Rellotge principal per a escoles basat en Arduino: 9 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:18

Si la vostra escola o la vostra escola infantil o qualsevol altra ubicació es basen en un rellotge mestre central que està trencat, és possible que utilitzeu aquest dispositiu. Per descomptat, hi ha nous rellotges mestres disponibles, però els pressupostos escolars estan sotmesos a pressions extremes, i realment és un projecte satisfactori si es tenen les habilitats necessàries.

Aquest rellotge mestre controla els senyals enviats als rellotges esclaus i els manté sincronitzats. Actualment, el firmware del rellotge admet el protocol de sincronització de l’hora nacional. El rellotge mestre també controla les campanes que es poden configurar a les hores programades del dia. Actualment, el firmware del rellotge admet dues zones de campana (campanes interiors i exteriors). El firmware del rellotge també s'ajusta automàticament a l'hora d'estiu (es pot desactivar). Aquesta biblioteca també pot ser útil per a altres projectes de rellotge (assegureu-vos d’obtenir també la biblioteca DataTime modificada). El rellotge es configura connectant-lo a un ordinador mitjançant el port USB Arduino i executant un programa de control Java amb una interfície GUI. Un cop establerta l’hora i carregada la programació de les campanes, es pot desconnectar l’ordinador. El disseny del rellotge posa l’accent en la simplicitat, amb un mínim de controls. Qualsevol configuració complexa es gestiona millor executant el programa de control en un ordinador i connectant-se temporalment al rellotge. La imatge mostra el tauler frontal del rellotge. L'interruptor permet desactivar completament les campanes si no es volen campanes (vacances, dies de formació de professors, etc.). Els LED són normalment verds, qualsevol altra cosa indica un estat inusual.

Pas 1: informeu-vos sobre el rellotge mestre que esteu substituint

El rellotge mestre que es va substituir per aquest projecte era un "Rellotge mestre Rauland 2490". Havia deixat de funcionar durant una tempesta amb un fort llamp. Els rellotges esclaus es movien molt ràpidament (senyal de sincronització contínua) i el rellotge principal es va apagar posteriorment. Així, els rellotges de l’escola mostraven gairebé el mateix temps, però tots malament i sempre malament. Això demostra que l'expressió "fins i tot un rellotge trencat té raó dues vegades al dia" és falsa. Haureu de saber: * quin protocol utilitzen els rellotges esclaus (probablement es pot endevinar segons la marca dels rellotges) * quants les zones s’utilitzen per a campanes (interiors, exteriors, edificis diferents, etc.) La vostra escola (o un altre lloc) fins i tot pot tenir documentació en forma de diagrames de cablejat. Aquests poden ser molt útils a l’hora d’instal·lar el nou rellotge.

Pas 2: necessiteu aquests elements

La imatge mostra alguns dels components que necessiteu. Necessitaràs més. Si us plau, deixeu una nota si he oblidat alguna cosa. Malauradament, aquest instructiu es construeix després del fet, de manera que no tinc totes les imatges que voldria. * Arduino (o similar) amb un Atmel '328 i una connexió USB (el Duemilanove és perfecte) * Berruga de paret de 12v (per exemple, 250 mA, depèn del nombre de relés que conduïu) * Bateria, suport i connector de 9V * LEDs (un de color verd, dos de color vermell / verd) * díodes * resistències * relés (un per a cada zona de campana i un o més per al senyal de sincronització) * LCD (pantalla estàndard compatible amb HD44780 de 2x20 caràcters) * armaris adequats (grans, mitjans), i petites caixes de projecte) * endoll i presa d'alimentació (5,5 / 2,1 mm per exemple) * diversos cargols i maquinari divers Ordinador amb * Arduino IDE instal·lat (amb les biblioteques necessàries, vegeu el pas 5) * el programa Master Clock Control basat en Java (i un entorn d'execució de Java i la biblioteca rxtx) * Port USB disponible * Cable USB per connectar-se a l'Arduino * temps establert en alguna cosa raonable

Pas 3: uniu-lo al maquinari

He utilitzat tres caixes de projecte * una caixa gran per a l’electrònica * una caixa mitjana per als circuits de relés (una barreja de baixa tensió i alta tensió) * una caixa petita per a les connexions d’alta tensió Feu forats a les caixes on els cargols els puguin mantenir units. Feu també forats on els cables puguin passar entre les caixes. La petita caixa també necessita forats per connectar els cables per a la instal·lació. La caixa mitjana necessita un forat per fixar el suport de la bateria de 9 V. La caixa gran necessita forats per al connector USB de l’Arduino i un forat per a la presa de corrent. La tapa / part superior de la caixa gran també necessita forats per als LEDs, l’interruptor i la pantalla LCD.

Pas 4: Creeu l'electrònica

Els esquemes s’afegiran aviat.

Pas 5: el firmware Arduino

Carregueu l'esbós "Master Clock Firmware" Arduino a l'IDE Arduino. També haureu d’instal·lar diverses biblioteques (si encara no les teniu instal·lades) * DateTime (utilitzeu la versió modificada adjunta aquí) * DaylightSavings (vegeu el següent pas) * DateTimeStrings * Flash * Streaming * LiquidCrystal (ve amb IDE) Les biblioteques juntament amb el codi fan que l’esbós sigui massa gran per cabre en un Arduino ATmega128, motiu pel qual es necessita un 328. Potser si elimineu algun codi que no necessiteu per al vostre projecte, encaixi.

Pas 6: la biblioteca DaylightSavings

Es tracta d’una biblioteca opcional que funciona conjuntament amb la biblioteca DateTime modificada. Si els canvis d’estiu no són idèntics al règim dels Estats Units després del 2007, només cal modificar una sola funció que es troba al seu propi fitxer. De fet, a mesura que es proporcionen més fitxers per a diferents configuracions regionals, tots es poden distribuir i triar simplement mitjançant el fitxer correcte. Això limita la quantitat de codi generat per a aquesta biblioteca.

Pas 7: el programa de control de Java

Aquesta imatge mostra una captura de pantalla del programa Java Master Clock Control en execució. En primer lloc, s’utilitza per configurar l’hora a la placa Arduino.

És possible comunicar-se amb el rellotge principal mitjançant l’eina sèrie de l’IDE Arduino.

Pas 8: Instal·lació

Si no esteu segur de les precaucions de seguretat necessàries a l’hora d’instal·lar el nou rellotge mater, probablement consulteu un electricista. La forma més neta d’instal·lar el nou rellotge mestre és simplement passar per alt les connexions de l’antic rellotge mestre. Per exemple, si hi ha un terminal a l'antic rellotge mestre que es posa a terra quan el senyal de sincronització està "encès", connecteu aquest cable al terminal de sincronització del nou rellotge mestre. L'altra cara del terminal de sincronització s'hauria de connectar a terra de manera que, quan el relé connecti el cable a terra, s'aconsegueixi el mateix efecte. Alternativament, els terminals del relé es poden connectar a un cable calent (120 o 24 V CA segons les especificacions del rellotge esclau) i després al cable de sincronització. Realment depèn de la configuració del sistema existent i de quant esteu disposat a embrutar-vos les mans.

Pas 9: funciona

El nou rellotge mestre s’ha instal·lat i funciona correctament a una escola primària real. Aquesta és una manera fantàstica per a tots els professors de saber qui sou. Els nens a l’atzar s’acostaran a tu i t’ho agrairan per “arreglar els rellotges”. Sí, la gent fins i tot us acostarà a la botiga de queviures local i us ho agrairé. La clau aquí, per descomptat, no és substituir el rellotge mestre trencat immediatament, sinó esperar una estona abans de fer-ho. El rellotge mestre va gestionar la transició de l'1 de novembre de 2009 de l'estiu a l'hora estàndard. El rellotge mestre mostrava l’hora correcta, però els rellotges esclaus no. Això es va deure a un problema de cablejat elèctric (error) en què el relé de senyal de sincronització només alimentava la bateria i la bateria era massa feble. Això es va solucionar i ara també s'ha solucionat el problema de la bateria.