本文要介紹的是一個由Arduino驅動的數字時鐘，同時也是一個非常有趣的四沖程發動機模擬器，通過小時和分鐘處的數字模擬汽車發動機的活塞運動。

介紹

由Arduino驅動的“四沖程數字時鐘”是一個有趣的數字時鐘內燃機模擬器。小時和分鐘數字代表活塞移動并具有精確的RPM控制（100到800），RPM由顯示屏中心的兩列顯示。

另一個有趣的視覺信息是氣缸的點火順序“1-3-4-2”。當活塞在壓縮循環中位于氣缸頂部時，火花開始。該項目可以作為學習管理點陣像素和引入簡單動畫功能的一個很好的練習。

四沖程內燃機

該項目中使用的發動機型號是四沖程循環的I4（直列四缸）。四沖程內燃機分為四個步驟（進氣-壓縮-燃燒-排氣），其中一步如下圖所示：

注意：更多內燃機的基本信息可以在維基百科上找到。

時鐘

在這個項目中，小時和分鐘的數字模擬了活塞的運動，并且所有氣缸的火花在正確的時間突出顯示。

精確計算旋轉以表示實際速度，并通過旋轉電位計在100至800RPM（每分鐘轉數）之間調整該值。

材料清單

ArduinoUNOR3

LED點陣與MAX7219

DS1307RTC（實時時鐘）

旋轉電位器-10KOhms

面包板

打印模板

跳線

3D打印文件：

示意圖：

本文所用到代碼：

#include // LED 矩陣庫 - MAX72XX
#include // DS1307RTC 庫 - Arduino UNO 的引腳：A4 (SDA), A5 (SCL)
#include // 實時時鐘庫
#include // 時間庫
#include

// 全局變量
字節 hh, mm ; // 小時，分鐘
字節uH，uM，dH，dM ； // 單位小時，單位分鐘，青少年小時，青少年分鐘
字節p = 0 ; // 繪圖模式（數字位置：上/下）
int RPM = 0 , lastRPM = 0 , pinRPM = 0 ; // RPM，RPM 的最后值，RPM 的模擬引腳
字節序列 = 1 ; // 開始火序列

/*
用于連接 MAX72XX的 Arduino 引腳號（帶 MAX72XX 控制器的 LED 陣列）
引腳5連接到 DataIn ( DIN )
引腳6連接到負載（ CS ）
引腳7連接到 CLK ( CLK )
*/

LedControl lc = LedControl ( 5 , 7 , 6 , 2 ) ; // LedControl ( int DIN, int CLK, int CS, int numDevices )

// 數字數組 - ( 0到9 ) - 大小 5x3

字節數[ 10 ] [ 3 ] = {

{ 0xF8, 0x88, 0xF8 } , // 0
{ 0x00, 0xF8, 0x40 } , // 1
{ 0xE8, 0xA8, 0xB8 } , // 2
{ 0xF8, 0xA8, 0x88 } , // 3
{ 0x78, 0x20, 0xE0 } , // 4
{ 0xB8, 0xA8, 0xE8 } , // 5
{ 0xB8, 0xA8, 0xF8 } , // 6
{ 0xC0, 0xB8, 0x80 } , // 7
{ 0xF8, 0xA8, 0xF8 } , // 8
{ 0xF8, 0xA0, 0xE0 } , // 9

};

無效設置（） {

setSyncProvider(RTC.get); // Function to read RTC (Real Time Clock)
setSyncInterval(60); // Set the number of seconds between re-sync
//setTime(8, 19, 30, 10, 02, 2018); // Set the Time and Date (hour, minute, second, day, month, year)
//RTC.set(now()); // Set the RTC time

// Setup of Display "0"
lc.shutdown(0, false); // Wakeup Display "0"
lc.setIntensity(0, 4); // Set the Brightness of Display (0 to 15)
lc.clearDisplay(0); // Clear Display "0"

// Setup of Display "1"
lc.shutdown(1, false); // Wakeup Display "1"
lc.setIntensity(1, 4); // Set the Brightness of Display (0 to 15)
lc.clearDisplay(1); // Clear Display "1"

}

void loop() {

hh = hour();
mm = minute();

uH = hh % 10;
dH = hh / 10;

uM = mm % 10;
dM = mm / 10;

// Plot Hours

for (byte k = 0; k < 3; k++) {

lc.setRow(0, k + 5, num[dH][k] >> (p + 2));
lc.setRow(0, k + 1, num[uH][k] >> (3 - p));

}

// Plot Minutes

for (byte k = 0; k < 3; k++) {

lc.setRow(1, k + 4, num[dM][k] >> (3 - p));
lc.setRow(1, k , num[uM][k] >> (p + 2));

}

// Plot Fire Sequence: 1-3-4-2 (4 cyl: 1-3-4-2 or 1-2-4-3 or 1-4-3-2)

if (seq == 1) { // Fire Cyl #1
lc.setLed(0, 6, 0, true);
}

if (seq == 2) { // Fire Cyl #3
lc.setLed(1, 5, 0, true);
}

if (seq == 3) { // Fire Cyl #4
lc.setLed(1, 1, 0, true);
}

if (seq == 4) { // Fire Cyl #2
lc.setLed(0, 2, 0, true);
}

seq = seq % 4 + 1;

// RPM reading

RPM = analogRead(pinRPM); // Potentiometer reading

RPM = map(RPM, 0, 1023, 1, 9);

if (RPM <= 8) {
lc.setLed(1, 7, 8 - RPM, true);
lc.setLed(0, 0, 8 - RPM, true);
delay(300 / RPM); // Speed setup by potentiometer (100 - 800 RPM)

if (lastRPM != RPM) {
lc.setRow(0, 0, 0);
lc.setRow ( 1 , 7 , 0 ) ;
最后轉數 =轉數；
}

}

p = !p ; // 切換數字位置（上 x 下）

}