Asamblarea „Wise Clock 2” (Ceas cu alarmă bazat pe Arduino cu o mulțime de caracteristici suplimentare): 6 pași

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:47

Acest tutorial arată cum să asamblați kitul pentru Wise Clock 2, un proiect open source (hardware și software). Un kit complet Wise Clock 2 poate fi achiziționat de aici. În rezumat, acesta este ceea ce poate face Wise Clock 2 (cu versiunea curentă de software open source): - afișează ora și data curente; - citiți un fișier editabil de utilizator de pe cardul SD și afișați conținutul acestuia (care este de obicei citate, de unde și „înțeleptul” din nume); - oferă funcționalitate de alarmă; - oferă controlabilitate la distanță (infraroșu). Setul Wise Clock 2 include următoarele: 1. placa de microcontroler Duino644 (ca un kit gata de lipit); 2. afișajul cu matrice LED 16x32 (roșu); 3. incinta (două plăci acrilice și feroneria necesară). Următorii pași vor arăta cum să construiți Wise Clock 2, inclusiv: - cum să lipiți placa Duino644; - cum să conectați afișajul; - cum să încadrați ceasul; - cum să fie funcțional (pregătiți cardul SD, setați timpul etc.).

Pasul 1: Conținutul kitului Duino644

Duino644 este numele plăcii de microcontroler utilizate în Wise Clock 2. Setul Duino644 conține următoarele componente: - PCB cu mufa cardului SD lipită pe ea; - Cip ATmega644 și soclu cu 40 de pini pentru acesta; - Cip DS1307 (controler în timp real) în pachetul DIP cu 8 pini și o priză cu 8 pini pentru acesta; - 24LC256 cip EEPROM în pachet DIP cu 8 pini și o priză cu 8 pini pentru acesta; - Baterie mică CR1220 cu monedă și suportul său din plastic; - cristal de 16 MHz și doi condensatori de 22pF; - cristal de 32768Hz; - microfon difuzor; - microîntrerupătoare în unghi drept (4 bucăți); - conector USB de tip miniB; - anteturi feminine cu 2 pini cu 8 pini (2 bucăți); - LED albastru de intensitate mare in pachet 1206; - antet feminin cu 40 de pini; - regulator de tensiune L78L33; - Conector de alimentare cu 2 pini JST și mufă de alimentare cu 2 pini JST cu cabluri; - IC receptor infraroșu și soclu cu 3 pini pentru acesta; - antet masculin cu unghi drept cu 6 pini (pentru conector FTDI); - rezistențe 10K (10 bucăți); - rezistențe 4K7 (3 bucăți); - rezistor 75R; - condensatori de decuplare 100nF (3 bucăți); - antet tată 2x3 pini (pentru conector ICSP). Odată ce am verificat, avem toate componentele gata, putem trece la lipire.

Pasul 2: lipirea plăcii Duino644

Deși nu este recomandat ca un kit pornit, Duino644 ar trebui să fie relativ ușor de lipit. Doar două componente necesită o experiență de lipire anterioară (și ochi buni și mână fermă) deoarece sunt montate la suprafață: una este conectorul USB miniB, o componentă pasivă destul de robustă, care poate lua multă căldură, iar cealaltă este LED albastru cu 2 terminale, în (unul dintre) cel mai mare pachet SMD. 1. (Foto 2.1) Să începem cu conectorul USB miniB. Poziționați-l astfel încât cele 2 umflături din plastic să intre în orificiile respective din PCB, iar conectorul să se așeze cel mai aproape de placă. Lipiți mai întâi cele patru „urechi” laterale pentru a le fixa în poziție, apoi continuați cu cei 5 pini de conectare. Folosiți o lupă pentru a vă asigura că nu rămân punți de lipit între acestea. Pentru a îndepărta posibilele poduri, utilizați fitil de lipit. Luați-vă timp, aceasta nu este (așa) o componentă sensibilă la temperatură. 2. Apoi, vom lipi rezistorul de 75 ohmi (violet, verde, negru, auriu, maro) în locul său, marcat cu R14. 3. Să aplicăm experiența acumulată lipind conectorul SMD, la LED. Orientarea acestei componente este importantă, deci trebuie poziționată corect. Catodul (terminalul negativ) al LED-ului este marcat cu un punct verde (lupa ajută cu siguranță aici). Pe PCB, catodul este marcat cu 3 puncte. Topiți niște lipire pe tamponul catodic, apoi plasați catodul LED-ului peste acel tampon și lipiți cu blobul existent. Apoi lipiți tamponul anodic. 3. (Foto 2.2) În acest moment efectuăm o primă verificare, pentru a ne asigura că placa primește alimentare de pe USB. Conectați doar cablul USB și LED-ul ar trebui să devină albastru strălucitor. Avem aprindere! 4. Vom lipi apoi rezistoarele. Începeți cu cele trei rezistențe 4K7 (galben, violet, negru, maro, maro): R5, R6, R7 (orientarea nu este importantă). Apoi așezați și lipiți rezistențele rămase de 10K (maro, negru, portocaliu, auriu): R1, R2, R3, R4, R8, R9, R10, R11, R12, R13. 5. (Foto 2.3) Apoi, plasați și lipiți prizele IC, începând cu cea mare cu 40 de pini și continuând cu cele 2 mici cu 8 pini. Acordați atenție poziționării prizelor astfel încât crestăturile lor să se potrivească cu cele din serigrafie. Acest lucru va ajuta ulterior la inserarea corectă a circuitelor integrate. 6. Lipiți cele două cristale în locurile marcate „XTAL” și respectiv „Q2” (orientarea lor nu este importantă). 7. Lipiți condensatorii de 22pF (portocaliu) în locurile lor, marcate cu C1 și C2 (orientarea nu este importantă). 8. Lipiți cei trei decuplați 100nF condensatorii (de culoare albastră) în locurile lor, marcate cu C3, C5, C8 (orientarea nu este importantă). 9. Așezați și lipiți suportul bateriei din plastic în poziția sa marcată, apoi introduceți bateria monedei în suport (stâlp pozitiv orientat spre tablă, negativ orientat în sus). 10. Introduceți și lipiți cele două anteturi feminine 2x8 în pozițiile marcate (colțurile inferioare ale plăcii). Acestea sunt conectorii panoului de afișare. 11. Lipiți cele patru micro-comutatoare (butoane) în pozițiile lor marcate: - trei merg pe partea superioară a plăcii și sunt utilizate de funcționalitatea ceasului (alarma de configurare, accesarea meniurilor etc); - una merge pe partea stângă a plăcii și este butonul de resetare. 12. Lipiți microfonul în locul marcat, în partea superioară a plăcii (orientarea nu este importantă). 13. Lipiți antetul feminin cu 3 pini în colțul din stânga sus al plăcii (marcat cu IR). Aceasta este mufa pentru receptorul infraroșu. Introduceți receptorul IR în priză, cu fața către interiorul plăcii. Apoi îndoiți terminalele cu 90 de grade, astfel încât să se termine cu fața în sus (în linia telecomenzii TV). 14. Introduceți cipul regulatorului de tensiune L78L33, acordând atenție faptului că orientarea acestuia se potrivește cu cea de pe serigrafie. 15. Lipiți antetul mascul cu unghi drept cu 6 pini în locul marcat cu FTDI. 16. (Foto 2.4) Introduceți circuitele integrate în prizele respective, acordând o atenție specială orientării lor. Marele cip ATmega644 are crestătura orientată spre partea superioară a plăcii. Celelalte două jetoane mici au crestăturile spre partea de jos a plăcii. DS1307 trebuie amplasat în priză, aproape de bateria monedei. 24LC256 trebuie așezat în soclul său aproape de marginea inferioară a plăcii, așa cum este marcat. În acest moment, placa de microcontroler Duino644 este asamblată și gata pentru testare (sau utilizare). Ar trebui să arate ca cel din fotografia 2.5. Apoi, vom conecta placa de afișare Apoi, vom programa cipul ATmega644 cu cea mai recentă schiță Wise Clock, prin ID-ul Arduino.

Pasul 3: Conectați afișajul și încludeți ceasul

Introduceți Duino644 proaspăt bătut în partea din spate a panoului afișajului (ca în fotografia atașată 3.1), asigurându-vă că cele două seturi de conectori (anteturile masculine de pe panoul afișajului și antetele feminine de pe placa Duino644) se conectează unul la altul. Apăsați ușor până când conectorii sunt complet conectați și asigurați-vă că cele două plăci sunt paralele. Acesta este singurul atașament între cele două plăci (nu există elemente de fixare sau șuruburi) și va fi protejat de carcasă. Carcasa este formată din două plăci de plexiglas care împărțesc cele două plăci (Duino644 și afișajul). Aceste plăci se mențin în poziție cu distanțieri înșurubate (și șuruburi și piulițe). Să continuăm cu atașarea distanțierilor de nylon alb (separatoare) pe ambele părți ale panoului de afișare, în cele patru găuri din colțuri. Distanțierele mai scurte merg în fața afișajului, cele mai lungi sunt înșurubate pe partea din spate (așa cum se arată în fotografia 3.2). Rețineți șaibele utilizate cu distanțierele scurte, acestea creează un spațiu mic între panoul din plexiglas frontal și afișajul cu LED-uri în sine, astfel încât să nu se atingă. După ce distanțierele sunt strânse, plasați și înșurubați placa de plexiglas din față, apoi mergeți la placa din spate. Strângeți toate șuruburile și piulițele în timp ce carcasa se așează pe o suprafață orizontală (birou), pentru a vă asigura că ansamblul este robust și nu există torsiune. După ce pregătim cardul SD, ar trebui să fim gata să testăm ceasul.

Pasul 4: Pregătiți cardul SD

Wise Clock 2 afișează cotațiile preluate dintr-un fișier text stocat pe cardul SD (foto 4.1). Numele acestui fișier este „quotes.txt” și face parte din fișierul zip care conține schița (descărcați de aici). De asemenea, poate fi creat de la zero, ca fișier text ASCII, pentru a include citatele preferate, în secvența dorită. Singura restricție (în software) este lungimea liniei, care nu poate depăși 150 de caractere. Liniile sunt separate cu CR / LF (retur de transport / avans de linie sau coduri ASCII 13/10). Cardul SD trebuie formatat ca FAT (cunoscut și ca FAT16). Acest lucru se poate face în Windows, selectând „Formatare” în File Explorer, care afișează caseta de dialog prezentată în fotografia 4.2. Notă: Capacitatea maximă pe care FAT16 o poate suporta este de 2 GB. Un alt fișier important de pe cardul SD este „time.txt”, necesar pentru configurarea ceasului. Fișierul „Time.txt” conține o linie de genul acesta: 12: 22: 45Z2009-11-14-6 care trebuie modificată pentru a reflecta ora și data curente. Când ceasul este alimentat (cu cardul SD introdus), ora și data citite de pe această linie vor fi setate în ceasul în timp real ca ora și data respectivă. După ce ceasul este setat (automat) la pornire, fișierul „time.txt” este marcat ca șters, astfel încât data viitoare când ceasul este alimentat fișierul să nu fie găsit. Cele două fișiere, quotes.txt și time.txt, pot fi găsite fișierul zip care conține schița.

Pasul 5: Programați Duino644 cu schița „Wise Clock 2”

1. Descărcați schița Wise Clock din locația specificată. 2. Adăugați bibliotecile Sanguino la ID-ul dvs. Arduino. (Duino644 este o aromă a Sanguino, dacă vreți. Este compatibil cu Sanguino și folosește aceleași biblioteci dezvoltate de echipa Sanguino pentru a-și susține propria placă. Și le mulțumim.) 3. Lansați IDE-ul Arduino și selectați „Sanguino” ca placa țintă (vezi foto 5.1). 4. Deschideți schița Wise Clock în Arduino IDE și compilați-o. 5. Folosind un cablu FTDI sau un breakout FTDI (conectat între USB și conectorul FTDI cu 6 pini de pe placa Duino644), încărcați schița compilată (a se vedea fotografia 5.2). Notă: Codul menționat mai sus a fost testat și confirmat că funcționează cu Arduino IDE versiunea 17.

Pasul 6: Alimentați ceasul și bucurați-vă de el

Acum, când ceasul este asamblat și programat, este timpul să îl alimentați cu cablul USB, de preferință de la un adaptor USB, precum cele utilizate pentru reîncărcarea iPhone-urilor și a altor dispozitive mobile (foto 2). Bucură de ea!