Zeit mit time.h auf einer 4-stelligen 7-Segment-Anzeige darstellen – Projekte für Arduino und ESP32-Mikrocontroller

Inhalt

6 Minuten

Mit der Bibliothek time.h soll die aktuelle Zeit auf einer 4-stelligen 7-Segment-Anzeige dargestellt werden.

Benötigte Bauteile

ESP32-Mikrocontroller
4-stellige 7-Segment-Anzeige
Leitungsdrähte

Konfiguration der Mikrocontroller

Schaltpläne

ESP32-Wroom

schwarz GND
rot 5V
grün 5
gelb 17

ESP32-C6

schwarz GND
rot 5V
grün 15
gelb 23

Wemos D1 Mini

schwarz GND
rot 5V
grün D3
gelb D4

XIAO-ESP32-C3

schwarz GND
rot 5V
grün D7
gelb D8

Benötigte Bibliothek

Funktionen der Bibliothek TM1637 (AKJ)

Schlüsselwort	Aktion
begin()	Modul starten
setBrightness(int)	0-15 → Helligkeit des Displays setzen
clearScreen()	Anzeige löschen
display(String) display(int) display(String/int, false, false, Position)	display"Text"); display(10); diaplay(1, false, false, 1); Position beginnt mit 0
colonOn()	Doppelpunkt einschalten
colonOff()	Doppelpunkt ausschalten

Das Programm (ESP32-Wroom)

Programme für andere Mikrocontroller findest du ⇒hier

Beim Start des Programms zeigen die Meldungen ob Datum und Zeit korrekt sind. Wenn in 90 Sekunden keine Verbindung zu einem Zeitserver hergestellt werden konnte, wird das Programm beendet. Nach einem erneuten Hochladen kommt zumeist die Verbindung schnell zustande.

#include "WiFi.h"
#include "time.h"
#include "TM1637.h"
TM1637 Anzeige(5, 17);

// WiFi-Daten
char Router[] = "FRITZ!Box 7590 LB";
char Passwort[] = "anea1246";

// NTP-Server aus dem Pool
#define Zeitserver "de.pool.ntp.org"
/*
  Liste der Zeitzonen
  https://github.com/nayarsystems/posix_tz_db/blob/master/zones.csv
  Zeitzone CET = Central European Time -1 -> 1 Stunde zurück
  CEST = Central European Summer Time von
  M3 = März, 5.0 = Sonntag 5. Woche, 02 = 2 Uhr
  bis M10 = Oktober, 5.0 = Sonntag 5. Woche 03 = 3 Uhr
*/
#define Zeitzone "CET-1CEST,M3.5.0/02,M10.5.0/03"

// time_t enthält die Anzahl der Sekunden seit dem 1.1.1970 0 Uhr
time_t aktuelleZeit;

/* 
  Struktur tm
  tm_hour -> Stunde: 0 bis 23
  tm_min -> Minuten: 0 bis 59
  tm_sec -> Sekunden 0 bis 59
  tm_mday -> Tag 1 bis 31
  tm_wday -> Wochentag (0 = Sonntag, 6 = Samstag)
  tm_mon -> Monat: 0 (Januar) bis 11 (Dezember)
  tm_year -> Jahre seit 1900
  tm_yday -> vergangene Tage seit 1. Januar des Jahres
  tm_isdst -> Wert > 0 = Sommerzeit (dst = daylight saving time)
*/
tm Zeit;

// Variablen für die Zeit
int Stunden, Minuten, Sekunden;

// Start wird nur beim ersten Start für den Aufbau des TFTs benötigt
bool Start = true;
unsigned long Zeitmessung = 0;
unsigned long Intervall = 1000;

// String für die Anzeige der Zeit
String ZeitAnzeige;

void setup() 
{
  Serial.begin(9600);
  
  // Zeitzone: Parameter für die zu ermittelnde Zeit
  configTzTime(Zeitzone, Zeitserver);
  WiFi.mode(WIFI_STA);

  // WiFi starten
  WiFi.begin(Router, Passwort);
  Serial.println("------------------------");
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    delay(200);
    Serial.print(".");
  }
  Serial.println();
  Serial.print("Verbunden mit ");
  Serial.println(Router);
  Serial.print("IP über DHCP: ");
  Serial.println(WiFi.localIP());

  // Zeit holen
  time(&aktuelleZeit);

  // localtime_r -> Zeit in die lokale Zeitzone setzen
  localtime_r(&aktuelleZeit, &Zeit);

  // beim Start entspricht das Datum der Unixtime: 1.1.1970
  // Datum/Kalender sollen erst angezeigt werden, wenn das Datum korrekt ist
  String Jahr = String(Zeit.tm_year + 1900);
  int Zaehler = 0;

  // String Jahr nach "1970" durchsuchen
  int Suche = Jahr.indexOf("1970");
  Serial.println("-------------------------");
  Serial.println("Datum und Zeit holen (maximal 90 Sekunden)...");

  // solange die Suche nicht erfolgreich ist
  while (Suche != -1) 
  {
    // aktuelle Zeit holen
    time(&aktuelleZeit);

    // localtime_r -> Zeit in die lokale Zeitzone setzen
    localtime_r(&aktuelleZeit, &Zeit);
    Jahr = String(Zeit.tm_year + 1900);

    // String Jahr nach "1970" durchsuchen
    Suche = Jahr.indexOf("1970");

    // Zeit in Stunden, Minuten und Sekunden
    Stunden = int(Zeit.tm_hour), Minuten = int(Zeit.tm_min), Sekunden = int(Zeit.tm_sec);
    delay(1000);
    Zaehler++;
    if (Zaehler >= 90) 
    {
      Serial.println();
      Serial.println("Datum und Zeit konnte innerhalb von " + String(Zaehler) + " Sekunden nicht geholt werden");
      Serial.println("Programm wird beendet");

      // Programm beenden
      while (1);
    }
    Serial.print(".");
  }
  Serial.println();

  // Datum/Zeit erfolgreich synchronisiert
  if (Suche == -1) 
  {
    Serial.println("-------------------------");
    Serial.println("Datum/Zeit erfolgreich synchronisiert ...");
    if (Zeit.tm_mday < 10) Serial.print("0");
    Serial.print(Zeit.tm_mday);
    Serial.print(".");

    // Monat: führende 0 ergänzen
    if (Zeit.tm_mon < 9) Serial.print("0");

    // Zählung beginnt mit 0 -> +1
    Serial.print(Zeit.tm_mon + 1);
    Serial.print(".");

    // Anzahl Jahre seit 1900
    Serial.println(Zeit.tm_year + 1900);
    if (Zeit.tm_hour < 10) Serial.print("0");
    Serial.print(Zeit.tm_hour);
    Serial.print(":");
    if (Zeit.tm_min < 10) Serial.print("0");
    Serial.print(Zeit.tm_min);
    Serial.print(":");
    if (Zeit.tm_sec < 10) Serial.print("0");
    Serial.println(Zeit.tm_sec);
    Serial.println("-------------------------");
  }

  // Zeit in Stunden, Minuten und Sekunden
  Stunden = Zeit.tm_hour, Minuten = Zeit.tm_min, Sekunden = Zeit.tm_sec;
  
  // Anzeige starten
  Anzeige.begin();  

  // Helligkeit
  Anzeige.setBrightness(10);
  Anzeige.clearScreen();
  Zeitmessung = millis() + 1000;
}

void loop() 
{
  // Start = true
  // -> Zeit einmalig synchronisieren
  if (Start)
  {
    Start = false;
    
    // Zeit jede Minute mit Zeitserver synchronisieren
    // aktuelle Zeit holen
    time(&aktuelleZeit);

    // localtime_r -> Zeit in die lokale Zeitzone setzen
    localtime_r(&aktuelleZeit, &Zeit);

    // Zeit in Stunden, Minuten und Sekunden
    Stunden = int(Zeit.tm_hour), Minuten = int(Zeit.tm_min), Sekunden = int(Zeit.tm_sec);
    
    // : einschalten
    Anzeige.colonOn();
    
    if (Zeit.tm_hour < 10) ZeitAnzeige = "0" + String(Zeit.tm_hour);
    else ZeitAnzeige = String(Zeit.tm_hour);
    if (Zeit.tm_min < 10) ZeitAnzeige += "0" + String(Zeit.tm_min);
    else ZeitAnzeige += String(Zeit.tm_min);
    Anzeige.display(ZeitAnzeige);
  }

  // Sekunden weiter zählen
  if (Zeitmessung < millis()) 
  {
    Zeitmessung += 1000;
    Sekunden++;
    if (Sekunden == 60) 
    {
      // Zeit jede Minute mit Zeitserver synchronisieren
      // aktuelle Zeit holen
      time(&aktuelleZeit);

      // localtime_r -> Zeit in die lokale Zeitzone setzen
      localtime_r(&aktuelleZeit, &Zeit);

      // Zeit in Stunden, Minuten und Sekunden
      Stunden = int(Zeit.tm_hour), Minuten = int(Zeit.tm_min), Sekunden = int(Zeit.tm_sec);
    }
  }

  if (Sekunden == 0) 
  {
    // : einschalten
    Anzeige.colonOn();
    
    if (Zeit.tm_hour < 10) ZeitAnzeige = "0" + String(Zeit.tm_hour);
    else ZeitAnzeige = String(Zeit.tm_hour);
    if (Zeit.tm_min < 10) ZeitAnzeige += "0" + String(Zeit.tm_min);
    else ZeitAnzeige += String(Zeit.tm_min);
    Anzeige.display(ZeitAnzeige);
  }
 }

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#include "WiFi.h"

#include "time.h"

#include "TM1637.h"

TM1637 Anzeige(5, 17);

// WiFi-Daten

char Router[] = "FRITZ!Box 7590 LB";

char Passwort[] = "anea1246";

// NTP-Server aus dem Pool

#define Zeitserver "de.pool.ntp.org"

Liste der Zeitzonen

https://github.com/nayarsystems/posix_tz_db/blob/master/zones.csv

Zeitzone CET = Central European Time -1 -> 1 Stunde zurück

CEST = Central European Summer Time von

M3 = März, 5.0 = Sonntag 5. Woche, 02 = 2 Uhr

bis M10 = Oktober, 5.0 = Sonntag 5. Woche 03 = 3 Uhr

#define Zeitzone "CET-1CEST,M3.5.0/02,M10.5.0/03"

// time_t enthält die Anzahl der Sekunden seit dem 1.1.1970 0 Uhr

time_t aktuelleZeit;

Struktur tm

tm_hour -> Stunde: 0 bis 23

tm_min -> Minuten: 0 bis 59

tm_sec -> Sekunden 0 bis 59

tm_mday -> Tag 1 bis 31

tm_wday -> Wochentag (0 = Sonntag, 6 = Samstag)

tm_mon -> Monat: 0 (Januar) bis 11 (Dezember)

tm_year -> Jahre seit 1900

tm_yday -> vergangene Tage seit 1. Januar des Jahres

tm_isdst -> Wert > 0 = Sommerzeit (dst = daylight saving time)

tm Zeit;

// Variablen für die Zeit

int Stunden, Minuten, Sekunden;

// Start wird nur beim ersten Start für den Aufbau des TFTs benötigt

bool Start = true;

unsigned long Zeitmessung = 0;

unsigned long Intervall = 1000;

// String für die Anzeige der Zeit

String ZeitAnzeige;

void setup()

{

Serial.begin(9600);

// Zeitzone: Parameter für die zu ermittelnde Zeit

configTzTime(Zeitzone, Zeitserver);

WiFi.mode(WIFI_STA);

// WiFi starten

WiFi.begin(Router, Passwort);

Serial.println("------------------------");

while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {

delay(200);

Serial.print(".");

}

Serial.println();

Serial.print("Verbunden mit ");

Serial.println(Router);

Serial.print("IP über DHCP: ");

Serial.println(WiFi.localIP());

// Zeit holen

time(&aktuelleZeit);

// localtime_r -> Zeit in die lokale Zeitzone setzen

localtime_r(&aktuelleZeit, &Zeit);

// beim Start entspricht das Datum der Unixtime: 1.1.1970

// Datum/Kalender sollen erst angezeigt werden, wenn das Datum korrekt ist

String Jahr = String(Zeit.tm_year + 1900);

int Zaehler = 0;

// String Jahr nach "1970" durchsuchen

int Suche = Jahr.indexOf("1970");

Serial.println("-------------------------");

Serial.println("Datum und Zeit holen (maximal 90 Sekunden)...");

// solange die Suche nicht erfolgreich ist

while (Suche != -1)

{

// aktuelle Zeit holen

time(&aktuelleZeit);

// localtime_r -> Zeit in die lokale Zeitzone setzen

localtime_r(&aktuelleZeit, &Zeit);

Jahr = String(Zeit.tm_year + 1900);

// String Jahr nach "1970" durchsuchen

Suche = Jahr.indexOf("1970");

// Zeit in Stunden, Minuten und Sekunden

Stunden = int(Zeit.tm_hour), Minuten = int(Zeit.tm_min), Sekunden = int(Zeit.tm_sec);

delay(1000);

Zaehler++;

if (Zaehler >= 90)

{

Serial.println();

Serial.println("Datum und Zeit konnte innerhalb von " + String(Zaehler) + " Sekunden nicht geholt werden");

Serial.println("Programm wird beendet");

// Programm beenden

while (1);

}

Serial.print(".");

}

Serial.println();

// Datum/Zeit erfolgreich synchronisiert

if (Suche == -1)

{

Serial.println("-------------------------");

Serial.println("Datum/Zeit erfolgreich synchronisiert ...");

if (Zeit.tm_mday < 10) Serial.print("0");

Serial.print(Zeit.tm_mday);

Serial.print(".");

// Monat: führende 0 ergänzen

if (Zeit.tm_mon < 9) Serial.print("0");

// Zählung beginnt mit 0 -> +1

Serial.print(Zeit.tm_mon + 1);

Serial.print(".");

// Anzahl Jahre seit 1900

Serial.println(Zeit.tm_year + 1900);

if (Zeit.tm_hour < 10) Serial.print("0");

Serial.print(Zeit.tm_hour);

Serial.print(":");

if (Zeit.tm_min < 10) Serial.print("0");

Serial.print(Zeit.tm_min);

Serial.print(":");

if (Zeit.tm_sec < 10) Serial.print("0");

Serial.println(Zeit.tm_sec);

Serial.println("-------------------------");

}

// Zeit in Stunden, Minuten und Sekunden

Stunden = Zeit.tm_hour, Minuten = Zeit.tm_min, Sekunden = Zeit.tm_sec;

// Anzeige starten

Anzeige.begin();

// Helligkeit

Anzeige.setBrightness(10);

Anzeige.clearScreen();

Zeitmessung = millis() + 1000;

}

void loop()

{

// Start = true

// -> Zeit einmalig synchronisieren

if (Start)

{

Start = false;

// Zeit jede Minute mit Zeitserver synchronisieren

// aktuelle Zeit holen

time(&aktuelleZeit);

// localtime_r -> Zeit in die lokale Zeitzone setzen

localtime_r(&aktuelleZeit, &Zeit);

// Zeit in Stunden, Minuten und Sekunden

Stunden = int(Zeit.tm_hour), Minuten = int(Zeit.tm_min), Sekunden = int(Zeit.tm_sec);

// : einschalten

Anzeige.colonOn();

if (Zeit.tm_hour < 10) ZeitAnzeige = "0" + String(Zeit.tm_hour);

else ZeitAnzeige = String(Zeit.tm_hour);

if (Zeit.tm_min < 10) ZeitAnzeige += "0" + String(Zeit.tm_min);

else ZeitAnzeige += String(Zeit.tm_min);

Anzeige.display(ZeitAnzeige);

}

// Sekunden weiter zählen

if (Zeitmessung < millis())

{

Zeitmessung += 1000;

Sekunden++;

if (Sekunden == 60)

{

// Zeit jede Minute mit Zeitserver synchronisieren

// aktuelle Zeit holen

time(&aktuelleZeit);

// localtime_r -> Zeit in die lokale Zeitzone setzen

localtime_r(&aktuelleZeit, &Zeit);

// Zeit in Stunden, Minuten und Sekunden

Stunden = int(Zeit.tm_hour), Minuten = int(Zeit.tm_min), Sekunden = int(Zeit.tm_sec);

}

if (Sekunden == 0)

{

// : einschalten

Anzeige.colonOn();

if (Zeit.tm_hour < 10) ZeitAnzeige = "0" + String(Zeit.tm_hour);

else ZeitAnzeige = String(Zeit.tm_hour);

if (Zeit.tm_min < 10) ZeitAnzeige += "0" + String(Zeit.tm_min);

else ZeitAnzeige += String(Zeit.tm_min);

Anzeige.display(ZeitAnzeige);

}

Benötigte Bauteile

Konfiguration der Mikrocontroller

Schaltpläne

Benötigte Bibliothek

Funktionen der Bibliothek TM1637 (AKJ)

Das Programm (ESP32-Wroom)

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