Часы на Arduino: TM1637, OLED и DS3231

Три табло на выбор: что берут для каких часов

TM1637 — четырёхразрядный семисегментный индикатор: крупные цифры, видные через комнату, идеальны для «чистых часов» на стене или столе. OLED 0.96 на SSD1306 — монохромный экран 128×64: цифры любого размера, дата, день недели, температура — всё в одном кадре. LCD 1602 — два ряда по 16 символов: часы плюс показания датчиков без графики. Бюджет примерно такой: TM1637 — 120-180 ₽, OLED — 300-450 ₽, LCD с I2C-модулем — 250-400 ₽.

Мой расклад по практике: подарок родителям или ночник-часы — TM1637 (цифры видны без очков, а яркость крутится от 0 до 7); метео-часы с датой и уличной температурой — OLED; настольная станция с показаниями DHT и кучей строк — LCD. Схема дисплея из урока про подключение LCD 1602 по I2C остаётся той же, меняется только библиотека.

Таблица: TM1637 против OLED и LCD 1602

Отдельный плюс TM1637, о котором забывают: у него нет подсветки и буфера 1 КБ, он не грузит шину и почти не требует кода — четыре разряда и двоеточие, вся магия в showNumberDecEx. Распиновку с фотографиями шелка я свёл в обзоре подключения TM1637 из списка ссылок под статьёй.

DS3231: почему без RTC часы уходят вперёд

Кварц Arduino — керамический резонатор с разбросом, и обычные часы на millis() уходят на минуты за неделю — я видел экземпляры и получше, и похуже. Модуль DS3231 — это специализированные RTC-часы с термокомпенсацией: заявленные 2 минуты в год, у меня на полке — около 5-8 секунд за год. Питается от CR2032 и живёт на ней годами: плату выключаете, время продолжает идти.

Подключение — шина I2C: SDA на A4, SCL на A5, питание 5 В (или 3,3 В, модуль двужильный по питанию). Библиотека RTClib, установка времени одной строкой rtc.adjust(DateTime(F(__DATE__), F(__TIME__))). Если после сборки экран молчит, а I2C-устройств несколько — начинайте с сканера I2C-адресов; про точность и компенсацию DS3231 подробнее — в уроке про DS3231.

Схема подключения TM1637: два пина данных

• CLK модуля — на D4, DIO — на D5 (пины любые цифровые, порядок CLK/DIO в конструкторе важен)
• VCC — 5 В, GND — GND; ток 20-30 мА, так что USB-питания хватает
• Резисторы не нужны: у модуля свои подтяжки на борде
• Двоеточие на стандартных модулях — бит 0x40 в showNumberDecEx; у «часовых» версий 16 пинов оно горит всегда и управляется иначе

Если у вас OLED — схема другая только адресами: SDA/SCL те же A4/A5, адрес обычно 0x3C, начало скетча разобрано в уроке про установку Adafruit GFX. Полная распиновка обоих дисплеев — в обзоре OLED SSD1306 из списка ссылок.

Скетч: часы на TM1637 с ходом на millis

Стартовое время задаётся константами в шапке, дальше часы идут сами: каждые полсекунды мигает двоеточие, каждую минуту — тик. Запустите скетч в симуляторе и следите за Serial: на реальном железе код работает без изменений, только время потом будете заводить от DS3231 вместо констант.

// Часы на TM1637: стартовое время в константах, дальше ход на millis().
#include <TM1637Display.h>
 
TM1637Display disp(4, 5);      // CLK на D4, DIO на D5
 
int hours = 12;                // с чего начинаем — поставьте своё
int minutes = 30;
unsigned long lastHalf = 0;    // метка полсекундного тика
bool colon = true;
 
void setup() {
  Serial.begin(9600);
  disp.setBrightness(5);       // яркость 0..7; для ночника хватит 2-3
  showTime();
  Serial.println("часы запущены, двоеточие мигает");
}
 
void showTime() {              // 12:30 -> число 1230, бит 0x40 рисует двоеточие
  int hhmm = hours * 100 + minutes;
  disp.showNumberDecEx(hhmm, colon ? 0x40 : 0, true, 4, 0);
}
 
void loop() {
  if (millis() - lastHalf >= 500) {
    lastHalf = millis();
    colon = !colon;            // полсекунды горит, полсекунды гаснет
    if (!colon) {              // раз в секунду — минутный тик
      minutes++;
      if (minutes >= 60) {
        minutes = 0;
        hours++;
        if (hours >= 24) hours = 0;
        Serial.print("новый час: ");
        Serial.println(hours);
      }
    }
    showTime();
  }
}

Три ловушки, на которые я налетал: двоеточие гаснет после первого обычного showNumberDec — бит 0x40 нужно вписывать в каждый кадр; вызов clear() стирает кадр и возвращает пустоту вместо цифр; а яркость 7 съедает 30 мА и слепит ночью — для полочных часов берите 2-5. Полный разбор библиотеки с сигнатурами — в уроке про методы TM1637Display.

OLED 0.96: крупные цифры и дата в кадре

На OLED часы выглядят богаче: время шрифтом размера 3 занимает два ряда, ниже — дата и день недели, а с датчиком DHT туда же влезает температура. Ход времени тот же millis() или DS3231 через rtc.now(), а мигающее двоеточие рисуется условным выводом. Готовый скетч с DS3231, крупным шрифтом и моргающим разделителем — в уроке про часы на OLED; там же — про то, почему дисплей обновляют не чаще пары раз в секунду, чтобы не мерцал.

LCD 1602: когда рядом нужны показания датчиков

LCD проигрывает OLED в графике и TM1637 в размере цифр, но выигрывает там, где нужна строчка текста под часами: прогноз, показания, меню. Классика жанра — часы с DS3231 на верхней строке и данные DHT22 на нижней; тайминг обновления на millis() разобран в уроке про часы на LCD, вариант с настоящим RTC — второй урок в списке ссылок под статьёй. Кириллицу HD44780 без библиотечных глифов не рисует — либо латиница, либо свои символы через createChar.

Частые вопросы