Arduino-basert hovedklokke for skoler: 9 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:26

Hvis skolen din, eller barneskolen eller et annet sted er avhengig av en sentral hovedklokke som er ødelagt, kan du ha bruk for denne enheten. Nye mesterklokker er selvfølgelig tilgjengelige, men skolebudsjettene er under ekstremt press, og det er virkelig et tilfredsstillende prosjekt hvis du har de nødvendige ferdighetene.

Denne hovedklokken styrer signalene som sendes til slaveklokkene, og holder dem synkronisert. Fastvaren på klokken støtter for øyeblikket National Time synchronization protocol. Hovedklokken styrer også klokkene som kan stilles inn på faste tidspunkter i løpet av dagen. Fastvaren på klokken støtter for tiden to klokkesoner (innendørs og utendørs klokker). Fastvaren på klokken justeres også automatisk til sommertid (denne kan slås av). Dette biblioteket kan også være nyttig for andre klokke-prosjekter (sørg for å også få det endrede DateTime-biblioteket). Klokken settes opp ved å koble den til en datamaskin via Arduino USB -porten, og kjøre et Java -kontrollprogram med et GUI -grensesnitt. Når tiden er angitt og en klokkeskjema er lastet inn, kan datamaskinen kobles fra. Klokkens design understreker enkelhet, med et minimum av kontroller. Ethvert komplekst oppsett håndteres bedre ved å kjøre kontrollprogrammet på en datamaskin og midlertidig koble til klokken. Bildet viser frontpanelet på klokken. Bryteren gjør at klokkene kan slås helt av hvis klokker ikke ønskes (helligdager, lærerutdanningsdager osv.) Lysdiodene er normalt alle grønne, noe annet indikerer en uvanlig tilstand.

Trinn 1: Finn ut om hovedklokken du bytter ut

Hovedklokken som ble erstattet av dette prosjektet var en "Rauland 2490 Master Clock". Den hadde sluttet å fungere under en storm med kraftig lyn. Slaveklokkene beveget seg veldig raskt (kontinuerlig synkroniseringssignal), og hovedklokken ble deretter slått av. Dermed viste klokkene på skolen omtrent samme tid, men alt var feil, og alltid feil. Dette viser at uttrykket "selv en ødelagt klokke er riktig to ganger om dagen" er feil. Du må vite:* hvilken protokoll som brukes av slaveklokkene (kan sannsynligvis gjette basert på klokkenes merke)* hvor mange soner brukes til bjeller (innendørs, utendørs, forskjellige bygninger osv.) Skolen din (eller et annet sted) kan til og med ha dokumentasjon i form av koblingsskjemaer. Disse kan være svært nyttig når du installerer den nye klokken.

Trinn 2: Du trenger disse elementene

Bildet viser noen av komponentene du trenger. Du trenger mer. Legg igjen et notat hvis jeg har glemt noe. Dessverre er denne instruerbare konstruert etter det faktum, så jeg har ikke alle bildene jeg skulle ønske. * Arduino (eller lignende) med Atmel '328 og USB -tilkobling (Duemilanove er perfekt)* 12v veggvorter (si 250 mA, avhenger av antall reléer du skal kjøre)* 9V batteri, holder og kontakt* LED (en grønn, to rød/grønn)* dioder* motstander* reléer (en for hver klokkesone og en eller flere for synkroniseringssignalet)* LCD (standard 2x20 tegn HD44780-kompatibel skjerm)* passende skap (store, mellomstore, og små prosjektbokser)* plugg og kontakt for strøm (for eksempel 5,5/2,1 mm)* forskjellige skruer og diverse maskinvare Datamaskin med* Arduino IDE installert (med nødvendige biblioteker, se trinn 5)* det Java-baserte Master Clock Control-programmet (og et Java -runtime -miljø og rxtx -biblioteket)* USB -port tilgjengelig* USB -kabel for tilkobling til Arduino* tiden er satt til noe rimelig

Trinn 3: Sett det sammen maskinvaren

Jeg brukte tre prosjektbokser* en stor boks for elektronikken* en middels boks for relékretsene (en blanding av lavspenning og høyspenning)* en liten boks for høyspenningstilkoblingene Lag hull i boksene der skruene kan holde dem sammen. Lag også hull der ledninger kan gå mellom kassene. Den lille boksen trenger også hull der ledninger kan kobles til for installasjon. Mellomboksen trenger et hull for å feste 9V batteriholderen. Den store boksen trenger hull for USB -kontakten på Arduino og et hull for strømkontakten. Lokket/toppen av den store boksen trenger også hull for lysdiodene, bryteren og LCD -skjermen.

Trinn 4: Bygg elektronikken

Skjemaer blir lagt til snart!

Trinn 5: Arduino -fastvaren

Last Arduino -skissen "Master Clock Firmware" inn i Arduino IDE. Du må også installere en rekke andre biblioteker (hvis du ikke har dem installert ennå)* DateTime (bruk den modifiserte versjonen som er vedlagt her)* DaylightSavings (se neste trinn)* DateTimeStrings* Flash* Streaming* LiquidCrystal (kommer med IDE) Bibliotekene sammen med koden gjør skissen for stor til å passe inn i en Arduino ATmega128, og derfor er en 328 nødvendig. Kanskje hvis du fjerner noen kode som du ikke trenger for prosjektet ditt, kan den passe.

Trinn 6: The DaylightSavings Library

Dette er et valgfritt bibliotek som fungerer sammen med det endrede DateTime -biblioteket. Hvis endringene til sommertid ikke er identiske med det amerikanske regimet etter 2007, er det bare nødvendig å endre en enkelt funksjon som ligger i sin egen fil. Faktisk, etter hvert som flere filer for forskjellige lokaliteter tilbys, kan de alle distribueres og velges ved å bare bruke den riktige filen. Dette begrenser mengden kode som genereres for dette biblioteket.

Trinn 7: Java -kontrollprogrammet

Dette bildet viser et skjermbilde av Java Master Clock Control -programmet som kjører. Først og fremst brukes det til å sette tiden på Arduino -brettet.

Det er mulig å kommunisere med hovedklokken ved hjelp av det serielle verktøyet til Arduino IDE.

Trinn 8: Installasjon

Hvis du i det hele tatt er usikker på sikkerhetstiltakene som er nødvendige når du installerer den nye materklokken, bør du sannsynligvis kontakte en elektriker. Den reneste måten å installere den nye hovedklokken på er å bare omgå tilkoblingene til den gamle hovedklokken. For eksempel, hvis det er en terminal på den gamle hovedklokken som trekker til bakken når synkroniseringssignalet er "på", kobler du denne ledningen til synkroniseringsterminalen til den nye hovedklokken. Den andre siden av synkroniseringsterminalen bør deretter kobles til jord, slik at når reléet kobler ledningen til bakken, oppnås samme effekt. Alternativt kan reléterminalene kobles til en varm ledning (120 eller 24V AC avhengig av slaveklokkespesifikasjonene) og deretter til synkroniseringskabelen. Det avhenger virkelig av konfigurasjonen av det eksisterende systemet og hvor mye du er villig til å skitne hendene.

Trinn 9: Det fungerer

Den nye hovedklokken er installert og fungerer som den skal på en egentlig barneskole. Dette er en flott måte for alle lærerne å vite hvem du er. Tilfeldige barn kommer til deg og takker for at du "fikset klokkene". Ja, folk vil til og med henvende seg til deg i den lokale matbutikken og takke deg! De nøkkelen her selvfølgelig, er ikke å erstatte den ødelagte hovedklokken med en gang, men å vente en stund før du gjør det. Hovedklokken håndterte overgangen fra 1. november 2009 fra sommertid til standardtid. Hovedklokken viste riktig tid, men slaveklokkene gjorde det ikke. Dette skyldtes et problem med elektriske ledninger (feil) der synkroniseringssignalreléet bare fikk strøm fra batteriet, og batteriet var for svakt. Dette ble løst, og nå er batteridømmeproblemet også løst.