ساعت زنگدار و دماسنج به همراه کنترل از راه دور با آردوینو

به نام خدا

ساعت زنگدار و دماسنج به همراه کنترل از راه دور با آردوینو

قطعات مورد نیاز ساعت زنگدار و دماسنج به همراه کنترل از راه دور با آردوینو :

• آردوینو uno
• ماژول DS3231
• ال سی دی کاراکتری ۴*۲۰
• کنترل از راه دور
• گیرنده مادون قرمز
• LED
• خازن ۴۷uf
• پتانسیومتر ۱۰k
• ۲ قطعه مقاومت ۳۳۰ اهم
• باتری ساعتی ۳ ولت
• برد برد
• سیم برد بردی

توضیحات مدار :

شماتیک مدار پروژه در تصویر زیر نشان داده شده است.

ماژول DS3231 و LCD و گیرنده مادون قرمز  با ۵ ولت تغذیه می شوند که در روی برد آردوینو موجود است. سه خط دیتا بین ماژول DS3231 و آردوینو وجود دارد ، SCL  به پین آنالوگ ۴ ، SDA به پین دیجیتال ۲ و INT  به پین دیجیتال ۲ که همان وقفه خارجی  ( INT 0)میکرو کنترلر است متصل شده است . DS3231 یک وقفه برای میکروکنترلر موجود روی برد آردوینو زمانی که هشدار وجود داشته باشد ایجاد می کند .

گیرنده مادون قرمز سه پایه دارد : GND و VCC و OUT که پین OUT به پین دیجیتال ۳ آردوینو که همان وقفه شماره ۲ است متصل شده است .

LED که به پین ۱۰ آردوینو متصل شده است به عنوان نشانگر برای زمانی که آلارمی فعال  می شود عمل می کند.

کد آردوینو :

در کد این پروژه از کتابخانه DS3231 استفاده نشده است.

دکمه های استفاده شده ریموت کنترل با شماره مشخص شده اند .

کد های هر دکمه (در مبنای شانزده ) :

۱ افزایش۰x20
۲ تنظیم تاریخ و ساعت ۰x10
۳  کاهش۰x21
۴ تنظیم آلارم ۰x11
۵ قطع کردن آلارم ۰x25

دکمه #۱ برای افزایش پارامتر انتخاب شده (ساعت، دقیقه، روز، تاریخ، ماه، سال،  زنگ  ساعت ، دقیقه زنگ و وضعیت زنگ (روشن و خاموش))و دکمه #۳ برای کاهش دادن آن پارامتر ها مورد استفاده قرار میگیرد. پارامترهای زمان و تقویم با دکمه شماره ۲ انتخاب می شوند و پارامترهای آلارم (زنگ هشدار ۱ و هشدار ۲) با دکمه شماره ۴ انتخاب می شوند.

دانلود کد برنامه ساعت زنگدار و دماسنج به همراه کنترل از راه دور با آردوینو:

/* Arduino real time clock and calendar with 2 alarm functions, temperature monitor and RC-5 IR remote control
   Read DS3231 RTC datasheet to understand the code
   DS3231 interrupt pin is connected to Arduino external interrupt pin (pin #2).
*/

// Define number of Timer1 ticks (with a prescaler of 1/8)
#define short_time     1400                      // Used as a minimum time for short pulse or short space ( ==>  700 us)
#define   med_time     2400                      // Used as a maximum time for short pulse or short space ( ==> 1200 us)
#define  long_time     4000                      // Used as a maximum time for long pulse or long space   ( ==> 2000 us)

// include LCD library code
#include <LiquidCrystal.h>
// include Wire library code (needed for I2C protocol devices)
#include <Wire.h>

// LCD module connections (RS, E, D4, D5, D6, D7)
LiquidCrystal lcd(4, 5, 6, 7, 8, 9);

const int alarm_pin = 10;                     // Alarms pin number

void setup() {
  pinMode(alarm_pin, OUTPUT);
  digitalWrite(alarm_pin, LOW);
  // set up the LCD's number of columns and rows
  lcd.begin(20, 4);
  // Timer1 module configuration
  TCCR1A = 0;
  TCCR1B = 0;                                    // Disable Timer1 module
  TCNT1  = 0;                                    // Set Timer1 preload value to 0 (reset)
  TIMSK1 = 1;                                    // enable Timer1 overflow interrupt
  Wire.begin();                                  // Join i2c bus
  attachInterrupt(1, RC5_read, CHANGE);          // Enable external interrupt (INT1)
  attachInterrupt(0, Alarm, FALLING);            // Enable external interrupt (INT0)
}
// RC5 remote control variables
boolean rc5_ok = 0, toggle, last_toggle;
byte rc5_state = 0, j;
unsigned int rc5_code;
// RTC Variables declaration
bool alarm1_status, alarm2_status;
char Time[]     = "  :  :  ",
     calendar[] = "      /  /20  ",
     alarm1[]   = "A1:   :  :00", alarm2[]   = "A2:   :  :00",
     temperature[] = "T:   .   C";
byte  i, second, minute, hour, day, date, month, year,
      alarm1_minute, alarm1_hour, alarm2_minute, alarm2_hour,
      status_reg;

void RC5_read() {
unsigned int timer_value;
  if(rc5_state != 0){
    timer_value = TCNT1;                         // Store Timer1 value
    TCNT1 = 0;                                   // Reset Timer1
  }
  switch(rc5_state){
   case 0 :                                      // Start receiving IR data (initially we're at the beginning of mid1)
    TCNT1  = 0;                                  // Reset Timer1
    TCCR1B = 2;                                  // Enable Timer1 module with 1/8 prescaler ( 2 ticks every 1 us)
    rc5_state = 1;                               // Next state: end of mid1
    j = 0;
    return;
   case 1 :                                      // End of mid1 ==> check if we're at the beginning of start1 or mid0
    if((timer_value > long_time) || (timer_value < short_time)){         // Invalid interval ==> stop decoding and reset
      rc5_state = 0;                             // Reset decoding process
      TCCR1B = 0;                                // Disable Timer1 module
      return;
    }
    bitSet(rc5_code, 13 - j);
    j++;
    if(j > 13){                                  // If all bits are received
      rc5_ok = 1;                                // Decoding process is OK
      toggle = bitRead(rc5_code, 11);            // Toggle bit is bit number 11
      rc5_code &= 0x07FF;                        // Remove the two start bits and the toggle bit from the code message
      detachInterrupt(1);                        // Disable external interrupt (INT1)
      return;
    }
      if(timer_value > med_time){                // We're at the beginning of mid0
        rc5_state = 2;                           // Next state: end of mid0
        if(j == 13){                             // If we're at the LSB bit
          rc5_ok = 1;                            // Decoding process is OK
          bitClear(rc5_code, 0);                 // Clear the LSB bit
          toggle = bitRead(rc5_code, 11);        // Toggle bit is bit number 11
          rc5_code &= 0x07FF;
          detachInterrupt(1);                    // Disable external interrupt (INT1)
          return;
        }
      }
      else                                       // We're at the beginning of start1
        rc5_state = 3;                           // Next state: end of start1
      return;
   case 2 :                                      // End of mid0 ==> check if we're at the beginning of start0 or mid1
    if((timer_value > long_time) || (timer_value < short_time)){
      rc5_state = 0;                             // Reset decoding process
      TCCR1B = 0;                                // Disable Timer1 module
      return;
    }
    bitClear(rc5_code, 13 - j);
    j++;
    if(timer_value > med_time)                   // We're at the beginning of mid1
      rc5_state = 1;                             // Next state: end of mid1
    else                                         // We're at the beginning of start0
      rc5_state = 4;                             // Next state: end of start0
    return;
   case 3 :                                      // End of start1 ==> check if we're at the beginning of mid1
    if((timer_value > med_time) || (timer_value < short_time)){           // Time interval invalid ==> stop decoding
      TCCR1B = 0;                                // Disable Timer1 module
      rc5_state = 0;                             // Reset decoding process
      return;
    }
    else                                         // We're at the beginning of mid1
      rc5_state = 1;                             // Next state: end of mid1
    return;
   case 4 :                                      // End of start0 ==> check if we're at the beginning of mid0
    if((timer_value > med_time) || (timer_value < short_time)){           // Time interval invalid ==> stop decoding
      TCCR1B = 0;                                // Disable Timer1 module
      rc5_state = 0;                             // Reset decoding process
      return;
    }
    else                                         // We're at the beginning of mid0
      rc5_state = 2;                             // Next state: end of mid0
    if(j == 13){                                 // If we're at the LSB bit
      rc5_ok = 1;                                // Decoding process is OK
      bitClear(rc5_code, 0);                     // Clear the LSB bit
      toggle = bitRead(rc5_code, 11);            // Toggle bit is bit number 11
      rc5_code &= 0x07FF;
      detachInterrupt(1);                        // Disable external interrupt (INT1)
    }
  }
}
ISR(TIMER1_OVF_vect) {                           // Timer1 interrupt service routine (ISR)
  rc5_state = 0;                                 // Reset decoding process
  TCCR1B = 0;                                    // Disable Timer1 module
}

void Alarm(){
  digitalWrite(alarm_pin, HIGH);
}
void DS3231_read(){                             // Function to read time & calendar data
  Wire.beginTransmission(0x68);                 // Start I2C protocol with DS3231 address
  Wire.write(0);                                // Send register address
  Wire.endTransmission(false);                  // I2C restart
  Wire.requestFrom(0x68, 7);                    // Request 7 bytes from DS3231 and release I2C bus at end of reading
  second = Wire.read();                         // Read seconds from register 0
  minute = Wire.read();                         // Read minuts from register 1
  hour   = Wire.read();                         // Read hour from register 2
  day    = Wire.read();                         // Read day from register 3
  date   = Wire.read();                         // Read date from register 4
  month  = Wire.read();                         // Read month from register 5
  year   = Wire.read();                         // Read year from register 6
}
void alarms_read_display(){                     // Function to read and display alarm1, alarm2 and temperature data
  byte control_reg, temperature_lsb;
  char temperature_msb;
  Wire.beginTransmission(0x68);                 // Start I2C protocol with DS3231 address
  Wire.write(0x08);                             // Send register address
  Wire.endTransmission(false);                  // I2C restart
  Wire.requestFrom(0x68, 11);                   // Request 11 bytes from DS3231 and release I2C bus at end of reading
  alarm1_minute = Wire.read();                  // Read alarm1 minutes
  alarm1_hour   = Wire.read();                  // Read alarm1 hours
  Wire.read();                                  // Skip alarm1 day/date register
  alarm2_minute = Wire.read();                  // Read alarm2 minutes
  alarm2_hour   = Wire.read();                  // Read alarm2 hours
  Wire.read();                                  // Skip alarm2 day/date register
  control_reg = Wire.read();                    // Read the DS3231 control register
  status_reg  = Wire.read();                    // Read the DS3231 status register
  Wire.read();                                  // Skip aging offset register
  temperature_msb = Wire.read();                // Read temperature MSB
  temperature_lsb = Wire.read();                // Read temperature LSB
    // Convert BCD to decimal
  alarm1_minute = (alarm1_minute >> 4) * 10 + (alarm1_minute & 0x0F);
  alarm1_hour   = (alarm1_hour   >> 4) * 10 + (alarm1_hour & 0x0F);
  alarm2_minute = (alarm2_minute >> 4) * 10 + (alarm2_minute & 0x0F);
  alarm2_hour   = (alarm2_hour   >> 4) * 10 + (alarm2_hour & 0x0F);
    // End conversion
  alarm1[8]     = alarm1_minute % 10  + 48;
  alarm1[7]     = alarm1_minute / 10  + 48;
  alarm1[5]     = alarm1_hour   % 10  + 48;
  alarm1[4]     = alarm1_hour   / 10  + 48;
  alarm2[8]     = alarm2_minute % 10  + 48;
  alarm2[7]     = alarm2_minute / 10  + 48;
  alarm2[5]     = alarm2_hour   % 10  + 48;
  alarm2[4]     = alarm2_hour   / 10  + 48;
  alarm1_status = bitRead(control_reg, 0);      // Read alarm1 interrupt enable bit (A1IE) from DS3231 control register
  alarm2_status = bitRead(control_reg, 1);      // Read alarm2 interrupt enable bit (A2IE) from DS3231 control register
  if(temperature_msb < 0){
    temperature_msb = abs(temperature_msb);
    temperature[2] = '-';
  }
  else
    temperature[2] = ' ';
  temperature_lsb >>= 6;
  temperature[4] = temperature_msb % 10  + 48;
  temperature[3] = temperature_msb / 10  + 48;
  if(temperature_lsb == 0 || temperature_lsb == 2){
    temperature[7] = '0';
    if(temperature_lsb == 0) temperature[6] = '0';
    else                     temperature[6] = '5';
  }
  if(temperature_lsb == 1 || temperature_lsb == 3){
    temperature[7] = '5';
    if(temperature_lsb == 1) temperature[6] = '2';
    else                     temperature[6] = '7';
  }
  temperature[8]  = 223;                        // Put the degree symbol
  lcd.setCursor(10, 0);
  lcd.print(temperature);                       // Display temperature
  lcd.setCursor(0, 2);
  lcd.print(alarm1);                            // Display alarm1
  lcd.setCursor(17, 2);
  if(alarm1_status)  lcd.print("ON ");          // If A1IE = 1 print 'ON'
  else               lcd.print("OFF");          // If A1IE = 0 print 'OFF'
  lcd.setCursor(0, 3);
  lcd.print(alarm2);                            // Display alarm2
  lcd.setCursor(17, 3);
  if(alarm2_status)  lcd.print("ON ");          // If A2IE = 1 print 'ON'
  else               lcd.print("OFF");          // If A2IE = 0 print 'OFF'
}
void calendar_display(){                        // Function to display calendar
  switch(day){
    case 1:  strcpy(calendar, "Sun   /  /20  "); break;
    case 2:  strcpy(calendar, "Mon   /  /20  "); break;
    case 3:  strcpy(calendar, "Tue   /  /20  "); break;
    case 4:  strcpy(calendar, "Wed   /  /20  "); break;
    case 5:  strcpy(calendar, "Thu   /  /20  "); break;
    case 6:  strcpy(calendar, "Fri   /  /20  "); break;
    case 7:  strcpy(calendar, "Sat   /  /20  "); break;
    default: strcpy(calendar, "Sat   /  /20  ");
  }
  calendar[13] = year  % 10 + 48;
  calendar[12] = year  / 10 + 48;
  calendar[8]  = month % 10 + 48;
  calendar[7]  = month / 10 + 48;
  calendar[5]  = date  % 10 + 48;
  calendar[4]  = date  / 10 + 48;
  lcd.setCursor(0, 1);
  lcd.print(calendar);                          // Display calendar
}
void DS3231_display(){
  // Convert BCD to decimal
  second = (second >> 4) * 10 + (second & 0x0F);
  minute = (minute >> 4) * 10 + (minute & 0x0F);
  hour = (hour >> 4) * 10 + (hour & 0x0F);
  date = (date >> 4) * 10 + (date & 0x0F);
  month = (month >> 4) * 10 + (month & 0x0F);
  year = (year >> 4) * 10 + (year & 0x0F);
  // End conversion
  Time[7]     = second % 10  + 48;
  Time[6]     = second / 10  + 48;
  Time[4]     = minute % 10  + 48;
  Time[3]     = minute / 10  + 48;
  Time[1]     = hour   % 10  + 48;
  Time[0]     = hour   / 10  + 48;
  calendar_display();                           // Call calendar display function
  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print(Time);                              // Display time
}
void Blink(){
  byte k = 0;
  while((!rc5_ok || (rc5_code != 0x10) && (rc5_code != 0x11) && (rc5_code != 0x20) && (rc5_code != 0x21)) && (k < 10)){
    k++;
    delay(25);
  }
}
byte edit(byte x, byte y, byte parameter){
  char text[3];
  rc5_reset();
  while(true){
    if(rc5_ok && (rc5_code == 0x20 || rc5_code == 0x21)){     // If RC5 code received
      if(rc5_code == 0x20){
        parameter++;
        if(((i == 0) || (i == 5)) && parameter > 23)          // If hours > 23 ==> hours = 0
          parameter = 0;
        if(((i == 1) || (i == 6)) && parameter > 59)          // If minutes > 59 ==> minutes = 0
          parameter = 0;
        if(i == 2 && parameter > 31)                          // If date > 31 ==> date = 1
          parameter = 1;
        if(i == 3 && parameter > 12)                          // If month > 12 ==> month = 1
          parameter = 1;
        if(i == 4 && parameter > 99)                          // If year > 99 ==> year = 0
          parameter = 0;
        if(i == 7 && parameter > 1)                           // For alarms ON or OFF (1: alarm ON, 0: alarm OFF)
          parameter = 0;
      }
      if(rc5_code == 0x21){
        if(((i == 0) || (i == 5)) && parameter < 1)
          parameter = 24;
        if(((i == 1) || (i == 6)) && parameter < 1)
          parameter = 60;
        if(i == 2 && parameter < 2)
          parameter = 32;
        if(i == 3 && parameter < 2)
          parameter = 13;
        if(i == 4 && parameter < 1)
          parameter = 100;
        if(i == 7 && parameter < 1)
          parameter = 2;
        parameter--;
      }
      lcd.setCursor(x, y);
      if(i == 7){                                           // For alarms ON & OFF
        if(parameter == 1)  lcd.print("ON ");
        else                lcd.print("OFF");
      }
      else{
        sprintf(text,"%02u", parameter);
        lcd.print(text);
      }
    }
    if(rc5_ok){
      delay(200);
      rc5_reset();
    }
    lcd.setCursor(x, y);
    lcd.print("  ");                            // Print two spaces
    if(i == 7) lcd.print(" ");                  // Print space (for alarms ON & OFF)
    Blink();                                    // Call Blink function
    lcd.setCursor(x, y);
    if(i == 7){                                 // For alarms ON & OFF
      if(parameter == 1)  lcd.print("ON ");
      else                lcd.print("OFF");
    }
    else{
      sprintf(text,"%02u", parameter);
      lcd.print(text);
    }
    Blink();
    if(i >= 5){
      DS3231_read();
      DS3231_display();
    }
    if(rc5_ok && last_toggle != toggle && ((rc5_code == 0x10 && i < 5) || (rc5_code == 0x11 && i >= 5))){
      i++;                                     // Increment 'i' for the next parameter
      return parameter;                         // Return parameter value and exit
    }
  }
}
void rc5_reset(){
  rc5_ok = 0;                                    // Reset decoding process
  rc5_state = 0;
  last_toggle = toggle;                          // Save toggle bit
  attachInterrupt(1, RC5_read, CHANGE);          // Enable external interrupt (INT1)
}

void loop() {
  if(rc5_ok){                                   // If RC5 code received
    if(rc5_code == 0x10){                       // If clock/calendar set button code received
      i = 0;
      hour   = edit(0, 0, hour);
      minute = edit(3, 0, minute);
      rc5_reset();
      while(true){
        if(rc5_ok && (rc5_code == 0x20)){       // If button up button code received
          day++;                                // Increment day
          if(day > 7) day = 1;
          calendar_display();                   // Call display_calendar function
          lcd.setCursor(0, 1);
          lcd.print(calendar);                  // Display calendar
        }
        if(rc5_ok){
          delay(200);
          rc5_reset();
        }
        lcd.setCursor(0, 1);
        lcd.print("   ");                       // Print 3 spaces
        Blink();
        lcd.setCursor(0, 1);
        lcd.print(calendar);                    // Print calendar
        Blink();                                // Call Blink function
        if(rc5_ok && last_toggle != toggle && (rc5_code == 0x10))               // If button B1 is pressed
         break;
      }
      date = edit(4, 1, date);                  // Edit date
      month = edit(7, 1, month);                // Edit month
      year = edit(12, 1, year);                 // Edit year
      // Convert decimal to BCD
      minute = ((minute / 10) << 4) + (minute % 10);
      hour = ((hour / 10) << 4) + (hour % 10);
      date = ((date / 10) << 4) + (date % 10);
      month = ((month / 10) << 4) + (month % 10);
      year = ((year / 10) << 4) + (year % 10);
      // End conversion
      // Write time & calendar data to DS3231 RTC
      Wire.beginTransmission(0x68);             // Start I2C protocol with DS3231 address
      Wire.write(0);                            // Send register address
      Wire.write(0);                            // Reset sesonds and start oscillator
      Wire.write(minute);                       // Write minute
      Wire.write(hour);                         // Write hour
      Wire.write(day);                          // Write day
      Wire.write(date);                         // Write date
      Wire.write(month);                        // Write month
      Wire.write(year);                         // Write year
      Wire.endTransmission();                   // Stop transmission and release the I2C bus
    }
    if(rc5_code == 0x11){                       // If alarm set button code received
      i = 5;
      alarm1_hour   = edit(4,  2, alarm1_hour);
      alarm1_minute = edit(7,  2, alarm1_minute);
      alarm1_status = edit(17, 2, alarm1_status);
      i = 5;
      alarm2_hour   = edit(4,  3, alarm2_hour);
      alarm2_minute = edit(7,  3, alarm2_minute);
      alarm2_status = edit(17, 3, alarm2_status);
      alarm1_minute = ((alarm1_minute / 10) << 4) + (alarm1_minute % 10);
      alarm1_hour   = ((alarm1_hour   / 10) << 4) + (alarm1_hour % 10);
      alarm2_minute = ((alarm2_minute / 10) << 4) + (alarm2_minute % 10);
      alarm2_hour   = ((alarm2_hour   / 10) << 4) + (alarm2_hour % 10);
      // Write alarms data to DS3231
      Wire.beginTransmission(0x68);               // Start I2C protocol with DS3231 address
      Wire.write(7);                              // Send register address (alarm1 seconds)
      Wire.write(0);                              // Write 0 to alarm1 seconds
      Wire.write(alarm1_minute);                  // Write alarm1 minutes value to DS3231
      Wire.write(alarm1_hour);                    // Write alarm1 hours value to DS3231
      Wire.write(0x80);                           // Alarm1 when hours, minutes, and seconds match
      Wire.write(alarm2_minute);                  // Write alarm2 minutes value to DS3231
      Wire.write(alarm2_hour);                    // Write alarm2 hours value to DS3231
      Wire.write(0x80);                           // Alarm2 when hours and minutes match
      Wire.write(4 | alarm1_status | (alarm2_status << 1));      // Write data to DS3231 control register (enable interrupt when alarm)
      Wire.write(0);                              // Clear alarm flag bits
      Wire.endTransmission();                     // Stop transmission and release the I2C bus
    }
    if(rc5_code == 0x25 && digitalRead(alarm_pin)){         // If rset alarm button code is received with alarm (Reset and turn OFF the alarm)
      digitalWrite(alarm_pin, LOW);               // Turn OFF the alarm indicator
      Wire.beginTransmission(0x68);               // Start I2C protocol with DS3231 address
      Wire.write(0x0E);                           // Send register address (control register)
      // Write data to control register (Turn OFF the occurred alarm and keep the other as it is)
      Wire.write(4 | (!bitRead(status_reg, 0) & alarm1_status) | ((!bitRead(status_reg, 1) & alarm2_status) << 1));
      Wire.write(0);                              // Clear alarm flag bits
      Wire.endTransmission();                     // Stop transmission and release the I2C bus
    }
    rc5_reset();
  }
  DS3231_read();                                // Read time and calendar parameters from DS3231 RTC
  alarms_read_display();                        // Read and display alarms parameters
  DS3231_display();                             // Display time & calendar
  delay(50);                                    // Wait 50ms
}
// End of code