Таймер обратного отсчета на Arduino: схема и программа

Таймеры – это часы, используемые для измерения временных интервалов. Существуют два типа таймеров. Первый тип используется для счета от нуля и выше – он применяется для измерения прошедшего времени, данный тип таймера называют секундомером. А второй тип таймера считает вниз (до нуля) от времени, заданным пользователем – этот тип таймера называют таймером обратного отсчета.

В этой статье мы рассмотрим создание таймера обратного отсчета на основе платы Arduino. Для получения информации о текущем времени в данном проекте мы не будем использовать модуль часов реального времени (Real Time Clock, RTC). Длительность временного промежутка для счета будет задаваться с помощью клавиатуры 4х4 и ЖК дисплея 16x2. Когда таймер будет досчитывать до нуля будет издаваться звуковой сигнал с помощью зуммера.

Необходимые компоненты

Плата Arduino Uno (купить на AliExpress).
ЖК дисплей 16х2 (купить на AliExpress).
Клавиатура (клавишная панель) 4х4 (купить на AliExpress).
Зуммер (Buzzer) (купить на AliExpress).
Кнопка.
Потенциометр (10 кОм) (купить на AliExpress).
Резистор 10 кОм (купить на AliExpress).
Резистор 100 Ом (купить на AliExpress).
Соединительные провода.

Работа схемы

Схема таймера обратного отсчета на основе платы Arduino представлена на следующем рисунке.

Плата Arduino Uno управляет всеми процессами в схеме. Клавиатура используется для ввода продолжительности временного интервала (откуда считать), а ЖК дисплей применяется для отображения обратного отсчета. Кнопка используется для запуска отсчета. Более подробно про подключение клавиатуры 4х4 к плате Arduino можно прочитать в этой статье, а про подключение ЖК дисплея к Arduino – в этой.

Объяснение программы для Arduino

Полный код программы приведен в конце статьи, здесь же рассмотрим его наиболее существенные фрагменты.
Сначала в программе необходимо подключить библиотеки для работы с клавиатурой и ЖК дисплеем и инициализировать необходимые переменные.

#include <LiquidCrystal.h>
#include <Keypad.h>

long int set1;
long int set2;
long int set3;
long int set4;
long int j;
int t1, t2, t3, t4, t5, t6;
int r1, r2, r3;
char key;
String r[8];
String hours;
String minutes;
String seconds;

#include <LiquidCrystal.h>

#include <Keypad.h>

long int set1;

long int set2;

long int set3;

long int set4;

long int j;

int t1, t2, t3, t4, t5, t6;

int r1, r2, r3;

char key;

String r[8];

String hours;

String minutes;

String seconds;

Далее в программе мы сообщаем количество строк и столбцов в используемой нами клавиатуре и задаем карту клавиш клавиатуры.

const byte ROWS = 4; // четыре строки
const byte COLS = 4; // четыре столбца

char keys[ROWS][COLS] = {
  {'1','2','3','A'},
  {'4','5','6','B'},
  {'7','8','9','C'},
  {'*','0','#','D'}
};

const byte ROWS = 4; // четыре строки

const byte COLS = 4; // четыре столбца

char keys[ROWS][COLS] = {

{'1','2','3','A'},

{'4','5','6','B'},

{'7','8','9','C'},

{'*','0','#','D'}

};

Затем мы сообщаем плате Arduino к каким ее контактам подключены контакты строк и столбцов клавиатуры, а также контакты ЖК дисплея.

byte rowPins[ROWS] = { 6, 7, 8, 9 }; // подсоедините контакты клавиатуры ROW0, ROW1, ROW2 и ROW3 к этим контактам Arduino
byte colPins[COLS] = { 10, 11, 12, 13 };// подсоедините контакты клавиатуры COL0, COL1, COL2 и COL3 к этим контактам Arduino
LiquidCrystal lcd(A0, A1, 5, 4, 3, 2); // создаем объект ЖК дисплея с параметрами (rs, enable, d4, d5, d6, d7)

byte rowPins[ROWS] = { 6, 7, 8, 9 }; // подсоедините контакты клавиатуры ROW0, ROW1, ROW2 и ROW3 к этим контактам Arduino

byte colPins[COLS] = { 10, 11, 12, 13 };// подсоедините контакты клавиатуры COL0, COL1, COL2 и COL3 к этим контактам Arduino

LiquidCrystal lcd(A0, A1, 5, 4, 3, 2); // создаем объект ЖК дисплея с параметрами (rs, enable, d4, d5, d6, d7)

Следующая команда создает объект клавиатуры в программе.

Keypad kpd = Keypad( makeKeymap(keys), rowPins, colPins, ROWS, COLS );

1	Keypad kpd = Keypad( makeKeymap(keys), rowPins, colPins, ROWS, COLS );

В функции setFeedingTime() после нажатия кнопки мы можем ввести время, с которого начнется отсчет, для начала счета после этого необходимо нажать клавишу D на клавиатуре.

void setFeedingTime()
{
  feed = true;
   int i=0;

  lcd.clear();
  lcd.setCursor(0,0);
  lcd.print("Set feeding Time");
  lcd.clear();
  lcd.print("HH:MM:SS");
  lcd.setCursor(0,1);

  while(1){
    key = kpd.getKey();
    char j;

  if(key!=NO_KEY){
    lcd.setCursor(j,1);
    lcd.print(key);   
    r[i] = key-48;
    i++;
    j++;

    if (j==2 || j == 5)
    {
      lcd.print(":"); j++;
    }
    delay(500);
  }

  if (key == 'D')
  {key=0; break; }
  }
 lcd.clear();
}

void setFeedingTime()

{

feed = true;

int i=0;

lcd.clear();

lcd.setCursor(0,0);

lcd.print("Set feeding Time");

lcd.clear();

lcd.print("HH:MM:SS");

lcd.setCursor(0,1);

while(1){

key = kpd.getKey();

char j;

if(key!=NO_KEY){

lcd.setCursor(j,1);

lcd.print(key);

r[i] = key-48;

i++;

j++;

if (j==2 || j == 5)

{

lcd.print(":"); j++;

}

delay(500);

}

if (key == 'D')

{key=0; break; }

}

lcd.clear();

}

В функции void setup() мы инициализируем ЖК дисплей и последовательную связь, а также задаем режим работы (на ввод или вывод данных) для используемых контактов.

void setup()
 {
  lcd.begin(16,2);
  Serial.begin(9600);
  pinMode(A0, OUTPUT);
  pinMode(A1, OUTPUT);
  pinMode(A3, INPUT);
  pinMode(A4, OUTPUT);
}

void setup()

{

lcd.begin(16,2);

Serial.begin(9600);

pinMode(A0, OUTPUT);

pinMode(A1, OUTPUT);

pinMode(A3, INPUT);

pinMode(A4, OUTPUT);

}

Работа проекта

Принцип работы проекта достаточно прост. После запуска программы на экране ЖК дисплея высветится надпись “Arduino Timer” и она будет гореть до тех пор пока вы не нажмете кнопку. После нажатия кнопки программа попросит вас ввести время, с которого начнется обратный отсчет, при помощи вызова функции “setFeedingTime”. Время вводится с помощью клавиатуры. После ввода времени необходимо нажать клавишу ‘D’ на клавиатуре чтобы сохранить введенное время и начать обратный отсчет.

Далее в функции loop() мы будем выполнять ряд вычислений чтобы осуществить уменьшение счета (секунда за секундой) и показывать на ЖК дисплее оставшееся до истечения таймера время в формате HH:MM:SS. Более подробно все эти процессы показаны на видео, приведенном в конце статьи.

Когда таймер обратного отсчета достигнет нуля зуммер начнет издавать звуки (100 раз если его не прервать). Чтобы остановить сигнал зуммера необходимо нажать и удерживать кнопку. Также нажать кнопку можно в любое время если вы хотите остановить таймер.

Исходный код программы

Текст программы снабжен комментариями, помогающими легче понять его смысл.

#include <LiquidCrystal.h>
#include <Keypad.h>
const byte ROWS = 4; // четыре строки
const byte COLS = 4; // четыре столбца
long int set1;
long int set2;
long int set3;
long int set4;
long int j;
String hours;
String minutes;
String seconds;
// Define the Keymap
char keys[ROWS][COLS] = {
  {'1','2','3','A'},
  {'4','5','6','B'},
  {'7','8','9','C'},
  {'*','0','#','D'}
};
byte rowPins[ROWS] = { 6, 7, 8, 9 };// подсоедините контакты клавиатуры ROW0, ROW1, ROW2 и ROW3 к этим контактам Arduino
byte colPins[COLS] = { 10, 11, 12, 13 };// подсоедините контакты клавиатуры COL0, COL1, COL2 и COL3 к этим контактам Arduino
Keypad kpd = Keypad( makeKeymap(keys), rowPins, colPins, ROWS, COLS );
LiquidCrystal lcd(A0, A1, 5, 4, 3, 2); // создаем объект ЖК дисплея с параметрами (rs, enable, d4, d5, d6, d7)
 int t1, t2, t3, t4, t5, t6;
 int r1, r2, r3;
 
boolean feed = true; // условие для срабатывания сигнализации
 char key;
 String r[8];
 void setFeedingTime()
{
  feed = true;
   int i=0;
  lcd.clear();
  lcd.setCursor(0,0);
  lcd.print("Set feeding Time");
  lcd.clear();
  lcd.print("HH:MM:SS");
  lcd.setCursor(0,1);
  
  while(1){
    key = kpd.getKey();
    char j;
    
  if(key!=NO_KEY){
    
    lcd.setCursor(j,1);
    
    lcd.print(key);
    
    r[i] = key-48;
    i++;
    j++;
    if (j==2 || j == 5)
    {
      lcd.print(":"); j++;
    }
    delay(500);
  }
  if (key == 'D')
  {key=0; break; }
  }
 lcd.clear();
}
 
 void setup() 
 { 
  lcd.begin(16,2);
  Serial.begin(9600);
  pinMode(A0, OUTPUT);
  pinMode(A1, OUTPUT);
  pinMode(A3, INPUT);
  pinMode(A4, OUTPUT);
 } 
 
 void loop() 
 { 
      lcd.setCursor(0,0);
      lcd.print("Arduino Timer");
      //Serial.println(A3);
      if (digitalRead(A3)==1) //
      {
      lcd.clear();
      setFeedingTime(); 
      for(int i = 0; i < 6; i++)  // в этом цикле мы передаем заданное значение времени в окно монитора последовательной связи
      {
       Serial.print(r[i]);
       Serial.println();
      }
      
   hours = String (r[0]) + String (r[1]) ; //объединяем два значения целого типа r[0] и r[1] в одну строку и сохраняем ее в переменную "hours"
   minutes = String (r[2]) + String (r[3]) ;  // объединяем два значения целого типа r[2] и r[3] в одну строку и сохраняем ее в переменную "minutes"
   seconds = String (r[4]) + String (r[5]) ;  // объединяем два значения целого типа r[4] и r[5] в одну строку и сохраняем ее в переменную "seconds"

  set1 = (hours.toInt()*3600); // конвертируем часы в секунды     
  set2 = (minutes.toInt() * 60);  //конвертируем минуты в секунды
  set3 = seconds.toInt();
  set4 = (hours.toInt() * 3600)+ (minutes.toInt() * 60) + seconds.toInt(); //объединяем set1, set2 и set3 вместе в набор set4
  Serial.print("set4");
  Serial.print(set4);
  Serial.println();
  lcd.setCursor(0,0);
  lcd.print("Countdown begins");
  delay(1000);
  lcd.clear();
  
  for(long int j = set4; j >= 0; j--) // этот цикл используется для уменьшения общего времени счета в секундах
  {
  Serial.println(j);
  
  lcd.setCursor(0,0);
  lcd.print("HH:MM:SS");
  
  long int HH = j / 3600; // конвертируем оставшееся время в часы
  lcd.setCursor(0,1);
  Serial.println(HH);
  if (HH < 10) { lcd.print('0');  }
  lcd.print(HH);
  lcd.print(":");
  
  long int MM = (j - (HH*3600))/60 ; // конвертируем оставшееся время в минуты
  lcd.setCursor(3,1);
  Serial.println(MM);
  if (MM < 10) { lcd.print('0');  }
  lcd.print(MM);
  lcd.print(":");
  
  long int SS = j - ((HH*3600)+(MM*60)); // конвертируем оставшееся время в секунды
  lcd.setCursor(6,1);
  Serial.println(SS);
  if (SS < 10) { lcd.print('0');  } 
  lcd.print(SS);
  delay(1000);
  if (digitalRead(A3)==1){break;} 
   if (j == 0)
    
    {
      lcd.clear();
      lcd.setCursor(0,0);
      lcd.print("Timer Stop");
      lcd.setCursor(2,1);
      lcd.print("-Ring-Ring-");
      
    for(int k =0; k<= 100; k++) // этот цикл используется для того чтобы зуммер звучал 100 раз после того как таймер достигнет нуля
      {
        digitalWrite(A4,HIGH);
        delay(300);
        digitalWrite(A4,LOW);  
        delay(300); 
        if (digitalRead(A3)==1){break;}  
      }
    }
   }
  }
}

100

101

102

103

104

105

106

107

108

109

110

111

112

113

114

115

116

117

118

119

120

121

122

123

124

125

126

127

128

129

130

131

132

133

134

135

136

137

138

139

140

141

142

143

144

145

146

147

148

149

150

151

152

153

154

155

#include <LiquidCrystal.h>

#include <Keypad.h>

const byte ROWS = 4; // четыре строки

const byte COLS = 4; // четыре столбца

long int set1;

long int set2;

long int set3;

long int set4;

long int j;

String hours;

String minutes;

String seconds;

// Define the Keymap

char keys[ROWS][COLS] = {

{'1','2','3','A'},

{'4','5','6','B'},

{'7','8','9','C'},

{'*','0','#','D'}

};

byte rowPins[ROWS] = { 6, 7, 8, 9 };// подсоедините контакты клавиатуры ROW0, ROW1, ROW2 и ROW3 к этим контактам Arduino

byte colPins[COLS] = { 10, 11, 12, 13 };// подсоедините контакты клавиатуры COL0, COL1, COL2 и COL3 к этим контактам Arduino

Keypad kpd = Keypad( makeKeymap(keys), rowPins, colPins, ROWS, COLS );

LiquidCrystal lcd(A0, A1, 5, 4, 3, 2); // создаем объект ЖК дисплея с параметрами (rs, enable, d4, d5, d6, d7)

int t1, t2, t3, t4, t5, t6;

int r1, r2, r3;

boolean feed = true; // условие для срабатывания сигнализации

char key;

String r[8];

void setFeedingTime()

{

feed = true;

int i=0;

lcd.clear();

lcd.setCursor(0,0);

lcd.print("Set feeding Time");

lcd.clear();

lcd.print("HH:MM:SS");

lcd.setCursor(0,1);

while(1){

key = kpd.getKey();

char j;

if(key!=NO_KEY){

lcd.setCursor(j,1);

lcd.print(key);

r[i] = key-48;

i++;

j++;

if (j==2 || j == 5)

{

lcd.print(":"); j++;

}

delay(500);

}

if (key == 'D')

{key=0; break; }

}

lcd.clear();

}

void setup()

{

lcd.begin(16,2);

Serial.begin(9600);

pinMode(A0, OUTPUT);

pinMode(A1, OUTPUT);

pinMode(A3, INPUT);

pinMode(A4, OUTPUT);

}

void loop()

{

lcd.setCursor(0,0);

lcd.print("Arduino Timer");

//Serial.println(A3);

if (digitalRead(A3)==1) //

{

lcd.clear();

setFeedingTime();

for(int i = 0; i < 6; i++) // в этом цикле мы передаем заданное значение времени в окно монитора последовательной связи

{

Serial.print(r[i]);

Serial.println();

}

hours = String (r[0]) + String (r[1]) ; //объединяем два значения целого типа r[0] и r[1] в одну строку и сохраняем ее в переменную "hours"

minutes = String (r[2]) + String (r[3]) ; // объединяем два значения целого типа r[2] и r[3] в одну строку и сохраняем ее в переменную "minutes"

seconds = String (r[4]) + String (r[5]) ; // объединяем два значения целого типа r[4] и r[5] в одну строку и сохраняем ее в переменную "seconds"

set1 = (hours.toInt()*3600); // конвертируем часы в секунды

set2 = (minutes.toInt() * 60); //конвертируем минуты в секунды

set3 = seconds.toInt();

set4 = (hours.toInt() * 3600)+ (minutes.toInt() * 60) + seconds.toInt(); //объединяем set1, set2 и set3 вместе в набор set4

Serial.print("set4");

Serial.print(set4);

Serial.println();

lcd.setCursor(0,0);

lcd.print("Countdown begins");

delay(1000);

lcd.clear();

for(long int j = set4; j >= 0; j--) // этот цикл используется для уменьшения общего времени счета в секундах

{

Serial.println(j);

lcd.setCursor(0,0);

lcd.print("HH:MM:SS");

long int HH = j / 3600; // конвертируем оставшееся время в часы

lcd.setCursor(0,1);

Serial.println(HH);

if (HH < 10) { lcd.print('0'); }

lcd.print(HH);

lcd.print(":");

long int MM = (j - (HH*3600))/60 ; // конвертируем оставшееся время в минуты

lcd.setCursor(3,1);

Serial.println(MM);

if (MM < 10) { lcd.print('0'); }

lcd.print(MM);

lcd.print(":");

long int SS = j - ((HH*3600)+(MM*60)); // конвертируем оставшееся время в секунды

lcd.setCursor(6,1);

Serial.println(SS);

if (SS < 10) { lcd.print('0'); }

lcd.print(SS);

delay(1000);

if (digitalRead(A3)==1){break;}

if (j == 0)

{

lcd.clear();

lcd.setCursor(0,0);

lcd.print("Timer Stop");

lcd.setCursor(2,1);

lcd.print("-Ring-Ring-");

for(int k =0; k<= 100; k++) // этот цикл используется для того чтобы зуммер звучал 100 раз после того как таймер достигнет нуля

{

digitalWrite(A4,HIGH);

delay(300);

digitalWrite(A4,LOW);

delay(300);

if (digitalRead(A3)==1){break;}

}

(Проголосуй первым!)

Загрузка...

6 724 просмотров

Ы говорит 27.05.2021 в 13:21:

классно

Ответить ↓
- admin-new говорит 27.05.2021 в 20:43:
  
  Удалось собрать данный проект? Стабильно работает?
  
  Ответить ↓
pit1 говорит 23.01.2021 в 17:49:

А почему не поставить ЖК дисплей на 4-ре вывода? Или как альтернативный вариант на TM1637.

Ответить ↓
- Жорка говорит 23.01.2021 в 21:14:
  
  Можете и поставить
  
  Ответить ↓
- admin-new говорит 23.01.2021 в 21:42:
  
  А он и так в 4-битном режиме подключен в этом проекте. Или вы хотите подключить его по протоколу I2C?
  
  Ответить ↓

Таймер обратного отсчета на Arduino

Необходимые компоненты

Работа схемы

Объяснение программы для Arduino

Работа проекта

Исходный код программы

Комментарии

Таймер обратного отсчета на Arduino — 5 комментариев

Добавить комментарий Отменить ответ

Необходимые компоненты

Работа схемы

Объяснение программы для Arduino

Работа проекта

Исходный код программы

Похожие статьи

Добавить комментарий Отменить ответ