Muntatge de "Wise Clock 2" (despertador basat en Arduino amb moltes funcions addicionals): 6 passos

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

Aquest tutorial mostra com muntar el kit per a Wise Clock 2, un projecte de codi obert (maquinari i programari). Aquí es pot comprar un kit complet de Wise Clock 2. En resum, això és el que pot fer Wise Clock 2 (amb la versió actual del programari de codi obert): - mostrar l'hora i la data actuals; - Llegiu un fitxer editable per l'usuari des de la targeta SD i mostreu-ne el contingut (que solen ser cites, d'aquí el "savi" del nom); - proporcionar funcionalitat d'alarma; - Proporciona control remot (infrarojos). El kit Wise Clock 2 inclou el següent: 1. la placa de microcontroladors Duino644 (com a kit preparat per soldar); 2. la pantalla de matriu LED de 16x32 (vermella); 3. el recinte (dues plaques acríliques i el material necessari). Els passos següents mostraran com construir Wise Clock 2, inclosos: - com soldar la placa Duino644; - com connectar la pantalla; - com tancar el rellotge; - Com fer-la funcional (preparar la targeta SD, establir el temps, etc.).

Pas 1: contingut del kit Duino644

Duino644 és el nom de la placa de microcontroladors utilitzada al Wise Clock 2. El kit Duino644 conté els components següents: - PCB amb el sòcol de la targeta SD soldat; - Xip ATmega644 i sòcol de 40 pins per a això; - Xip DS1307 (controlador en temps real) en paquet DIP de 8 pins i un sòcol de 8 pins per a ell; - Xip EEPROM 24LC256 en paquet DIP de 8 pins i un sòcol de 8 pins per a això; - Bateria petita de cèl·lules CR1220 i el seu suport de plàstic; - Cristall de 16 MHz i dos condensadors de 22pF; - Cristall de 32768Hz; - micro altaveu; - micro interruptors en angle recte (4 peces); - Connector USB tipus miniB; - Capçals femenins de 2x8 pins (2 peces); - LED blau d'alta intensitat en paquet 1206; - Capçal femení de 40 pins; - Regulador de tensió L78L33; - Connector d'alimentació JST de 2 pins i presa d'alimentació JST de 2 pins amb cables; - IC receptor d'infrarojos i endoll de 3 pins; Capçalera masculina en angle recte de 6 pins (per al connector FTDI); - 10K resistències (10 peces); - Resistències 4K7 (3 peces); - Resistència 75R; - Condensadors de desacoblament 100nF (3 peces); - Capçalera masculina de 2x3 pins (per a connector ICSP). Un cop comprovat, tenim tots els components a punt, podem procedir a la soldadura.

Pas 2: soldar el tauler Duino644

Tot i que no es recomana com a kit inicial, Duino644 hauria de ser relativament fàcil de soldar. Només dos components requereixen una experiència prèvia de soldadura (amb bons ulls i mà ferma) perquè estan muntats a la superfície: un és el connector USB miniB, un component passiu força robust, que pot prendre molta calor i l’altre és el LED blau de 2 terminals, en (un dels) paquets SMD més grans. 1. (Foto 2.1) Comencem pel connector USB miniB. Col·loqueu-lo de manera que els 2 cops de plàstic entrin als seus forats respectius de la PCB i el connector quedi més a prop de la placa. Soldeu primer les quatre "orelles" laterals per fixar-les al lloc i després continueu amb els 5 pins de connexió. Utilitzeu una lupa per assegurar-vos que no quedi cap pont de soldadura entre aquests. Per eliminar els possibles ponts, utilitzeu metxa de soldadura. Preneu-vos el temps, aquest no és (tal) component sensible a la temperatura. 2. A continuació, soldarem la resistència de 75 ohm (morat, verd, negre, daurat, marró) al seu lloc, marcada amb R14. 3. Apliquem l'experiència adquirida soldant el connector SMD al LED. L’orientació d’aquest component és important, per tant s’ha de situar correctament. El càtode (terminal negatiu) del LED està marcat amb un punt verd (la lupa definitivament ajuda aquí). Al PCB, el càtode està marcat amb 3 punts. Foneu una mica de soldadura al coixinet del càtode i, a continuació, col·loqueu el càtode del LED sobre aquest coixinet i soldeu-lo amb el blob existent. A continuació, soldeu el coixinet d'ànode. 3. (Foto 2.2) En aquest moment realitzem una primera comprovació per assegurar-nos que la placa obté alimentació per USB. Simplement connecteu el cable USB i el LED hauria de quedar de color blau brillant. Tenim ignició! 4. A continuació soldarem les resistències. Comenceu per les tres resistències 4K7 (groc, porpra, negre, marró, marró): R5, R6, R7 (l'orientació no és important). A continuació, col·loqueu i soldeu les resistències 10K restants (marró, negre, taronja, daurat): R1, R2, R3, R4, R8, R9, R10, R11, R12, R13. 5. (Foto 2.3) A continuació, col·loqueu i soldeu els endolls IC, començant per la gran de 40 pins i continuant amb els 2 petits de 8 pins. Presteu atenció a col·locar els endolls de manera que les seves osques coincideixin amb les de la serigrafia. Això ajudarà posteriorment a inserir correctament els propis circuits integrats. 6. Soldeu els dos cristalls als llocs marcats amb "XTAL" i "Q2", respectivament (la seva orientació no és important). 7. Soldeu els condensadors de 22pF (de color taronja) al seu lloc, marcats amb C1 i C2 (l'orientació no és important). 8. Soldeu els tres condensadors de 100 nF (de color blau) als seus llocs, marcats amb C3, C5, C8 (l'orientació no és important). 9. Col·loqueu i soldeu el suport de la bateria de plàstic a la seva posició marcada i, a continuació, introduïu la bateria de la moneda al suport (pal positiu cap al tauler, negatiu cap amunt). 10. Introduïu i soldeu les dues capçaleres femenines de 2x8 a les seves posicions marcades (cantonades inferiors del tauler). Aquests són els connectors del tauler de visualització. 11. Soldeu els quatre microinterruptors (polsadors) en les seves posicions marcades: - tres van a la part superior del tauler i són utilitzats per la funcionalitat del rellotge (configurar l'alarma, accedir als menús, etc.); - un va al costat esquerre del tauler i és el botó de reinici. 12. Soldeu el microaltaveu al lloc marcat, a la part superior del tauler (l'orientació no és important). 13. Soldeu la capçalera femenina de 3 pins a l'extrem superior esquerre del tauler (marcat amb IR). Aquest és el sòcol del receptor d'infrarojos. Introduïu el receptor IR al sòcol, mirant cap a l'interior de la placa. A continuació, doblegueu els terminals de 90 graus perquè acabi cap amunt (a la línia del comandament a distància del televisor). 14. Introduïu el xip regulador de tensió L78L33, tenint en compte que la seva orientació coincideix amb la de la serigrafia. 15. Soldeu la capçalera masculina en angle recte de 6 pins al lloc marcat amb FTDI. 16. (Foto 2.4) Introduïu els circuits integrats a les seves respectives preses de corrent, prestant especial atenció a la seva orientació. El gran xip ATmega644 té la osca orientada cap a la part superior del tauler. Els altres dos xips petits tenen les osques cap a la part inferior del tauler. El DS1307 s'ha de col·locar al sòcol proper a la bateria de la moneda. El 24LC256 s'ha de col·locar al seu sòcol, a prop de la vora inferior del tauler, tal com està marcat. En aquest moment, la placa de microcontrolador Duino644 està muntada i està preparada per provar-la (o utilitzar-la). Ha de semblar el de la foto 2.5. A continuació, connectarem el tauler de visualització. A continuació, programarem el xip ATmega644 amb l’últim esbós de Wise Clock, mitjançant l’IDE Arduino.

Pas 3: connecteu la pantalla i encloqueu el rellotge

Introduïu el Duino644 acabat d'encunyar a la part posterior del tauler de visualització (com a la foto adjunta 3.1), assegurant-vos que els dos conjunts de connectors (capçaleres masculines del tauler de visualització i capçaleres femenines de la placa Duino644) es connectin entre si. Premeu suaument fins que els connectors estiguin completament endollats i assegureu-vos que les dues plaques siguin paral·leles. Aquesta és l'única fixació entre les dues taules (no hi ha fixacions ni cargols) i estarà protegida pel recinte. El recinte consta de dues plaques de plexiglàs encunyant les dues taules (Duino644 i la pantalla). Aquestes plaques es mantenen al seu lloc amb separadors cargolats (i cargols i femelles). Procedim a fixar els separadors de niló blanc (separadors) a banda i banda del tauler de visualització, als quatre forats de les cantonades. Els espaiadors més curts passen per davant de la pantalla i els més llargs es cargolen a la part posterior (com es mostra a la foto 3.2). Tingueu en compte les volanderes que s’utilitzen amb els separadors curts, ja que creen un petit espai entre el panell frontal de plexiglàs i el propi display LED, de manera que no es toquin. Després d’estrenyir els separadors, col·loqueu-los i cargoleu-los a la placa frontal de plexiglàs i, a continuació, aneu a la placa posterior. Estrenyiu tots els cargols i femelles mentre el recinte es troba sobre una superfície horitzontal (escriptori), per assegurar-vos que el conjunt és resistent i que no hi ha torsió. Després de preparar la targeta SD, hauríem d’estar a punt per provar el rellotge.

Pas 4: prepareu la targeta SD

Wise Clock 2 mostra les cites recuperades d’un fitxer de text emmagatzemat a la targeta SD (foto 4.1). El nom d'aquest fitxer és "quotes.txt" i forma part del fitxer zip que conté l'esbós (baixeu-lo des d'aquí). També es pot crear des de zero, com a fitxer de text ASCII, per incloure les cites preferides en la seqüència desitjada. L'única restricció (al programari) és la longitud de la línia, que no pot superar els 150 caràcters. Les línies estan separades amb CR / LF (retorn de carro / avenç de línia o codis ASCII 13/10). La targeta SD ha de tenir el format de FAT (també conegut com a FAT16). Això es pot fer al Windows, seleccionant "Format" a l'Explorador de fitxers, que mostra el quadre de diàleg que es mostra a la foto 4.2. Nota: La capacitat màxima que pot suportar FAT16 és de 2 GB. Un altre fitxer important de la targeta SD és "time.txt", necessari per configurar el rellotge. El fitxer "Time.txt" conté una línia com aquesta: 12: 22: 45Z2009-11-14-6 que cal modificar per reflectir la data i l'hora actuals. Quan el rellotge s’encén (amb la targeta SD inserida), l’hora i la data llegides des d’aquesta línia s’establiran al rellotge en temps real com l’hora i la data actuals, respectivament. Després de configurar el rellotge (automàticament) en engegar-lo, el fitxer "time.txt" es marca com a suprimit, de manera que la propera vegada que s'encengui el rellotge no es trobarà el fitxer. Els dos fitxers, quotes.txt i time.txt, es poden trobar al fitxer zip que conté l'esbós.

Pas 5: programa Duino644 amb l'esbós "Wise Clock 2"

1. Baixeu l'esbós de Wise Clock des de la ubicació especificada. 2. Afegiu les biblioteques Sanguino al vostre IDE Arduino. (Si voleu, Duino644 és un sabor de Sanguino. És compatible amb Sanguino i utilitza les mateixes biblioteques desenvolupades per l'equip de Sanguino per donar suport al seu propi tauler. I els agraïm.) 3. Inicieu l'IDE Arduino i seleccioneu "Sanguino" com a el tauler objectiu (veure foto 5.1). 4. Obriu l'esbós de Wise Clock a Arduino IDE i compileu-lo. 5. Mitjançant un cable FTDI o un interruptor FTDI (connectat entre l'USB i el connector FTDI de 6 pins de la placa Duino644), pengeu l'esbós compilat (vegeu la foto 5.2). Nota: El codi esmentat anteriorment es va provar i es va confirmar que funcionava amb Arduino IDE versió 17.

Pas 6: enceneu el rellotge i gaudiu-ne

Ara que el rellotge està muntat i programat, és hora d’engegar-lo amb el cable USB, preferiblement des d’un adaptador USB, com els que s’utilitzen per recarregar iPhone i altres dispositius mòbils (foto 2). Gaudeix-ho!