Montaż „Wise Clock 2” (budzik oparty na Arduino z wieloma dodatkowymi funkcjami): 6 kroków

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:34

Ten samouczek pokazuje, jak złożyć zestaw do Wise Clock 2, projektu open source (sprzęt i oprogramowanie). Kompletny zestaw Wise Clock 2 można kupić tutaj. Podsumowując, oto, co potrafi Wise Clock 2 (z aktualną wersją oprogramowania open source): - wyświetla aktualny czas i datę; - odczytać z karty SD plik edytowalny przez użytkownika i wyświetlić jego zawartość (która zwykle jest cytatem, stąd „mądry” w nazwie); - zapewnić funkcjonalność alarmową; - zapewnić zdalne sterowanie (podczerwień). W skład zestawu Wise Clock 2 wchodzą: 1. płytka mikrokontrolera Duino644 (jako gotowy do wlutowania zestaw); 2. wyświetlacz matrycowy LED 16x32 (czerwony); 3. obudowa (dwie płyty akrylowe i wymagany sprzęt). Poniższe kroki pokażą, jak zbudować Wise Clock 2, w tym: - jak wlutować płytkę Duino644; - jak podłączyć wyświetlacz; - jak obudować zegar; - jak sprawić, by działał (przygotuj kartę SD, ustaw czas itp.).

Krok 1: Zawartość zestawu Duino644

Duino644 to nazwa płytki mikrokontrolera zastosowanej w Wise Clock 2. Zestaw Duino644 zawiera następujące elementy: - płytkę drukowaną z wlutowanym do niej gniazdem karty SD; - układ ATmega644 i 40-pinowe gniazdo do niego; - chip DS1307 (kontroler czasu rzeczywistego) w 8-pinowej obudowie DIP i do niego 8-pinowe gniazdo; - chip 24LC256 EEPROM w 8-pinowej obudowie DIP i 8-pinowe gniazdo; - Mała bateria pastylkowa CR1220 i jej plastikowy uchwyt; - kryształ 16MHz i dwa kondensatory 22pF; - kryształ 32768Hz; - mikrogłośnik; - mikroprzełączniki kątowe (4 sztuki); - złącze USB typu miniB; - Złącza żeńskie 2x8-pinowe (2 sztuki); - niebieska dioda LED o wysokiej intensywności w opakowaniu 1206; - 40-pinowe złącze żeńskie; - regulator napięcia L78L33; - 2-pinowe złącze zasilania JST i 2-pinowe gniazdo zasilania JST z kablami; - układ scalony odbiornika podczerwieni i 3-pinowe gniazdo; - 6-pinowe złącze męskie kątowe (do złącza FTDI); - Rezystory 10K (10 sztuk); - Rezystory 4K7 (3 sztuki); - rezystor 75R; - kondensatory odsprzęgające 100nF (3 sztuki); - Złącze męskie 2x3-pinowe (do złącza ICSP). Po sprawdzeniu, że wszystkie elementy są gotowe, możemy przystąpić do lutowania.

Krok 2: Lutowanie płytki Duino644

Chociaż nie jest zalecany jako zestaw startowy, Duino644 powinien być stosunkowo łatwy do lutowania. Tylko dwa elementy wymagają wcześniejszego doświadczenia w lutowaniu (oraz dobrego wzroku i pewnej ręki), ponieważ są montowane powierzchniowo: jeden to złącze USB miniB, dość wytrzymały element pasywny, który może wytrzymać dużo ciepła, a drugi to złącze 2-zaciskowa niebieska dioda LED, w (jednej z) największej obudowie SMD. 1. (Zdjęcie 2.1) Zacznijmy od złącza USB miniB. Ustaw go tak, aby 2 plastikowe wypustki weszły w odpowiednie otwory w płytce drukowanej, a złącze znajdowało się najbliżej płytki. Najpierw przylutuj cztery boczne „uszy”, aby zabezpieczyć je na miejscu, a następnie kontynuuj z 5 kołkami łączącymi. Użyj lupy, aby upewnić się, że między nimi nie pozostały żadne mostki lutownicze. Aby usunąć ewentualne mostki, użyj knota do rozlutowywania. Nie spiesz się, to nie jest (takie) element wrażliwy na temperaturę. 2. Następnie w jego miejsce wlutujemy rezystor 75 omów (fioletowy, zielony, czarny, złoty, brązowy) oznaczony R14. 3. Zastosujmy doświadczenie zdobyte przy lutowaniu złącza SMD, do diody LED. Orientacja tego komponentu jest ważna, dlatego musi być prawidłowo ustawiony. Katoda (biegun ujemny) diody LED oznaczona jest zieloną kropką (na pewno pomaga w tym lupa). Na PCB katoda jest oznaczona 3 kropkami. Rozpuść trochę lutu na podkładce katody, a następnie umieść katodę diody LED na tej podkładce i przylutuj istniejącą plamką. Następnie przylutuj podkładkę anodową. 3. (Zdjęcie 2.2) W tym momencie przeprowadzamy pierwszą kontrolę, aby upewnić się, że płyta jest zasilana z USB. Wystarczy podłączyć kabel USB, a dioda LED powinna stać się jasnoniebieska. Mamy zapłon! 4. Następnie przylutujemy rezystory. Zacznij od trzech rezystorów 4K7 (żółty, fioletowy, czarny, brązowy, brązowy): R5, R6, R7 (orientacja nie jest ważna). Następnie umieść i przylutuj pozostałe rezystory 10K (brązowy, czarny, pomarańczowy, złoty): R1, R2, R3, R4, R8, R9, R10, R11, R12, R13. 5. (Zdjęcie 2.3) Następnie umieść i przylutuj gniazda IC, zaczynając od dużego 40-pinowego i kontynuując od 2 małych 8-pinowych. Zwróć uwagę, aby ustawić gniazda tak, aby ich wycięcia pasowały do tych w sitodruku. Pomoże to później w prawidłowym wstawieniu samych układów scalonych. 6. Przylutuj dwa kryształy w miejscach oznaczonych odpowiednio „XTAL” i „Q2” (ich orientacja nie jest istotna). 7. Przylutuj kondensatory 22pF (kolor pomarańczowy) w ich miejsca, oznaczone C1 i C2 (orientacja nie ma znaczenia). 8. Przylutuj trzy kondensatory odsprzęgające 100nF (kolor niebieski) w ich miejsca oznaczone C3, C5, C8 (orientacja nieistotna). 9. Umieść i przylutuj plastikowy uchwyt baterii w zaznaczonym miejscu, a następnie włóż baterię pastylkową do uchwytu (biegunem dodatnim skierowanym w stronę płytki, ujemnym skierowanym do góry). 10. Włóż i przylutuj dwie końcówki żeńskie 2x8 w zaznaczonych pozycjach (dolne rogi płytki). To są złącza do panelu wyświetlacza. 11. Przylutuj cztery mikroprzełączniki (przyciski) w oznaczonych pozycjach: - trzy znajdują się w górnej części płytki i są używane przez funkcję zegara (ustawianie alarmu, dostęp do menu itp.); - jeden idzie po lewej stronie planszy i jest przyciskiem resetowania. 12. Przylutuj mikrogłośnik w oznaczonym miejscu, na górze płytki (orientacja nie jest istotna). 13. Przylutuj 3-pinowe złącze żeńskie w lewym górnym rogu płytki (oznaczone IR). To jest gniazdo dla odbiornika podczerwieni. Włóż odbiornik IR do gniazda, przodem do wnętrza płytki. Następnie zagnij jego końcówki o 90 stopni, tak aby kończyły się w górę (w linii pilota telewizora). 14. Włóż układ regulatora napięcia L78L33, zwracając uwagę, aby jego orientacja odpowiadała orientacji na sitodruku. 15. Przylutuj 6-stykowe męskie złącze kątowe w miejscu oznaczonym FTDI. 16. (Fot. 2.4) Umieścić układy scalone w odpowiednich gniazdach, zwracając szczególną uwagę na ich orientację. Duży układ ATmega644 ma wycięcie skierowane w stronę górnej części płyty. Pozostałe dwa małe żetony mają wycięcia w kierunku dolnej części planszy. DS1307 należy umieścić w gnieździe w pobliżu baterii pastylkowej. 24LC256 należy umieścić w gnieździe blisko dolnej krawędzi płytki, zgodnie z oznaczeniem. W tym momencie płytka mikrokontrolera Duino644 jest zmontowana i gotowa do testów (lub użycia). Powinno wyglądać jak na zdjęciu 2.5. Następnie podłączymy płytkę wyświetlacza. Następnie zaprogramujemy układ ATmega644 najnowszym szkicem Wise Clock, poprzez Arduino IDE.

Krok 3: Podłącz wyświetlacz i zamknij zegar

Włóż świeżo wybity Duino644 z tyłu panelu wyświetlacza (jak na załączonym zdjęciu 3.1), upewniając się, że dwa zestawy złączy (złącza męskie na panelu wyświetlacza i złącza żeńskie na płycie Duino644) są połączone ze sobą. Naciśnij delikatnie, aż złącza zostaną całkowicie podłączone i upewnij się, że obie płyty są równoległe. Jest to jedyne mocowanie między dwiema płytami (nie ma łączników ani śrub) i będzie chronione przez obudowę. Obudowa składa się z dwóch płyt z pleksi, które łączą dwie płytki (Duino644 i wyświetlacz). Płyty te są utrzymywane na miejscu za pomocą skręcanych ze sobą elementów dystansowych (oraz śrub i nakrętek). Przejdźmy do mocowania białych nylonowych dystanserów (podpórek) po obu stronach panelu wyświetlacza, w czterech otworach w rogach. Krótsze dystanse wychodzą przed wyświetlacz, dłuższe są wkręcane z tyłu (jak pokazano na zdjęciu 3.2). Zwróć uwagę na podkładki zastosowane z krótkimi przekładkami, tworzą one niewielką przestrzeń między przednim panelem z pleksi a samym wyświetlaczem LED, dzięki czemu nie dotykają. Po dokręceniu przekładek umieść i przykręć przednią płytę z pleksi, a następnie przejdź do tylnej płyty. Dokręć wszystkie śruby i nakrętki, gdy obudowa znajduje się na poziomej powierzchni (biurko), aby upewnić się, że zespół jest solidny i nie jest skręcany. Po przygotowaniu karty SD powinniśmy być gotowi do przetestowania zegara.

Krok 4: Przygotuj kartę SD

Wise Clock 2 wyświetla cytaty pobrane z pliku tekstowego zapisanego na karcie SD (zdjęcie 4.1). Nazwa tego pliku to „quotes.txt” i jest częścią pliku zip zawierającego szkic (do pobrania stąd). Można go również utworzyć od podstaw, jako plik tekstowy ASCII, aby umieścić ulubione cytaty w żądanej kolejności. Jedynym ograniczeniem (w oprogramowaniu) jest długość linii, która nie może przekraczać 150 znaków. Wiersze są rozdzielane za pomocą CR/LF (powrót karetki/nowy wiersz lub kody ASCII 13/10). Karta SD musi być sformatowana jako FAT (znana również jako FAT16). Można to zrobić w systemie Windows, wybierając „Format” w Eksploratorze plików, który wyświetla okno dialogowe pokazane na zdjęciu 4.2. Uwaga: Maksymalna pojemność obsługiwana przez FAT16 to 2 GB. Innym ważnym plikiem na karcie SD jest „time.txt”, wymagany do ustawienia zegara. Plik "Time.txt" zawiera linię taką jak ta: 12:22:45Z2009-11-14-6, którą należy zmodyfikować, aby odzwierciedlała aktualny czas i datę. Gdy zegar jest zasilany (z włożoną kartą SD) czas i data odczytane z tej linii zostaną ustawione w zegarze czasu rzeczywistego odpowiednio jako aktualny czas i data. Po automatycznym ustawieniu zegara przy włączaniu, plik „time.txt” jest oznaczany jako usunięty, więc przy następnym włączeniu zegara plik nie zostanie znaleziony. Dwa pliki, quotes.txt i time.txt, można znaleźć w pliku zip zawierającym szkic.

Krok 5: Zaprogramuj Duino644 za pomocą szkicu „Wise Clock 2”

1. Pobierz szkic Wise Clock z określonej lokalizacji. 2. Dodaj biblioteki Sanguino do swojego Arduino IDE. (Duino644 to smak Sanguino, jeśli chcesz. Jest kompatybilny z Sanguino i używa tych samych bibliotek opracowanych przez zespół Sanguino do obsługi własnej płyty. I dziękujemy im.) 3. Uruchom Arduino IDE i wybierz "Sanguino" jako tablica celownicza (patrz zdjęcie 5.1). 4. Otwórz szkic Wise Clock w Arduino IDE i skompiluj go. 5. Za pomocą kabla FTDI lub FTDI breakout (podłączonego między USB a 6-pinowym złączem FTDI na płycie Duino644) wgraj skompilowany szkic (patrz zdjęcie 5.2). Uwaga: Powyższy kod został przetestowany i potwierdzony do współpracy z Arduino IDE w wersji 17.

Krok 6: Włącz zegar i ciesz się nim

Teraz, gdy zegar jest już zmontowany i zaprogramowany, nadszedł czas, aby zasilić go kablem USB, najlepiej z przejściówki USB, takiej jak te używane do ładowania iPhone'ów i innych urządzeń mobilnych (zdjęcie 2). Ciesz się tym!