Montering av "Wise Clock 2" (Arduino-baserad väckarklocka med massor av extrafunktioner): 6 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:48

Denna handledning visar hur du monterar satsen för Wise Clock 2, ett projekt med öppen källkod (hårdvara och programvara). Ett komplett Wise Clock 2 -kit kan köpas här. Sammanfattningsvis kan Wise Clock 2 göra detta (med den nuvarande programvaruversionen med öppen källkod): - visa aktuell tid och datum; - läsa en användarredigerbar fil från SD-kort och visa dess innehåll (som vanligtvis är citat, därav den "kloka" i namnet); - tillhandahålla larmfunktioner; - ge fjärrstyrning (infraröd). Wise Clock 2-kitet innehåller följande: 1. Mikrokontrollerkortet Duino644 (som ett färdigmonterat kit); 2. 16x32 (röd) LED -matrisdisplay; 3. höljet (två akrylplattor och erforderlig hårdvara). Följande steg visar hur man bygger Wise Clock 2, inklusive: - hur man lödar Duino644 -kortet; - hur man ansluter skärmen; - hur klockan ska omslutas; - hur man får det att fungera (förbered SD -kort, ställ in tid etc).

Steg 1: Innehåll i Duino644 Kit

Duino644 är namnet på mikrokontrollerkortet som används i Wise Clock 2. Duino644 -kit innehåller följande komponenter: - kretskort med SD -kortuttaget lödt på det; - ATmega644-chip och 40-polig uttag för det; -DS1307-chip (realtidsstyrenhet) i 8-stifts DIP-paket, och ett 8-poligt uttag för det; -24LC256 EEPROM-chip i 8-stifts DIP-paket, och ett 8-poligt uttag för det; - CR1220 små myntcellsbatteri och dess plasthållare; - 16MHz kristall och två 22pF kondensatorer; - 32768Hz kristall; - mikrohögtalare; - rätvinklade mikrobrytare (4 delar); - USB miniB-kontakt - 2x8-pins hona (2 delar); - högintensiv blå LED i 1206 -paket; - 40-pins hona; - L78L33 spänningsregulator; -JST 2-stifts strömkontakt och JST 2-stifts strömuttag med kablar; - infraröd mottagare IC och 3-poligt uttag för den; -6-stifts rätvinklig hanrubrik (för FTDI-kontakt); - 10K motstånd (10 st); - 4K7 -motstånd (3 delar); - 75R motstånd; - 100nF avkopplingskondensatorer (3 delar); - 2x3-polig hanrubrik (för ICSP-kontakt). När vi har kontrollerat att vi har alla komponenter redo kan vi fortsätta med lödning.

Steg 2: Lödning av Duino644 Board

Även om det inte rekommenderas som ett startpaket, bör Duino644 vara relativt lätt att lödas. Endast två komponenter kräver lite tidigare lödningserfarenhet (och bra ögon och stadig hand) eftersom de är ytmonterade: en är USB miniB-kontakten, en ganska robust passiv komponent, som kan ta mycket värme, och den andra är 2-terminal blå LED, i (ett av) största SMD-paket. 1. (Foto 2.1) Låt oss börja med USB miniB -kontakten. Placera den så att de två plaststötarna går in i respektive hål i kretskortet, och kontakten sitter närmast brädan. Löd först de fyra laterala "öronen" för att säkra det på plats, fortsätt sedan med de 5 anslutningstapparna. Använd ett förstoringsglas för att se till att inga lödbroar finns kvar mellan dem. För att ta bort de möjliga broarna, använd avlödningsveken. Ta dig tid, det här är inte en sådan temperaturkänslig komponent. 2. Därefter kommer vi att löda 75 ohm (lila, grönt, svart, guld, brunt) motstånd på dess plats, märkt R14. 3. Låt oss tillämpa erfarenheten av att löda SMD -kontakten på lysdioden. Den här komponentens orientering är viktig, så den måste placeras korrekt. Katoden (negativ terminal) på lysdioden är markerad med en grön prick (förstoringsglas hjälper definitivt här). På kretskortet är katoden markerad med 3 punkter. Smält lite löd på katodkudden, placera sedan lysdiodens katod över den dynan och löd med den befintliga klumpen. Löd sedan anodplattan. 3. (Foto 2.2) Vid denna tidpunkt utför vi en första kontroll för att se till att kortet får ström från USB. Anslut bara USB -kabeln så ska lysdioden bli ljusblå. Vi har tändning! 4. Vi kommer sedan att löda motstånden. Börja med de tre 4K7 -motstånden (gul, lila, svart, brun, brun): R5, R6, R7 (orientering är inte viktigt). Placera sedan och löd de återstående 10K -motstånden (brun, svart, orange, guld): R1, R2, R3, R4, R8, R9, R10, R11, R12, R13. 5. (Foto 2.3) Placera och löd därefter IC-uttagen, börja med den stora 40-stifts en och fortsätt med de två små 8-poliga. Var uppmärksam på att placera uttagen så att deras skåror matchar dem i silkscreen. Detta kommer senare att hjälpa till att korrekt sätta in de integrerade kretsarna själva. 6. Löd de två kristallerna på platserna märkta "XTAL" respektive "Q2" (deras orientering är inte viktig). 7. Löd 22pF -kondensatorerna (orangefärgade) på sina ställen, märkta C1 och C2 (orientering är inte viktigt). 8. Löd de tre avkopplingen 100nF kondensatorerna (blåfärgade) på sina ställen, märkta C3, C5, C8 (orientering är inte viktigt). 9. Placera och löd plastbatterihållaren i dess markerade läge, sätt sedan in myntbatteriet i hållaren (pluspolen vetter mot brädet, negativ uppåt). 10. Sätt i och löd de två 2x8 honhuvudena i sina markerade positioner (nedre hörnen på brädet). Det här är kontakterna till displaypanelen. 11. Löd de fyra mikrobrytarna (tryckknappar) i sina markerade positioner: - tre går på den övre delen av kortet och används av klockfunktionen (ställ in larm, öppnar menyer etc); - en går på den vänstra sidan av brädet och är återställningsknappen. 12. Löd mikrohögtalaren på dess markerade plats, högst upp på brädet (orientering är inte viktigt). 13. Löd den trepoliga honhuvudet i brädans övre vänstra hörn (märkt IR). Detta är uttaget för den infraröda mottagaren. Sätt in IR -mottagaren i uttaget, vänd mot insidan av kortet. Böj sedan dess terminaler 90 grader, så att det slutar uppåt (i raden på TV: ns fjärrkontroll). 14. Sätt i spänningsregulatorchipet L78L33, var uppmärksam på att dess riktning stämmer överens med silkscreen. 15. Löd den 6-stifts rätvinkliga hanrubriken på den plats som är markerad med FTDI. 16. (Foto 2.4) Sätt in de integrerade kretsarna i respektive uttag, var särskilt uppmärksam på deras riktning. Det stora ATmega644 -chipet har skåran vänd mot toppen av brädet. De andra två små chipsen har hacken mot brädans botten. DS1307 måste placeras i uttaget nära myntbatteriet. 24LC256 måste placeras i sitt uttag nära brädans nedre kant, som markerat. Vid denna tidpunkt är Duino644 -mikrokontrollerkortet monterat och klart för testning (eller användning). Det ska se ut som det på foto 2.5. Därefter kommer vi att ansluta displaykortet. Sedan kommer vi att programmera ATmega644 -chipet med den senaste Wise Clock -skissen genom Arduino IDE.

Steg 3: Anslut skärmen och lägg klockan

Sätt in den nyligen präglade Duino644 på baksidan av bildskärmspanelen (som på bifogad bild 3.1) och se till att de två uppsättningarna kontakter (hanrubriker på bildskärmspanelen och honahuvuden på Duino644 -kortet) ansluts till varandra. Tryck försiktigt tills kontakterna är helt anslutna och se till att de två korten är parallella. Detta är det enda fästet mellan de två brädorna (det finns inga fästelement eller skruvar), och det kommer att skyddas av höljet. Skåpet består av två plexiglasplattor som klämmer ihop de två brädorna (Duino644 och displayen). Dessa plattor hålls på plats med ihopskruvade distanser (och skruvar och muttrar). Låt oss fortsätta med att fästa de vita nylonstyckena (distanserna) på båda sidor av displaypanelen, i de fyra hålen i hörnen. De kortare distanserna går framför displayen, desto längre skruvas in på baksidan (som visas på foto 3.2). Observera brickorna som används med de korta distanserna, de skapar ett litet utrymme mellan den främre plexiglaspanelen och själva LED -displayen, så att de inte berörs. När distanserna har dragits åt, placera och skruva i den främre plexiglasplattan, gå sedan till bakplattan. Dra åt alla skruvar och muttrar medan höljet sitter på en horisontell yta (skrivbord), för att säkerställa att enheten är robust och att det inte finns någon vridning. När vi har förberett SD -kortet bör vi vara redo att testa klockan.

Steg 4: Förbered SD -kortet

Wise Clock 2 visar citat som hämtats från en textfil som är lagrad på SD -kortet (foto 4.1). Filens namn är "quotes.txt" och är en del av zip -filen som innehåller skissen (ladda ner härifrån). Det kan också skapas från början, som en ASCII -textfil, för att inkludera sina favoritcitat i önskad sekvens. Den enda begränsningen (i programvaran) är längden på raden, som inte får överstiga 150 tecken. Linjer separeras med CR/LF (vagnretur/linjematning eller ASCII -koder 13/10). SD -kortet måste formateras som FAT (även känt som FAT16). Detta kan göras i Windows genom att välja "Format" i Utforskaren, som visar dialogrutan som visas på foto 4.2. Obs! Den maximala kapaciteten som FAT16 kan hantera är 2 GB. En annan viktig fil på SD -kortet är "time.txt", som krävs för att ställa in klockan. "Time.txt" -filen innehåller en rad som denna: 12: 22: 45Z2009-11-14-6 som måste ändras för att återspegla aktuell tid och datum. När klockan drivs (med SD -kortet isatt), kommer tid och datum som läses från denna rad att ställas in i realtidsklockan som aktuell tid respektive datum. Efter att klockan (automatiskt) ställts in vid påslagning markeras filen "time.txt" som borttagen, så att filen inte hittas nästa gång klockan startas. De två filerna, quotes.txt och time.txt, finns i zip -filen som innehåller skissen.

Steg 5: Programmera Duino644 med skissen "Wise Clock 2"

1. Ladda ner Wise Clock -skissen från den angivna platsen. 2. Lägg till Sanguino -biblioteken i din Arduino IDE. (Duino644 är en smak av Sanguino, om du vill. Den är kompatibel med Sanguino och använder samma bibliotek som utvecklats av Sanguino -teamet för att stödja sin egen tavla. Och vi tackar dem.) 3. Starta Arduino IDE och välj "Sanguino" som målbrädan (se foto 5.1). 4. Öppna Wise Clock -skissen i Arduino IDE och kompilera den. 5. Ladda upp den sammanställda skissen med hjälp av en FTDI-kabel eller FTDI-breakout (ansluten mellan USB-enheten och den 6-poliga FTDI-kontakten på Duino644-kortet) (se foto 5.2). Obs! Koden ovan testades och bekräftades för att fungera med Arduino IDE version 17.

Steg 6: Slå på klockan och njut av den

Nu när klockan är monterad och programmerad är det dags att slå på den med USB -kabeln, helst från en USB -adapter, som de som används för att ladda iPhone och andra mobila enheter (foto 2). Njut av det!