Bouw een Precieze 7-Segment Klok met Arduino Pro Mini & DS1302 RTC

Onderdelen en benodigdheden

• SparkFun Arduino Pro Mini 328 – 5V/16 MHz – 1×
• DS1302 Real Time Clock module (IC-socket en kristal verwijderen) – 1×
• CR1220 batterij + houder – 1×
• SMD condensator 0,1 µF 1206 – 1×
• SMD condensator 10 µF 1206 – 1×
• Tactiele schakelaar 12 mm – 4×
• 3A Mini DC-DC Step Down Converter – 1×
• 0,28″ Common Cathode 4-digit 7-segment display – 36×
• MAX7219 DIP IC – 18×
• Buzzer – 1×
• Machine headers (mannetjes en vrouwtjes, 40-pins strips) – 8 stripjes elk
• DC voedingsconnector 5,5×2,1 mm – 1×

Tools

• Solderbout
• 3D-printer

Software

• Arduino IDE
• Bibliotheek: MD_MAX72XX

Over dit project

Geïnspireerd door een klok van Frugha op Hackaday.io, maar geoptimaliseerd voor 0,28″ displays (kwart van de grootte). De software is herschreven met alarmfunctie, instelscherm voor tijd, datum, alarm, toon, helderheid, datumformaat en fontkeuze.

Configuratiescherm

Vier knoppen: SELECT (boven), ENTER, UP, DOWN. SELECT toont het menu (tijd, datum, alarm, toon, helderheid, datumformaat, klok). ENTER kiest een item; UP/DOWN wijzigen de waarde. Knipperend = actief.

Datums scherm

Druk ENTER in klokmodus → datum 5 seconden zichtbaar. Formaat (DD-MM of MM-DD) en font (vierkant of smal) instelbaar via menu.

Ontwerpoverwegingen

4-digit displays ipv losse digits voor simpelere PCB. MAX7219-chips op apart printje (moederbord) om ruimte te besparen. Machine headers (mannetjes/vrouwtjes) verbinden kolom-printjes met moederbord. Eagle-bestanden bijgeleverd voor PCB-fabricage (toner-transfer methode getest).

Kolom-printjes (6×)

Elk printje houdt 6 displays. Soldeer headers van midden naar buiten. Gebruik lucifer om socket op te tillen voor betere toegang. Na solderen: randen zwart verven (mat) om witte randen te verbergen. Nummer elke module voor correcte plaatsing.

MAX7219 Moederbord

Segment/digit mapping is in software opgelost (PCB-layout simpel gehouden). Plaats vrouwelijke headers op mannelijke pinnen van kolommodules, dan samen solderen voor perfecte alignering.

MPU-print (microcontroller)

Bevat Arduino Pro Mini, RTC, knoppen, condensators (SMD op achterkant), buzzer, voeding. FTDI-header direct op PCB gesoldeerd voor laag profiel.

Behuizing (3D-print)

STL-bestanden bijgeleverd. Voor- en achterkant, laaghogte 0,2 mm, brim. Voorsteun ondersteund op bouwplaat. Moederbord met kolommen schuift van voren in; eventueel maskerplakband voor vastzit. MPU-print achterin met heetlijm.

Software

Installeer MD_MAX72XX bibliotheek. Test met Hardware_Test_V1.ino (alle segmenten aan). Daarna upload Clock_V4.ino plus bijbehorende headers (Digits.h, Tunes.h, Button.h/.cpp).

Code

Hoofdsketch: Clock_V4.ino (zie projectpagina voor volledige code). Ondersteunende bestanden: Digits.h, Tunes.h, Button.h, Button.cpp, Hardware_Test_V1.zip.

Schema's