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

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:10

Ovaj vodič prikazuje kako sastaviti komplet za Wise Clock 2, projekat otvorenog koda (hardver i softver). Cijeli komplet Wise Clock 2 možete kupiti ovdje. Ukratko, ovo je ono što Wise Clock 2 može učiniti (sa trenutnim izdanjem softvera otvorenog koda): - prikazati trenutno vrijeme i datum; - čitati datoteku koju može uređivati korisnik sa SD kartice i prikazati njen sadržaj (koji je obično navodnik, otuda "naziv" 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 ekran; 3. kućište (dvije akrilne ploče i potreban hardver). Sljedeći koraci će pokazati kako izgraditi Wise Clock 2, uključujući: - kako lemiti Duino644 ploču; - kako spojiti ekran; - kako ugraditi 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 sa lemljenom utičnicom za SD karticu; - ATmega644 čip i 40-polna utičnica za njega; -čip DS1307 (kontroler realnog vremena) 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; - CR1220 mala dugmasta baterija i njen plastični držač; - 16MHz kristal i dva 22pF kondenzatora; - 32768Hz kristal; - mikro zvučnik; - pravokutni mikro prekidači (4 komada); - USB miniB priključak; - 2x8-pinski ženski zaglavlji (2 komada); - plava LED dioda visokog intenziteta u pakovanju 1206; - 40-pinski ženski zaglavlje; - regulator napona L78L33; -2-pinski konektor za napajanje JST i 2-pinski utikač za napajanje JST sa kablovima; - IC infracrveni prijemnik IC i 3-polna utičnica za njega; -6-pinsko pravokutno muško zaglavlje (za FTDI konektor); - 10K otpornici (10 komada); - 4K7 otpornici (3 komada); - 75R otpornik; - 100nF kondenzatori za odvajanje (3 komada); - 2x3-pinski muški zaglavlje (za ICSP konektor). Nakon što provjerimo jesu 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 konektor, prilično čvrsta pasivna komponenta, koja može podnijeti mnogo topline, a druga je 2-terminalna plava LED dioda, 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 sa 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 tačkom (lupa tu svakako pomaže). Na PCB -u je katoda označena s 3 točke. Rastopite malo lema na katodnom jastučiću, a zatim postavite katodu LED diode preko tog jastučića i lemite s postojećom mrljom. Zatim zalemite anodnu podlogu. 3. (Fotografija 2.2) U ovom trenutku izvršavamo prvu provjeru kako bismo bili sigurni da ploča napaja USB. Samo priključite USB kabel i LED dioda bi trebala postati svijetlo plava. Imamo paljenje! 4. Zatim ćemo lemiti otpornike. Počnite s tri 4K7 otpornika (žuta, ljubičasta, crna, smeđa, smeđa): R5, R6, R7 (orijentacija nije važna). Zatim postavite i lemite preostale 10K otpornike (smeđi, crni, narandžasti, zlatni): R1, R2, R3, R4, R8, R9, R10, R11, R12, R13. 5. (Fotografija 2.3) Zatim postavite i lemite IC utičnice, počevši od velikog 40-pinskog i nastavljajući s 2 mala 8-pinska. Obratite pažnju na to da utičnice postavite tako da njihovi zarezi odgovaraju onima na sitotisku. To će kasnije pomoći da se pravilno umetnu sama integrirana kola. 6. Lemiti dva kristala na mjestima označenim sa "XTAL" i "Q2" (njihova orijentacija nije važna). 7. Lemite 22pF kondenzatore (narandžaste 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 na označene položaje (donji uglovi ploče). Ovo su konektori na ploči zaslona. 11. Lemite četiri mikro prekidača (dugmad) na označene položaje: - tri se nalaze na gornjem delu ploče i koriste ih funkcije sata (postavljanje alarma, pristup menijima itd.); - jedan ide s lijeve strane ploče i predstavlja dugme za resetiranje. 12. Lemite mikro zvučnik na označeno mesto, na vrhu ploče (orijentacija nije važna). 13. Lemite 3-pinski ženski zaglavlje u gornji lijevi ugao ploče (označeno IC). Ovo je utičnica za infracrveni prijemnik. Umetnite IC prijemnik u utičnicu okrenutu prema unutrašnjosti ploče. Zatim savijte stezaljke za 90 stepeni, tako da završi okrenute prema gore (u liniji daljinskog upravljača televizora). 14. Umetnite čip regulatora napona L78L33, pazeći da njegova orijentacija odgovara onoj na sitotisku. 15. Lemite 6-pinski desni ugaoni zaglavlje na mjesto označeno FTDI. 16. (Fotografija 2.4) Umetnite integrirana kola u odgovarajuće utičnice, obraćajući posebnu pažnju na njihovu orijentaciju. Veliki ATmega644 čip 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 donje ivice ploče, kako je označeno. U ovom trenutku, ploča mikrokontrolera Duino644 je sastavljena i spremna za testiranje (ili upotrebu). Trebalo bi da izgleda kao na slici 2.5. Zatim ćemo priključiti ploču ekrana. Zatim ćemo programirati čip ATmega644 s najnovijom skicom Wise Clock, kroz Arduino IDE.

Korak 3: Uključite ekran i ugradite sat

Umetnite svježe iskovani Duino644 u stražnju stranu ekrana (kao na priloženoj fotografiji 3.1), pazeći da se dva seta konektora (muški zaglavlja na ploči zaslona i ženski zaglavlja na ploči Duino644) utaknu jedan u drugi. Lagano pritisnite dok konektori nisu potpuno priključeni i provjerite jesu li dvije ploče paralelne. Ovo je jedino pričvršćenje između dvije ploče (nema pričvršćivača ili vijaka) i bit će zaštićeno kućištem. Kućište se sastoji od dvije ploče od pleksiglasa koje spajaju dvije ploče (Duino644 i zaslon). Ove ploče se drže na mjestu pomoću odstojača spojenih vijcima (i vijaka i matica). Nastavimo s postavljanjem bijelih najlonskih odstojnika (stajališta) s obje strane ploče zaslona, u četiri rupe u uglovima. Kraći razmaci idu ispred ekrana, duži se uvijaju sa zadnje strane (kao što je prikazano na fotografiji 3.2). Imajte na umu da podloške koje se koriste s kratkim odstojnicima 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 (slika 4.1). Naziv ove datoteke je "quotes.txt" i dio je zip datoteke koja sadrži skicu (preuzmite odavde). Takođe se može kreirati od nule, kao ASCII tekstualna datoteka, da uključi omiljene citate, u željenom nizu. Jedino ograničenje (u softveru) je dužina 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 okvir za dijalog 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 liniju poput ove: 12: 22: 45Z2009-11-14-6 koju je potrebno izmijeniti tako da odražava trenutno vrijeme i datum. Kada se sat napaja (sa umetnutom SD karticom), vrijeme i datum očitani iz ove linije bit će postavljeni u satu stvarnog vremena kao trenutno vrijeme i datum, respektivno. Nakon što se sat (automatski) uključi pri uključivanju, datoteka "time.txt" označava se kao izbrisana, tako da sljedeći put kada se sat uključi, datoteka neće biti pronađena. 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 navedene lokacije. 2. Dodajte Sanguino biblioteke 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 sliku 5.1). 4. Otvorite skicu Wise Clock u Arduino IDE -u i kompajlirajte je. 5. Koristeći FTDI kabel ili FTDI prekid (spojen između USB-a i 6-pinskog FTDI konektora na ploči Duino644), postavite otpremljenu skicu (pogledajte sliku 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 da ga uključite USB kabelom, po mogućnosti s USB adaptera, poput onih koji se koriste za punjenje iPhonea i drugih mobilnih uređaja (fotografija 2). Uživaj!