Ρολόι, οθόνη LCD, Υπέρυθρες σε ρύθμιση: 6 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:32

Δημιουργήστε ένα ρολόι πραγματικού χρόνου που διατηρεί τον χρόνο ενεργοποίησης μέσα σε λίγα λεπτά το χρόνο. Ο κώδικας και τα στοιχεία μπορούν εύκολα να επαναχρησιμοποιηθούν σε άλλα έργα.

Αυτό το έργο απαιτεί μια ελάχιστη ποσότητα καλωδίωσης και καμία συγκόλληση. Ο χρονοδιακόπτης είναι ένα ρολόι πραγματικού χρόνου DS3231. Ο χρόνος εμφανίζεται σε μια φθηνή LCD 1602. Και οι δύο μονάδες χρησιμοποιούν επικοινωνίες I2C. Το I2C χρησιμοποιεί μόνο 2 καλώδια ανά μονάδα όταν συνδέεται σε ένα Arduino. Χρησιμοποιώ ένα Arduino Nano επειδή ταιριάζει όμορφα σε μια σανίδα ψωμιού. Οι παρακάτω οδηγίες θα λειτουργήσουν με ένα Arduino Uno καθώς έχει τους ίδιους αριθμούς pin με το Nano για αυτό το έργο. Το άλλο στοιχείο είναι ο δέκτης υπερύθρων. Σας επιτρέπει να χρησιμοποιείτε ένα κοινό τηλεχειριστήριο όπως το τηλεχειριστήριο τηλεόρασης για να ρυθμίσετε την ώρα ακριβώς όπως θα κάνατε στην έξυπνη τηλεόραση μας. Ο δέκτης υπέρυθρων απαιτεί μόνο ένα καλώδιο για να τον συνδέσει στο Arduino.

Το πρώτο βήμα είναι να δοκιμάσετε το Arduino και να το συνδέσετε στο ψωμί. Τα παρακάτω βήματα που έχουν σχεδιαστεί για να λειτουργούν ανεξάρτητα. Κάθε βήμα έχει οδηγίες καλωδίωσης και οδηγίες δοκιμής. Όταν κατασκευάζω έργα, συνδέω και δοκιμάζω κάθε στοιχείο για να επιβεβαιώσω ότι λειτουργούν. Αυτό βοηθά στην ενσωμάτωση αριθμού στοιχείων, επειδή γνωρίζουμε ότι κάθε εργασία και εγώ μπορούμε να εστιάσουμε στις απαιτήσεις ενσωμάτωσης.

Αυτό το Instructable απαιτεί να έχετε εγκατεστημένο το Arduino IDE. Απαιτείται επίσης να έχετε τις βασικές δεξιότητες για να κατεβάσετε ένα πρόγραμμα σκίτσων Arduino από τους συνδέσμους σε αυτό το έργο, να δημιουργήσετε έναν κατάλογο για το πρόγραμμα (όνομα καταλόγου ίδιο με το όνομα προγράμματος). Τα επόμενα βήματα είναι η φόρτωση, προβολή και επεξεργασία του προγράμματος στο IDE. Στη συνέχεια, ανεβάστε το πρόγραμμα μέσω καλωδίου USB στην πλακέτα Arduino.

Προμήθειες

• Micro controller Nano V3 ATmega328P CH340G Micro για Arduino. Εναλλακτικά, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ένα Uno.
• Ρολόι πραγματικού χρόνου DS3231 και μπαταρία CR2032.
• 1602 LCD με μονάδα I2C
• Υπέρυθρο δέκτη και τηλεχειριστήριο. Χρησιμοποίησα κιτ μονάδας ασύρματου τηλεχειριστηρίου IR που συνοδεύτηκε από δέκτη υπερύθρων και τηλεχειριστήριο υπερύθρων.
• Breadboard
• Καλώδια καλωδίων
• Προσαρμογέας τοίχου 5 volt

Αγόρασα τα ανταλλακτικά στο eBay, κυρίως από διανομείς του Χονγκ Κονγκ ή της Κίνας. Οι διανομείς των ΗΠΑ έχουν κάποτε τα ίδια ή παρόμοια ανταλλακτικά για λογικές τιμές και ταχύτερη παράδοση. Τα εξαρτήματα της Κίνας χρειάζονται από 3 έως 6 εβδομάδες για να παραδοθούν. Οι διανομείς που χρησιμοποίησα ήταν όλοι αξιόπιστοι.

Κατά προσέγγιση κόστος: Nano $ 3, DS3231 $ 1, LCD $ 3, κιτ υπέρυθρης ακτινοβολίας $ 1, breadboard $ 2, συσκευασία 40 καλωδίων καλωδίων $ 1, $ 1 για προσαρμογέα τοίχου 5 volt. Συνολικά, περίπου $ 11. Σημείωση, αγόρασα το Nano και το LCD με τις καρφίτσες του breadboard που έχουν ήδη κολληθεί στη θέση τους, καθώς οι ικανότητές μου για συγκόλληση είναι φτωχές. Για την μπαταρία του ρολογιού, αγόρασα ένα πακέτο 5 μπαταριών λιθίου CR2032 για περίπου 1,25 $. Αγόρασα επίσης ένα πακέτο 5 DS3231 επειδή μου αρέσουν τα κομμάτια χρόνου. Αυτό το έργο χρησιμοποιεί 1 σανίδα. Αγόρασα ένα πακέτο 3 σανίδων για περίπου 7 $. μια καλύτερη συμφωνία από την αγορά ενός μεμονωμένου πίνακα.

Βήμα 1: Προσθέστε το Arduino Nano στο Breadboard

Συνδέστε το Arduino Nano στο Breadboard. Or, αν προτιμάτε, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ένα Arduino Uno για αυτό το έργο. και οι δύο χρησιμοποιούν τις ίδιες ακίδες για αυτό το έργο. Συνδέστε το Nano (ή Uno) στον υπολογιστή σας μέσω καλωδίου USB.

Συνδέστε το τροφοδοτικό και τη γείωση από το Arduino στη μπάρα τροφοδοσίας του breadboard. Συνδέστε την καρφίτσα Arduino 5+ στη θετική γραμμή του breadboard. Συνδέστε τον πείρο Arduino GRN (γείωση) με την αρνητική (αλεσμένη) γραμμή του breadboard. Αυτό θα χρησιμοποιηθεί από άλλα εξαρτήματα.

Κατεβάστε και εκτελέστε το βασικό πρόγραμμα δοκιμών Arduino: arduinoTest.ino. Κατά την εκτέλεση του προγράμματος, η ενδεικτική λυχνία LED θα ανάψει για 1 δευτερόλεπτο και μετά θα σβήσει για 1 δευτερόλεπτο. Επίσης, δημοσιεύονται μηνύματα τα οποία μπορούν να προβληθούν στο Arduino IDE Tools/Serial Monitor.

+++ Ρύθμιση.

+ Αρχικοποίησε την ψηφιακή ακίδα LED για έξοδο. Η λυχνία LED είναι σβηστή. ++ Μετάβαση στον βρόχο. + Μετρητής βρόχου = 1 + Μετρητής βρόχου = 2 + Μετρητής βρόχου = 3…

Ως άσκηση, αλλάξτε την χρονική καθυστέρηση στο φως που αναβοσβήνει, ανεβάστε το τροποποιημένο πρόγραμμα και επιβεβαιώστε την αλλαγή.

Στην παραπάνω φωτογραφία υπάρχει ένα κιβώτιο κιτ καλωδίων με μπριζόλα 140 τεμαχίων χωρίς συγκόλληση που μπορείτε να πάρετε για 3 έως 5 δολάρια. Κάνουν τις σανίδες πιο στενές που χρησιμοποιούν μακριά καλώδια για σύντομες συνδέσεις.

Βήμα 2: Προσθέστε τη μονάδα ρολογιού DS3231 και συνδέστε την στο Arduino

Συνδέστε τη μονάδα ρολογιού στη σανίδα ψωμιού. Συνδέστε τον πείρο GND της μονάδας ρολογιού, στη λωρίδα γείωσης της πλάκας ψωμιού. Συνδέστε τον πείρο VCC της μονάδας ρολογιού, στη λωρίδα θετικής ράβδου του breadboard. Συνδέστε την καρφίτσα μονάδας ρολογιού SDA (δεδομένα) στην ακίδα A4 του Arduino (ακίδα δεδομένων I2C). Συνδέστε τον ακροδέκτη SCL (ρολόι) της μονάδας ρολογιού στην καρφίτσα A5 του Arduino (πείρος ρολογιού I2C).

Στο Arduino IDE, εγκαταστήστε μια βιβλιοθήκη ρολογιών DS3231. Επιλέξτε Εργαλεία/Διαχείριση Βιβλιοθηκών. Φιλτράρετε την αναζήτησή σας πληκτρολογώντας «rtclib». Επιλέξτε RTClib by Adafruit (για αναφορά, ο σύνδεσμος βιβλιοθήκης).

Κατεβάστε και εκτελέστε το βασικό πρόγραμμα δοκιμών: clockTest.ino. Κατά την εκτέλεση του προγράμματος, δημοσιεύονται μηνύματα ώρας που μπορούν να προβληθούν στο Arduino IDE Tools/Serial Monitor.

+++ Ρύθμιση.

+ Σετ ρολογιού. ++ Μετάβαση στον βρόχο. ---------------------------------------- + Τρέχουσα ημερομηνία & ώρα: 2020/3/ 22 (Κυριακή) 11: 42: 3 + Τρέχουσα ημερομηνία και ώρα: 2020/3/22 (Κυριακή) 11: 42: 4 + Τρέχουσα ημερομηνία και ώρα: 2020/3/22 (Κυριακή) 11: 42: 5…

Ως άσκηση, χρησιμοποιήστε το rtc.adjust () για να ορίσετε την ώρα και την ημερομηνία του ρολογιού, να ανεβάσετε το τροποποιημένο πρόγραμμα και να επιβεβαιώσετε την αλλαγή.

rtc.adjust (DateTime (2020, 3, 19, 10, 59, 50)); // Πρώτη μέρα της άνοιξης, 2020.

Βήμα 3: Προσθέστε τη μονάδα οθόνης LCD 1602 και συνδέστε την στο Arduino

Συνδέστε τη μονάδα LCD στην πλάκα ψωμιού. Συνδέστε τον πείρο GND της μονάδας ρολογιού, στη λωρίδα γείωσης της πλάκας ψωμιού. Συνδέστε τον πείρο VCC της μονάδας ρολογιού, στη λωρίδα θετικής ράβδου του breadboard. Συνδέστε την καρφίτσα μονάδας ρολογιού SDA (δεδομένα) στην ακίδα A4 του Arduino (ακίδα δεδομένων I2C). Συνδέστε τον ακροδέκτη SCL (ρολόι) της μονάδας ρολογιού στην καρφίτσα A5 του Arduino (ακροδέκτη ρολογιού I2C).

Στο Arduino IDE, εγκαταστήστε μια βιβλιοθήκη LCD 1602. Επιλέξτε Εργαλεία/Διαχείριση Βιβλιοθηκών. Φιλτράρετε την αναζήτησή σας πληκτρολογώντας «LiquidCrystal». Επιλέξτε LiquidCrystal I2C του Frank de Barbander (για αναφορά, ο σύνδεσμος της βιβλιοθήκης).

Κατεβάστε και εκτελέστε το βασικό πρόγραμμα δοκιμών: lcd1602Test.ino. Κατά την εκτέλεση του προγράμματος, δημοσιεύονται μηνύματα ώρας που μπορούν να προβληθούν στο Arduino IDE Tools/Serial Monitor.

+++ Ρύθμιση.

+ LCD έτοιμο για χρήση. +++ Μετάβαση στον βρόχο. + theCounter = 1 + theCounter = 2 + theCounter = 3…

Ως άσκηση, αλλάξτε τα μηνύματα οθόνης LCD, ανεβάστε το τροποποιημένο πρόγραμμα και επιβεβαιώστε την αλλαγή.

Βήμα 4: Προσθέστε τον δέκτη υπερύθρων και συνδέστε τον στο Arduino

Συνδέστε τα θηλυκά με τα αρσενικά καλώδια καλωδίων στον δέκτη υπερύθρων (θηλυκά άκρα). Συνδέστε τον πείρο γείωσης της μονάδας ρολογιού, στη λωρίδα γείωσης του breadboard. Συνδέστε τον ακροδέκτη τροφοδοσίας της μονάδας ρολογιού, στη λωρίδα θετικής ράβδου του breadboard. Συνδέστε τον πείρο εξόδου του δέκτη υπερύθρων, στον ακροδέκτη Arduino A1.

Συνδέστε δέκτη υπέρυθρων ακίδων, ακίδες από πάνω αριστερά προς τα δεξιά:

Αριστερά περισσότερο (δίπλα στο Χ) - Nano pin A1 Center - 5V Δεξιά - γείωση

Συνδέσεις A1 + - - Nano pin

| | | -Καρφίτσες δέκτη υπερύθρων --------- | S | | | | --- | | | | | | --- | | | ---------

Στο Arduino IDE, εγκαταστήστε μια βιβλιοθήκη υπερύθρων. Επιλέξτε Εργαλεία/Διαχείριση Βιβλιοθηκών. Φιλτράρετε την αναζήτησή σας πληκτρολογώντας «IRremote». Επιλέξτε IRremote by Shirriff (για αναφορά, ο σύνδεσμος της βιβλιοθήκης).

Κατεβάστε και εκτελέστε το βασικό πρόγραμμα δοκιμών: infraredReceiverTest.ino. Κατά την εκτέλεση του προγράμματος, στρέψτε το τηλεχειριστήριό σας στο δέκτη και πατήστε διάφορα κουμπιά, όπως τον αριθμό από το 0 έως το 9. Εμφανίζονται σειριακά μηνύματα (εκτυπώνονται) τα οποία μπορούν να προβληθούν στο Arduino IDE Tools/Serial Monitor.

+++ Ρύθμιση.

+ Αρχικοποίησε τον δέκτη υπερύθρων. ++ Μετάβαση στον βρόχο. + Κλειδί ΟΚ - Εναλλαγή + Κλειδί> - επόμενο + Κλειδί < - προηγούμενο + Κλειδί επάνω + Πλήκτρο κάτω + Κλειδί 1: + Κλειδί 2: + Κλειδί 3: + Κλειδί 4: + Κλειδί 6: + Κλειδί 7: + Κλειδί 8: + Κλειδί 9: + Κλειδί 0: + Κλειδί * (Επιστροφή) + Κλειδί # (Έξοδος)

Ως άσκηση, χρησιμοποιήστε ένα τηλεχειριστήριο τηλεόρασης για να δείτε τις τιμές που εκτυπώνονται. Στη συνέχεια, μπορείτε να τροποποιήσετε το πρόγραμμα ώστε να χρησιμοποιεί τις τιμές στη δήλωση διακόπτη της λειτουργίας infraredSwitch (). Για παράδειγμα, πατήστε το πλήκτρο "0" και λάβετε την τιμή για το τηλεχειριστήριό σας, για παράδειγμα, "0xE0E08877". Στη συνέχεια, προσθέστε μια θήκη στη δήλωση διακόπτη όπως στο παρακάτω απόσπασμα κώδικα.

θήκη 0xFF9867:

θήκη 0xE0E08877: Serial.print ("+ Κλειδί 0:"); Serial.println (""); Διακοπή;

Βήμα 5: Φορτώστε το πρόγραμμα σχεδίασης ρολογιού Arduino Sketch και δοκιμάστε το

Τώρα που όλα τα εξαρτήματα προστίθενται στο breadboard, ενσύρματα και δοκιμάζονται. ήρθε η ώρα να φορτώσετε το κύριο πρόγραμμα ρολογιού και να το εκτελέσετε. Το πρόγραμμα ρολογιού λαμβάνει το χρόνο από τη μονάδα ρολογιού, εμφανίζει την ώρα στην οθόνη LCD και σας επιτρέπει να ρυθμίσετε την ώρα χρησιμοποιώντας ένα τηλεχειριστήριο υπερύθρων.

Κατεβάστε και εκτελέστε το πρόγραμμα ρολογιού του έργου: clockLcdSet.ino.

Όταν ξεκινήσει το πρόγραμμα, θα εμφανίσει την ώρα του DS3231 στην οθόνη LCD 1602. Τα μηνύματα είναι ορατά στο Arduino IDE Tools/Serial Monitor.

+++ Ρύθμιση.

+ Σετ LCD. + syncCountWithClock, theCounterHours = 13 theCounterMinutes = 12 theCounterSeconds = 13 + Ρολόι ρυθμισμένο και συγχρονισμένο με μεταβλητές προγράμματος. + Δέκτης υπερύθρων ενεργοποιημένος. ++ Μετάβαση στον βρόχο. + clockPulseMinute (), theCounterMinutes = 15 + clockPulseMinute (), theCounterMinutes = 16 + clockPulseMinute (), theCounterMinutes = 17…

Στρέψτε το τηλεχειριστήριό σας στο δέκτη και πατήστε το κουμπί με το δεξί βέλος. Το έτος θα εμφανιστεί για ρύθμιση. Πατήστε το κουμπί με το δεξί βέλος αρκετές φορές για να δείτε ότι μπορείτε να ορίσετε το έτος, τον μήνα, την ημέρα, την ώρα, τα λεπτά και τα δευτερόλεπτα. Για να ορίσετε μια χρονική τιμή, μεταβείτε στην τιμή. Χρησιμοποιήστε τα πάνω και κάτω βέλη για να ορίσετε την τιμή εμφάνισης. Στη συνέχεια, χρησιμοποιήστε το πλήκτρο "OK" για να ορίσετε την τιμή του ρολογιού. Ορίζεται μία τιμή κάθε φορά.

Βήμα 6: Εξωτερική τροφοδοσία

Τώρα που το ρολόι σας έχει δοκιμαστεί και λειτουργεί, μπορείτε να το αποσυνδέσετε από τον υπολογιστή σας και να χρησιμοποιήσετε ένα ανεξάρτητο τροφοδοτικό. Για απλότητα, χρησιμοποιώ έναν προσαρμογέα τοίχου 5 volt, ο οποίος μπορεί να αγοραστεί για περίπου ένα δολάριο, και ένα καλώδιο USB, ένα άλλο δολάριο. Το καλώδιο συνδέει το Arduino με τον προσαρμογέα τοίχου +5V. Δεδομένου ότι οι πείροι τροφοδοσίας και γείωσης του Arduino είναι συνδεδεμένοι με το breadboard, αυτό θα τροφοδοτήσει τα άλλα εξαρτήματα.

Λόγω της απλότητας και του χαμηλού κόστους, χρησιμοποιώ τον ίδιο συνδυασμό για να τροφοδοτήσω άλλα έργα.

Ελπίζω ότι ήσασταν επιτυχημένοι και απολαύσατε την κατασκευή ενός ρολογιού LCD με υπέρυθρο ελεγχόμενο.