Stoppuhr mit Rundenanzeige – Projekte für Arduino und ESP32-Mikrocontroller

Lesezeit: 5 Minuten

Zunächst soll eine Stoppuhr programmiert werden, die nach jedem Tasterdruck die Stoppuhr neu startet und anschließend das Ergebnis anzeigt. Hier sollen die Sekunden noch in Minuten umgerechnet werden, wenn jeweils 60 Sekunden überschritten werden.

So soll es aussehen:

⇒ Stoppuhr Serieller Monitor

Schließe das LCD an:

⇒LCD

Normalerweise wäre eine komplexe Verkabelung zum Betrieb eines LCDs nötig. Der ⇒I2C-Bus regelt über einen eigenen Mikroprozessor die Kommunikation der Datenleitungen untereinander. Es werden deshalb nur vier Anschlüsse benötigt.

Die Helligkeit kann mit einem Potentiometer auf der Rückseite des LCDs eingestellt werden.

Benötigte Bauteile:

Taster
4‑zeiliges LCD mit I²C-Schnittstelle
Leitungsdrähte

Baue die Schaltung auf.
(Fahre mit der Maus über das Bild, um die Bezeichnungen der Bauteile zu sehen)

Benötigte Bibliotheken:

Binde die benötigten Bibliotheken ein und definiere die Variablen:

#include "LiquidCrystal_I2C.h"
#include "OneButton.h"
int TASTER = 7;

// Name des Tasters
OneButton NameTaster(TASTER, true);

// Name des LCDs
LCDIC2 lcd(0x27, 20, 4);

// Variablen der Zeit
float StartZeit;
float VerstricheneZeit;
float Sekunden;
bool Anzeige = true;

// TasterStatus sorgt für Start/Neustart
bool TasterStatus = true;

#include “LiquidCrystal_I2C.h”

#include “OneButton.h”

int TASTER = 7;

// Name des Tasters

OneButton NameTaster(TASTER, true);

// Name des LCDs

LCDIC2 lcd(0x27, 20, 4);

// Variablen der Zeit

float StartZeit;

float VerstricheneZeit;

float Sekunden;

bool Anzeige = true;

// TasterStatus sorgt für Start/Neustart

bool TasterStatus = true;

Der setup-Teil startet das LCD und legt die benötigten Einstellungen für die Bibliothek OneButton fest.

void setup()
{
  lcd.init();
  lcd.backlight();
  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print("Taste -> Start");
  lcd.setCursor(0, 1);
  lcd.print("--------------------");

  // Aktionen dem Modus des Tasters zuordnen
  NameTaster.attachClick(einKlick);

  // Standardwerte können anpasst werden
  // NameTaster.setPressTicks(500);
  // NameTaster.setClickTicks(200);
  // NameTaster.setDebounceTicks(50);
}

void setup()

{

lcd.init();

lcd.backlight();

lcd.setCursor(0, 0);

lcd.print(“Taste -> Start”);

lcd.setCursor(0, 1);

lcd.print(“——————–”);

// Aktionen dem Modus des Tasters zuordnen

NameTaster.attachClick(einKlick);

// Standardwerte können anpasst werden

// NameTaster.setPressTicks(500);

// NameTaster.setClickTicks(200);

// NameTaster.setDebounceTicks(50);

}

Der loop-Teil sorgt lediglich dafür, dass der Taster abgefragt wird:

void loop()
{
  // Taster alle 10 Millisekunden abfragen
  NameTaster.tick();
  delay(10);
}

void loop()

{

// Taster alle 10 Millisekunden abfragen

NameTaster.tick();

delay(10);

}

Die Funktion einKlick() misst die Zeit und sorgt für die Ausgabe auf dem LCD:

void einKlick()
{
  if (TasterStatus)
  {
    StartZeit = millis();
    lcd.clear();
    lcd.setCursor(0, 0);
    lcd.print("Taste - Stopp");
    lcd.setCursor(0, 2);
  }

  else
  {
    // Zeit berechnen
    float Sekunden;
    VerstricheneZeit = millis() - StartZeit;

    Sekunden = VerstricheneZeit / 1000;
    String GesamtSekunden = String(Sekunden);

    // . durch , ersetzen
    GesamtSekunden.replace(".", ",");

    // Ausgabe im Seriellen Monitor
    Serial.println("Sekunden insgesamt: " + GesamtSekunden + " Sekunden");

    // Minuten berechnen
    int Minute  = int(Sekunden) / 60;

    // nur Ausgabe der Minuten wenn Minute > 0
    if (Minute > 0)
    {
      // Ausgabe verschönern, wenn Minute > 1 -> Ausgabe "Minuten"
      // "Minute"
      if (Minute > 1)
      {
        lcd.setCursor(0, 2);
        lcd.print(String(Minute) + " Minuten ");
      }

      else
      {
        lcd.setCursor(0, 2);
        lcd.print(String(Minute) + " Minute ");
      }
    }

    // von Sekunden Anzahl der Minuten abziehen
    Sekunden = Sekunden - Minute * 60;

    // Sekunden in String umwandeln
    // damit . durch , ersetzt werden kann
    String AnzahlSekunden = String(Sekunden);

    // . durch , ersetzen
    AnzahlSekunden.replace(".", ",");

    // Ausgabe LCD
    lcd.setCursor(0, 0);
    lcd.print("Neustart -> Taste");
    lcd.setCursor(0, 3);
    lcd.print(AnzahlSekunden + " Sekunden");
  }

  // Tasterstatus umkehren
  TasterStatus = !TasterStatus;
}

void einKlick()

{

if (TasterStatus)

{

StartZeit = millis();

lcd.clear();

lcd.setCursor(0, 0);

lcd.print(“Taste — Stopp”);

lcd.setCursor(0, 2);

}

else

{

// Zeit berechnen

float Sekunden;

VerstricheneZeit = millis() - StartZeit;

Sekunden = VerstricheneZeit / 1000;

String GesamtSekunden = String(Sekunden);

// . durch , ersetzen

GesamtSekunden.replace(“.”, “,”);

// Ausgabe im Seriellen Monitor

Serial.println(“Sekunden insgesamt: ” + GesamtSekunden + ” Sekunden”);

// Minuten berechnen

int Minute = int(Sekunden) / 60;

// nur Ausgabe der Minuten wenn Minute > 0

if (Minute > 0)

{

// Ausgabe verschönern, wenn Minute > 1 -> Ausgabe “Minuten”

// “Minute”

if (Minute > 1)

{

lcd.setCursor(0, 2);

lcd.print(String(Minute) + ” Minuten ”);

}

else

{

lcd.setCursor(0, 2);

lcd.print(String(Minute) + ” Minute ”);

}

// von Sekunden Anzahl der Minuten abziehen

Sekunden = Sekunden - Minute * 60;

// Sekunden in String umwandeln

// damit . durch , ersetzt werden kann

String AnzahlSekunden = String(Sekunden);

// . durch , ersetzen

AnzahlSekunden.replace(“.”, “,”);

// Ausgabe LCD

lcd.setCursor(0, 0);

lcd.print(“Neustart -> Taste”);

lcd.setCursor(0, 3);

lcd.print(AnzahlSekunden + ” Sekunden”);

}

// Tasterstatus umkehren

TasterStatus = !TasterStatus;

}

Die Stoppuhr soll jetzt erweitert werden. Ein Druck auf den Taster startet die Stoppuhr, der nächste Druck stoppt sie. Es sollen vier Runden erfasst werden.

Ein Doppelklick auf den Taster zeigt die Ergebnisse der bisherigen Runden an, ein langer Druck startet die Stoppuhr wieder bei Runde eins.

Eine Stoppuhr für den Seriellen Monitor findest du ⇒hier.

So soll es aussehen:

Ergänze die Variablen:

#include "LiquidCrystal_I2C.h"
#include "OneButton.h"

int TASTER = 7;

// Name des Tasters
OneButton NameTaster(TASTER, true);

// Name des LCDs
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 20, 4);

// Variablen der Zeit
float StartZeit;
float VerstricheneZeit;
float Sekunden;

int AnzahlRunden = 1;

// muss als Konstante definiert werden 
// -> Größe des Arrays darf nicht gändert werden
const int RundenMax = 5;

// Array Runden
String RundenZeit[RundenMax];

// TasterStatus sorgt für Start/Neustart
bool TasterStatus = true;

bool Neustart = false;

#include “LiquidCrystal_I2C.h”

#include “OneButton.h”

int TASTER = 7;

// Name des Tasters

OneButton NameTaster(TASTER, true);

// Name des LCDs

LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 20, 4);

// Variablen der Zeit

float StartZeit;

float VerstricheneZeit;

float Sekunden;

int AnzahlRunden = 1;

// muss als Konstante definiert werden

// -> Größe des Arrays darf nicht gändert werden

const int RundenMax = 5;

// Array Runden

String RundenZeit[RundenMax];

// TasterStatus sorgt für Start/Neustart

bool TasterStatus = true;

bool Neustart = false;

Im setup-Teil müssen die Aktionen für den Doppelklick und den langen Tasterdruck zusätzlich definiert werden:

void setup()
{
  lcd.init();
  lcd.backlight();
  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print("Taste -> Start");
  lcd.setCursor(0, 1);
  lcd.print("--------------------");

  // Aktionen dem Modus des Tasters zuordnen
  NameTaster.attachClick(einKlick);
  NameTaster.attachDoubleClick(DoppelKlick);
  NameTaster.attachLongPressStop(langerDruckStopp);

  // Standardwerte können anpasst werden
  // NameTaster.setPressTicks(500);
  // NameTaster.setClickTicks(200);
  // NameTaster.setDebounceTicks(50);
}

void setup()

{

lcd.init();

lcd.backlight();

lcd.setCursor(0, 0);

lcd.print(“Taste -> Start”);

lcd.setCursor(0, 1);

lcd.print(“——————–”);

// Aktionen dem Modus des Tasters zuordnen

NameTaster.attachClick(einKlick);

NameTaster.attachDoubleClick(DoppelKlick);

NameTaster.attachLongPressStop(langerDruckStopp);

// Standardwerte können anpasst werden

// NameTaster.setPressTicks(500);

// NameTaster.setClickTicks(200);

// NameTaster.setDebounceTicks(50);

}

Im loop-Teil gibt es keine Änderungen.

Die Funktion einKlick() wird ergänzt. Beachte die Kommentare.

void einKlick()
{
  if (TasterStatus)
  {
    // beim Neustart Variablen auf Standard zurücksetzen
    // Rundenzeiten löschen
    if (Neustart)
    {
      AnzahlRunden = 1;

      // String leeren
      for (int i = 1; i < RundenMax; i++)
      {
        RundenZeit[i] = "";
      }
      Neustart = false;
    }
    StartZeit = millis();
    lcd.clear();
    lcd.setCursor(0, 0);
    lcd.print("Runde: " + String(AnzahlRunden));
    lcd.setCursor(0, 1);
    lcd.print("Taste -> Stopp");
  }
  else
  {
    // Zeit berechnen
    float Sekunden;
    VerstricheneZeit = millis() - StartZeit;
    Sekunden = VerstricheneZeit / 1000;

    // Sekunden in String umwandeln
    // damit . durch , ersetzt werden kann
    String AnzahlSekunden = String(Sekunden);

    // . durch , ersetzen
    AnzahlSekunden.replace(".", ",");

    // Ausgabe LCD
    lcd.clear();
    lcd.print("Runde: " + String(AnzahlRunden));

    lcd.setCursor(0, 1);
    lcd.print("Weiter -> Taste");

    lcd.setCursor(0, 3);
    lcd.print(AnzahlSekunden + " Sekunden");

    // letzte Runde -> Ergebnis anzeigen
    if (AnzahlRunden == RundenMax - 1)
    {
      RundenZeit[AnzahlRunden] = AnzahlSekunden;
      lcd.clear();
      Neustart = true;
      DoppelKlick();
    }
    else
    {
      RundenZeit[AnzahlRunden] = AnzahlSekunden;
      AnzahlRunden ++;
    }
  }

  // Tasterstatus umkehren
  TasterStatus = !TasterStatus;
}

void einKlick()

{

if (TasterStatus)

{

// beim Neustart Variablen auf Standard zurücksetzen

// Rundenzeiten löschen

if (Neustart)

{

AnzahlRunden = 1;

// String leeren

for (int i = 1; i < RundenMax; i++)

{

RundenZeit[i] = “”;

}

Neustart = false;

}

StartZeit = millis();

lcd.clear();

lcd.setCursor(0, 0);

lcd.print(“Runde: ” + String(AnzahlRunden));

lcd.setCursor(0, 1);

lcd.print(“Taste -> Stopp”);

}

else

{

// Zeit berechnen

float Sekunden;

VerstricheneZeit = millis() - StartZeit;

Sekunden = VerstricheneZeit / 1000;

// Sekunden in String umwandeln

// damit . durch , ersetzt werden kann

String AnzahlSekunden = String(Sekunden);

// . durch , ersetzen

AnzahlSekunden.replace(“.”, “,”);

// Ausgabe LCD

lcd.clear();

lcd.print(“Runde: ” + String(AnzahlRunden));

lcd.setCursor(0, 1);

lcd.print(“Weiter -> Taste”);

lcd.setCursor(0, 3);

lcd.print(AnzahlSekunden + ” Sekunden”);

// letzte Runde -> Ergebnis anzeigen

if (AnzahlRunden == RundenMax - 1)

{

RundenZeit[AnzahlRunden] = AnzahlSekunden;

lcd.clear();

Neustart = true;

DoppelKlick();

}

else

{

RundenZeit[AnzahlRunden] = AnzahlSekunden;

AnzahlRunden ++;

}

// Tasterstatus umkehren

TasterStatus = !TasterStatus;

}

Die Funktion DoppelKlick() zeigt das Ergebnis der Runden an, die Funktion langerDruckStopp() sorgt für den Neustart.

void DoppelKlick()
{
  lcd.clear();
  int Zeile = 0;
  for (int i = 1; i <= RundenMax - 1; i++)
  {
    lcd.setCursor(0, Zeile);
    if (RundenZeit[i] != "") lcd.print(String(i) + ": " + RundenZeit[i] + " Sekunden");
    Zeile ++;
  }
}

void langerDruckStopp()
{
  AnzahlRunden = 1;
  TasterStatus = true;
  Neustart = true;
  lcd.clear();
  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print("Neustart: Runde 1");
}