/elec/propeller-clock

To get this branch, use:
bzr branch http://bzr.ed.am/elec/propeller-clock

« back to all changes in this revision

Viewing changes to src/propeller-clock.ino

  • Committer: edam
  • Date: 2012-02-02 01:19:19 UTC
  • Revision ID: edam@waxworlds.org-20120202011919-rcu4pt8mq8pieujs
modified schematic and updated notes

Show diffs side-by-side

added added

removed removed

Lines of Context:
src/propeller-clock.ino
1
1
/*
2
 
 * propeller-clock.pde
 
2
 * propeller-clock.ino
3
3
 *
4
 
 * Copyright (C) 2011 Tim Marston <edam@waxworlds.org>
 
4
 * Copyright (C) 2011 Tim Marston <tim@ed.am> and Dan Marston.
5
5
 *
6
6
 * This file is part of propeller-clock (hereafter referred to as "this
7
 
 * program"). See http://ed.am/software/arduino/propeller-clock for more
 
7
 * program"). See http://ed.am/dev/software/arduino/propeller-clock for more
8
8
 * information.
9
9
 *
10
10
 * This program is free software: you can redistribute it and/or modify
21
21
 * along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
22
22
 */
23
23
 
 
24
/******************************************************************************
 
25
 
 
26
Set up:
 
27
 
 
28
 * a PC fan is wired up to a 12V power supply
 
29
 
 
30
 * the fan's SENSE (tachiometer) pin connected to pin 2 on the
 
31
   arduino.
 
32
 
 
33
 * the pins 4 to 13 on the arduino should directly drive an LED (the
 
34
   LED on pin 4 is in the centre of the clock face and the LED on pin
 
35
   13 is at the outside.
 
36
 
 
37
 * if a longer hand (and a larger clock face) is desired, pin 4 can be
 
38
   used to indirectly drive a transistor which in turn drives several
 
39
   LEDs that turn on anf off in unison in the centre of the clock.
 
40
 
 
41
 * a button should be attached to pin 3 that grounds it when pressed.
 
42
 
 
43
 * A DS1307 remote clock is connected via I2C on analog pins 4 and 5.
 
44
 
 
45
Implementation details:
 
46
 
 
47
 * for a schematic, see ../project/propeller-clock.sch.
 
48
 
 
49
 * the timing of the drawing of the clock face is recalculated with
 
50
   every rotation of the propeller.
 
51
    
 
52
 * a PC fan actually sends 2 tachiometer pulses per revolution, so the
 
53
   software skips every other one. This means that the clock may
 
54
   appear upside-down if started with the propeller in the wrong
 
55
   position. You will need to experiment to dicsover the position that
 
56
   the propeller must be in when starting the clock.
 
57
    
 
58
Usage instructions:
 
59
 
 
60
 * pressing the button cycles between variations of the current
 
61
   display mode.
 
62
  
 
63
 * pressing and holding the button for a second cycles between display
 
64
   modes (e.g., analogue and digital).
 
65
 
 
66
 * pressing and holding the button for 5 seconds enters "time set"
 
67
   mode. In this mode, the following applies:
 
68
    - the field that is being set flashes
 
69
    - pressing the button increments the field currently being set
 
70
    - pressing and holding the button for a second cycles through the
 
71
      fields that can be set
 
72
    - pressing and holding the button for 5 seconds sets the time and
 
73
      exits "time set" mode
 
74
 
 
75
******************************************************************************/
 
76
 
 
77
 
 
78
#include <Bounce.h>
 
79
#include <DS1307.h>
 
80
#include <Wire.h>
 
81
 
24
82
//_____________________________________________________________________________
25
83
//                                                                         data
26
84
 
40
98
static unsigned long segment_step_sub_step = 0;
41
99
static unsigned long segment_step_sub = 0;
42
100
 
 
101
// flag to indicate that the drawing mode should be cycled to the next one
 
102
static bool inc_draw_mode = false;
 
103
 
 
104
// a bounce-managed button
 
105
static Bounce button( 3, 5 );
 
106
 
 
107
// the time
 
108
static int time_hours = 0;
 
109
static int time_minutes = 0;
 
110
static int time_seconds = 0;
 
111
 
43
112
// number of segments in a full display (rotation) is 60 (one per
44
113
// second) times the desired number of sub-divisions of a second
45
 
#define NUM_SEGMENTS ( 60 * 5 )
46
 
 
 
114
#define NUM_SECOND_SEGMENTS 5
 
115
#define NUM_SEGMENTS ( 60 * NUM_SECOND_SEGMENTS )
47
116
 
48
117
//_____________________________________________________________________________
49
118
//                                                                         code
50
119
 
51
120
 
52
 
// ISR to handle the pulses from the fan's tachiometer
53
 
void fanPulseHandler()
54
 
{
55
 
        // the fan actually sends two pulses per revolution. These pulses
56
 
        // may not be exactly evenly distributed around the rotation, so
57
 
        // we can't recalculate times on every pulse. Instead, we ignore
58
 
        // every other pulse so timings are based on a complete rotation.
59
 
        static bool ignore = true;
60
 
        ignore = !ignore;
61
 
        if( !ignore )
62
 
        {
63
 
                // set a new pulse time
64
 
                new_pulse_at = micros();
 
121
// check for button presses
 
122
void checkButtons()
 
123
{
 
124
        // update buttons
 
125
        button.update();
 
126
 
 
127
        // notice button presses
 
128
        if( button.risingEdge() )
 
129
                inc_draw_mode = true;
 
130
}
 
131
 
 
132
 
 
133
// keep track of time
 
134
void trackTime()
 
135
{
 
136
        // previous time and any carried-over milliseconds
 
137
        static unsigned long last_time = millis();
 
138
        static unsigned long carry = 0;
 
139
 
 
140
        // how many milliseonds have elapsed since we last checked?
 
141
        unsigned long next_time = millis();
 
142
        unsigned long delta = next_time - last_time + carry;
 
143
 
 
144
        // update the previous time and carried-over milliseconds
 
145
        last_time = next_time;
 
146
        carry = delta % 1000;
 
147
 
 
148
        // add the seconds that have passed to the time
 
149
        time_seconds += delta / 1000;
 
150
        while( time_seconds >= 60 ) {
 
151
                time_seconds -= 60;
 
152
                time_minutes++;
 
153
                if( time_minutes >= 60 ) {
 
154
                        time_minutes -= 60;
 
155
                        time_hours++;
 
156
                        if( time_hours >= 24 )
 
157
                                time_hours -= 24;
 
158
                }
65
159
        }
66
160
}
67
161
 
68
162
 
69
 
// draw a particular segment
70
 
void drawNextSegment( bool reset )
71
 
{
 
163
// turn an led on/off
 
164
void ledOn( int num, bool on )
 
165
{
 
166
        if( num < 0 || num > 9 ) return;
 
167
 
 
168
        // convert to pin no.
 
169
        num += 4;
 
170
 
 
171
        // pin 4 needs to be inverted (it's driving a PNP)
 
172
        if( num == 4 ) on = !on;
 
173
 
 
174
        digitalWrite( num, on? HIGH : LOW );
 
175
}
 
176
 
 
177
 
 
178
// draw a segment for the test display
 
179
void drawNextSegment_test( bool reset )
 
180
{
 
181
        // keep track of segment
72
182
        static unsigned int segment = 0;
73
183
        if( reset ) segment = 0;
74
184
        segment++;
75
185
 
76
 
        for( int a = 0; a < 10; a++ )
77
 
                digitalWrite( a + 4, ( ( segment >> a ) & 1 )? HIGH : LOW );
 
186
        // turn on inside and outside LEDs
 
187
        ledOn( 0, true );
 
188
        ledOn( 9, true );
 
189
 
 
190
        // display segment number in binary across in the inside LEDs,
 
191
        // with the LED on pin 12 showing the least-significant bit
 
192
        for( int a = 0; a < 8; a++ )
 
193
                ledOn( 8 - a, ( segment >> a ) & 1 );
 
194
}
 
195
 
 
196
 
 
197
// draw a segment for the time display
 
198
void drawNextSegment_time( bool reset )
 
199
{
 
200
        static int second = 0;
 
201
        static int segment = 0;
 
202
 
 
203
        // handle display reset
 
204
        if( reset ) {
 
205
                second = 0;
 
206
                segment = 0;
 
207
        }
 
208
 
 
209
        // what needs to be drawn?
 
210
        bool draw_tick = !segment && second % 5 == 0;
 
211
        bool draw_second = !segment && second == time_seconds;
 
212
        bool draw_minute = !segment && second == time_minutes;
 
213
        bool draw_hour = !segment && second == time_hours;
 
214
 
 
215
        // set the LEDs
 
216
        ledOn( 9, true );
 
217
        ledOn( 8, draw_tick || draw_minute );
 
218
        for( int a = 6; a <= 7; a++ )
 
219
                ledOn( a, draw_minute || draw_second );
 
220
        for( int a = 0; a <= 5; a++ )
 
221
                ledOn( a, draw_minute || draw_second || draw_hour );
 
222
 
 
223
        // inc position
 
224
        if( ++segment >= NUM_SECOND_SEGMENTS ) {
 
225
                segment = 0;
 
226
                second++;
 
227
        }
 
228
}
 
229
 
 
230
 
 
231
// draw a display segment
 
232
void drawNextSegment( bool reset )
 
233
{
 
234
        static int draw_mode = 0;
 
235
 
 
236
        // handle mode switch requests
 
237
        if( reset && inc_draw_mode ) {
 
238
                inc_draw_mode = false;
 
239
                draw_mode++;
 
240
                if( draw_mode >= 2 )
 
241
                        draw_mode = 0;
 
242
        }
 
243
 
 
244
        // draw the segment
 
245
        switch( draw_mode ) {
 
246
        case 0: drawNextSegment_test( reset ); break;
 
247
        case 1: drawNextSegment_time( reset ); break;
 
248
        }
78
249
}
79
250
 
80
251
 
111
282
 
112
283
        // work out the time that this segment should be displayed until
113
284
        end_time += segment_step;
114
 
        semgment_step_sub += semgment_step_sub_step;
115
 
        if( semgment_step_sub >= NUM_SEGMENTS ) {
116
 
                semgment_step_sub -= NUM_SEGMENTS;
 
285
        segment_step_sub += segment_step_sub_step;
 
286
        if( segment_step_sub >= NUM_SEGMENTS ) {
 
287
                segment_step_sub -= NUM_SEGMENTS;
117
288
                end_time++;
118
289
        }
119
290
 
122
293
}
123
294
 
124
295
 
 
296
// ISR to handle the pulses from the fan's tachiometer
 
297
void fanPulseHandler()
 
298
{
 
299
        // the fan actually sends two pulses per revolution. These pulses
 
300
        // may not be exactly evenly distributed around the rotation, so
 
301
        // we can't recalculate times on every pulse. Instead, we ignore
 
302
        // every other pulse so timings are based on a complete rotation.
 
303
        static bool ignore = true;
 
304
        ignore = !ignore;
 
305
        if( !ignore )
 
306
        {
 
307
                // set a new pulse time
 
308
                new_pulse_at = micros();
 
309
        }
 
310
}
 
311
 
 
312
 
125
313
// main setup
126
314
void setup()
127
315
{
133
321
        for( int a = 4; a < 14; a++ )
134
322
                pinMode( a, OUTPUT );
135
323
 
 
324
        // set up mode-switch button on pin 3
 
325
        pinMode( 3, INPUT );
 
326
 
 
327
        // get the time from the real-time clock
 
328
        int rtc_data[ 7 ];
 
329
        RTC.get( rtc_data, true );
 
330
        time_hours = rtc_data[ DS1307_HR ];
 
331
        time_minutes = rtc_data[ DS1307_MIN ];
 
332
        time_seconds = rtc_data[ DS1307_SEC ];
 
333
 
136
334
        // serial comms
137
335
        Serial.begin( 9600 );
138
336
}
144
342
        // if there has been a new pulse, we'll be resetting the display
145
343
        bool reset = new_pulse_at? true : false;
146
344
 
 
345
        // only do this stuff at the start of a display cycle, to ensure
 
346
        // that no state changes mid-display
 
347
        if( reset )
 
348
        {
 
349
                // check buttons
 
350
                checkButtons();
 
351
 
 
352
                // keep track of time
 
353
                trackTime();
 
354
        }
 
355
 
147
356
        // draw this segment
148
357
        drawNextSegment( reset );
149
358