Nauwkeurige klok alleen met behulp van een Arduino

Code

• Klokprogramma
• Arduino-timerprogramma
• Testscript voor timer verwerken

KlokprogrammaArduino

// Paul Brace - februari 2021// Eenvoudige klok met datum gemaakt alleen met behulp van een Arduino - geen RTC-module// Programma bevat een tijdcorrectie-aanpassing om de interne// kloksnelheid te compenseren niet 100% nauwkeurig.// Zodra de juiste snelheidsaanpassing is ingesteld, is de klok verrassend nauwkeurig.// In mijn test verloor of won hij geen tijd over een periode van 5 dagen.// Geeft tijd weer op een 16x2 LCD-scherm// Knoppen om de tijd in te stellen// Modusknop (pin 2) schakelt tussen tijd instellen, datum instellen en run// Knop 1 (pin 3) Verhogen minuten en maand en verlagen Jaar/snelheid aanpassen// Knop 2 (pin 4) Verhogen uur en dag en verhoogt Year./speed adj// 24-uurs weergave// Voeg de bibliotheekdriver toe voor weergave:#include // LiquidCrystal lcd(RS, EN, D4,D5, D6, D7)LiquidCrystal lcd(12, 13 , 6, 7, 8, 9); // maak een lcd-object en wijs de pinnen toe// Definieer knoppen en zoemerverbindingen#define MODE_BUTTON 2#define HOUR_BUTTON 3 // Dezelfde knop verschillende definities voor#define UP_BUTTON 3 // maak code begrijpelijker #define DAY_BUTTON 3#define MINUTE_BUTTON 4 // Dezelfde knop verschillende definities om #define DOWN_BUTTON 4 // code begrijpelijker te maken #define MONTH_BUTTON 4// Huidige modus instellingen#define SHOW_TIME 1 // 1 =running - show time#define SET_TIME 2 // 2 =ingestelde tijd #define SET_YEAR 3 // 3 =jaar set#define SET_DATE 4 // 4 =dag/maand set #define SET_SPEED_ADJ 5 // 5 =verander de speedCorrection variableint speedCorrection =3545; // Aantal milliseconden dat mijn Nano-klok langzaam per uur loopt// negatief getal hier als het snel loopt// verander om overeen te komen met je Arduino// Vluchtige variabelen zoals gewijzigd in een interrupt en we// moeten het systeem dwingen om de werkelijke variabele// bij gebruik buiten de interrupt en geen gebruik van een in de cache opgeslagen versievluchtige niet-ondertekende lange currentTime; // Duur in milliseconden vanaf middernacht unsigned long lastTime =-1000; // lastTime dat ShowTime werd aangeroepen, geïnitialiseerd op -1000, dus toont onmiddellijk vluchtig niet-ondertekend lang verstreken; // Timer gebruikt voor vertraging en uren geteld, lange millisecondenInADay; // Milliseconden in 24 uur unsigned lange milliseconden InHour; // Milliseconden in 1 hourint currentMode; // 1 =lopend - toon tijd// 2 =ingestelde tijd// 3 =ingestelde jaar// 4 =dag/maand setfloat currentDate; // Julian datefloat lastDate =0.0; // laatste datum waarop ShowDate werd aangeroepen in currentDay;int currentMonth;int currentYear;char *dayArray[] ={ "Tue. ", // Geeft een compilerwaarschuwing weer maar werkt prima "Wed.", "Thur. ", "Fri . ", "Sat.", "Sun. ", "Mon. " };void setup() { // Time interrupt instellen - millis() gaat na 50 dagen over, dus // we gebruiken onze eigen millisecondenteller die we kunnen resetten op // het einde van elke dag TCCR0A =(1 < millisecondsInADay)) { //Next dag // Stop interrupts terwijl reset tijd noInterrupts(); currentTime -=millisecondenInADay; onderbreekt(); huidigeDatum++; } // Pas aan het einde van elk uur de verstreken tijd aan voor // de onnauwkeurigheid in de Arduino-klok if (elapsed>=millisecondsInHour) { noInterrupts(); // Pas de tijd aan voor langzaam/snel lopende Arduino-klok currentTime +=speedCorrection; // Reset om het volgende verstreken uur te tellen =0; onderbreekt(); } // Controleer of er knoppen zijn ingedrukt CheckButtons(); // Toon weergave op basis van huidige modusschakelaar (currentMode) {case SHOW_TIME:// Toon huidige tijd en datum ShowTime (currentTime); ShowDate(huidigeDatum); pauze; case SET_TIME:// Scherm voor het instellen van de tijd ShowTimeSet (currentTime); pauze; case SET_YEAR:// Scherm voor het instellen van het jaar ShowYearSet (currentDate); pauze; case SET_DATE:// Scherm voor het instellen van de dag en maand ShowDDMMSet(currentDate); pauze; case SET_SPEED_ADJ:// Scherm voor het aanpassen van de snelheidscorrectie ShowSpeedSet(); pauze; } Wait(150);}// Dit is een interrupt die wordt aangeroepen wanneer de vergelijkingstijd is bereikt// wordt daarom één keer per milliseconde aangeroepen op basis van de// OCR0A-registerinstelling.ISR(TIMER0_COMPA_vect) {if (currentMode!=SET_TIME ) currentTime++; elapsed++;}float JulianDate(int iday, int imonth, int iyear) { // Bereken julian date (getest tot het jaar 20.000) unsigned long d =iday; niet ondertekend lang m =imaand; unsigned long y =iyear; als (m <3) { m =m + 12; y =y - 1; } niet-ondertekende lange t1 =(153 * m - 457) / 5; unsigned long t2 =365 * y + (y / 4) - (y / 100) + (y / 400); return 1721118.5 + d + t1 + t2;}void GregorianDate(float jd, int &iday, int &imonth, int &iyear) { // Opmerking 2100 is het volgende overgeslagen schrikkeljaar - compenseert voor overgeslagen schrikkeljaren unsigned long f =jd + 68569.5; niet-ondertekende lange e =(4,0 * f) / 146097; niet-ondertekende lange g =f - (146097 * e + 3) / 4; unsigned long h =4000ul * (g + 1) / 1461001; unsigned long t =g - (1461 * h / 4) + 31; unsigned long u =(80ul * t) / 2447; niet-ondertekende lange v =u / 11; ijaar =100 * (e - 49) + h + v; imaand =u + 2 - 12 * v; iday =t - 2447 * u / 80;}void SplitTime(unsigned long curr, unsigned long &ulHour, unsigned long &ulMin, unsigned long &ulSec) { // Bereken HH:MM:SS vanaf milliseconde telling ulSec =curr / 1000; ulMin =ulSec / 60; ulHour =ulMin / 60; ulMin -=ulHour * 60; ulSec =ulSec - ulMin * 60 - ulHour * 3600;}unsigned long SetTime (unsigned long ulHour, unsigned long ulMin, unsigned long ulSec) { // Stelt het aantal milliseconden in van middernacht tot de huidige tijdretour (ulHour * 60 * 60 * 1000) + (ulMin * 60 * 1000) + (ulSec * 1000);}void Wait (unsigned long value) { // Creëer onze eigen dealy-functie // We hebben onze eigen interrupt ingesteld op TCCR0A // vandaar millis() en delay() werkt niet langer ongetekend long startTime =elapsed; while ((elapsed - startTime)  12) { iMonth =1; } // Stel opgeslagen datum in op basis van huidige instellingen currentDate =JulianDate (iDay, iMonth, iYear); } if (digitalRead (DAY_BUTTON) ==LAAG) { // Advance day int iDay; int iMaand; int iJaar; Gregoriaanse datum (huidige datum, iDay, iMonth, iYear); iDay++; als (iDay> 31) { iDay =1; } if (((iMonth ==4) || (iMonth ==6) || (iMonth ==9) || (iMonth ==11)) &&(iDay> 30)) { iDay =1; } if ((iMonth ==2) &&(iDay> 29)) { iDay =1; } if ((iMonth ==2) &&((iYear % 4) !=0) &&(iDay> 28)) { iDay =1; } // Stel de opgeslagen datum in op basis van de huidige instellingen // Als vervolgens de maand wordt aangepast zodat de dag niet geldig is // dan gaat de weergave naar de volgende geldige datum currentDate =JulianDate (iDay, iMonth, iYear); } pauze; case SET_SPEED_ADJ:// verhoog of verlaag de correctie met 5 milliseconden als (digitalRead (UP_BUTTON) ==LAAG) { speedCorrection +=5; } if (digitalRead (DOWN_BUTTON) ==LAAG) { speedCorrection -=5; } pauze; } }}String FormatNumber(int value) { // Om indien nodig een voorloop 0 toe te voegen if (waarde <10) { return "0" + String(value); } else { return String (waarde); }}void ShowTime (unsigned long value) { // Werk de weergave eenmaal per seconde bij // of wanneer de middernacht voorbij is if ((value> lastTime + 1000) || (value  
Arduino timerprogrammaArduino 
 Dit programma stuurt het aantal verstreken milliseconden elke 2 seconden naar de seriële poort.
// Paul Brace Feb 2021// Voor gebruik met het bijbehorende Processing-script// om millis() van hier te vergelijken met millis() in // Processing met behulp van de computerklok inByte =0; unsigned long firstReading =100000; // millis () bij het voor het eerst lezen van sentvoid setup () { Serial.begin (9600); // Stuur de hallo byte naar Processing sayHello();}void loop() { // als een byte wordt ontvangen op de seriële poort // lees en gooi het dan weg en stuur de huidige // waarde van millis() if (Serial. available()> 0){ // get inkomende byte inByte =Serial.read(); // verzend tijd verstreken sinds eerste lezing verwerking Serial.print (millis () - firstReading); Serial.print('E'); // herhaal elke 2 seconden vertraging (2000); }}void sayHello(){ // Wacht tot de seriële poort beschikbaar is // stuur dan hallo byte om de handshake te starten while (Serial.available() <=0){ Serial.print('Z'); // Stuur Z naar de verwerking om Hallo vertraging (200) te zeggen; } firstReading =millis();}
 
Verwerking timer testscriptVerwerking 
 Dit is het script voor Processing dat de milliseconden leest die door de Arduino zijn verzonden en deze vergelijkt met de verstreken milliseconden tijdens de verwerking.
// Paul Brace Feb 2021// Script om millis() van Arduino te accepteren// en te vergelijken met interne millis() om// onnauwkeurigheid van de Arduino-klok te beoordelen.// Aangenomen dat de computerklok nauwkeurig is// -ve =Arduino loopt langzaam, dus voer in als een +ve-aanpassing in het klokprogramma// +ve =Arduino is loopt snel dus voer in als een -ve aanpassing om de klok te vertragen import processing.serial.*;Serial theSerialPort; // maak de seriële poort objectint[] serialBytesArray =new int[15]; // array om inkomende bytes op te slaanint bytesCount =0; // huidig ​​aantal ontvangen bytesboolean init =false; // false totdat de handdruk is voltooid door het teken Zint fillColor =255 te ontvangen; // definiëren van de initiële vulling colourlong mills =0; // laatste lezing ontvangen lang eerst =0; // tijd van de eerste molens die we hebben ontvangen, zodat we het verschil nu over een uur kunnen berekenen; // aantal verstreken milliseconden sinds de eerste maal dat de molens ontvingen, lange eerste uitlezing =100000; // millis() in verwerking van eerste bericht ontvangen van Arduinolong DiffPerHour =0; // het verschil nadat het eerste uur is verstreken int inByte; // last byte readvoid setup() {// definieer een aantal canvas- en tekenparameters size (500, 500); achtergrond(70); geen slag(); // print de lijst met alle seriële apparaten zodat je weet welke je moet instellen voor de Arduino // je moet het programma uitvoeren en bewerken als de juiste poort niet is ingesteld onder printArray(Serial.list()); // instanteer de seriële communicatiestring thePortName =Serial.list()[1]; theSerialPort =new Serial(this, thePortName, 9600);}void draw() { // Display time settings background(70); vul(vulKleur); tekstgrootte(25); text(hour() + ":" + minute() + ":" + second(), 50, 50); // de laatst gelezen millis verzonden door de Arduino-tekst ("Incoming elapsed:" + mills, 50, 100); // de huidige verstreken sinds de eerste keer gelezen in Tekst verwerken ("Lokale verstreken:" + (nu - eerste lezing), 50, 150); // toon de huidige verschiltekst ("Diff:" + (mills - (now - firstReading)), 50, 200); // Controleer of er 1 uur is verstreken en of het eerste uur het verschil opslaat if (((now - firstReading)>=3600000) &&(DiffPerHour ==0)){ DiffPerHour =mills - (now - firstReading); } // Toon het eerste verschil en het verschil na het eerste uur text("Diff after 1 hour:" + DiffPerHour, 50, 300);}void serialEvent(Serial myPort) { // lees een byte van de seriële poort inByte =mijnPort.lezen(); if (init ==false) { // indien nog niet de handshake byte if (inByte =='Z') { // als de gelezen byte Z is myPort.clear(); // wis de seriële poortbuffer init =true; // bewaar het feit dat we de eerste hallo myPort.write('Z') hadden; // vertel de Arduino om meer te sturen if (first ==0){ first =millis(); } } } else { // als de eerste hallo al was // Voeg de laatste byte van de seriële poort toe aan array if (inByte! =69) { // Controleer niet het einde van berichtteken E if (bytesCount <14) {serialBytesArray[bytesCount] =inByte; bytesCount++; } } if (inByte ==69) { // Einde van bericht // lokale tijd die nu verstreken is opslaan =millis(); // bereken inkomende millis() mills =0; for (int i =1; i <=bytesCount; i++) { mills +=(serialBytesArray[i - 1] - 48) * pow(10, (bytesCount - i)); } // Stel dat we klaar zijn om het volgende bericht te accepteren // als dit de eerste lezing is, stel dan het eerste verschil in if (firstReading ==100000) { firstReading =nu; } mijnPort.write('Z'); // Reset bytesCount:bytesCount =0; } }}
  
 
 Schema's