Ceas digital pentru radio amator Raspberry Pi: 8 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:45

Prezentare generală

Operatorii de radio amatori (alias HAM Radio) folosesc 24 de ore UTC (Universal Coordinated Time) pentru o mare parte din funcționarea lor. Am decis să construiesc un ceas digital folosind afișajele cu 4 cifre TM1637 și un Raspberry Pi Zero W în loc de doar un ceas GUI. (Hardware-ul este distractiv!)

Afișajul acționat de TM1637 are patru led-uri de 7 segmente cu un punct central „:” între două seturi de cifre. Este nevoie de două fire pentru a acționa afișajul plus 5V + și împământare pentru un total de 4 fire.

Pentru acest proiect anume, am vrut ca Raspi să își obțină timpul de pe serverele NTP (Network Time Protocol) prin Internet. Planific o altă versiune a acestui ceas pentru a rula pe un modul Arduino Uno și un modul Ceas în timp real, pentru când nu este disponibil WiFi și pentru o funcționare mai portabilă.

De asemenea, am vrut ca ceasul să afișeze Ora locală în formatele 12hr și 24hr, precum și UTC în formatele 12hr și 24hr. Software-ul este conceput pentru a vă permite să utilizați doar UTC 24 de ore (șuncă tipică) sau ore diferite pe până la 4 afișaje diferite.

De asemenea, puteți seta FUSUL TIMP pe care doriți să îl utilizați în loc de ora locală implicită. Deci, fiecare dintre cele patru afișaje ar putea afișa un fus orar diferit și în format de 12 ore sau 24 de ore.

Acest proiect necesită conectori sau fire de lipit pe modulele Pi și / sau tm1637.

Instrucțiuni complete sunt, de asemenea, disponibile pe GITHUB:

Pasul 1: Cerințe

• Raspberry Pi2, 3 sau Zero W. (adică orice pi cu antetul 40 pini și Ethernet / Wifi)

• 4 - TM1637 Module de afișare cu 4 cifre

Și / sau

NOTĂ: puteți utiliza altele mai mari sau mai mici, atâta timp cât sunt compatibile cu TM1637.

• Ham cu 16 fire (fiecare TM1637 are nevoie de 4 fire)

• Plăci și fire fără sudură Or

• Breadboard-capabil de lipit & diverse conectori pin.

• MicroSD de 8 GB sau mai mare pentru Pi

• Alimentare 5v pentru Pi.

Pasul 2: Instalarea software-ului

Această aplicație folosește biblioteca Python ușor de utilizat TM1637.py scrisă de Tim Waizenegger. (Dacă doriți detalii despre bibliotecă, consultați:

Știați?

Dacă instalați Raspbian pe un card SD folosind un computer, puteți crea două fișiere pe card pentru a configura accesul WiFi și SSH înainte de al porni pe un Raspberry?

Pentru aceasta, presupuneți că cardul dvs. SD este montat în prezent ca K: pe computer:

1) Instalați imaginea Raspbian Lite pe SD.

www.raspberrypi.org/software/operating-systems/#raspberry-pi-os-32-bit

2) Cu notepad, creați un fișier numit doar „ssh” și utilizați Salvare ca „Toate fișierele” în K: / ssh

Fișierul poate conține orice. Numele fișierului este important. NU trebuie să fie „ssh.txt” !!!

3) Cu notepad, creați un al doilea fișier numit „wpa_supplicant.conf” cu următoarele:

ctrl_interface = DIR = / var / run / wpa_supplicant GROUP = netdevupdate_config = 1 network = {ssid = "mySSID" psk = "mypassword" key_mgmt = WPA-PSK}

Utilizați Salvare ca „Toate fișierele” în K: / wpa_supplicant.conf

Din nou, nu lăsați Notepad să-l schimbe în „wpa_supplicant.conf.txt” !!

Când porniți Raspberry prima dată, Raspbian le va căuta și se va conecta la Wifi. Totuși, va trebui să căutați pe router-ul dvs. adresa IP, de la atribuirea sa automată.

Pasul 3: Instalare software - Pt.2

1. Dacă nu ați făcut-o deja, instalați versiunea Raspbian Lite pe un card microSD de 8 GB sau mai mare. Nu aveți nevoie de versiunea GUI, deoarece acest proiect nu folosește un monitor sau tastatură.

NOTĂ !: Acest proiect necesită Python2.7!

www.raspberrypi.org/software/operating-systems/#raspberry-pi-os-32-bit

2. Va trebui să accesați Raspberry de la distanță prin SSH. Pe Windows, puteți utiliza programul terminal PUTTY SSH. Pe Mac, trebuie doar să afișați o fereastră de terminal de comandă.

3. Introduceți cardul microSD în Pi și conectați-l la curent. Va dura câteva minute pentru a porni.

4. Pentru a vă conecta de la distanță la Raspberry Pi, va trebui să găsiți adresa IP a acestuia. Puteți încerca: $ ssh [email protected] (Sau de la Putty, introduceți numele gazdei [email protected] În caz contrar, va trebui să vedeți dacă routerul dvs. va afișa adresele IP ale dispozitivelor dvs. locale. ID-ul / passwd-ul implicit este „pi /zmeură"

Odată conectat ca utilizator pi:

5. Actualizați Raspbian: $ sudo apt update $ sudo apt upgrade

6. Configurați Raspberry: $ sudo raspi-config a. Schimbați parola de utilizator b. Opțiuni de localizare -> Schimbare fus orar Selectați fusul orar local c. Fila pentru a termina

7. Instalați software-ul RaspiDigiHamClock: $ cd / home / pi $ sudo apt update $ sudo apt install git $ git clone

8. Opriți dispozitivul Pi pentru configurarea opririi hardware $ acum După ce LED-ul se stinge, deconectați alimentarea

Pasul 4: Cablare hardware

Puteți lipi conectorii pe modulele TM1637 și Raspberry Pi (dacă nu are deja un conector). Înainte de a începe, decideți cum doriți să montați afișajele și dacă aveți de gând să utilizați o pană de sudură sau fire de lipit direct pe modulele Pi și afișaj.

Pinii modulului TM1637

Cablare Notă: Unele module tm1637 răsucesc pinii + 5v și GND! Este posibil să nu apară la fel ca fotografiile.

Modulul TM1637 este un modul de afișare cu LED din 4 cifre care utilizează cipul driverului TM1637. Are nevoie doar de două conexiuni pentru a controla afișajul cu 4 cifre pe 8 segmente. Alte două fire alimentează 5+ volt electric și împământare.

PIN DESC CLK Clock DIO Data In GND Ground 5V +5 volți

Unele module tm1637 răsucesc pinii + 5v și GND, deci verificați marcajele modulului dvs.

Testați fiecare modul Vă sugerez să începeți cu un cablu conector femelă cu 4 fire, cu conectori masculi lipiți la unul dintre module și la Pi. Apoi conectați temporar primul modul până la pinii de mai jos.

TEST TEMPORAR A MODULETM1637 Pin modul Pin Pin fizic # 5V 2 GND 6 CLK 40 DIO 38 Consultați diagramele GPIO mai jos pentru a găsi aspectele pinului.

A doua fotografie arată două afișaje conectate temporar la un Raspberry Pi 3 cu software-ul rulat.

1. După ce aveți un modul conectat temporar și ați verificat cablajul

2. Porniți Raspberry Pi. LED-ul roșu al modulului ar trebui să se aprindă, dar nu va exista încă NICI AFIȘARE.

3. SSH din nou în Pi, ca anterior.

$ cd RaspiDigiHamClock

$ python test.py

Ar trebui să vedeți ciclul de afișare prin diferite mesaje scurte. Dacă nu, verificați mai întâi cablajul! Este ușor să întoarceți un fir sau să conectați un PIN GPIO greșit pe Pi. Dacă primiți un mesaj de eroare Python, verificați versiunea Python folosind:

$ python -V (capital „V”)

Python 2.7. X

Nu am testat împotriva Python 3, deci nu sunt sigur dacă biblioteca este compatibilă.

Copiați mesajul de eroare (de obicei ultima linie a erorii) și Inserați în căutarea Google. Acest lucru poate oferi un indiciu cu privire la ce s-a întâmplat.

Dacă modulul dvs. funcționează, Felicitări! Știți că modulul și Pi funcționează. Acum repetați pentru fiecare modul pentru al testa. (Vă sugerez să opriți Pi și să opriți ÎNAINTE să conectați / deconectați modulele !!)

$ sudo închidere acum

Pasul 5: Pinii GPIO pe Raspi

Acest proiect folosește ID-urile GPIO fizice ale BOARD pentru Pin.

Acesta este Pinul 1 la Pinul 40. Nu numerotarea pinului „BCM” GPIO. (Da, este puțin confuz, dar BOARD este doar numărul de pini de la stânga sus la dreapta jos.)

Display Module TM1637 Module Pin Pin Pin fizic # Power 5V 2 Ground GND 6

Modul # 1 CLK 33

DIO 31

Modul # 2 CLK 36

DIO 32

Modul # 3 CLK 37

DIO 35

Modulul # 4 CLK 40

DIO 38

Notă: Nu este nevoie să adăugați toate cele 4 module, dacă doriți. Puteți avea între 1 și 4 module. (Da, este posibil să mergeți la mai multe module, dar trebuie să modificați codul pentru a suporta mai mult.)

DAR, TREBUIE să conectați modulele secvențial începând de la modulul # 1

Acest lucru se datorează faptului că biblioteca TM1637 așteaptă un ACK de la modul, așa că pare să atârne în așteptare altfel.

Exemple de fotografii ale panoului sudat Trebuie să vă urmați propriul model de cablare pentru a se potrivi cu pinii GPIO arătați anterior, deoarece conectorii și modulele pe care le-am folosit pot să nu se potrivească cu ale dvs.

Pasul 6: Testarea

Uau, asta a fost un pic de cablare! Acum este timpul pentru testarea fumului …

Deoarece știți deja modulele individuale și funcționează Pi (ați testat modulele așa cum s-a descris anterior?), Următorul pas este să configurați fișierul. INI și să rulați programul de ceas:

1. Editați raspiclock.ini

$ cd / home / pi / RaspiDigiHamClock

$ nano raspiclock.ini

2. Schimbați num_modules la câte ați conectat. Acest lucru este important deoarece biblioteca va atârna în așteptarea unui ACK dacă nu poate vorbi cu un modul. Asigurați-vă că conectați numărul de module, ÎN ORDINEA AFIȘATĂ în. INI Notă: PIN-urile TZ și HR și GPIO suplimentare sunt ignorate dacă num_modules este mai mic de 4.

3. Adăugați fusuri orare pentru fiecare modul.

Acesta este numele Linux TZ, cum ar fi „America / New_York”, EST5EDT, UTC sau „Local” pentru fusul orar local așa cum este setat prin raspi-config. Valoarea implicită este UTC

4. Setați dacă se afișează modul 12 ore sau 24 ore pentru fiecare modul

[CEAS]; Numărul de module TM1637 (între 1 și 4) num_module = 2

; Fusele orare pentru fiecare modul

; Utilizați raspi-config pentru a seta fusul orar local; Implicit este UTC; Format este numele Linux TZ sau „Local” pentru ora locală; „America / New_York”, EST5EDT, UTC, „Local” TZ1 = Local TZ2 = UTC TZ3 = TZ4 =

; 12/24 ore pentru fiecare modul

HR1 = 12 HR2 = 24 HR3 = 12 HR4 = 24

; LUMINOSITATE (intervalul 1..7)

LUM = 1

5. Nu ar trebui să editați pinii GPIO decât dacă le conectați la diferite pin # de pe Pi.

6. Salvați modificările și apoi rulați ceasul:

$ python raspiclock.py

Dacă totul este în regulă, toate modulele de afișare ar trebui să se aprindă cu timpul stabilit în fișierul. INI.

Felicitări! Treceți peste depanare și accesați Instalarea finală …

Pasul 7: Depanare

Ar trebui să vedeți câteva mesaje simple de depanare:

Inițializare … Număr de module = 4 Buclă de ceas de pornire … Modul # 1 displayTM () Modul # 2 displayTM () Modul # 3 displayTM () Modul # 4 displayTM () (repetare …)

Dacă ați testat anterior modulele și toate au funcționat, atunci știți că modulele și Raspberry sunt bune.

A) HANG - Dacă mesajele de depanare par să se blocheze într-un singur loc, programul așteaptă un ACK din acel modul #.

Mai întâi verificați cablajul! Este ușor să întoarceți un fir sau să conectați un PIN GPIO greșit pe Pi.

În al doilea rând, schimbați modulele pentru a vedea dacă un modul a mers brusc.

În al treilea rând, verificați fișierul raspiclock.ini pentru erori. Dacă este necesar, ștergeți întregul director și faceți o altă GIT CLONE pentru a recupera din nou.

În al patrulea rând, verificați din nou cablajul!;-)

B) Dacă primiți un mesaj de eroare Python, verificați versiunea Python folosind:

$ python -V (capital „V”)

Python 2.7. X

Nu am testat împotriva Python 3, deci nu sunt sigur dacă biblioteca este compatibilă. Copiați mesajul de eroare (de obicei ultima linie a erorii) și Inserați în căutarea Google. Acest lucru poate oferi un indiciu cu privire la ce s-a întâmplat.

Pasul 8: Instalarea finală

1. Editați din nou fișierul. INI și setați debug = 0. $ cd / home / pi / RaspiDigiHamClock

$ nano raspiclock.ini

2. Verificați, de asemenea, că fusurile orare TZ și setările HR 12/24 ore sunt după cum doriți.

3. Setați Luminozitatea după cum doriți între 1 și 7.

4. Rulați scriptul install.sh pentru a adăuga la pi crontab pentru pornire automată la pornire.

$ sh install.sh

5. Reporniți

$ sudo reporniți

6. Ar trebui să repornească și apoi să ruleze.

TERMINAT!