TM1637でLED時計を作る～ ATOM Lite版

2022年4月15日2023年5月6日

これまで、7セグメントLEDを使って時計表示をしてみましたが、配線が多くて4桁以上になると使いづらくて困りました。

そこで、TM1637を使った7セグメントLED表示機を使って時計表示をしてみました。TM1637は、端子が4つだけで4桁表示ができます。これであれば、コンパクトなLED時計を作成できるでしょう。

まずは、ATOM Liteを使って、時計を作成してみました。

Contents

1. 1.ライブラリの取得
2. 2.プログラム
- 2.1. ボタンを押すことにより時分と月日が入れ替わるように変更
3. 3.動作結果
4. 4.Groveを使った方がスッキリします

1.ライブラリの取得

TM1637を簡単に操作できるライブラリを取得します。Arduino IDEのライブラリ管理で「TM1637」で検索します。

関連するライブラリがいくつか出ますが、作者「Avishay Orpaz」さんのものを利用します。インストールしてください。

2.プログラム

インターネットから時刻を取得して表示します。

#include <M5Atom.h>
#include <Arduino.h>
#include <time.h>
#include <WiFi.h>
#include <TM1637Display.h>

// wifiの設定
const char* ssid     = "XXXXXXXXXXXX"; // Wi-FiのSSID
const char* password = "XXXXXXXXXXXX";  // Wi-Fiのパスワード

// 時計の設定
const char* ntpServer = "ntp.jst.mfeed.ad.jp"; // NTPサーバー
const long  gmtOffset_sec = 9 * 3600;          // 時差9時間
const int   daylightOffset_sec = 0;            // サマータイム設定なし

// #define CLK 32 // grove
// #define DIO 26 // grove
#define CLK 23
#define DIO 33

TM1637Display display(CLK, DIO);

// 表示モード
int dispmode = 0 ; // 0 : 時分 1 : 月日 2 : ---

void print_wifi_state(){
  delay(100);

  Serial.println("Wi-Fi接続完了");
  Serial.println(WiFi.localIP());

  delay(100);
 
}

void setup_wifi(){
 
  WiFi.mode(WIFI_STA);
  WiFi.begin(ssid, password);
 
  Serial.println("\nWi-Fi 接続開始");

  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    delay(100);
  }
 
  print_wifi_state();

}


void setup() {
  // put your setup code here, to run once:
  Serial.begin(115200);
  
  M5.begin();

  delay(100);
  
  setup_wifi();

  configTime(gmtOffset_sec, daylightOffset_sec, ntpServer);

  time_t t;
  do {
      t = time(NULL);
      delay(100);
  } while (t == 0);
  
  delay(1000);
}

void loop() {
  // put your main code here, to run repeatedly:
  M5.update();
  
  if (M5.Btn.wasPressed()) {    
    switch (dispmode) {
      case 0 :
        dispmode = 1 ;
        break ;
      case 1 :
        dispmode = 0 ;
        break ;
      default :
        dispmode = 0 ;
        break ;
    }
  } 

  display.setBrightness(0x0f);

  time_t t;
  struct tm *tm;
  t = time(NULL);

  if (t != 0) {
    tm = localtime(&t);

    switch (dispmode) {
      case 0 :
        {
        int hourmin = 0;
        hourmin = tm->tm_hour * 100 + tm->tm_min ;
        display.showNumberDecEx(hourmin, 0x40, true);
        Serial.println(hourmin);
        }
        break ;

      case 1 :
        {
        int monday = 0;
        monday = (tm->tm_mon + 1)* 100 + tm->tm_mday ;
        display.showNumberDecEx(monday, 0x00, true);
        Serial.println(monday);
        }
        break ;

      default :  
        break ;      
    
    }
  }

  delay(100); 

}

当初、時刻取得にRTCを使うつもりだったのですが、ATOM LiteにはRTCが搭載されていませんでした。プログラムがエラーになった時は何が悪いのか惑いましたが、まさかのRTC非搭載でした。しかし、よく考えればRTCを使うまでもないと思いました。

TM1637のCLK端子にGPIO23を接続し、DIO端子にGPIO33を接続しています。また、TM1637の電源は3.3Vでも5Vでも良いようですが、今回は5Vを供給するようにしました。(製品によるかも)

showNumberDecEx関数で、LEDの表示をしています。最初の引数に時分を4桁の数字で入れます。

第二引数はコロンの表示で、0x40を入れます。これは位置を指定するみたいですが、購入したTM1637のコロンを表示できる場所は一つだけです。もしコロンなしで表示する時は、showNumberDec関数を使えば良いでしょう(第二引数なし)。

第三引数は上位桁の0表示をするかしないかですが、時刻の場合は分の表示がありますから、分が一桁の場合、必ず0が表示されます。よって、0表示する方が良いでしょう。