Sestavení „Wise Clock 2“(budík na bázi Arduina se spoustou dalších funkcí): 6 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:25

Tento tutoriál ukazuje, jak sestavit sadu pro Wise Clock 2, open source (hardwarový a softwarový) projekt. Kompletní sadu Wise Clock 2 lze zakoupit zde. V souhrnu to Wise Clock 2 umí (s aktuální verzí softwaru s otevřeným zdrojovým kódem): - zobrazit aktuální čas a datum; - přečtěte si uživatelsky upravitelný soubor z SD karty a zobrazte jeho obsah (což jsou obvykle citáty, tedy „moudré“v názvu); - poskytovat funkci alarmu; - poskytovat dálkové (infračervené) ovládání. Sada Wise Clock 2 obsahuje následující: 1. desku mikrokontroléru Duino644 (jako soupravu připravenou k pájení); 2. maticový LED displej 16x32 (červený); 3. skříň (dvě akrylové desky a požadovaný hardware). Následující kroky ukáží, jak sestavit Wise Clock 2, včetně: - pájení desky Duino644; - jak připojit displej; - jak zapouzdřit hodiny; - jak jej zprovoznit (připravit SD kartu, nastavit čas atd.).

Krok 1: Obsah sady Duino644

Duino644 je název desky mikrokontroléru používané ve Wise Clock 2. Sada Duino644 obsahuje následující komponenty: - DPS s pájenou zásuvkou na kartu SD; - čip ATmega644 a 40pinová zásuvka; -Čip DS1307 (ovladač v reálném čase) v 8pólovém DIP pouzdře a 8pólová zásuvka pro něj; -čip 24LC256 EEPROM v 8pólovém DIP pouzdře a 8pinový konektor pro něj; - malá knoflíková baterie CR1220 a její plastový držák; - krystal 16 MHz a dva kondenzátory 22 pF; - krystal 32768 Hz; - mikro reproduktor; - pravoúhlé mikrospínače (4 kusy); - konektor USB typu miniB; - 2x8-pin samice (2 kusy); - modrá LED s vysokou intenzitou v balení 1206; - 40pinová zásuvka; - regulátor napětí L78L33; -2kolíkový napájecí konektor JST a 2kolíkový napájecí konektor JST s kabely; - IC infračerveného přijímače a 3pinová zásuvka; -6pinový pravoúhlý konektor samec (pro konektor FTDI); - 10K odpory (10 kusů); - rezistory 4K7 (3 kusy); - odpor 75R; - 100nF oddělovací kondenzátory (3 kusy); - 2x3pinový konektor samec (pro konektor ICSP). Jakmile zkontrolujeme, že máme všechny součásti připravené, můžeme přistoupit k pájení.

Krok 2: Pájení desky Duino644

Ačkoli se nedoporučuje jako zahájená sada, Duino644 by měl být relativně snadno pájitelný. Pouze dvě součásti vyžadují předchozí zkušenosti s pájením (a dobré oči a pevnou ruku), protože jsou namontovány na povrch: jeden je konektor USB miniB, docela robustní pasivní součást, která může trvat hodně tepla, a druhá je 2-koncová modrá LED, v (jednom z) největších SMD balíčků. 1. (Foto 2.1) Začněme konektorem USB miniB. Umístěte jej tak, aby 2 plastové hrboly směřovaly do příslušných otvorů v desce plošných spojů a konektor byl nejblíže desce. Nejprve pájejte čtyři boční „uši“, abyste jej zajistili na místě, a poté pokračujte 5 spojovacími kolíky. Pomocí lupy zajistěte, aby mezi nimi nezůstaly žádné pájecí můstky. K odstranění možných můstků použijte odpájecí knot. Udělejte si čas, toto není (taková) součást citlivá na teplotu. 2. Dále na jeho místo připájíme rezistor 75 ohmů (fialový, zelený, černý, zlatý, hnědý) označený R14. 3. Aplikujme získané zkušenosti s pájením konektoru SMD na LED. Orientace této součásti je důležitá, proto musí být správně umístěna. Katoda (záporný pól) LED je označena zelenou tečkou (zde rozhodně pomáhá lupa). Na desce plošných spojů je katoda označena 3 tečkami. Na katodovou podložku roztavte trochu pájky, poté umístěte katodu LED na tuto podložku a pájejte stávající blob. Poté pájejte anodovou podložku. 3. (Foto 2.2) V tomto okamžiku provádíme první kontrolu, abychom se ujistili, že je deska napájena z USB. Stačí zapojit kabel USB a kontrolka LED by měla svítit jasně modře. Máme zapalování! 4. Dále odpájíme odpory. Začněte třemi rezistory 4K7 (žlutý, fialový, černý, hnědý, hnědý): R5, R6, R7 (orientace není důležitá). Poté umístěte a připájejte zbývající 10K odpory (hnědý, černý, oranžový, zlatý): R1, R2, R3, R4, R8, R9, R10, R11, R12, R13. 5. (Foto 2.3) Poté umístěte a připájejte zásuvky IC, počínaje velkou 40pólovou a pokračujte dvěma malými 8pólovými. Dávejte pozor na umístění zásuvek tak, aby se jejich zářezy shodovaly se zářezy na sítotisku. To později pomůže správně vložit samotné integrované obvody. 6. Pájejte dva krystaly v místech označených „XTAL“respektive „Q2“(jejich orientace není důležitá). 7. Pájejte 22pF kondenzátory (oranžové barvy) na jejich místa, označené C1 a C2 (orientace není důležitá). 8. Připájejte tři oddělovací kondenzátory 100 nF (modře zbarvené) na jejich místa, označené C3, C5, C8 (orientace není důležitá). 9. Umístěte a připájejte plastový držák baterie na označené místo a poté vložte mincovou baterii do držáku (kladný pól směrem k desce, záporný směr nahoru). 10. Vložte a připájejte dva 2x8 samičí záhlaví do jejich označených poloh (spodní rohy desky). Toto jsou konektory k panelu displeje. 11. Pájejte čtyři mikrospínače (tlačítka) v jejich označených polohách: - tři se nacházejí v horní části desky a používají je funkce hodin (nastavení alarmu, přístup do nabídek atd.); - jedna se nachází na levé straně desky a je resetovacím tlačítkem. 12. Zapojte mikro reproduktor na vyznačené místo v horní části desky (orientace není důležitá). 13. Pájejte 3kolíkovou zásuvku v levém horním rohu desky (označené IR). Toto je zásuvka pro infračervený přijímač. Vložte IR přijímač do zásuvky čelem dovnitř desky. Poté ohněte jeho svorky o 90 stupňů tak, aby směřovaly nahoru (v řadě dálkového ovladače televizoru). 14. Vložte čip regulátoru napětí L78L33 a dávejte pozor, aby se jeho orientace shodovala s orientací na sítotisku. 15. Na místě označeném FTDI pájejte 6pinový pravoúhlý zástrčkový konektor. 16. (Foto 2.4) Vložte integrované obvody do příslušných zásuvek, přičemž věnujte zvláštní pozornost jejich orientaci. Velký čip ATmega644 má zářez směřující k horní části desky. Další dva malé žetony mají zářezy směrem ke spodní části desky. DS1307 musí být umístěn v zásuvce v blízkosti knoflíkové baterie. 24LC256 musí být umístěn ve své zásuvce v blízkosti spodního okraje desky, jak je označeno. V tomto okamžiku je deska mikrokontroléru Duino644 sestavena a připravena k testování (nebo použití). Mělo by to vypadat jako na fotografii 2.5. Dále připojíme zobrazovací desku Poté naprogramujeme čip ATmega644 s nejnovějším náčrtem Wise Clock prostřednictvím Arduino IDE.

Krok 3: Zapojte displej a uzavřete hodiny

Vložte čerstvě vyražený Duino644 do zadní části panelu displeje (jako na přiložené fotografii 3.1) a ujistěte se, že jsou obě sady konektorů (zástrčky na panelu displeje a zásuvky na desce Duino644) navzájem zasunuty. Jemně stiskněte, dokud nejsou konektory zcela zasunuty, a ujistěte se, že jsou obě desky rovnoběžné. Toto je jediné uchycení mezi dvěma deskami (nejsou tam žádné spojovací prvky ani šrouby) a bude chráněno krytem. Skříň se skládá ze dvou desek z plexiskla, které spojují dvě desky (Duino644 a displej). Tyto desky jsou drženy na místě pomocí sešroubovaných mezikusů (a šroubů a matic). Pokračujme připevněním bílých nylonových rozpěr (distančních sloupků) na obě strany panelu displeje, do čtyř otvorů v rozích. Kratší rozpěrky směřují před displej, delší jsou našroubovány na zadní straně (jak je znázorněno na fotografii 3.2). Všimněte si podložek použitých s krátkými rozpěrkami, které vytvářejí malý prostor mezi předním panelem z plexiskla a samotným LED displejem, takže se nedotýkají. Poté, co jsou rozpěrky utaženy, umístěte a zašroubujte přední desku z plexiskla a poté přejděte na zadní desku. Utáhněte všechny šrouby a matice, zatímco skříň sedí na vodorovném povrchu (stůl), abyste se ujistili, že sestava je pevná a nedochází k jejímu kroucení. Poté, co připravíme kartu SD, bychom měli být připraveni otestovat hodiny.

Krok 4: Připravte si SD kartu

Wise Clock 2 zobrazuje citace načtené z textového souboru uloženého na SD kartě (foto 4.1). Název tohoto souboru je „quotes.txt“a je součástí souboru zip obsahujícího skicu (stáhněte si zde). Může být také vytvořen od nuly, jako textový soubor ASCII, aby zahrnoval oblíbené citáty v požadované sekvenci. Jediným omezením (v softwaru) je délka řádku, která nesmí překročit 150 znaků. Řádky jsou odděleny CR/LF (návrat vozíku/posun řádku nebo kódy ASCII 13/10). Karta SD musí mít formát FAT (také známý jako FAT16). To lze provést v systému Windows výběrem „Formátovat“v Průzkumníku souborů, který zobrazí dialogové okno zobrazené na fotografii 4.2. Poznámka: Maximální kapacita, kterou FAT16 zvládne, je 2 GB. Dalším důležitým souborem na SD kartě je „time.txt“, nezbytný pro nastavení hodin. Soubor „Time.txt“obsahuje následující řádek: 12: 22: 45Z2009-11-14-6, který je třeba upravit tak, aby odrážel aktuální čas a datum. Když jsou hodiny napájeny (s vloženou kartou SD), čas a datum načtené z tohoto řádku se nastaví v hodinách reálného času jako aktuální čas a datum. Poté, co jsou hodiny (automaticky) nastaveny při zapnutí, je soubor „time.txt“označen jako smazaný, takže při příštím zapnutí hodin nebude soubor nalezen. Dva soubory, quotes.txt a time.txt, najdete ve formátu zip, který obsahuje skicu.

Krok 5: Naprogramujte Duino644 pomocí skici „Wise Clock 2“

1. Stáhněte si skicu Wise Clock ze zadaného umístění. 2. Přidejte knihovny Sanguino do svého Arduino IDE. (Duino644 je příchutí Sanguina, chcete -li. Je kompatibilní se Sanguino a používá stejné knihovny vyvinuté týmem Sanguino na podporu vlastní desky. A my jim děkujeme.) 3. Spusťte Arduino IDE a vyberte „Sanguino“jako cílovou desku (viz foto 5.1). 4. Otevřete skicu Wise Clock v Arduino IDE a zkompilujte ji. 5. Pomocí kabelu FTDI nebo FTDI breakout (připojeného mezi USB a 6pólovým konektorem FTDI na desce Duino644) nahrajte kompilovaný náčrt (viz foto 5.2). Poznámka: Výše uvedený kód byl testován a potvrzen, že funguje s Arduino IDE verze 17.

Krok 6: Zapněte hodiny a užijte si je

Nyní, když jsou hodiny sestaveny a naprogramovány, je čas je zapnout pomocí kabelu USB, nejlépe z USB adaptéru, jako jsou ty, které se používají k nabíjení telefonů iPhone a dalších mobilních zařízení (foto 2). Užij si to!