Zegar, wyświetlacz LCD, podczerwień do ustawienia: 6 kroków

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:28

Zbuduj zegar czasu rzeczywistego, który utrzymuje czas w ciągu kilku minut rocznie. Kod i komponenty można łatwo wykorzystać w innych projektach.

Ten projekt wymaga minimalnej ilości okablowania i bez lutowania. Strażnikiem czasu jest zegar czasu rzeczywistego DS3231. Czas wyświetlany jest na niedrogim 1602 LCD. Oba moduły wykorzystują komunikację I2C. I2C używa tylko 2 przewodów na moduł podczas podłączania do Arduino. Używam Arduino Nano, ponieważ ładnie pasuje do płytki stykowej. Poniższe instrukcje będą działać z Arduino Uno, ponieważ ma takie same numery pinów jak Nano dla tego projektu. Drugim elementem jest odbiornik podczerwieni. Pozwala na użycie zwykłego pilota, takiego jak pilot do telewizora, aby ustawić czas tak samo, jak na naszym smart TV. Odbiornik podczerwieni wymaga tylko jednego przewodu do podłączenia go do Arduino.

Pierwszym krokiem jest przetestowanie Arduino i podłączenie go do płytki stykowej. Poniższe kroki są przeznaczone do niezależnej pracy. Każdy krok zawiera instrukcje okablowania i instrukcje testowania. Kiedy tworzę projekty, podłączam i testuję każdy komponent, aby potwierdzić, że działa. Pomaga to w integracji wielu komponentów, ponieważ wiem, że każda praca i ja mogę skupić się na wymaganiach integracyjnych.

Ta instrukcja wymaga zainstalowania Arduino IDE. Wymagane jest również posiadanie podstawowych umiejętności pobierania programu do szkicowania Arduino z linków w tym projekcie, utworzenia katalogu dla programu (nazwa katalogu taka sama jak nazwa programu). Kolejne kroki to załadowanie, przeglądanie i edycja programu w IDE. Następnie wgraj program przez kabel USB na płytkę Arduino.

Kieszonkowe dzieci

• Nano V3 ATmega328P CH340G Płytka kontrolera mikro dla Arduino. Alternatywnie możesz użyć Uno.
• Zegar czasu rzeczywistego DS3231 i bateria CR2032.
• 1602 LCD z modułem I2C
• Odbiornik podczerwieni i pilot. Użyłem zestawów bezprzewodowych modułów zdalnego sterowania na podczerwień, które były dostarczane z odbiornikiem podczerwieni i pilotem na podczerwień.
• Deska do krojenia chleba
• Kable drutowe
• Adapter ścienny 5 V

Kupiłem części na eBayu, głównie od dystrybutorów z Hongkongu lub Chin. Dystrybutorzy w USA mają czasami takie same lub podobne części w rozsądnych cenach i szybszej dostawie. Dostawa części z Chin zajmuje od 3 do 6 tygodni. Wszyscy dystrybutorzy, z których korzystałem, byli niezawodni.

Przybliżone koszty: Nano 3 USD, DS3231 1 USD, LCD 3 USD, zestaw na podczerwień 1 USD, płytka stykowa 2 USD, pakiet 40 przewodów 1 USD, 1 USD za adapter ścienny 5 V. Razem około 11 dolarów. Uwaga, kupiłem Nano i LCD z pinami płytki stykowej już przylutowanymi na miejscu, ponieważ moje umiejętności lutowania są słabe. Do baterii zegara kupiłem 5 paczek baterii litowych CR2032 za około 1,25 USD. Kupiłem też 5 paczek DS3231s, ponieważ lubię kawałki czasu. Ten projekt wykorzystuje 1 płytkę prototypową. Kupiłem pakiet 3 płyt do krojenia chleba za około 7 USD; lepsza oferta niż kupowanie indywidualnej deski.

Krok 1: Dodaj Arduino Nano do płyty chlebowej

Podłącz Arduino Nano do płytki do krojenia chleba. Lub, jeśli wolisz, możesz użyć Arduino Uno do tego projektu; obaj używają tych samych szpilek do tego projektu. Podłącz Nano (lub Uno) do komputera za pomocą kabla USB.

Podłącz zasilanie i uziemienie z Arduino do listwy zasilającej płytki stykowej. Podłącz pin Arduino 5+ do dodatniego paska płytki stykowej. Podłącz pin Arduino GRN (masa) do ujemnej (masy) listwy płytki stykowej. Będzie to używane przez inne komponenty.

Pobierz i uruchom podstawowy program testowy Arduino: arduinoTest.ino. Podczas uruchamiania programu wbudowane światło LED włączy się na 1 sekundę, a następnie wyłączy na 1 sekundę. Ponadto publikowane są wiadomości, które można wyświetlić w Arduino IDE Tools/Serial Monitor.

+++ Konfiguracja.

+ Zainicjowano cyfrowy pin LED na płycie dla wyjścia. Dioda jest wyłączona. ++ Przejdź do pętli. + Licznik pętli = 1 + Licznik pętli = 2 + Licznik pętli = 3 …

W ramach ćwiczenia zmień opóźnienie czasowe na migającej lampce, załaduj zmieniony program i potwierdź zmianę.

Na powyższym zdjęciu znajduje się 140-częściowe pudełko z zestawem przewodów połączeniowych bez lutowania, które można dostać za 3 do 5 dolarów. Sprawiają, że płyty są schludniejsze niż przy użyciu długich kabli do krótkich połączeń.

Krok 2: Dodaj moduł zegara DS3231 i podłącz go do Arduino

Podłącz moduł zegara do płytki stykowej. Podłącz pin GND modułu zegara do listwy uziemiającej płytki stykowej. Podłącz pin VCC modułu zegara do dodatniego paska płytki stykowej. Podłącz pin SDA modułu zegara (dane) do pinu A4 Arduino (pin danych I2C). Podłącz pin SCL modułu zegara (zegar) do pinu A5 Arduino (pin zegara I2C).

W Arduino IDE zainstaluj bibliotekę zegara DS3231. Wybierz Narzędzia/Zarządzaj bibliotekami. Filtruj swoje wyszukiwanie, wpisując „rtclib”. Wybierz RTClib firmy Adafruit (dla odniesienia, link do biblioteki).

Pobierz i uruchom podstawowy program testowy: clockTest.ino. Podczas uruchamiania programu publikowane są komunikaty o czasie zegarowym, które można wyświetlić w Arduino IDE Tools/Serial Monitor.

+++ Konfiguracja.

+ Zestaw zegara. ++ Przejdź do pętli. ---------------------------------------- + Aktualna data i godzina: 2020/3/ 22 (niedziela) 11:42:3 + aktualna data i godzina: 2020/3/22 (niedziela) 11:42:4 + aktualna data i godzina: 2020/3/22 (niedziela) 11:42:5 …

W ramach ćwiczenia użyj rtc.adjust(), aby ustawić godzinę i datę zegara, załadować zmieniony program i potwierdzić zmianę.

rtc.adjust(DataGodzina(2020, 3, 19, 10, 59, 50)); // Pierwszy dzień wiosny 2020 roku.

Krok 3: Dodaj moduł wyświetlacza LCD 1602 i podłącz go do Arduino

Podłącz moduł LCD do płytki stykowej. Podłącz pin GND modułu zegara do listwy uziemiającej płytki stykowej. Podłącz pin VCC modułu zegara do dodatniego paska płytki stykowej. Podłącz pin SDA modułu zegara (dane) do pinu A4 Arduino (pin danych I2C). Podłącz pin SCL modułu zegara (zegar) do pinu A5 Arduino (pin zegara I2C).

W Arduino IDE zainstaluj bibliotekę 1602 LCD. Wybierz Narzędzia/Zarządzaj bibliotekami. Filtruj wyszukiwanie, wpisując „LiquidCrystal”. Wybierz LiquidCrystal I2C autorstwa Franka de Barbander (dla odniesienia, link do biblioteki).

Pobierz i uruchom podstawowy program testowy: lcd1602Test.ino. Podczas uruchamiania programu publikowane są komunikaty o czasie zegarowym, które można wyświetlić w Arduino IDE Tools/Serial Monitor.

+++ Konfiguracja.

+ LCD gotowy do użycia. +++ Przejdź do pętli. +Licznik = 1 +Licznik = 2 +Licznik = 3 …

W ramach ćwiczenia zmień komunikaty wyświetlacza LCD, załaduj zmieniony program i potwierdź zmianę.

Krok 4: Dodaj odbiornik podczerwieni i podłącz go do Arduino

Podłącz żeńskie i męskie przewody kablowe do odbiornika podczerwieni (żeńskie końce). Podłącz pin uziemiający modułu zegara do listwy uziemiającej płytki stykowej. Podłącz pin zasilania modułu zegara do dodatniego paska płytki stykowej. Podłącz pin wyjściowy odbiornika podczerwieni do pinu Arduino A1.

Podłącz odbiornik podczerwieni, piny od góry z lewej do prawej:

Skrajnie w lewo (obok X) - Nano pin A1 Środek - 5V Prawy - masa

A1 + - - Połączenia Nano pin

| | | - Piny odbiornika podczerwieni --------- |S | | | | --- | | | | | | --- | | | ---------

W Arduino IDE zainstaluj bibliotekę podczerwieni. Wybierz Narzędzia/Zarządzaj bibliotekami. Filtruj wyszukiwanie, wpisując „IRremote”. Wybierz IRremote by Shirriff (dla odniesienia, link do biblioteki).

Pobierz i uruchom podstawowy program testowy: infraredReceiverTest.ino. Podczas uruchamiania programu skieruj pilota na odbiornik i naciśnij różne przyciski, takie jak cyfra od 0 do 9. Komunikaty szeregowe są wysyłane (drukowane), które można wyświetlić w Arduino IDE Tools/Serial Monitor.

+++ Konfiguracja.

+ Zainicjuj odbiornik podczerwieni. ++ Przejdź do pętli. + Klawisz OK - Przełącz + Klawisz > - Dalej + Klawisz < - Poprzedni + Klawisz w górę + Klawisz w dół + Klawisz 1: + Klawisz 2: + Klawisz 3: + Klawisz 4: + Klawisz 6: + Klawisz 7: + Klawisz 8: + Klawisz 9: + Klawisz 0: + Klawisz * (Powrót) + Klawisz # (Wyjście)

W ramach ćwiczenia użyj pilota telewizora, aby zobaczyć wydrukowane wartości. Następnie można zmodyfikować program tak, aby używał wartości z instrukcji switch funkcji infraredSwitch(). Na przykład naciśnij klawisz „0” i uzyskaj wartość dla pilota, na przykład „0xE0E08877”. Następnie dodaj wielkość liter do instrukcji switch, jak w poniższym fragmencie kodu.

sprawa 0xFF9867:

case 0xE0E08877: Serial.print("+ klucz 0:"); Serial.println(""); przerwa;

Krok 5: Załaduj program Clock Project Arduino Sketch i przetestuj go

Teraz, gdy wszystkie komponenty zostały dodane do płytki prototypowej, okablowane i przetestowane; czas załadować główny program zegarowy i uruchomić go. Program zegarowy pobiera czas z modułu zegarowego, wyświetla czas na wyświetlaczu LCD i umożliwia ustawienie czasu za pomocą pilota na podczerwień.

Pobierz i uruchom program zegarowy projektu: clockLcdSet.ino.

Po uruchomieniu program wyświetli czas DS3231 na ekranie LCD 1602. Komunikaty są widoczne w Arduino IDE Tools/Serial Monitor.

+++ Konfiguracja.

+ zestaw LCD. + syncCountWithClock, theCounterHours=13 theCounterMinutes=12 theCounterSeconds=13 + Zegar ustawiony i zsynchronizowany ze zmiennymi programu. + Odbiornik podczerwieni włączony. ++ Przejdź do pętli. +ZegarPulseMinute(), theCounterMinutes= 15 + clockPulseMinute(), theCounterMinutes= 16 + clockPulseMinute(), theCounterMinutes= 17 …

Skieruj pilota na odbiornik i naciśnij przycisk ze strzałką w prawo. Zostanie wyświetlony rok do ustawienia. Naciśnij kilka razy przycisk strzałki w prawo, aby zobaczyć, że możesz ustawić rok, miesiąc, dzień, godzinę, minuty i sekundy. Aby ustawić wartość czasu, przejdź do wartości. Użyj strzałek w górę iw dół, aby ustawić wyświetlaną wartość. Następnie użyj przycisku „OK”, aby ustawić wartość zegara. Jednorazowo ustawiana jest jedna wartość.

Krok 6: Zasilanie zewnętrzne

Teraz, gdy Twój zegar jest przetestowany i działa, możesz odłączyć go od komputera i korzystać z niezależnego źródła zasilania. Dla uproszczenia używam adaptera ściennego 5 V, który można kupić za około dolara, i kabla USB, kolejnego dolara. Kabel łączy Arduino z adapterem ściennym +5V. Ponieważ piny zasilania i uziemienia Arduino są podłączone do płytki stykowej, będą one zasilać pozostałe komponenty.

Ze względu na prostotę i niski koszt używam tej samej kombinacji do zasilania innych projektów.

Mam nadzieję, że odniosłeś sukces i podobało Ci się budowanie zegara LCD sterowanego podczerwienią.