Montering af "Wise Clock 2" (Arduino-baseret vækkeur med masser af ekstra funktioner): 6 trin

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

Denne vejledning viser, hvordan du samler sættet til Wise Clock 2, et open source -projekt (hardware og software). Et komplet Wise Clock 2 -kit kan købes her. Sammenfattende er dette, hvad Wise Clock 2 kan (med den aktuelle open source -softwareudgivelse): - vis det aktuelle tidspunkt og den aktuelle dato; - læs en bruger-redigerbar fil fra SD-kort og vis dens indhold (som normalt er citater, derfor den "kloge" i navnet); - give alarmfunktionalitet - giver fjernbetjening (infrarød) kontrol. Wise Clock 2-sættet indeholder følgende: 1. mikrokontrollerkortet Duino644 (som et kit til lodning); 2. 16x32 (rød) LED matrix display; 3. kabinettet (to akrylplader og den nødvendige hardware). Følgende trin viser, hvordan du opbygger Wise Clock 2, herunder: - hvordan du lodder Duino644 -kortet; - hvordan man tilslutter skærmen; - hvordan man indkapsler uret - hvordan man får det til at fungere (forbered SD -kort, indstil tid osv.).

Trin 1: Indhold i Duino644 Kit

Duino644 er navnet på mikrokontrollerkortet, der bruges i Wise Clock 2. Duino644 -kittet indeholder følgende komponenter: - PCB med SD -kortstik loddet på det; - ATmega644-chip og 40-benet stik til den; -DS1307-chip (real-time controller) i 8-bens DIP-pakke og en 8-bens stikkontakt til den; -24LC256 EEPROM-chip i 8-benet DIP-pakke og en 8-benet fatning til den; - CR1220 lille møntcellebatteri og dets plastholder; - 16MHz krystal og to 22pF kondensatorer; - 32768Hz krystal; - mikrohøjttaler - retvinklede mikrokontakter (4 stykker); - USB miniB-stik; - 2x8-pin hunhoveder (2 stykker); - høj intensitet blå LED i 1206 pakke; - 40-pin kvindelig header; - L78L33 spændingsregulator; -JST 2-bens strømstik og JST 2-bens strømstik med kabler; - infrarød modtager IC og 3-bens stik til det; -6-benet retvinklet hanhoved (til FTDI-stik); - 10K modstande (10 stykker); - 4K7 modstande (3 stykker); - 75R modstand; - 100nF afkoblingskondensatorer (3 stykker); - 2x3-pin hanhoved (til ICSP-stik). Når vi har kontrolleret, at vi har alle komponenterne klar, kan vi gå videre til lodning.

Trin 2: Lodning Duino644 Board

Selvom det ikke anbefales som et startet kit, bør Duino644 være relativt let at lodde. Kun to komponenter kræver tidligere lodning (og gode øjne og stabil hånd), fordi de er overflademonterede: den ene er USB miniB-stikket, en temmelig robust passiv komponent, der kan tage meget varme, og den anden er 2-terminal blå LED, i (en af de) største SMD-pakker. 1. (Foto 2.1) Lad os starte med USB miniB -stikket. Placer den, så de 2 plastikbump går ind i deres respektive huller i printkortet, og stikket sidder tættest på brættet. Lod de fire laterale "ører" først for at sikre den på plads, og fortsæt derefter med de 5 tilslutningsstifter. Brug en forstørrelsesglas til at sikre, at der ikke er loddebroer mellem dem. For at fjerne de mulige broer skal du bruge aflodningsvæge. Tag dig god tid, dette er ikke (sådan) en temperaturfølsom komponent. 2. Dernæst lodder vi 75 ohm (lilla, grøn, sort, guld, brun) modstand på sin plads, mærket R14. 3. Lad os anvende erfaringerne med lodning af SMD -stikket til LED'en. Denne komponents orientering er vigtig, så den skal placeres korrekt. Katoden (negativ terminal) på LED'en er markeret med en grøn prik (forstørrelsesglas hjælper bestemt her). På printkortet er katoden markeret med 3 prikker. Smelt noget loddemateriale på katodepuden, og placer derefter LED's katode over denne pude og loddet med den eksisterende klat. Lod derefter anodepladen. 3. (Foto 2.2) På dette tidspunkt udfører vi en første kontrol for at sikre, at kortet får strøm fra USB. Tilslut bare USB -kablet, og LED'en skal blive lys blå. Vi har tænding! 4. Vi vil derefter lodde modstandene. Start med de tre 4K7 -modstande (gul, lilla, sort, brun, brun): R5, R6, R7 (orientering er ikke vigtig). Derefter placeres og loddes de resterende 10K modstande (brun, sort, orange, guld): R1, R2, R3, R4, R8, R9, R10, R11, R12, R13. 5. (Foto 2.3) Derefter placeres og loddes IC-stikkene, startende med den store 40-pins og fortsætter med de 2 små 8-pins. Vær opmærksom på at placere stikkontakterne, så deres hak matcher dem i silketryk. Dette vil senere hjælpe med at indsætte de integrerede kredsløb korrekt. 6. Lod de to krystaller på de steder, der er markeret med henholdsvis "XTAL" og "Q2" (deres orientering er ikke vigtig). 7. Lodde 22pF kondensatorerne (orange) på deres steder, mærket C1 og C2 (orientering er ikke vigtig). 8. Lod de tre afkoblinger 100nF kondensatorerne (blåfarvede) på deres steder, mærket C3, C5, C8 (orientering er ikke vigtig). 9. Placer og lod lod plastikbatteriholderen i sin markerede position, og sæt derefter møntbatteriet i holderen (pluspolen vender mod brættet, negativ opad). 10. Indsæt og lod de to 2x8 hunhoveder i deres markerede positioner (nederste hjørner af brættet). Disse er stikene til displaypanelet. 11. Lod de fire mikrokontakter (trykknapper) i deres markerede positioner: - tre går på den øverste del af tavlen og bruges af urfunktionen (opsæt alarm, adgang til menuer osv.); - den ene går på venstre side af brættet og er nulstillingsknappen. 12. Lod lod mikrofonhøjttaleren på det markerede sted øverst på brættet (orientering er ikke vigtig). 13. Lod det 3-benede hunhoved i øverste venstre hjørne af brættet (markeret IR). Dette er stikket til den infrarøde modtager. Sæt IR -modtageren i stikket mod indersiden af kortet. Bøj derefter dets terminaler 90 grader, så den ender opad (i linjen på tv -fjernbetjeningen). 14. Indsæt spændingsregulatorchippen L78L33, og vær opmærksom på, at dens retning svarer til den på silketryk. 15. Lod det 6-benede retvinklede hanhoved på stedet markeret med FTDI. 16. (Foto 2.4) Sæt de integrerede kredsløb i deres respektive stik, og vær særlig opmærksom på deres retning. Den store ATmega644 -chip har hakket vendt mod toppen af brættet. De to andre små chips har hak mod bunden af brættet. DS1307 skal placeres i stikkontakten tæt på møntbatteriet. 24LC256 skal placeres i stikdåsen tæt på brættets nederste kant, som markeret. På dette tidspunkt er Duino644 -mikrokontrolkortet samlet og klar til test (eller brug). Det skal ligne det på foto 2.5. Derefter tilslutter vi displaykortet. Derefter programmerer vi ATmega644 -chippen med den nyeste Wise Clock -skitse gennem Arduino IDE.

Trin 3: Tilslut skærmen, og indsæt uret

Indsæt den nyfremstillede Duino644 på bagsiden af skærmpanelet (som på det vedhæftede foto 3.1), og sørg for, at de to sæt stik (hanhoveder på displaypanelet og hunoverskrifter på Duino644 -tavlen) slutter til hinanden. Tryk forsigtigt, indtil stikkene er sat helt i, og sørg for, at de to kort er parallelle. Dette er den eneste fastgørelse mellem de to brædder (der er ingen fastgørelseselementer eller skruer), og det vil blive beskyttet af kabinettet. Kabinettet består af to plexiglasplader, der klemmer de to brædder (Duino644 og displayet). Disse plader holdes på plads med sammenskruede afstandsstykker (og skruer og møtrikker). Lad os fortsætte med at fastgøre de hvide nylonafstandsstykker (standoffs) på begge sider af displaypanelet i de fire huller i hjørnerne. De kortere afstandsstykker går foran displayet, jo længere skrues de ind på bagsiden (som vist på foto 3.2). Bemærk de skiver, der bruges til de korte afstandsstykker, de skaber et lille mellemrum mellem det forreste plexiglaspanel og selve LED -displayet, så de ikke rører. Når afstandsstykkerne er strammet, skal du placere og skrue den forreste plexiglasplade i, og derefter gå videre til bagpladen. Spænd alle skruer og møtrikker, mens kabinettet sidder på en vandret overflade (skrivebord), for at sikre, at samlingen er robust, og at der ikke er vridning. Når vi har forberedt SD -kortet, skal vi være klar til at teste uret.

Trin 4: Forbered SD -kortet

Wise Clock 2 viser citater hentet fra en tekstfil, der er gemt på SD -kortet (foto 4.1). Navnet på denne fil er "quotes.txt" og er en del af zip -filen, der indeholder skitsen (download herfra). Det kan også oprettes fra bunden, som en ASCII -tekstfil, for at inkludere ens yndlingscitater i den ønskede sekvens. Den eneste begrænsning (i softwaren) er linjens længde, som ikke må overstige 150 tegn. Linjer adskilles med CR/LF (vognretur/linjefødning eller ASCII -koder 13/10). SD -kortet skal formateres som FAT (også kendt som FAT16). Dette kan gøres i Windows ved at vælge "Format" i File Explorer, som viser dialogboksen vist på foto 4.2. Bemærk: Den maksimale kapacitet, som FAT16 kan håndtere, er 2 GB. En anden vigtig fil på SD -kortet er "time.txt", der kræves til opsætning af uret. "Time.txt" -fil indeholder en linje som denne: 12: 22: 45Z2009-11-14-6, som skal ændres for at afspejle det aktuelle tidspunkt og den aktuelle dato. Når uret er tændt (med SD -kortet isat), indstilles klokkeslæt og dato, der er læst fra denne linje, i realtidsklokken som henholdsvis det aktuelle tidspunkt og den aktuelle dato. Efter at uret (automatisk) er sat til opstart, markeres filen "time.txt" som slettet, så filen ikke findes næste gang uret får strøm. De to filer, quotes.txt og time.txt, findes zip -filen, der indeholder skitsen.

Trin 5: Programmer Duino644 med "Wise Clock 2" -skitsen

1. Download Wise Clock -skitsen fra den angivne placering. 2. Føj Sanguino -bibliotekerne til din Arduino IDE. (Duino644 er en smag af Sanguino, hvis du vil. Den er kompatibel med Sanguino og bruger de samme biblioteker udviklet af Sanguino -teamet til at understøtte deres eget board. Og vi takker dem.) 3. Start Arduino IDE og vælg "Sanguino" som målbrættet (se foto 5.1). 4. Åbn Wise Clock -skitsen i Arduino IDE, og kompilér den. 5. Ved hjælp af et FTDI-kabel eller FTDI-breakout (tilsluttet mellem USB og det 6-benede FTDI-stik på Duino644-kortet) uploades den kompilerede skitse (se foto 5.2). Bemærk: Ovenstående kode blev testet og bekræftet at fungere med Arduino IDE version 17.

Trin 6: Tænd for uret og nyd det

Nu hvor uret er samlet og programmeret, er det tid til at tænde det med USB -kablet, helst fra en USB -adapter, som dem, der bruges til at genoplade iPhones og andre mobile enheder (foto 2). Nyd det!