Multi-Display LCD-Wecker mit 10 anpassbaren Ziffernblättern

Komponenten und Materialien

Komponente	Anzahl	Hinweise
Arduino UNO (oder ATmega328P auf PCB)	1	Bei PCB: 16 MHz Quarz, 2×22 pF, 7805, 100 µF, 3×100 nF, 1 µF
Widerstand 10 kΩ	4	Pull-ups für Taster
Widerstand 470 Ω	1	Buzzer / Hintergrundbeleuchtung
LCD 1602 (16×2, weiß auf blau)	1	Standard HD44780-kompatibel
Summer (passiv)	1	Mit 10 µF DC-Entkopplung
Kondensator 10 µF	1	Für Summer
Echtzeituhr DS1302	1	Mit 32,768 kHz Quarz
Knopfzelle CR2032 + Halter	1	Bei PCB: CR1220
Kippschalter (Quecksilber/verkapselt)	1	Zum Ausschalten des Alarms durch Schütteln
Trimmpotentiometer 10 kΩ	1	LCD-Kontrast

Benötigte Werkzeuge

• 3D-Drucker (für Gehäuse, 0,2 mm Schichthöhe, keine Stützen)

Software

• Arduino IDE

Projektbeschreibung

Dieser Wecker vereint acht (inzwischen zehn) verschiedene Anzeigestile in einem Gerät. Basis war ein klassischer Arduino-Digitalwecker; der Autor integrierte diverse Community-Designs und fügte eigene Funktionen hinzu: Geburtsdatum-Speicher, Biorhythmus-Anzeige, DHT21-Temperatur/Feuchte-Sensor, einstellbare Hintergrundbeleuchtung und Quecksippschalter zum „Ausschütteln“ des Alarms.

Anzeigemodi (per INCREMENT-Taste wählbar)

1. Standard: HH:MM:SS | HH:MM (Alarm) / DD/MM/YY | ALARM (blinkend)
2. Dual Thick: Großziffern (2 Zeilen × 3 Spalten pro Ziffer) – 12/24 h wählbar
3. Dual Bevel: 3D-Effekt-Ziffern (Custom Chars)
4. Dual Trek: „Star Trek“-Schrift (schmale, hohe Ziffern)
5. Dual Thin: Feine Linien-Ziffern
6. Word Clock: Uhrzeit als Text (z. B. „TWELVE THIRTY“) + Sanduhr-Animation
7. Biorhythmus: Drei Balken (Physisch 23 T, Emotional 28 T, Intellektuell 33 T) – positiv/negativ
8. Thermometer/Hygrometer: DHT21-Werte (°C / % rF)
9. Neu (v10): Zwei weitere Ziffernblätter (Details im Update-Log)

Bedienung

• SETUP: Eintritt in Einstellmenüs (Cursor „>“). INCREMENT/DECREMENT ändern Werte. Weiterer Druck wechselt: Stunde, Minute, Tag, Monat, Jahr, Geburts-Tag, -Monat, -Jahr, Alarm-Stunde, Alarm-Minute, zurück zur Uhr.
• INCREMENT (im Normalmodus): Wechselt Anzeigestil.
• DECREMENT (im Normalmodus): Alarm ein/aus.
• Kippschalter / beliebige Taste: Schaltet laufenden Alarm aus.
• Hintergrundbeleuchtung: Geht nach 10 s Inaktivität aus; jede Taste schaltet sie wieder ein.

Aufbau – Vom Breadboard zum fertigen Gerät

Breadboard-Version

Einfache Verdrahtung: LCD an D2–D7, Taster an A0–A2, Kippschalter an A3, Summer an D11, DS1302 an D10/D12/D13, DHT21 an D9, Hintergrundbeleuchtung an D2. Sketch hochladen – fertig.

PCB-Version (Eagle-Dateien beigelegt)

• ATmega328P-DIL statt Arduino UNO
• 7805 5 V-Regelung, 16 MHz Quarz
• DS1302 mit 32,768 kHz Quarz
• Summer per 10 µF entkoppelt
• 3 Taster (6×6 mm, 13 mm Schaft) auf Rückseite
• LCD per Winkelstiftleiste auf Hauptplatine (Tipp: doppelseitige PCB mit Durchkontaktierung erleichtert Montage im Gehäuse)
• 3D-Gehäuse: 2-teilig, M3-Gewinde in PCB-Bohrungen schneiden

Code-Highlights (DigitalClockAlarmV7.ino)

• Bibliotheken: Wire.h, TimeLib.h, DS1302RTC.h, LiquidCrystal.h, EEPROM.h, dht.h
• EEPROM-Adressen: Alarmzeit (0,1), Alarm an/aus (2), Anzeigestil (3), Geburtsjahr (4/5), -monat (6), -tag (7)
• Custom Characters für alle Großziffern-Stile (Thick, Bevel, Trek, Thin), Sanduhr-Animation (8 Frames), Glocke, Uhr, Thermometer, Tropfen
• setSyncProvider(rtc.get) synchronisiert TimeLib alle 5 Min. mit DS1302
• Biorhythmus-Berechnung: Tage seit Geburt → Sinus-Phasen → Balkengrafik (Custom Chars PHYSICAL_M/L etc.)
• DHT21-Abfrage alle 6 s (DHT_UPDATE_INTERVAL)
• Nicht-blockierende Backlight-Timeout-Logik via millis()
• Define-Schalter: DUAL_THICK_12HR, DUAL_THIN_12HR, BACKLIGHT_TIMEOUT 10000, NO_BACKLIGHT, BACKLIGHT_ALWAYS_ON

// Beispiel: Dual Thick Ziffer zeichnen
void lcdDualThickPrintDigit(int pos, int number) {
  for (int y = 0; y < 2; y++) {
    lcd.setCursor(pos, y);
    for (int x = 0; x < 3; x++) {
      lcd.write(blockChar[number][y][x]);
    }
  }
}

// Biorhythmus-Balken
void drawBioBar(int row, int phase, int maxLen) {
  // phase: 0..maxLen für positiv, -maxLen..-1 für negativ
  // nutzt Custom Chars PHYSICAL_M/L etc.
}

Updates & Changelog

• 29.06.2020: Rechtschreibung Word-Clock korrigiert, Backlight-Defines, Timeout 5→10 s
• 23.11.2020: Geburtsdatum-Setup + EEPROM, Biorhythmus-Ziffernblatt, Setup-Code bereinigt
• 06.12.2020: DHT21-Support, Thermo/Hygro-Ziffernblatt, PCB um 3-Pin-DHT21-Anschluss erweitert

Credits & Quellen

• Basiscode: Michalis Vasilakis (Arduino Digital Clock With Alarm Function)
• Dual Thick/Thin: Arduino World (Hackster)
• Dual Bevel: Arduino Forum
• Dual Trek: Carrie Sundra (Alpenglow Industries)
• Word Clock Konzept: LAGSILVA
• Biorhythmus: John Bradnam
• Weather Clock: ARDUinoautoMOTIVE

Dateien

• STL-Dateien für Gehäuse: stl_files_ZuDXHCHZCl.zip
• Eagle-Dateien (Schaltplan + PCB): eagle_files_ZN59zdeNf5.zip
• Vollständiger Sketch: DigitalClockAlarmV7.ino (im Code-Bereich)