Sestavljanje "Wise Clock 2" (budilka na osnovi Arduina z veliko dodatnimi funkcijami): 6 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:10

Ta vadnica prikazuje, kako sestaviti komplet za odprtokodni projekt Wise Clock 2 (strojna in programska oprema). Celoten komplet Wise Clock 2 lahko kupite tukaj. Če povzamemo, to lahko Wise Clock 2 (s trenutno odprtokodno izdajo programske opreme) naredi: - prikaže trenutni čas in datum; - prebrati datoteko, ki jo lahko ureja uporabnik, s kartice SD in prikazati njeno vsebino (ki je običajno narekovaji, zato "pametno" v imenu); - zagotoviti funkcijo alarma; - omogočajo daljinsko (infrardečo) vodljivost. Komplet Wise Clock 2 vključuje naslednje: 1. ploščo mikrokrmilnika Duino644 (kot komplet, pripravljen za spajkanje); 2. 16x32 (rdeč) LED matrični zaslon; 3. ohišje (dve akrilni plošči in potrebna strojna oprema). Naslednji koraki bodo pokazali, kako sestaviti Wise Clock 2, vključno z: - kako spajkati ploščo Duino644; - kako priključiti zaslon; - kako vstaviti uro; - kako ga aktivirati (pripraviti kartico SD, nastaviti čas itd.).

1. korak: Vsebina kompleta Duino644

Duino644 je ime plošče mikrokrmilnika, ki se uporablja v Wise Clock 2. Komplet Duino644 vsebuje naslednje komponente: - tiskano vezje z vtaknjeno vtičnico za kartico SD; - čip ATmega644 in 40-polna vtičnica zanj; -čip DS1307 (regulator v realnem času) v 8-polnem DIP paketu in 8-polna vtičnica zanj; -čip 24LC256 EEPROM v 8-polnem DIP paketu in 8-polna vtičnica zanj; - majhna gumbasta baterija CR1220 in njeno plastično držalo; - 16MHz kristal in dva 22pF kondenzatorja; - 32768Hz kristal; - mikro zvočnik; - pravokotna mikro stikala (4 kosi); - priključek USB miniB; - 2x8-polne ženske glave (2 kosa); - visoko intenzivna modra LED v paketu 1206; - 40-polna ženska glava; - regulator napetosti L78L33; -2-polni napajalni konektor JST in 2-polni vtič JST s kabli; - IC infrardeči sprejemnik in 3-polna vtičnica zanj; -6-polni pravokotni moški nosilec (za priključek FTDI); - 10K upori (10 kosov); - upori 4K7 (3 kosi); - upor 75R; - 100nF ločilni kondenzatorji (3 kosi); - 2x3-polni moški priključek (za priključek ICSP). Ko preverimo, ali so vse komponente pripravljene, lahko nadaljujemo s spajkanjem.

2. korak: Spajkanje plošče Duino644

Čeprav ni priporočljiv kot začetni komplet, bi moral biti Duino644 razmeroma enostaven za spajkanje. Le dve komponenti zahtevata nekaj predhodnih izkušenj s spajkanjem (in dobre oči in mirna roka), ker sta nameščeni na površino: ena je priključek USB miniB, precej trdna pasivna komponenta, ki lahko vzame veliko toplote, druga pa 2-priključna modra LED, v (enem od) največjih SMD paketov. 1. (Fotografija 2.1) Začnimo s priključkom USB miniB. Postavite ga tako, da gresta 2 plastični izboklini v ustrezne luknje na tiskanem vezju, priključek pa najbližje plošči. Najprej spajkajte štiri stranske "ušesa", da jih pritrdite, nato nadaljujte s 5 priključnimi zatiči. Z lupo se prepričajte, da med njimi ni spajkalnih mostov. Če želite odstraniti možne mostove, uporabite stenj za spajkanje. Vzemite si čas, to ni (takšna) komponenta, občutljiva na temperaturo. 2. Nato bomo na njegovem mestu spajkali 75 ohmski (vijolični, zeleni, črni, zlati, rjavi) upor z oznako R14. 3. Uporabimo pridobljene izkušnje pri spajkanju priključka SMD na LED. Usmerjenost te komponente je pomembna, zato jo je treba pravilno namestiti. Katoda (negativni priključek) LED je označena z zeleno piko (povečevalno steklo tu zagotovo pomaga). Na tiskanem vezju je katoda označena s 3 pikami. Na katodni blazinici stopite nekaj spajkanja, nato postavite katodo LED na to blazinico in spajkajte z obstoječim madežem. Nato spajkajte anodno blazinico. 3. (Fotografija 2.2) Na tem mestu izvedemo prvi pregled, da se prepričamo, da plošča dobi napajanje iz USB -ja. Samo priključite kabel USB in LED bo postala svetlo modra. Imamo vžig! 4. Naslednje bomo spajkali upori. Začnite s tremi upori 4K7 (rumeni, vijolični, črni, rjavi, rjavi): R5, R6, R7 (orientacija ni pomembna). Nato postavite in spajkajte preostale 10K upore (rjave, črne, oranžne, zlate): R1, R2, R3, R4, R8, R9, R10, R11, R12, R13. 5. (Fotografija 2.3) Nato namestite in spajkajte IC vtičnice, začenši z veliko 40-polno in nadaljujte z 2 majhnima 8-polnimi. Bodite pozorni na to, da vtičnice namestite tako, da se njihove zareze ujemajo z zarezami na sitotisku. To bo kasneje pomagalo pravilno vstaviti sama integrirana vezja. 6. Dva kristala spajkajte na mestih z oznako "XTAL" oziroma "Q2" (njihova usmeritev ni pomembna). 7. Kondenzatorje 22pF (oranžne barve) spajkajte na njihova mesta, označena s C1 in C2 (orientacija ni pomembna). 8. Trije ločite 100 nF kondenzatorjev (modre barve) na svojih mestih z oznako C3, C5, C8 (orientacija ni pomembna). 9. Postavite in spajkajte plastično držalo za baterije v označenem položaju, nato pa vstavite baterijo za kovance v držalo (pozitivni pol obrnjen proti plošči, negativen navzgor). 10. Vstavite in spajkajte dve ženski glavi 2x8 v označena mesta (spodnji vogali plošče). To so priključki na plošči zaslona. 11. Spajkajte štiri mikro stikala (potisne tipke) v označenih položajih: - tri gredo na zgornji del plošče in jih uporablja funkcija ure (nastavitev alarma, dostop do menijev itd.); - ena na levi strani plošče in je gumb za ponastavitev. 12. Mikro zvočnik spajkajte na označeno mesto, na vrhu plošče (orientacija ni pomembna). 13. 3-polni ženski glavo spajkajte v zgornjem levem kotu plošče (označeno z IR). To je vtičnica za infrardeči sprejemnik. IR -sprejemnik vstavite v vtičnico, obrnjeno proti notranjosti plošče. Nato upognite svoje sponke za 90 stopinj, tako da se konča navzgor (v vrsti daljinskega upravljalnika televizorja). 14. Vstavite čip regulatorja napetosti L78L33 in pazite, da se njegova orientacija ujema s tiskanjem na sitotisku. 15. Spajajte 6-polni pravokotni moški nosilec na mestu z oznako FTDI. 16. (Fotografija 2.4) Vstavite integrirana vezja v ustrezne vtičnice, pri čemer bodite posebno pozorni na njihovo orientacijo. Velik čip ATmega644 ima zarezo obrnjeno proti vrhu plošče. Druga dva majhna žetona imata zarezi proti dnu plošče. DS1307 mora biti vstavljen v vtičnico blizu baterije za kovance. 24LC256 mora biti nameščen v vtičnico blizu spodnjega roba plošče, kot je označeno. Na tej točki je plošča mikrokrmilnika Duino644 sestavljena in pripravljena za testiranje (ali uporabo). Izgledati mora kot na sliki 2.5. Nato bomo priključili ploščo zaslona. Nato bomo preko Arduino IDE programirali čip ATmega644 z najnovejšo skico Wise Clock.

3. korak: Priključite zaslon in zaprite uro

Sveže kovani Duino644 vstavite v zadnjo stran zaslona (kot je na priloženi fotografiji 3.1), pri tem pazite, da se dva sklopa priključkov (moški glavi na plošči zaslona in ženski na plošči Duino644) priključita drug v drugega. Nežno pritiskajte, dokler priključki niso popolnoma priključeni, in se prepričajte, da sta obe plošči vzporedni. To je edini nastavek med obema ploščama (ni pritrdilnih elementov ali vijakov) in bo zaščiten z ohišjem. Ohišje je sestavljeno iz dveh plošč iz pleksi stekla, ki sta pritrjeni na obe plošči (Duino644 in zaslon). Te plošče so pritrjene s privitimi distančniki (ter vijaki in maticami). Nadaljujmo s pritrditvijo belih najlonskih distančnikov (stojala) na obeh straneh zaslona, v štiri luknje v vogalih. Krajši distančniki so pred zaslonom, daljši so priviti na hrbtni strani (kot je prikazano na fotografiji 3.2). Upoštevajte, da podložke, uporabljene s kratkimi distančniki, ustvarjajo majhen prostor med sprednjo ploščo iz pleksi stekla in samim LED zaslonom, tako da se ne dotikajo. Ko so distančniki zategnjeni, postavite in privijte sprednjo ploščo iz pleksi stekla, nato pa pojdite na zadnjo ploščo. Privijte vse vijake in matice, medtem ko ohišje leži na vodoravni površini (miza), da se prepričate, da je sklop trden in da ni torzije. Ko pripravimo kartico SD, bi morali biti pripravljeni preizkusiti uro.

4. korak: Pripravite kartico SD

Wise Clock 2 prikazuje citate, pridobljene iz besedilne datoteke, shranjene na kartici SD (fotografija 4.1). Ime te datoteke je "quotes.txt" in je del zip datoteke, ki vsebuje skico (prenesite od tukaj). Lahko ga ustvarite tudi iz nič, kot besedilno datoteko ASCII, da v svoje želeno zaporedje vključite svoje najljubše citate. Edina omejitev (v programski opremi) je dolžina vrstice, ki ne sme presegati 150 znakov. Linije so ločene s CR/LF (vrnitev nosilca/podajanje vrstic ali kode ASCII 13/10). Kartica SD mora biti formatirana kot FAT (znana tudi kot FAT16). To lahko storite v sistemu Windows tako, da v Raziskovalcu datotek izberete »Oblika«, ki prikaže pogovorno okno, prikazano na fotografiji 4.2. Opomba: Največja zmogljivost, ki jo lahko prenese FAT16, je 2 GB. Druga pomembna datoteka na kartici SD je "time.txt", potrebna za nastavitev ure. Datoteka "Time.txt" vsebuje tako vrstico: 12: 22: 45Z2009-11-14-6, ki jo je treba spremeniti tako, da odraža trenutni čas in datum. Ko je ura vklopljena (z vstavljeno kartico SD), bosta čas in datum, odčitana iz te vrstice, nastavljena na uro realnega časa kot trenutni čas oziroma datum. Ko je ura (samodejno) nastavljena ob vklopu, je datoteka "time.txt" označena kot izbrisana, tako da naslednjič, ko se ura vključi, datoteka ni najdena. Dve datoteki, quotes.txt in time.txt, lahko najdete zip datoteko, ki vsebuje skico.

5. korak: Programirajte Duino644 s skico "Wise Clock 2"

1. Prenesite skico Wise Clock z določenega mesta. 2. Knjižnice Sanguino dodajte v svoj Arduino IDE. (Duino644 je okus Sanguina, če želite. Združljiv je s Sanguinom in uporablja iste knjižnice, ki jih je razvila ekipa Sanguino za podporo lastni plošči. In se jim zahvaljujemo.) 3. Zaženite Arduino IDE in izberite »Sanguino« kot ciljno ploščo (glej sliko 5.1). 4. Odprite skico Wise Clock v Arduino IDE in jo prevedite. 5. S kablom FTDI ali prekinitvijo FTDI (priključenim med USB in 6-polnim priključkom FTDI na plošči Duino644) naložite sestavljeno skico (glejte sliko 5.2). Opomba: Zgoraj omenjena koda je bila preizkušena in potrjeno, da deluje z Arduino IDE različice 17.

6. korak: Vklopite uro in uživajte

Zdaj, ko je ura sestavljena in programirana, je čas, da jo vklopite s kablom USB, po možnosti iz adapterja USB, kot so tisti, ki se uporabljajo za polnjenje iPhonov in drugih mobilnih naprav (fotografija 2). Uživaj!