Συναρμολόγηση "Wise Clock 2" (Ξυπνητήρι με βάση το Arduino με πολλές επιπλέον δυνατότητες): 6 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:39

Αυτό το σεμινάριο δείχνει πώς να συναρμολογήσετε το κιτ για το Wise Clock 2, ένα έργο ανοιχτού κώδικα (υλικό και λογισμικό). Ένα πλήρες κιτ Wise Clock 2 μπορείτε να το αγοράσετε εδώ. Συνοψίζοντας, αυτό μπορεί να κάνει το Wise Clock 2 (με την τρέχουσα έκδοση λογισμικού ανοιχτού κώδικα): - εμφανίζει την τρέχουσα ώρα και ημερομηνία. - διαβάστε ένα αρχείο που μπορεί να επεξεργαστεί από τον χρήστη από την κάρτα SD και εμφανίσετε το περιεχόμενό του (το οποίο είναι συνήθως εισαγωγικά, επομένως το "σοφό" στο όνομα). - παρέχουν λειτουργίες συναγερμού. - παρέχουν δυνατότητα απομακρυσμένης (υπέρυθρης) δυνατότητας ελέγχου. Το κιτ Wise Clock 2 περιλαμβάνει τα ακόλουθα: 1. την πλακέτα μικροελεγκτή Duino644 (ως κιτ έτοιμο για συγκόλληση). 2. την οθόνη μήτρας LED 16x32 (κόκκινη). 3. το περίβλημα (δύο ακρυλικές πλάκες και το απαιτούμενο υλικό). Τα παρακάτω βήματα θα δείξουν πώς να φτιάξετε το Wise Clock 2, συμπεριλαμβανομένων: - πώς να κολλήσετε τον πίνακα Duino644. - πώς να συνδέσετε την οθόνη. - πώς να περικλείσετε το ρολόι. - πώς να το καταστήσετε λειτουργικό (προετοιμάστε την κάρτα SD, ρυθμίστε τον χρόνο κλπ).

Βήμα 1: Περιεχόμενο του κιτ Duino644

Το Duino644 είναι το όνομα της πλακέτας μικροελεγκτή που χρησιμοποιείται στο Wise Clock 2. Το κιτ Duino644 περιέχει τα ακόλουθα στοιχεία: - PCB με την πρίζα της κάρτας SD κολλημένη πάνω του. - τσιπ ATmega644 και πρίζα 40 ακίδων για αυτό. -Τσιπ DS1307 (ελεγκτής πραγματικού χρόνου) σε πακέτο DIP 8 ακίδων και υποδοχή 8 ακίδων για αυτό. -Τσιπ 24LC256 EEPROM σε πακέτο DIP 8 ακίδων και υποδοχή 8 ακίδων για αυτό. CR1220 μπαταρία μικρού νομίσματος και πλαστική θήκη. - κρύσταλλο 16MHz και δύο πυκνωτές 22pF. - κρύσταλλο 32768Hz - μικρό ηχείο μικροδιακόπτες ορθογώνιας (4 τεμάχια). - Υποδοχή τύπου miniB USB - Γυναικείες κεφαλίδες 2x8 ακίδων (2 τεμάχια). - μπλε LED υψηλής έντασης σε συσκευασία 1206 - Γυναικεία κεφαλίδα 40 ακίδων. - ρυθμιστής τάσης L78L33. -Υποδοχή τροφοδοσίας JST 2 ακίδων και βύσμα τροφοδοσίας JST 2 ακίδων με καλώδια. - IC δέκτη υπερύθρων και υποδοχή 3 ακίδων για αυτό. -Αρσενική κεφαλίδα 6 ακίδων με ορθή γωνία (για σύνδεση FTDI). - Αντιστάσεις 10K (10 τεμάχια). - αντιστάσεις 4K7 (3 τεμάχια). - Αντίσταση 75R - πυκνωτές αποσύνδεσης 100nF (3 τεμάχια). - Αρσενική κεφαλίδα 2x3 ακίδων (για σύνδεση ICSP). Μόλις ελέγξουμε ότι έχουμε όλα τα εξαρτήματα έτοιμα, μπορούμε να προχωρήσουμε στη συγκόλληση.

Βήμα 2: Δοχείο συγκόλλησης Duino644

Αν και δεν συνιστάται ως κιτ εκκίνησης, το Duino644 πρέπει να κολληθεί σχετικά εύκολα. Μόνο δύο εξαρτήματα απαιτούν προηγούμενη εμπειρία συγκόλλησης (και καλά μάτια και σταθερό χέρι) επειδή είναι τοποθετημένα στην επιφάνεια: το ένα είναι η υποδοχή USB miniB, ένα αρκετά ανθεκτικό παθητικό στοιχείο, που μπορεί να πάρει πολύ θερμότητα και το άλλο 2-τερματικά μπλε LED, σε (ένα από τα μεγαλύτερα) πακέτα SMD. 1. (Φωτογραφία 2.1) Ας ξεκινήσουμε με την υποδοχή USB miniB. Τοποθετήστε το έτσι ώστε τα 2 πλαστικά χτυπήματα να μπουν στις αντίστοιχες οπές τους στο PCB και ο σύνδεσμος να βρίσκεται πιο κοντά στην πλακέτα. Συγκολλήστε τα τέσσερα πλευρικά "αυτιά" πρώτα για να τα στερεώσετε στη θέση τους και, στη συνέχεια, συνεχίστε με τους 5 πείρους σύνδεσης. Χρησιμοποιήστε μεγεθυντικό φακό για να βεβαιωθείτε ότι δεν έχουν μείνει γέφυρες συγκόλλησης μεταξύ αυτών. Για να αφαιρέσετε τις πιθανές γέφυρες, χρησιμοποιήστε φυτίλι αποκόλλησης. Πάρτε το χρόνο σας, αυτό δεν είναι (τόσο) συστατικό ευαίσθητο στη θερμοκρασία. 2. Στη συνέχεια, θα κολλήσουμε την αντίσταση 75 ohm (μοβ, πράσινο, μαύρο, χρυσό, καφέ) στη θέση της, με την ένδειξη R14. 3. Ας εφαρμόσουμε την εμπειρία που αποκτήθηκε με τη συγκόλληση του συνδέσμου SMD, στο LED. Ο προσανατολισμός αυτού του στοιχείου είναι σημαντικός, επομένως πρέπει να τοποθετηθεί σωστά. Η κάθοδος (αρνητικός ακροδέκτης) της λυχνίας LED επισημαίνεται με πράσινη κουκκίδα (ο μεγεθυντικός φακός σίγουρα βοηθά εδώ). Στο PCB, η κάθοδος επισημαίνεται με 3 κουκκίδες. Λιώστε λίγη συγκόλληση στο μαξιλάρι καθόδου και, στη συνέχεια, τοποθετήστε την κάθοδο LED πάνω από αυτό το μαξιλάρι και συγκολλήστε με την υπάρχουσα λάμπα. Στη συνέχεια, κολλήστε το μαξιλάρι ανόδου. 3. (Φωτογραφία 2.2) Σε αυτό το σημείο πραγματοποιούμε έναν πρώτο έλεγχο, για να βεβαιωθούμε ότι η πλακέτα παίρνει ρεύμα από USB. Απλώς συνδέστε το καλώδιο USB και η λυχνία LED θα γίνει έντονα μπλε. Έχουμε ανάφλεξη! 4. Στη συνέχεια θα κολλήσουμε τις αντιστάσεις. Ξεκινήστε με τις τρεις αντιστάσεις 4K7 (κίτρινο, μοβ, μαύρο, καφέ, καφέ): R5, R6, R7 (ο προσανατολισμός δεν είναι σημαντικός). Στη συνέχεια, τοποθετήστε και κολλήστε τις υπόλοιπες αντιστάσεις 10K (καφέ, μαύρο, πορτοκαλί, χρυσό): R1, R2, R3, R4, R8, R9, R10, R11, R12, R13. 5. (Φωτογραφία 2.3) Στη συνέχεια, τοποθετήστε και κολλήστε τις πρίζες IC, ξεκινώντας από τη μεγάλη 40 ακίδα και συνεχίζοντας με τις 2 μικρές 8 ακίδες. Προσέξτε να τοποθετήσετε τις πρίζες έτσι ώστε οι εγκοπές τους να ταιριάζουν με αυτές της μεταξοτυπίας. Αυτό αργότερα θα βοηθήσει στην σωστή εισαγωγή των ίδιων των ολοκληρωμένων κυκλωμάτων. 6. Συγκολλήστε τους δύο κρυστάλλους στα σημεία που φέρουν την ένδειξη "XTAL" και "Q2", αντίστοιχα (ο προσανατολισμός τους δεν είναι σημαντικός). 7. Συγκολλήστε τους πυκνωτές 22pF (πορτοκαλί χρώματος) στις θέσεις τους, με την ένδειξη C1 και C2 (ο προσανατολισμός δεν είναι σημαντικός). 8. Συγκολλήστε τους τρεις αποσυνδέοντας 100nF τους πυκνωτές (μπλε χρώμα) στις θέσεις τους, με την ένδειξη C3, C5, C8 (ο προσανατολισμός δεν είναι σημαντικός). 9. Τοποθετήστε και κολλήστε το πλαστικό στήριγμα μπαταρίας στην επισημασμένη θέση του και, στη συνέχεια, τοποθετήστε τη μπαταρία νομισμάτων στη θήκη (θετικός πόλος στραμμένος προς τον πίνακα, αρνητικός προς τα πάνω). 10. Τοποθετήστε και κολλήστε τις δύο γυναικείες κεφαλίδες 2x8 στις επισημασμένες θέσεις τους (κάτω γωνίες του πίνακα). Αυτοί είναι οι σύνδεσμοι στον πίνακα οθόνης. 11. Συγκολλήστε τους τέσσερις μικροδιακόπτες (κουμπιά) στις επισημασμένες θέσεις τους: - τρεις πηγαίνουν στο πάνω μέρος του πίνακα και χρησιμοποιούνται από τη λειτουργία ρολογιού (ρύθμιση συναγερμού, πρόσβαση μενού κ.λπ.). - το ένα πηγαίνει στην αριστερή πλευρά του πίνακα και είναι το κουμπί επαναφοράς. 12. Συγκολλήστε το μικρό ηχείο στη σημειωμένη θέση του, στο πάνω μέρος του πίνακα (ο προσανατολισμός δεν είναι σημαντικός). 13. Συγκολλήστε τη θηλυκή κεφαλίδα 3 ακίδων στην επάνω αριστερή γωνία του πίνακα (με σήμανση IR). Αυτή είναι η πρίζα για τον δέκτη υπερύθρων. Τοποθετήστε το δέκτη IR στην πρίζα, στραμμένο προς το εσωτερικό της πλακέτας. Στη συνέχεια, λυγίστε τους ακροδέκτες του κατά 90 μοίρες, έτσι καταλήγει προς τα πάνω (στη γραμμή του τηλεχειριστηρίου της τηλεόρασης). 14. Τοποθετήστε το τσιπ ρυθμιστή τάσης L78L33, προσέχοντας ο προσανατολισμός του να ταιριάζει με αυτόν της μεταξοτυπίας. 15. Συγκολλήστε το 6-pin ορθογώνιο αρσενικό header στη θέση με την ένδειξη FTDI. 16. (Φωτογραφία 2.4) Τοποθετήστε τα ολοκληρωμένα κυκλώματα στις αντίστοιχες πρίζες τους, δίνοντας ιδιαίτερη προσοχή στον προσανατολισμό τους. Το μεγάλο τσιπ ATmega644 έχει την εγκοπή προς την κορυφή του πίνακα. Οι άλλες δύο μικρές μάρκες έχουν τις εγκοπές προς το κάτω μέρος του πίνακα. Το DS1307 πρέπει να τοποθετηθεί στην πρίζα κοντά στην μπαταρία νομισμάτων. Το 24LC256 πρέπει να τοποθετηθεί στην υποδοχή του κοντά στο κάτω άκρο της σανίδας, όπως σημειώνεται. Σε αυτό το σημείο, η πλακέτα μικροελεγκτή Duino644 συναρμολογείται και είναι έτοιμη για δοκιμή (ή χρήση). Θα πρέπει να μοιάζει με αυτό της φωτογραφίας 2.5. Στη συνέχεια, θα συνδέσουμε την πλακέτα οθόνης Στη συνέχεια, θα προγραμματίσουμε το τσιπ ATmega644 με το τελευταίο σκίτσο Wise Clock, μέσω του Arduino IDE.

Βήμα 3: Συνδέστε την οθόνη και περικλείστε το ρολόι

Τοποθετήστε το φρεσκοκομμένο Duino644 στο πίσω μέρος του πίνακα οθόνης (όπως στη συνημμένη φωτογραφία 3.1), βεβαιωθείτε ότι τα δύο σετ συνδέσεων (αρσενικές κεφαλίδες στην οθόνη και θηλυκές κεφαλίδες στον πίνακα Duino644) συνδέονται μεταξύ τους. Πιέστε απαλά μέχρι να συνδεθούν πλήρως οι σύνδεσμοι και βεβαιωθείτε ότι οι δύο πλακέτες είναι παράλληλες. Αυτό είναι το μοναδικό εξάρτημα μεταξύ των δύο σανίδων (δεν υπάρχουν συνδετήρες ή βίδες) και θα προστατεύεται από το περίβλημα. Το περίβλημα αποτελείται από δύο πλάκες πλεξιγκλάς που σαρώνουν τις δύο σανίδες (Duino644 και η οθόνη). Αυτές οι πλάκες συγκρατούνται με βιδωτά διαχωριστικά (και βίδες και παξιμάδια). Ας προχωρήσουμε στην τοποθέτηση των λευκών νάιλον αποστάτες (αναστολές) και στις δύο πλευρές του πίνακα οθόνης, στις τέσσερις οπές στις γωνίες. Όσο πιο κοντοί αποστάτες μπαίνουν μπροστά από την οθόνη, τόσο πιο μακρύς βιδώνονται στην πίσω πλευρά (όπως φαίνεται στη φωτογραφία 3.2). Σημειώστε τις ροδέλες που χρησιμοποιούνται με τους κοντούς αποστάτες, δημιουργούν ένα μικρό διάστημα μεταξύ του μπροστινού πίνακα από πλεξιγκλάς και της ίδιας της οθόνης LED, ώστε να μην αγγίζουν. Αφού σφίξετε τους αποστάτες, τοποθετήστε και βιδώστε την μπροστινή πλάκα πλεξιγκλάς και, στη συνέχεια, προχωρήστε στην πίσω πλάκα. Σφίξτε όλες τις βίδες και τα παξιμάδια ενώ το περίβλημα κάθεται σε οριζόντια επιφάνεια (γραφείο), για να βεβαιωθείτε ότι το συγκρότημα είναι στιβαρό και δεν υπάρχει στρέψη. Αφού ετοιμάσουμε την κάρτα SD, θα πρέπει να είμαστε έτοιμοι να δοκιμάσουμε το ρολόι.

Βήμα 4: Προετοιμάστε την κάρτα SD

Το Wise Clock 2 εμφανίζει αναφορές που ανακτήθηκαν από ένα αρχείο κειμένου που είναι αποθηκευμένο στην κάρτα SD (φωτογραφία 4.1). Το όνομα αυτού του αρχείου είναι "quotes.txt" και είναι μέρος του αρχείου zip που περιέχει το σκίτσο (κατεβάστε από εδώ). Μπορεί επίσης να δημιουργηθεί από την αρχή, ως αρχείο κειμένου ASCII, για να συμπεριλάβει τις αγαπημένες παραθέσεις κάποιου, στην επιθυμητή ακολουθία. Ο μόνος περιορισμός (στο λογισμικό) είναι το μήκος της γραμμής, το οποίο δεν μπορεί να υπερβαίνει τους 150 χαρακτήρες. Οι γραμμές διαχωρίζονται με CR/LF (επιστροφή μεταφοράς/τροφοδοσία γραμμής ή κωδικοί ASCII 13/10). Η κάρτα SD πρέπει να διαμορφωθεί ως FAT (επίσης γνωστή ως FAT16). Αυτό μπορεί να γίνει στα Windows, επιλέγοντας "Μορφή" στην Εξερεύνηση αρχείων, το οποίο εμφανίζει το παράθυρο διαλόγου που εμφανίζεται στη φωτογραφία 4.2. Σημείωση: Η μέγιστη χωρητικότητα που μπορεί να χειριστεί το FAT16 είναι 2 GB. Ένα άλλο σημαντικό αρχείο στην κάρτα SD είναι το "time.txt", που απαιτείται για τη ρύθμιση του ρολογιού. Το αρχείο "Time.txt" περιέχει μια γραμμή όπως αυτή: 12: 22: 45Z2009-11-14-6 που πρέπει να τροποποιηθεί ώστε να αντικατοπτρίζει την τρέχουσα ώρα και ημερομηνία. Όταν το ρολόι τροφοδοτείται (με την κάρτα SD τοποθετημένη), η ώρα και η ημερομηνία που διαβάζονται από αυτήν τη γραμμή θα ρυθμιστούν στο ρολόι πραγματικού χρόνου ως η τρέχουσα ώρα και ημερομηνία, αντίστοιχα. Μετά την ενεργοποίηση του ρολογιού (αυτόματα), το αρχείο "time.txt" επισημαίνεται ως διαγραμμένο, έτσι ώστε την επόμενη φορά που θα τροφοδοτηθεί το ρολόι το αρχείο να μην βρεθεί. Τα δύο αρχεία, quotes.txt και time.txt, μπορούν να βρεθούν στο αρχείο zip που περιέχει το σκίτσο.

Βήμα 5: Πρόγραμμα Duino644 Με το σκίτσο "Σοφό ρολόι 2"

1. Κατεβάστε το σκίτσο του Wise Clock από την καθορισμένη τοποθεσία. 2. Προσθέστε τις βιβλιοθήκες Sanguino στο Arduino IDE. (Το Duino644 είναι μια γεύση του Sanguino, αν θέλετε. Είναι συμβατό με το Sanguino και χρησιμοποιεί τις ίδιες βιβλιοθήκες που αναπτύχθηκαν από την ομάδα του Sanguino για την υποστήριξη του δικού τους πίνακα. Και τους ευχαριστούμε.) 3. Εκκινήστε το Arduino IDE και επιλέξτε "Sanguino" ως ο πίνακας προορισμού (βλέπε φωτογραφία 5.1). 4. Ανοίξτε το σκίτσο του Wise Clock στο Arduino IDE και μεταγλωττίστε το. 5. Χρησιμοποιώντας ένα καλώδιο FTDI ή ένα ξεμπλοκάρισμα FTDI (συνδεδεμένο μεταξύ του USB και του συνδετήρα FTDI 6 ακίδων στον πίνακα Duino644), ανεβάστε το μεταγλωττισμένο σκίτσο (δείτε τη φωτογραφία 5.2). Σημείωση: Ο παραπάνω κώδικας δοκιμάστηκε και επιβεβαιώθηκε ότι λειτουργεί με το Arduino IDE έκδοση 17.

Βήμα 6: Τροφοδοτήστε το ρολόι και απολαύστε το

Τώρα που το ρολόι έχει συναρμολογηθεί και προγραμματιστεί, είναι καιρός να το ενεργοποιήσετε με το καλώδιο USB, κατά προτίμηση από προσαρμογέα USB, όπως αυτά που χρησιμοποιούνται για την επαναφόρτιση iPhone και άλλων κινητών συσκευών (φωτογραφία 2). Απόλαυσέ το!