🕰️ Проект: механические часы со стрелкой на шаговом двигателе и DS1302

Часы DS1302 и шаговый двигатель 28BYJ-48

DS1302 хранит время, 28BYJ-48 раз в минуту доворачивает физическую стрелку на нужный угол.

Как это работает

DS1302 — часы реального времени с батарейкой, продолжающие считать время даже при отключении Arduino от питания. Раз в минуту плата считывает текущее время, переводит его в нужный угол поворота стрелки и вычисляет разницу между текущим и целевым положением вала шагового двигателя, доворачивая его ровно на эту разницу.

Пошаговая сборка

Разводка модулей у разных производителей отличается — если на вашей плате контакты называются иначе, сориентируйтесь по маркировке.

DS1302: CLK → D5, DAT → D4, RST → D3, VCC → 5V, GND → GND.
Драйвер ULN2003 (идёт в комплекте с 28BYJ-48): IN1-IN4 → D8, D9, D10, D11.
Установите библиотеку "Rtc by Makuna" через Менеджер библиотек — именно она содержит классы ThreeWire и RtcDS1302.
Соберите механическую передачу от вала двигателя к стрелке так, чтобы 2048 шагов соответствовали ровно одному полному обороту на 12 часов.

Скетч

// ВНИМАНИЕ: рекомендую отладить код через монитор порта, так как я языковая
// модель, а не специализированный кодер, и могу что-то упустить.

#include <ThreeWire.h>
#include <RtcDS1302.h>
#include <Stepper.h>

ThreeWire myWire(4, 5, 3);
RtcDS1302<ThreeWire> Rtc(myWire);
const int stepsPerRevolution = 2048;
Stepper myStepper(stepsPerRevolution, 8, 10, 9, 11);
long currentPosition = 0;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  Rtc.Begin();
  myStepper.setSpeed(10);
}

void loop() {
  RtcDateTime now = Rtc.GetDateTime();
  int minuteOfHalfDay = (now.Hour() % 12) * 60 + now.Minute();
  long targetPosition = map(minuteOfHalfDay, 0, 720, 0, stepsPerRevolution);

  long diff = targetPosition - currentPosition;
  if (diff != 0) {
    Serial.print("Поворот на шагов: ");
    Serial.println(diff);
    myStepper.step(diff);
    currentPosition = targetPosition;
  }
  delay(60000);
}

При первом запуске стрелку выставьте вручную на 12:00, часы DS1302 — командой `Rtc.SetDateTime()`.

Частые проблемы

Ошибка компиляции про ThreeWire/RtcDS1302 — не установлена библиотека "Rtc by Makuna".
Время сбрасывается при каждом включении — разряжена батарейка DS1302 или она не установлена.
Стрелка крутится в неправильную сторону — поменяйте местами пары проводов IN1/IN3 или IN2/IN4 драйвера.
Стрелка дёргается, а не крутится плавно — это нормально для шагового двигателя, уменьшите `setSpeed()` для более плавного хода.
Со временем стрелка "уезжает" от реального времени — проверьте, что механическая передача не проскальзывает и количество шагов на оборот верно откалибровано.

Как улучшить проект

Добавить вторую стрелку (часовую) на отдельном двигателе для полноценного циферблата.
Добавить кнопку ручной корректировки времени без перепрошивки.
Синхронизировать DS1302 по NTP при наличии Wi-Fi-модуля для автоматической точности.