Sklapanje "Wise Clock 2" (Budilica na bazi Arduina s puno dodatnih značajki): 6 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:39

Ovaj vodič prikazuje kako sastaviti komplet za Wise Clock 2, projekt otvorenog koda (hardver i softver). Cijeli komplet Wise Clock 2 možete kupiti ovdje. Ukratko, ovo je ono što Wise Clock 2 može učiniti (s trenutnim izdanjem softvera otvorenog koda): - prikazati trenutno vrijeme i datum; - pročitati datoteku koju može uređivati korisnik sa SD kartice i prikazati njezin sadržaj (koji je obično navodnik, stoga "mudar" u nazivu); - osigurati funkcionalnost alarma; - omogućuju daljinsku (infracrvenu) kontrolu. Komplet Wise Clock 2 uključuje sljedeće: 1. ploču mikrokontrolera Duino644 (kao komplet za lemljenje); 2. 16x32 (crveni) LED matrični zaslon; 3. kućište (dvije akrilne ploče i potrebni okovi). Sljedeći koraci pokazat će kako izgraditi Wise Clock 2, uključujući: - kako lemiti ploču Duino644; - kako spojiti zaslon; - kako uokviriti sat; - kako ga staviti u funkciju (pripremiti SD karticu, postaviti vrijeme itd.)

Korak 1: Sadržaj Duino644 kompleta

Duino644 je naziv ploče mikrokontrolera koja se koristi u Wise Clock 2. Duino644 komplet sadrži sljedeće komponente: - PCB s lemljenom utičnicom za SD karticu; - ATmega644 čip i 40-polna utičnica za njega; -čip DS1307 (kontroler u stvarnom vremenu) u 8-pinskom DIP paketu i 8-polna utičnica za njega; -24LC256 EEPROM čip u 8-pinskom DIP paketu i 8-polna utičnica za njega; - baterija male dugmaste ćelije CR1220 i njezin plastični držač; - 16MHz kristal i dva 22pF kondenzatora; - kristal 32768Hz; - mikro zvučnik; - mikro prekidači pod pravim kutom (4 komada); - USB priključak tipa miniB; - 2x8-pinski ženski zaglavlji (2 komada); - plava LED dioda visokog intenziteta u pakiranju 1206; - 40-pinsko žensko zaglavlje; - regulator napona L78L33; -2-pinski konektor za napajanje JST i 2-pinski utikač za napajanje JST s kabelima; - IC infracrveni prijemnik i 3-polna utičnica za njega; -6-pinsko pravokutno muško zaglavlje (za FTDI konektor); - 10K otpornici (10 komada); - 4K7 otpornici (3 komada); - otpornik 75R; - kondenzatori za odvajanje 100nF (3 komada); - 2x3-pinsko muško zaglavlje (za ICSP priključak). Nakon što smo provjerili imamo li sve komponente spremne, možemo pristupiti lemljenju.

Korak 2: Lemljenje Duino644 ploče

Iako se ne preporučuje kao početni komplet, Duino644 bi trebao biti relativno jednostavan za lemljenje. Samo dvije komponente zahtijevaju prethodno iskustvo lemljenja (i dobre oči i mirne ruke) jer se postavljaju na površinu: jedna je USB miniB priključak, prilično čvrsta pasivna komponenta, koja može podnijeti mnogo topline, a druga je Plava LED dioda s 2 priključka, u (jednom od) najvećih SMD paketa. 1. (Fotografija 2.1) Počnimo s USB miniB priključkom. Postavite ga tako da 2 plastične izbočine uđu u odgovarajuće rupe na PCB -u, a konektor sjedi najbliže ploči. Lemite četiri bočna "uha" kako biste ih učvrstili na mjestu, a zatim nastavite s 5 priključnih igle. Upotrijebite povećalo kako biste bili sigurni da između njih nema lemnih mostova. Za uklanjanje mogućih mostova upotrijebite fitilj za lemljenje. Ne žurite, ovo nije (takva) komponenta osjetljiva na temperaturu. 2. Zatim ćemo lemiti otpornik od 75 ohma (ljubičasta, zelena, crna, zlatna, smeđa) na njegovo mjesto, označeno s R14. 3. Primijenimo stečeno iskustvo lemljenja SMD konektora na LED. Orijentacija ove komponente je važna pa se mora pravilno postaviti. Katoda (negativni terminal) LED diode označena je zelenom točkom (povećalo tu svakako pomaže). Na PCB -u je katoda označena s 3 točke. Otopite malo lema na katodnom jastučiću, a zatim postavite katodu LED diode preko tog jastučića i lemite s postojećom mrljom. Zatim lemite anodnu podlogu. 3. (Fotografija 2.2) U ovom trenutku izvršavamo prvu provjeru kako bismo bili sigurni da ploča dobiva napajanje putem USB -a. Samo priključite USB kabel i LED dioda bi trebala postati svijetlo plava. Imamo paljenje! 4. Zatim ćemo lemiti otpornike. Počnite s tri 4K7 otpornika (žuti, ljubičasti, crni, smeđi, smeđi): R5, R6, R7 (orijentacija nije važna). Zatim postavite i lemite preostale 10K otpornike (smeđe, crne, narančaste, zlatne): R1, R2, R3, R4, R8, R9, R10, R11, R12, R13. 5. (Fotografija 2.3) Zatim postavite i lemite IC utičnice, počevši od velike 40-polne i nastavljajući s 2 male 8-polne. Obratite pozornost na to da utičnice postavite tako da njihovi urezi odgovaraju onima na sitotisku. To će kasnije pomoći u ispravnom umetanju samih integriranih krugova. 6. Lemiti dva kristala na mjestima s oznakama "XTAL" i "Q2" (njihova orijentacija nije važna). 7. Lemite kondenzatore 22pF (narančaste boje) na njihova mjesta, označene C1 i C2 (orijentacija nije važna). 8. Lemite tri odvajajuća kondenzatora 100nF (plave boje) na njihova mjesta označena C3, C5, C8 (orijentacija nije važna). 9. Postavite i lemite plastični držač baterije u označeni položaj, a zatim umetnite bateriju u novčić (pozitivan pol okrenut prema ploči, negativan prema gore). 10. Umetnite i lemite dva ženska zaglavlja 2x8 u označene položaje (donji kutovi ploče). To su priključci na ploči zaslona. 11. Lemite četiri mikro prekidača (tipke) na označene položaje: - tri idu na gornji dio ploče i koriste ih funkcije sata (postavljanje alarma, pristup izbornicima itd.); - jedan ide s lijeve strane ploče i gumb je za reset. 12. Lemite mikro zvučnik na označeno mjesto, na vrhu ploče (orijentacija nije važna). 13. Lemite 3-pinski ženski zaglavlje u gornji lijevi kut ploče (označeno IC). Ovo je utičnica za infracrveni prijemnik. Umetnite IC prijemnik u utičnicu okrenutu prema unutrašnjosti ploče. Zatim savijte stezaljke za 90 stupnjeva tako da završe okrenute prema gore (u liniji daljinskog upravljača televizora). 14. Umetnite čip regulatora napona L78L33 pazeći da mu orijentacija odgovara onoj na sitotisku. 15. Lemite 6-pinsko pravokutno muško zaglavlje na mjesto označeno FTDI. 16. (Fotografija 2.4) Umetnite integrirana kola u odgovarajuće utičnice, obraćajući posebnu pozornost na njihovu orijentaciju. Veliki čip ATmega644 ima zarez okrenut prema vrhu ploče. Druga dva mala čipa imaju ureze prema dnu ploče. DS1307 mora biti postavljen u utičnicu blizu baterije novčića. 24LC256 mora biti postavljen u utičnicu blizu donjeg ruba ploče, kako je označeno. U ovom trenutku, ploča mikrokontrolera Duino644 je sastavljena i spremna za testiranje (ili upotrebu). Trebao bi izgledati kao na slici 2.5. Zatim ćemo priključiti ploču zaslona. Zatim ćemo programirati čip ATmega644 s najnovijom skicom Wise Clock, kroz Arduino IDE.

Korak 3: Uključite zaslon i ugradite sat

Umetnite svježe iskovani Duino644 u stražnju stranu ploče zaslona (kao na priloženoj fotografiji 3.1), pazeći da se dva seta konektora (muški zaglavlja na ploči zaslona i ženski zaglavlja na ploči Duino644) međusobno spoje. Lagano pritisnite dok priključci ne budu potpuno priključeni i provjerite jesu li dvije ploče paralelne. Ovo je jedini nastavak između dvije ploče (nema pričvršćivača ili vijaka), a bit će zaštićen kućištem. Kućište se sastoji od dvije ploče od pleksiglasa sendvič dvije ploče (Duino644 i zaslon). Ove se ploče drže na mjestu pomoću odstojača spojenih vijcima (i vijaka i matica). Nastavimo s pričvršćivanjem bijelih najlonskih odstojnika (stajališta) s obje strane ploče zaslona, u četiri rupe u uglovima. Kraći razmaci idu ispred zaslona, duži se uvijaju sa stražnje strane (kao što je prikazano na fotografiji 3.2). Imajte na umu da podloške korištene s kratkim razmaknicama stvaraju mali prostor između prednje ploče od pleksiglasa i samog LED zaslona, tako da se ne dodiruju. Nakon što su odstojnici zategnuti, postavite i uvrnite prednju ploču od pleksiglasa, a zatim prijeđite na stražnju ploču. Pritegnite sve vijke i matice dok kućište sjedi na vodoravnoj površini (stol) kako biste bili sigurni da je sklop čvrst i da nema torzije. Nakon što pripremimo SD karticu, trebali bismo biti spremni za testiranje sata.

Korak 4: Pripremite SD karticu

Wise Clock 2 prikazuje citate preuzete iz tekstualne datoteke pohranjene na SD kartici (fotografija 4.1). Naziv ove datoteke je "quotes.txt" i dio je zip datoteke koja sadrži skicu (preuzmite odavde). Također se može stvoriti od nule, kao tekstualna datoteka ASCII, kako bi se u željeni slijed uvrstili omiljeni citati. Jedino ograničenje (u softveru) je duljina retka koja ne može premašiti 150 znakova. Linije su odvojene CR/LF (povrat kolica/unos linije ili ASCII kodovi 13/10). SD kartica mora biti formatirana kao FAT (poznata i kao FAT16). To se može učiniti u sustavu Windows odabirom "Format" u File Exploreru koji prikazuje dijaloški okvir prikazan na fotografiji 4.2. Napomena: Maksimalni kapacitet koji FAT16 može podnijeti je 2 GB. Druga važna datoteka na SD kartici je "time.txt", potrebna za postavljanje sata. Datoteka "Time.txt" sadrži redak poput ovog: 12: 22: 45Z2009-11-14-6 koji treba promijeniti tako da odražava trenutno vrijeme i datum. Kad se sat napaja (s umetnutom SD karticom), vrijeme i datum očitani iz ovog retka bit će postavljeni u satu stvarnog vremena kao trenutno vrijeme i datum. Nakon što se sat (automatski) uključi pri uključivanju, datoteka "time.txt" označava se kao izbrisana, tako da se sljedeći put kada sat pokrene datoteka ne pronađe. Dvije datoteke, quotes.txt i time.txt, mogu se pronaći u zip datoteci koja sadrži skicu.

Korak 5: Programirajte Duino644 sa skicom "Wise Clock 2"

1. Preuzmite skicu Wise Clock sa navedenog mjesta. 2. Dodajte Sanguino knjižnice u svoj Arduino IDE. (Duino644 je okus Sanguina, ako želite. Kompatibilan je sa Sanguinom i koristi iste biblioteke koje je razvio Sanguino tim za podršku vlastitoj ploči. I mi im zahvaljujemo.) 3. Pokrenite Arduino IDE i odaberite "Sanguino" kao ciljnu ploču (vidi fotografiju 5.1). 4. Otvorite skicu Wise Clock u Arduino IDE -u i sastavite je. 5. Koristeći FTDI kabel ili FTDI prekid (spojen između USB-a i 6-pinskog FTDI konektora na ploči Duino644), prenesite sastavljenu skicu (pogledajte fotografiju 5.2). Napomena: Gore spomenuti kod je testiran i potvrđeno je da radi s Arduino IDE verzije 17.

Korak 6: Uključite sat i uživajte

Sada kada je sat sastavljen i programiran, vrijeme je za napajanje USB kabelom, po mogućnosti s USB adaptera, poput onih koji se koriste za punjenje iPhonea i drugih mobilnih uređaja (fotografija 2). Uživaj!