아두이노 메가 2560으로 만드는 조절 가능 카운트다운 타이머

부품 및 소모품

프로젝트 소개

4자리 7세그먼트 디스플레이의 가장 자연스러운 활용 예인 카운트다운 타이머를, 코드 수정 없이 버튼만으로 시간을 설정할 수 있게 만들었습니다. 기존 프로젝트들은 코드를 고쳐야 시간을 바꿀 수 있어 실용적이지 않았습니다.

제공된 코드에는 범용적으로 쓸 수 있는 PrintNumber() 함수가 포함되어 있어, 다른 7세그먼트 프로젝트에서도 0~9999 숫자를 지정된 시간 동안 표시하는 데 활용할 수 있습니다. (멀티플렉싱으로 한 자리씩 빠르게 스위칭하여 표시)

버튼 기능

• 버튼 1 (핀 13): 타이머 시작/일시정지 (설정 모드 진입/종료)
• 버튼 2 (핀 12): 카운트다운 중 취소/리셋
• 버튼 3 (핀 16): 설정 모드에서 시간 감소 (길게 누르면 가속)
• 버튼 4 (핀 17): 설정 모드에서 시간 증가 (길게 누르면 가속)

회로도

세그먼트 핀: A~G → D2~D8, 자릿수 선택 핀: D6, D9, D10, D11 (PWM), 부저: D15

전체 소스 코드

#include 

int digit_pin[] = {6, 9, 10, 11}; // 왼쪽부터 오른쪽 자릿수 PWM 핀
int speakerPin = 15;
#define DIGIT_ON LOW
#define DIGIT_OFF HIGH

int segA = 2, segB = 3, segC = 4, segD = 5, segE = A0, segF = 7, segG = 8;
int button1 = 13, button2 = 12, button3 = 16, button4 = 17;
int countdown_time = 60; // 기본 60초

struct struct_digits { int digit[4]; };

void setup() {
  pinMode(segA, OUTPUT); pinMode(segB, OUTPUT); pinMode(segC, OUTPUT);
  pinMode(segD, OUTPUT); pinMode(segE, OUTPUT); pinMode(segF, OUTPUT); pinMode(segG, OUTPUT);
  for (int i = 0; i < 4; i++) pinMode(digit_pin[i], OUTPUT);
  pinMode(speakerPin, OUTPUT);
  pinMode(button1, INPUT_PULLUP); pinMode(button2, INPUT_PULLUP);
  pinMode(button3, INPUT_PULLUP); pinMode(button4, INPUT_PULLUP);
}

void playTone(int tone, int duration) {
  for (long k = 0; k < duration * 1000L; k += tone * 2) {
    digitalWrite(speakerPin, HIGH); delayMicroseconds(tone);
    digitalWrite(speakerPin, LOW); delayMicroseconds(tone);
  }
}

void lightNumber(int numberToDisplay) {
  #define SEGMENT_ON HIGH
  #define SEGMENT_OFF LOW
  switch (numberToDisplay) {
    case 0: digitalWrite(segA, SEGMENT_ON); digitalWrite(segB, SEGMENT_ON); digitalWrite(segC, SEGMENT_ON); digitalWrite(segD, SEGMENT_ON); digitalWrite(segE, SEGMENT_ON); digitalWrite(segF, SEGMENT_ON); digitalWrite(segG, SEGMENT_OFF); break;
    case 1: digitalWrite(segA, SEGMENT_OFF); digitalWrite(segB, SEGMENT_ON); digitalWrite(segC, SEGMENT_ON); digitalWrite(segD, SEGMENT_OFF); digitalWrite(segE, SEGMENT_OFF); digitalWrite(segF, SEGMENT_OFF); digitalWrite(segG, SEGMENT_OFF); break;
    case 2: digitalWrite(segA, SEGMENT_ON); digitalWrite(segB, SEGMENT_ON); digitalWrite(segC, SEGMENT_OFF); digitalWrite(segD, SEGMENT_ON); digitalWrite(segE, SEGMENT_ON); digitalWrite(segF, SEGMENT_OFF); digitalWrite(segG, SEGMENT_ON); break;
    case 3: digitalWrite(segA, SEGMENT_ON); digitalWrite(segB, SEGMENT_ON); digitalWrite(segC, SEGMENT_ON); digitalWrite(segD, SEGMENT_ON); digitalWrite(segE, SEGMENT_OFF); digitalWrite(segF, SEGMENT_OFF); digitalWrite(segG, SEGMENT_ON); break;
    case 4: digitalWrite(segA, SEGMENT_OFF); digitalWrite(segB, SEGMENT_ON); digitalWrite(segC, SEGMENT_ON); digitalWrite(segD, SEGMENT_OFF); digitalWrite(segE, SEGMENT_OFF); digitalWrite(segF, SEGMENT_ON); digitalWrite(segG, SEGMENT_ON); break;
    case 5: digitalWrite(segA, SEGMENT_ON); digitalWrite(segB, SEGMENT_OFF); digitalWrite(segC, SEGMENT_ON); digitalWrite(segD, SEGMENT_ON); digitalWrite(segE, SEGMENT_OFF); digitalWrite(segF, SEGMENT_ON); digitalWrite(segG, SEGMENT_ON); break;
    case 6: digitalWrite(segA, SEGMENT_ON); digitalWrite(segB, SEGMENT_OFF); digitalWrite(segC, SEGMENT_ON); digitalWrite(segD, SEGMENT_ON); digitalWrite(segE, SEGMENT_ON); digitalWrite(segF, SEGMENT_ON); digitalWrite(segG, SEGMENT_ON); break;
    case 7: digitalWrite(segA, SEGMENT_ON); digitalWrite(segB, SEGMENT_ON); digitalWrite(segC, SEGMENT_ON); digitalWrite(segD, SEGMENT_OFF); digitalWrite(segE, SEGMENT_OFF); digitalWrite(segF, SEGMENT_OFF); digitalWrite(segG, SEGMENT_OFF); break;
    case 8: digitalWrite(segA, SEGMENT_ON); digitalWrite(segB, SEGMENT_ON); digitalWrite(segC, SEGMENT_ON); digitalWrite(segD, SEGMENT_ON); digitalWrite(segE, SEGMENT_ON); digitalWrite(segF, SEGMENT_ON); digitalWrite(segG, SEGMENT_ON); break;
    case 9: digitalWrite(segA, SEGMENT_ON); digitalWrite(segB, SEGMENT_ON); digitalWrite(segC, SEGMENT_ON); digitalWrite(segD, SEGMENT_ON); digitalWrite(segE, SEGMENT_OFF); digitalWrite(segF, SEGMENT_ON); digitalWrite(segG, SEGMENT_ON); break;
    case 10: digitalWrite(segA, SEGMENT_OFF); digitalWrite(segB, SEGMENT_OFF); digitalWrite(segC, SEGMENT_OFF); digitalWrite(segD, SEGMENT_OFF); digitalWrite(segE, SEGMENT_OFF); digitalWrite(segF, SEGMENT_OFF); digitalWrite(segG, SEGMENT_OFF); break;
  }
}

void SwitchDigit(int digit) {
  for (int i = 0; i < 4; i++) {
    digitalWrite(digit_pin[i], (i == digit) ? DIGIT_ON : DIGIT_OFF);
  }
}

struct struct_digits IntToDigits(int n) {
  struct struct_digits dig;
  int zeros = 0, d;
  for (int i = 0; i < 4; i++) {
    d = n / pow(10, 3 - i);
    zeros += d;
    n -= d * pow(10, 3 - i);
    dig.digit[i] = (zeros != 0 || i == 3) ? d : 10; // 10 = blank
  }
  return dig;
}

void PrintNumber(int n, int time) {
  struct struct_digits dig = IntToDigits(n);
  for (int i = 0; i <= time / 20; i++) {
    if (digitalRead(button2) == LOW) return; // 취소 버튼
    for (int j = 0; j < 4; j++) {
      SwitchDigit(j);
      lightNumber(dig.digit[j]);
      delay(5);
    }
  }
}

bool Countdown(int n, int del) {
  for (int q = n; q > 0; q--) {
    PrintNumber(q, del);
    if (digitalRead(button2) == LOW) return false;
  }
  PrintNumber(0, 0);
  playTone(1519, 1000); // 알람음
  return true;
}

void reset() {
  int pressed3 = 0, pressed4 = 0;
  struct struct_digits dig = IntToDigits(countdown_time);
  while (digitalRead(button1) == HIGH) { // 버튼1 누르면 시작
    for (int j = 0; j < 4; j++) { SwitchDigit(j); lightNumber(dig.digit[j]); delay(5); }
    if (digitalRead(button3) == LOW) { // 시간 감소
      if (pressed3 == 0 || pressed3 > 30) { if (countdown_time > 0) countdown_time--; dig = IntToDigits(countdown_time); }
      pressed3++;
    } else if (digitalRead(button4) == LOW) { // 시간 증가
      if (pressed4 == 0 || pressed4 > 30) { if (countdown_time < 9999) countdown_time++; dig = IntToDigits(countdown_time); }
      pressed4++;
    }
    if (digitalRead(button3) == HIGH) pressed3 = 0;
    if (digitalRead(button4) == HIGH) pressed4 = 0;
  }
}

void loop() {
  reset(); // 설정 모드
  while (!Countdown(countdown_time, 962)) { reset(); } // 카운트다운 실행, 취소 시 재설정
  while (digitalRead(button2) == HIGH) {}; // 버튼2 눌러야 다음 라운드
}

활용 팁

• PrintNumber(숫자, 표시시간_ms) 함수를 다른 프로젝트에서 재사용 가능
• 공통 음극 디스플레이 사용 시 SEGMENT_ON/OFF 및 DIGIT_ON/OFF 로직 반전 필요
• 버튼에 풀업 저항 사용 (INPUT_PULLUP), 누르면 LOW