Uhrzeit auf LED-Matrix anzeigen

Inhalt

8 Minuten

Ziel des Projekts

Auf einer 4-fach LED-Matrix soll die Uhrzeit in digitaler Form angezeigt werden. Die Synchronisation der Zeit übernimmt ein RTC-Modul. Die Zeit kann animiert oder auch ohne Animation dargestellt werden. Das RTC-Modul kann auch die Temperatur anzeigen, dies soll zusätzlich genutzt werden. Im Programm ohne Animation kann der optionale Potentiometer die Helligkeit der Matrix verändern oder sie ganz ausschalten.

Uhrzeit ohne Animation mit Temperaturanzeige

Uhrzeit mit Animation

Die Hardware

RTC-Modul
LED-Matrix
Potentiometer (optional)

Benötigte Bibliotheken

Der Schaltplan

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

Beispiel

Im Seriellen Monitor kann ein Text eingegeben werden, der Text wird als Laufschrift auf der LED-Matrix angezeigt.

Erläuterungen

entsprechend der ⇒SPI-Vorgabe werden die Pins festgelegt
AnzahlMatrix bestimmt die Anzahl der verwendeten Module
im setup-Teil wird die Matrix gestartet (begin) und die Helligkeit (setIntensity) bestimmt
anschließend werden die Parameter für die Darstellung der Laufschrift festgelegt:
setSpeed(): Geschwindigkeit des Hineinscrollens
setCharSpacing(): Abstand der Buchstaben untereinander
setTextAlignment(): Position des Textes (PA_LEFT/PA_CENTER/PA_RIGHT)
setPause(): Pause zwischen den Animationen
im loop-Teil wird die Eingabe abgefragt
die Funktion displayText() erwartet ein ⇒char-Array, der String Eingabe wird in das char-Array Ausgabe umgewandelt
displayText() erwartet sechs Parameter:
das char-Array, die Position des Textes, die Geschwindigkeit des Hineinscrollens, die Pause zwischen den Animationen, Methoden des Hineinscrollens und des Herausscrollens

Das Programm

#include "MD_Parola.h"

// Hardware MAX7219
#define HARDWARE_TYPE MD_MAX72XX::FC16_HW

#define AnzahlMatrix 4
#define DATA_PIN 11
#define CLK_PIN  13
#define CS_PIN   10

MD_Parola Matrix = MD_Parola(HARDWARE_TYPE, DATA_PIN, CLK_PIN, CS_PIN, AnzahlMatrix);
 
String Eingabe;

void setup() 
{
  Serial.begin(9600);

  // Matrix starten
  Matrix.begin();

  // Helligkeit (1 - 15)
  Matrix.setIntensity(4);
  Matrix.displayClear();

  // Geschwindigkeit des Hineinscrollens
  Matrix.setSpeed(50);

  // Abstand der Zeichen
  Matrix.setCharSpacing(1);

  // Anordnung des Textes links
  Matrix.setTextAlignment(PA_LEFT);

  // Pause zwischen der Animation
  Matrix.setPause(1000);
}

void loop() 
{
  // auf serielle Eingabe warten
  while (Serial.available() > 0)
  {
    // solange lesen, bis return \n eingegeben wurde
    Eingabe = Serial.readStringUntil('\n');
    
    Serial.println(Eingabe);
  }

  // Eingabe in char-Array Ausgabe umwandeln
  char Ausgabe[Eingabe.length()];
  Eingabe.toCharArray(Ausgabe, Eingabe.length() + 1); 
  
  // Lauftext anzeigen
  if (Matrix.displayAnimate()) 
  {
    Matrix.displayText(Ausgabe, Matrix.getTextAlignment(), Matrix.getSpeed(), Matrix.getPause(), PA_SCROLL_LEFT, PA_SCROLL_LEFT);
  }
}

#include "MD_Parola.h"

// Hardware MAX7219

#define HARDWARE_TYPE MD_MAX72XX::FC16_HW

#define AnzahlMatrix 4

#define DATA_PIN 11

#define CLK_PIN 13

#define CS_PIN 10

MD_Parola Matrix = MD_Parola(HARDWARE_TYPE, DATA_PIN, CLK_PIN, CS_PIN, AnzahlMatrix);

String Eingabe;

void setup()

{

Serial.begin(9600);

// Matrix starten

Matrix.begin();

// Helligkeit (1 - 15)

Matrix.setIntensity(4);

Matrix.displayClear();

// Geschwindigkeit des Hineinscrollens

Matrix.setSpeed(50);

// Abstand der Zeichen

Matrix.setCharSpacing(1);

// Anordnung des Textes links

Matrix.setTextAlignment(PA_LEFT);

// Pause zwischen der Animation

Matrix.setPause(1000);

}

void loop()

{

// auf serielle Eingabe warten

while (Serial.available() > 0)

{

// solange lesen, bis return \n eingegeben wurde

Eingabe = Serial.readStringUntil('\n');

Serial.println(Eingabe);

}

// Eingabe in char-Array Ausgabe umwandeln

char Ausgabe[Eingabe.length()];

Eingabe.toCharArray(Ausgabe, Eingabe.length() + 1);

// Lauftext anzeigen

if (Matrix.displayAnimate())

{

Matrix.displayText(Ausgabe, Matrix.getTextAlignment(), Matrix.getSpeed(), Matrix.getPause(), PA_SCROLL_LEFT, PA_SCROLL_LEFT);

}

Zeit und Temperatur ohne Animation

Im setup-Teil wird die aktuelle Zeit ⇒festgelegt.

#include "MD_Parola.h"

// Hardware MAX7219
#define HARDWARE_TYPE MD_MAX72XX::FC16_HW

#define AnzahlMatrix 4
#define DATA_PIN 11
#define CLK_PIN  13
#define CS_PIN   10

MD_Parola Matrix = MD_Parola(HARDWARE_TYPE, DATA_PIN, CLK_PIN, CS_PIN, AnzahlMatrix);
 
String Eingabe;

void setup() 
{
  Serial.begin(9600);

  // Matrix starten
  Matrix.begin();

  // Helligkeit (1 - 15)
  Matrix.setIntensity(4);
  Matrix.displayClear();

  // Geschwindigkeit des Hineinscrollens
  Matrix.setSpeed(50);

  // Abstand der Zeichen
  Matrix.setCharSpacing(1);

  // Anordnung des Textes links
  Matrix.setTextAlignment(PA_LEFT);

  // Pause zwischen der Animation
  Matrix.setPause(1000);
}

void loop() 
{
  // auf serielle Eingabe warten
  while (Serial.available() > 0)
  {
    // solange lesen, bis return \n eingegeben wurde
    Eingabe = Serial.readStringUntil('\n');
    
    Serial.println(Eingabe);
  }

  // Eingabe in char-Array Ausgabe umwandeln
  char Ausgabe[Eingabe.length()];
  Eingabe.toCharArray(Ausgabe, Eingabe.length() + 1); 
  
  // Lauftext anzeigen
  if (Matrix.displayAnimate()) 
  {
    Matrix.displayText(Ausgabe, Matrix.getTextAlignment(), Matrix.getSpeed(), Matrix.getPause(), PA_SCROLL_LEFT, PA_SCROLL_LEFT);
  }
}

#include "MD_Parola.h"

// Hardware MAX7219

#define HARDWARE_TYPE MD_MAX72XX::FC16_HW

#define AnzahlMatrix 4

#define DATA_PIN 11

#define CLK_PIN 13

#define CS_PIN 10

MD_Parola Matrix = MD_Parola(HARDWARE_TYPE, DATA_PIN, CLK_PIN, CS_PIN, AnzahlMatrix);

String Eingabe;

void setup()

{

Serial.begin(9600);

// Matrix starten

Matrix.begin();

// Helligkeit (1 - 15)

Matrix.setIntensity(4);

Matrix.displayClear();

// Geschwindigkeit des Hineinscrollens

Matrix.setSpeed(50);

// Abstand der Zeichen

Matrix.setCharSpacing(1);

// Anordnung des Textes links

Matrix.setTextAlignment(PA_LEFT);

// Pause zwischen der Animation

Matrix.setPause(1000);

}

void loop()

{

// auf serielle Eingabe warten

while (Serial.available() > 0)

{

// solange lesen, bis return \n eingegeben wurde

Eingabe = Serial.readStringUntil('\n');

Serial.println(Eingabe);

}

// Eingabe in char-Array Ausgabe umwandeln

char Ausgabe[Eingabe.length()];

Eingabe.toCharArray(Ausgabe, Eingabe.length() + 1);

// Lauftext anzeigen

if (Matrix.displayAnimate())

{

Matrix.displayText(Ausgabe, Matrix.getTextAlignment(), Matrix.getSpeed(), Matrix.getPause(), PA_SCROLL_LEFT, PA_SCROLL_LEFT);

}

Zeit und Temperatur ohne Animation dimmen mit Potentiometer

#include "MD_Parola.h"
#include "RTClib.h"

// Hardware MAX7219
#define HARDWARE_TYPE MD_MAX72XX::FC16_HW

#define AnzahlMatrix 4
#define DATA_PIN 11
#define CLK_PIN  13
#define CS_PIN   10

MD_Parola Matrix = MD_Parola(HARDWARE_TYPE, DATA_PIN, CLK_PIN, CS_PIN, AnzahlMatrix);
 
// Name des RTC-Moduls (rtc)
RTC_DS3231 rtc;

// °C definieren
const uint8_t GradC[] = { 6, 3, 3, 56, 68, 68, 68 }; 

String Zeit;

// Wartezeit zwischen uhrzeit und Temperatur
#define Wartezeit 5000

int Helligkeit;

void setup() 
{
   // RTC-Modul starten
  rtc.begin();

  // beim erneuten Hochladen // vor die Zeile setzen
  // Zeit aus dem Zeitpunkt des Kompilierens synchronisieren
  rtc.adjust(DateTime(F(__DATE__), F(__TIME__)));

  // alternativ
  // beim erneuten Hochladen // vor die Zeile setzen
  // rtc.adjust(DateTime(2026, 1, 5, 10, 0, 30));

  Matrix.begin();

  // ein Zeichen für GradC festlegen
  Matrix.addChar('#', GradC);

  // Helligkeit (1 - 15)
  Matrix.setIntensity(0);

  // Abstand der Zeichen
  Matrix.setCharSpacing(1);

  // Ausrichtung 
  Matrix.setTextAlignment(PA_CENTER);
  Matrix.displayClear();
}

void loop() 
{
  Helligkeit = map(analogRead(A0), 0, 1023, 0, 15);
  Matrix.setIntensity(Helligkeit);
  if (Helligkeit == 0) Matrix.displayShutdown(true);
  else Matrix.displayShutdown(false);

  // aktuelle Zeit holen
  DateTime aktuell = rtc.now();
  char Zeit[] = "hh:mm";
  
  String Temperatur = String(rtc.getTemperature(), 1);
  
  // replace -> . durch , ersetzen
  Temperatur.replace(".", ",");
  Matrix.print(aktuell.toString(Zeit));
  delay(Wartezeit);

  Helligkeit = map(analogRead(A0), 0, 1023, 0, 15);
  Matrix.setIntensity(Helligkeit);
  if (Helligkeit == 0) Matrix.displayShutdown(true);
  else Matrix.displayShutdown(false);
  Matrix.print(Temperatur + " #");
  delay(Wartezeit);
}

#include "MD_Parola.h"

#include "RTClib.h"

// Hardware MAX7219

#define HARDWARE_TYPE MD_MAX72XX::FC16_HW

#define AnzahlMatrix 4

#define DATA_PIN 11

#define CLK_PIN 13

#define CS_PIN 10

MD_Parola Matrix = MD_Parola(HARDWARE_TYPE, DATA_PIN, CLK_PIN, CS_PIN, AnzahlMatrix);

// Name des RTC-Moduls (rtc)

RTC_DS3231 rtc;

// °C definieren

const uint8_t GradC[] = { 6, 3, 3, 56, 68, 68, 68 };

String Zeit;

// Wartezeit zwischen uhrzeit und Temperatur

#define Wartezeit 5000

int Helligkeit;

void setup()

{

// RTC-Modul starten

rtc.begin();

// beim erneuten Hochladen // vor die Zeile setzen

// Zeit aus dem Zeitpunkt des Kompilierens synchronisieren

rtc.adjust(DateTime(F(__DATE__), F(__TIME__)));

// alternativ

// beim erneuten Hochladen // vor die Zeile setzen

// rtc.adjust(DateTime(2026, 1, 5, 10, 0, 30));

Matrix.begin();

// ein Zeichen für GradC festlegen

Matrix.addChar('#', GradC);

// Helligkeit (1 - 15)

Matrix.setIntensity(0);

// Abstand der Zeichen

Matrix.setCharSpacing(1);

// Ausrichtung

Matrix.setTextAlignment(PA_CENTER);

Matrix.displayClear();

}

void loop()

{

Helligkeit = map(analogRead(A0), 0, 1023, 0, 15);

Matrix.setIntensity(Helligkeit);

if (Helligkeit == 0) Matrix.displayShutdown(true);

else Matrix.displayShutdown(false);

// aktuelle Zeit holen

DateTime aktuell = rtc.now();

char Zeit[] = "hh:mm";

String Temperatur = String(rtc.getTemperature(), 1);

// replace -> . durch , ersetzen

Temperatur.replace(".", ",");

Matrix.print(aktuell.toString(Zeit));

delay(Wartezeit);

Helligkeit = map(analogRead(A0), 0, 1023, 0, 15);

Matrix.setIntensity(Helligkeit);

if (Helligkeit == 0) Matrix.displayShutdown(true);

else Matrix.displayShutdown(false);

Matrix.print(Temperatur + " #");

delay(Wartezeit);

}

Zeit mit Animation

Im setup-Teil wird die aktuelle Zeit ⇒festgelegt.

#include "MD_Parola.h"
#include "RTClib.h"

// Hardware MAX7219
#define HARDWARE_TYPE MD_MAX72XX::FC16_HW

#define AnzahlMatrix 4
#define DATA_PIN 11
#define CLK_PIN  13
#define CS_PIN   10

MD_Parola Matrix = MD_Parola(HARDWARE_TYPE, DATA_PIN, CLK_PIN, CS_PIN, AnzahlMatrix);
 
// Name des RTC-Moduls (rtc)
RTC_DS3231 rtc;

// String für die Zeit
String Zeit;

void setup() 
{
   // RTC-Modul starten
  rtc.begin();

  // beim erneuten Hochladen // vor die Zeile setzen
  // Zeit aus dem Zeitpunkt des Kompilierens synchronisieren
  rtc.adjust(DateTime(F(__DATE__), F(__TIME__)));

  // alternativ
  // beim erneuten Hochladen // vor die Zeile setzen
  // Jahr, Monat, Tag, Stunden, Minuten, Sekunden
  // rtc.adjust(DateTime(2026, 1, 5, 10, 0, 30));

  // Matrix starten
  Matrix.begin();

  // Helligkeit (1 - 15)
  Matrix.setIntensity(4);
  Matrix.displayClear();

  // Geschwindigkeit des Hineinscrollens
  Matrix.setSpeed(50);

  // Abstand der Zeichen
  Matrix.setCharSpacing(1);

  Matrix.setTextAlignment(PA_CENTER);

  // Pause zwischen der Animation
  Matrix.setPause(5000);
}

void loop() 
{
  // String Zeit leeren
  Zeit = "";
  
  // aktuelle Zeit holen
  DateTime aktuell = rtc.now();
  
  // String Zeit erstellen und in char-Array umwandeln
  // wenn Stunden/Minuten < 10 -> 0 davor setzen
  if (aktuell.hour() < 10) Zeit += "0";
  Zeit += String(aktuell.hour());
  Zeit += ":";
  if (aktuell.minute() < 10) Zeit = Zeit + "0";

  Zeit += String(aktuell.minute());
  char Uhrzeit[Zeit.length()];
  Zeit.toCharArray(Uhrzeit, Zeit.length() + 1); 

  if (Matrix.displayAnimate()) 
  {
    /*
      Aufruf displayText
      char-Array, Position, Geschwindigkeit der Animation, Dauer der Animation, Hineinscollen, Hinausscrollen 
      Parameter Position:
      PA_LEFT/PA_CENTER/PA_RIGHT
      Parameter Scrollen: 
      PA_SCROLL_UP_LEFT
      PA_SCROLL_DOWN_LEFT
      PA_SCROLL_UP_RIGHT
      PA_SCROLL_DOWN_RIGHT
      PA_SCROLL_LEFT
      PA_SCROLL_RIGHT
      PA_SCROLL_UP
      PA_SCROLL_DOWN
    */
    Matrix.displayText(Uhrzeit, Matrix.getTextAlignment(), Matrix.getSpeed(), Matrix.getPause(), PA_SCROLL_UP_LEFT, PA_SCROLL_DOWN_LEFT);
  }
}

#include "MD_Parola.h"

#include "RTClib.h"

// Hardware MAX7219

#define HARDWARE_TYPE MD_MAX72XX::FC16_HW

#define AnzahlMatrix 4

#define DATA_PIN 11

#define CLK_PIN 13

#define CS_PIN 10

MD_Parola Matrix = MD_Parola(HARDWARE_TYPE, DATA_PIN, CLK_PIN, CS_PIN, AnzahlMatrix);

// Name des RTC-Moduls (rtc)

RTC_DS3231 rtc;

// String für die Zeit

String Zeit;

void setup()

{

// RTC-Modul starten

rtc.begin();

// beim erneuten Hochladen // vor die Zeile setzen

// Zeit aus dem Zeitpunkt des Kompilierens synchronisieren

rtc.adjust(DateTime(F(__DATE__), F(__TIME__)));

// alternativ

// beim erneuten Hochladen // vor die Zeile setzen

// Jahr, Monat, Tag, Stunden, Minuten, Sekunden

// rtc.adjust(DateTime(2026, 1, 5, 10, 0, 30));

// Matrix starten

Matrix.begin();

// Helligkeit (1 - 15)

Matrix.setIntensity(4);

Matrix.displayClear();

// Geschwindigkeit des Hineinscrollens

Matrix.setSpeed(50);

// Abstand der Zeichen

Matrix.setCharSpacing(1);

Matrix.setTextAlignment(PA_CENTER);

// Pause zwischen der Animation

Matrix.setPause(5000);

}

void loop()

{

// String Zeit leeren

Zeit = "";

// aktuelle Zeit holen

DateTime aktuell = rtc.now();

// String Zeit erstellen und in char-Array umwandeln

// wenn Stunden/Minuten < 10 -> 0 davor setzen

if (aktuell.hour() < 10) Zeit += "0";

Zeit += String(aktuell.hour());

Zeit += ":";

if (aktuell.minute() < 10) Zeit = Zeit + "0";

Zeit += String(aktuell.minute());

char Uhrzeit[Zeit.length()];

Zeit.toCharArray(Uhrzeit, Zeit.length() + 1);

if (Matrix.displayAnimate())

{

Aufruf displayText

char-Array, Position, Geschwindigkeit der Animation, Dauer der Animation, Hineinscollen, Hinausscrollen

Parameter Position:

PA_LEFT/PA_CENTER/PA_RIGHT

Parameter Scrollen:

PA_SCROLL_UP_LEFT

PA_SCROLL_DOWN_LEFT

PA_SCROLL_UP_RIGHT

PA_SCROLL_DOWN_RIGHT

PA_SCROLL_LEFT

PA_SCROLL_RIGHT

PA_SCROLL_UP

PA_SCROLL_DOWN

Matrix.displayText(Uhrzeit, Matrix.getTextAlignment(), Matrix.getSpeed(), Matrix.getPause(), PA_SCROLL_UP_LEFT, PA_SCROLL_DOWN_LEFT);

}

Ziel des Projekts

Die Hardware

Benötigte Bibliotheken

Der Schaltplan

Beispiel

Erläuterungen

Das Programm

Zeit und Temperatur ohne Animation

Zeit und Temperatur ohne Animation dimmen mit Potentiometer

Zeit mit Animation

Quellen

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