Arduino-baseret masterur til skoler: 9 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:31

Hvis din skole eller børneskole eller en anden placering er afhængig af et centralt hovedur, der er gået i stykker, har du muligvis brug for denne enhed. Nye masterure er naturligvis tilgængelige, men skolens budgetter er under ekstremt pres, og det er virkelig et tilfredsstillende projekt, hvis du har de nødvendige færdigheder.

Dette master -ur styrer de signaler, der sendes til slaveure, og holder dem synkroniseret. Firmwaren i uret understøtter i øjeblikket den nationale tidssynkroniseringsprotokol. Hoveduret styrer også de klokker, der kan indstilles på planlagte tidspunkter i løbet af dagen. Firmwaren i uret understøtter i øjeblikket to klokkezoner (indendørs og udendørs klokker). Firmwaren i uret tilpasser sig også automatisk til sommertid (dette kan slukkes). Dette bibliotek kan også være nyttigt til andre urprojekter (sørg for også at få det ændrede DateTime-bibliotek). Uret opsættes ved at tilslutte det til en computer via Arduino USB -porten og køre et Java -kontrolprogram med et GUI -interface. Når tiden er blevet indstillet, og en klokkeskema er indlæst, kan computeren afbrydes. Urets design understreger enkelhed med et minimum af kontroller. Enhver kompleks opsætning håndteres bedre ved at køre kontrolprogrammet på en computer og midlertidigt oprette forbindelse til uret. Billedet viser urets frontpanel. Kontakten gør det muligt at slukke for klokkerne helt, hvis der ikke ønskes klokker (helligdage, læreruddannelsesdage osv.) Lysdioderne er normalt alle grønne, alt andet indikerer en usædvanlig tilstand.

Trin 1: Find ud af mere om det ur, du udskifter

Hoveduret, der blev erstattet af dette projekt, var et "Rauland 2490 Master Clock". Det var holdt op med at virke under en storm med kraftigt lyn. Slaveurene bevægede sig meget hurtigt (kontinuerligt synkroniseringssignal), og masteruret blev efterfølgende slukket. Således viste urene i skolen alle på omtrent samme tid, men alle forkerte og altid forkerte. Dette beviser, at udtrykket "selv et ødelagt ur er rigtigt to gange om dagen" er falsk. Du skal vide:* hvilken protokol der bruges af slaveure (kan sandsynligvis gætte baseret på urets mærke)* hvor mange zoner bruges til klokker (indendørs, udendørs, forskellige bygninger osv.) Din skole (eller et andet sted) kan endda have dokumentation i form af ledningsdiagrammer. Disse kan være meget nyttige, når du installerer det nye ur.

Trin 2: Du har brug for disse varer

Billedet viser nogle af de komponenter, du skal bruge. Du får brug for mere. Skriv venligst en note, hvis jeg har glemt noget. Desværre er denne instruerbare konstrueret efter det faktum, så jeg har ikke alle de billeder, jeg gerne vil have. * Arduino (eller lignende) med en Atmel '328 og en USB -forbindelse (Duemilanove er perfekt)* 12v vægvorte (siger 250 mA, afhænger af antallet af relæer, du vil køre)* 9V batteri, holder og stik* LED'er (en grøn, to rød/grøn)* dioder* modstande* relæer (en for hver klokkezone og en eller flere for synkroniseringssignalet)* LCD (standard 2x20 tegn HD44780-kompatibel skærm)* egnede kabinetter (store, mellemstore og små projektbokse)* stik og stik til strøm (f.eks. 5,5/2,1 mm)* forskellige skruer og diverse hardwareComputer med* Arduino IDE installeret (med de nødvendige biblioteker, se trin 5)* det Java-baserede Master Clock Control-program (og et Java -runtime -miljø og rxtx -biblioteket)* USB -port til rådighed* USB -kabel til tilslutning til Arduino* tid indstillet til noget rimeligt

Trin 3: Sæt det sammen hardware

Jeg brugte tre projektbokse* en stor boks til elektronikken* en mellemkasse til relækredsløbene (en blanding af lavspænding og højspænding)* en lille boks til højspændingsforbindelserne Lav huller i boksene, hvor skruer kan holde dem sammen. Lav også huller, hvor ledninger kan gå mellem kasserne. Den lille kasse har også brug for huller, hvor ledninger kan tilsluttes til installation. Den mellemste boks har brug for et hul til fastgørelse af 9V batteriholderen. Den store boks har brug for huller til USB -stikket på Arduino og et hul til strømstikket. Låget/toppen af den store kasse har også brug for huller til lysdioderne, kontakten og LCD'et.

Trin 4: Byg elektronikken

Skemaer tilføjes snart!

Trin 5: Arduino -firmwaren

Indlæs "Master Clock Firmware" Arduino -skitsen i Arduino IDE. Du skal også installere en række andre biblioteker (hvis du ikke har dem installeret endnu)* DateTime (brug den ændrede version vedhæftet her)* DaylightSavings (se næste trin)* DateTimeStrings* Flash* Streaming* LiquidCrystal (leveres med IDE) Bibliotekerne sammen med koden gør skitsen for stor til at passe i en Arduino ATmega128, hvorfor en 328 er nødvendig. Måske hvis du fjerner en kode, som du ikke har brug for til dit projekt, kan den passe.

Trin 6: The DaylightSavings Library

Dette er et valgfrit bibliotek, der fungerer sammen med det ændrede DateTime -bibliotek. Hvis dine sommertid -ændringer ikke er identiske med det amerikanske post 2007 -regime, er det kun nødvendigt at ændre en enkelt funktion, der er placeret i sin egen fil. Faktisk, efterhånden som der findes flere filer til forskellige lokaliteter, kan de alle distribueres og vælges ved blot at bruge den ene korrekte fil. Dette begrænser mængden af kode, der genereres til dette bibliotek.

Trin 7: Java -kontrolprogrammet

Dette billede viser et skærmbillede af Java Master Clock Control -programmet, der kører. Først og fremmest bruges det til at indstille tiden på Arduino -tavlen.

Det er muligt at kommunikere med Master Clock ved hjælp af det serielle værktøj i Arduino IDE.

Trin 8: Installation

Hvis du overhovedet er i tvivl om de nødvendige sikkerhedsforanstaltninger, når du installerer det nye materur, skal du sandsynligvis kontakte en elektriker. Den reneste måde at installere det nye master -ur på er simpelthen at omgå forbindelserne til det gamle master -ur. For eksempel, hvis der er en terminal på det gamle master -ur, der trækker til jorden, når synkroniseringssignalet er "tændt", skal du slutte denne ledning til synkroniseringsterminalen for det nye master -ur. Den anden side af synkroniseringsterminalen skal derefter tilsluttes jord, så når relæet forbinder ledningen med jorden, opnås den samme effekt. Alternativt kan relæterminalerne tilsluttes en varm ledning (120 eller 24V AC afhængigt af slaveurspecifikationer) og derefter til synkroniseringskablet. Det afhænger virkelig af konfigurationen af det eksisterende system og hvor meget du er villig til at gøre dine hænder snavsede.

Trin 9: Det virker

Det nye master -ur er blevet installeret og fungerer korrekt på en egentlig folkeskole. Dette er en fantastisk måde for alle lærerne at vide, hvem du er. Tilfældige børn vil komme hen til dig og takke dig for at "rette urene". Ja, folk vil endda henvende sig til dig i den lokale købmand og tak! De er naturligvis nøglen her, er ikke at udskifte det ødelagte hovedur med det samme, men at vente et stykke tid, før de gør det. Hoveduret håndterede overgangen fra 1. november 2009 fra sommertid til standardtid. Hoveduret viste det korrekte tidspunkt, men slaveure gjorde det ikke. Dette skyldtes et problem med elektriske ledninger (fejl), hvor relæet til synkroniseringssignal kun fik strøm fra batteriet, og batteriet var for svagt. Dette blev rettet, og nu er batteridrænningsproblemet også rettet.