设。有一家名为 Lixie Labs的小公司 已往曾出产过近似的显示屏。可怜的是，该公司好像再也不有数字库存。无数控铣床的雄心勃勃的人能够出产所需的数字板并制造本人的显示屏。
　　总共有 24 位信息从 Arduino 微控制器串行移位到操纵 LED 显示屏的接口板。接口板应用三个 74HC595 移位寄存器/锁存器 IC，它们操纵四个 74LS145 解码器/驱动器 IC，用于驱动 40 个自力数字。6 位 75492 驱动器 IC 操纵四个小数点和 +/- 标记。这里能够应用更罕见的 ULN2003 IC，并举行适量的引脚罗列变动。假如建筑者想要应用第三个移位寄存器的所有 8 个输入，也能够应用 8 位 ULN2803。原始电压表使用中的 AC 标记未应用。
　　显示屏的 LED 是超亮的 505nM 水绿色部件。之所以抉择它们是因为它们亮度高，色彩悦目。也能够应用分歧色彩的 LED，但它们应该是超亮范例的。LED 经由过程 100 欧姆和 120 欧姆限流电阻驱动，这些电阻将事情电流配置在 15mA 摆布。假如您想驱动赤色或橙色等高压 LED 色彩，则应增添这些电阻的值。小数点和 +/- 标记以较低的电流程度驱动，由于标记位于显示屏的后面，需求的亮度稍低一些。
　　接口板的 5V DC 电源来自 Arduino 的 5V 总线，一些旁路电容器用于排除移位寄存器电路的毛病。1N4001 二极管连接在接口板的 5V 总线和接地线上，当电源引脚与 Arduino 连贯不正确时，它可以避免反极性施加到接口芯片上。接口板上安装了可选的赤色 LED 和限流电阻器作为电源指示器。
　　Dallas DS3231 I2C 及时时钟芯片经由过程 SCL 和 SDA 引脚连接到 Arduino 的 I2C 总线。时钟芯片还需要连接到 Arduino 的 +5V 和接地引脚。Adafruit 发售一款不错的 DS3231 分线板 ，此中包孕一个小型锂电池座。
　　这是该项目标Arduino 源代码 。需要将几个额定的库下载到 Arduino 开辟体系中以支撑温度传感器。这些包孕：SPI、OneWire 和 DallasTemperature。DS3231 时钟芯片需求 Adafruit RTClib 和 BusIO 库。
　　接口板是应用 IC 插座和点对点焊接接线在穿孔原型板上构建的。大多数连贯都应用绕线，+5V 和接地总线应用 22 号镀锡总线线。接口板和 LED 阵列之间的连贯应用彩虹带状电缆实现。接口板和 Arduino 之间的连贯应用绞合线和针头实现。在连贯所有 LED 以前，测试接口板异常首要，如许能够最大限度地缩小电缆曲折，从而防止 LED 针脚折断。
　　单个 LED 安装在显示屏组件的孔中，并用热熔胶流动。五个大众 LED 阴极总线连贯在一起，并经由过程另外一条带状电缆带回接口板。焊接 LED 引脚时务必应用散热器，由于 LED 对过热极其敏感。
　　应用罗纹支架和 4-40 机器螺钉将 Arduino 和接口板固定在空缺 PC 板上。应用热熔胶将空缺 PC 板固定在显示器组件的后面。
　　用于搁置显示屏的木箱今朝处于计划阶段。将切割三块木材作为底部和正面。将切割一块通明的无机玻璃作为顶部，以便能够看到 LED 的后面。后面将增添一块薄木片或电路板资料以维护电子设置装备摆设。
　　时钟和温度计的操纵是全自动的，只要关上电源并视察其运转即可。关上电源后，软件会通太小数点和减号运转一个简短的动画序列，而后表现温度传感器的数目。以后，它进入主表现轮回。主轮回瓜代表现时候和温度，也能够抉择表现一系列随机数。软件会主动找出连接了多少个温度传感器，而后表现每一个传感器，而后再循环表现时候。随机数只是为了展示显示器性能的视觉结果，数字会随机跳动几秒钟，构成一场英俊的 3D 灯光秀。
　　一旦配置好，及时时钟应能坚持数年的正确时候。假如软件检测到及时时钟芯片的电池电量耗尽，它会将时钟配置为比来一次编译的时候。
　　有三个时候配置按钮连接到 Arduino 的数字输出引脚 5、6 和 7。输出引脚均有 4.7K 上拉电阻连接到 +5V，按下按钮时，每一个输出引脚接地。要配置小时，请按下引脚 5 上的按钮，等候 2 位数字表现开端递增，当小时精确时松开按钮。引脚 6 上的按钮以与小时配置沟通的体式格局配置分钟。引脚 7 上的按钮将秒数保持在零，松开按钮后计数复原。要正确配置时候，请将分钟向前调解一分钟，而后按住秒数归零按钮，直到参考时候达到 0 秒。
　　项目扩大
　　无需变动软件即可将多个温度传感器添加到设置装备摆设中。只需将额定的 DS18B20 温度 IC 与第一个传感器并联即可。每一个 DS18B20 都有一个仅有的序列号，并将在软件中表现分歧的索引号，从 0 开端。
　　长途温度传感器应应用屏蔽线举行连贯，以避免邻近的雷击和其余噪声毁坏数据以至毁坏 Arduino。屏蔽线应在控制器侧接地，在传感器侧坚持浮置。
　　第三个 74HC595 移位寄存器上有两个未应用的位，它们可用于间接驱动两个 LED 以指导摄氏温度或华氏温度或外部/内部温度。这两个额定的位还能够驱动 2 到 4 线解复用器 IC（比方 74HC139 或 74HC155 的一半），以点亮四个 LED 中的一个或三个 LED 中的一个，并封闭第四个状况的 LED。三个 LED 可用于指导外部/内部温度和 PM（时候）。
　　经由过程在配置函数中将单元变量配置为 0 或 1，能够轻松修正传感器软件以表现华氏度或摄氏度的温度。经由过程读取 Arduino 数字 I/O 引脚之一上的开关或跳线的状况，能够轻松变动代码以抉择任一刻度。