Montering av "Wise Clock 2" (Arduino-basert vekkerklokke med mange ekstra funksjoner): 6 trinn

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

Denne opplæringen viser hvordan du monterer settet til Wise Clock 2, et prosjekt med åpen kildekode (maskinvare og programvare). Du kan kjøpe et komplett Wise Clock 2 -sett her. Oppsummert er dette hva Wise Clock 2 kan gjøre (med gjeldende programvareversjon med åpen kildekode): - vise gjeldende klokkeslett og dato; - lese en brukerredigerbar fil fra SD-kort og vise innholdet (som vanligvis er sitater, derav den "kloke" i navnet); - gi alarmfunksjonalitet; - gi ekstern (infrarød) kontrollerbarhet. Wise Clock 2-settet inneholder følgende: 1. mikrokontrollerbordet Duino644 (som et loddetinnsett); 2. 16x32 (rød) LED -matrisedisplay; 3. kabinettet (to akrylplater og nødvendig maskinvare). Følgende trinn viser hvordan du bygger Wise Clock 2, inkludert: - hvordan du lodder Duino644 -kortet; - hvordan du kobler til skjermen; - hvordan du skal omslutte klokken; - hvordan du får det til å fungere (forberede SD -kort, angi tid osv.).

Trinn 1: Innhold i Duino644 Kit

Duino644 er navnet på mikrokontrollerkortet som brukes i Wise Clock 2. Duino644 -settet inneholder følgende komponenter: - kretskort med SD -kortkontakt loddet på det; - ATmega644-brikke og 40-pinners sokkel for den; -DS1307-brikke (sanntidskontroller) i 8-pinners DIP-pakke, og en 8-pinners kontakt for den; -24LC256 EEPROM-brikke i 8-pinners DIP-pakke, og en 8-pinners sokkel for den; - CR1220 lite myntcellebatteri og plastholderen; - 16MHz krystall og to 22pF kondensatorer; - 32768Hz krystall; - mikrohøyttaler; - rettvinklede mikrobrytere (4 deler); - USB miniB-kontakt; - 2x8-pinners hunnhoder (2 deler); - høy intensitet blå LED i 1206 pakke; - 40-pins kvinnelig overskrift; - L78L33 spenningsregulator; -JST 2-pinners strømkontakt og JST 2-pinners strømkontakt med kabler; - infrarød mottaker IC og 3-pinners kontakt for den; -6-pinners rettvinklet mannlig overskrift (for FTDI-kontakt); - 10K motstander (10 stykker); - 4K7 -motstander (3 deler); - 75R motstand; - 100nF frakoblingskondensatorer (3 deler); - 2x3-pinners hannhodet (for ICSP-kontakt). Når vi har kontrollert at vi har alle komponentene klare, kan vi gå videre til lodding.

Trinn 2: Lodding Duino644 Board

Selv om det ikke anbefales som et startpakke, bør Duino644 være relativt enkelt å lodde. Bare to komponenter krever noen tidligere loddeerfaring (og gode øyne og stabil hånd) fordi de er overflatemontert: den ene er USB miniB-kontakten, en ganske solid passiv komponent, som kan ta mye varme, og den andre er 2-terminal blå LED, i (en av) største SMD-pakker. 1. (Foto 2.1) La oss starte med USB miniB -kontakten. Plasser den slik at de to plastbumpene går inn i de respektive hullene i kretskortet, og kontakten sitter nærmest brettet. Lodd de fire laterale "ørene" først for å feste den på plass, og fortsett deretter med de 5 tilkoblingspinnene. Bruk en forstørrelsesglass for å sikre at det ikke er loddebroer mellom dem. For å fjerne de mulige broene, bruk avlodding. Ta deg god tid, dette er ikke (slik) en temperaturfølsom komponent. 2. Deretter lodder vi 75 ohm (lilla, grønn, svart, gull, brun) motstand på plass, merket R14. 3. La oss bruke erfaringene med lodding av SMD -kontakten på LED -en. Orienteringen til denne komponenten er viktig, så den må plasseres riktig. Katoden (negativ terminal) på LED -en er markert med en grønn prikk (forstørrelsesglass hjelper definitivt her). På kretskortet er katoden merket med 3 prikker. Smelt litt loddetinn på katodeputen, legg deretter LED -katodene over puten og lodd med den eksisterende kluten. Deretter loddes anodeputen. 3. (Foto 2.2) På dette tidspunktet utfører vi en første kontroll for å sikre at kortet får strøm fra USB. Bare koble til USB -kabelen, så skal LED -lampen lyse blått. Vi har tenning! 4. Vi skal deretter lodde motstandene. Start med de tre 4K7 -motstandene (gul, lilla, svart, brun, brun): R5, R6, R7 (orientering er ikke viktig). Deretter plasserer og lodder du de resterende 10K -motstandene (brun, svart, oransje, gull): R1, R2, R3, R4, R8, R9, R10, R11, R12, R13. 5. (Foto 2.3) Deretter plasserer og lodder du IC-kontaktene, starter med den store 40-pinners en og fortsetter med de 2 små 8-pinners. Vær oppmerksom på å plassere stikkontaktene slik at hakkene stemmer overens med skjermbildene. Dette vil senere bidra til å sette inn de integrerte kretsene riktig. 6. Lodde de to krystallene på henholdsvis stedene merket "XTAL" og "Q2" (orienteringen er ikke viktig). 7. Lodd 22pF kondensatorene (oransje) på plassene, merket C1 og C2 (orientering er ikke viktig). 8. Lodd de tre avkoblingen 100nF kondensatorene (blåfarget) på plass, merket C3, C5, C8 (orientering er ikke viktig). 9. Plasser og lodd plastbatteriholderen i den merkede posisjonen, og sett deretter inn myntbatteriet i holderen (positiv pol mot bordet, negativ vendt opp). 10. Sett inn og lodd de to 2x8 hunnhodene i deres merkede posisjoner (nedre hjørner av brettet). Dette er kontaktene til skjermpanelet. 11. Lodd de fire mikrobryterne (trykknapper) i de merkede posisjonene: - tre går på den øverste delen av tavlen og brukes av klokkefunksjonaliteten (sette opp alarm, få tilgang til menyer osv.); - en går på venstre side av brettet og er tilbakestillingsknappen. 12. Lodd mikrohøyttaleren på det markerte stedet øverst på brettet (orientering er ikke viktig). 13. Lodd den 3-pinners hunnhodet i øvre venstre hjørne av brettet (merket IR). Dette er kontakten for den infrarøde mottakeren. Sett IR -mottakeren inn i kontakten, vendt mot innsiden av brettet. Bøy deretter terminalene 90 grader, så den ender oppover (i linjen på TV -fjernkontrollen). 14. Sett inn spenningsregulatorbrikken L78L33, og vær oppmerksom på at retningen stemmer overens med den på silketrykket. 15. Lodd den 6-pinners rettvinklede hannhodet på stedet merket FTDI. 16. (Foto 2.4) Sett de integrerte kretsene i de respektive stikkontaktene, og vær spesielt oppmerksom på orienteringen. Den store ATmega644 -brikken har hakket vendt mot toppen av brettet. De to andre små chipsene har hakkene mot bunnen av brettet. DS1307 må plasseres i kontakten nær myntbatteriet. 24LC256 må plasseres i kontakten nær brettets nederste kant, som merket. På dette tidspunktet er Duino644 mikrokontrollerkort satt sammen og klar for testing (eller bruk). Det skal se ut som på bildet 2.5. Deretter kobler vi til skjermkortet. Deretter skal vi programmere ATmega644 -brikken med den siste Wise Clock -skissen gjennom Arduino IDE.

Trinn 3: Koble til skjermen og sett på klokken

Sett inn den nystekte Duino644 på baksiden av skjermpanelet (som på vedlagte bilde 3.1), og pass på at de to settene med kontakter (hannhoder på skjermpanelet og hunnhodene på Duino644 -kortet) kobles til hverandre. Trykk forsiktig til kontaktene er helt plugget, og kontroller at de to kortene er parallelle. Dette er det eneste festet mellom de to brettene (det er ingen festemidler eller skruer), og det vil bli beskyttet av kabinettet. Kapslingen består av to plexiglassplater som smelter sammen de to brettene (Duino644 og displayet). Disse platene holdes på plass med sammenskruede avstandsstykker (og skruer og muttere). La oss fortsette med å feste de hvite nylon -avstandsstykkene (standoffs) på begge sider av displaypanelet, i de fire hullene i hjørnene. Jo kortere avstandsstykker som går foran skjermen, jo lengre er skrudd inn på baksiden (som vist på bilde 3.2). Legg merke til skivene som brukes med de korte avstandsstykkene, de skaper et lite mellomrom mellom frontpanelet i plexiglass og selve LED -displayet, slik at de ikke berører. Etter at avstandsstykkene er strammet, plasser og skru inn den fremre plexiglassplaten, og gå deretter til bakplaten. Trekk til alle skruer og muttere mens kabinettet sitter på en horisontal overflate (skrivebord), for å sikre at enheten er solid og at det ikke er vridning. Etter at vi har forberedt SD -kortet, bør vi være klare til å teste klokken.

Trinn 4: Klargjør SD -kortet

Wise Clock 2 viser sitater hentet fra en tekstfil som er lagret på SD -kortet (foto 4.1). Navnet på denne filen er "quotes.txt" og er en del av zip -filen som inneholder skissen (last ned herfra). Den kan også opprettes fra bunnen av, som en ASCII -tekstfil, for å inkludere ens favoritt sitater, i ønsket sekvens. Den eneste begrensningen (i programvaren) er linjens lengde, som ikke kan overstige 150 tegn. Linjene er atskilt med CR/LF (vognretur/linjemating eller ASCII -koder 13/10). SD -kortet må formateres som FAT (også kjent som FAT16). Dette kan gjøres i Windows, ved å velge "Format" i File Explorer, som viser dialogboksen vist på foto 4.2. Merk: Maksimal kapasitet som FAT16 kan håndtere er 2 GB. En annen viktig fil på SD -kortet er "time.txt", nødvendig for å sette opp klokken. "Time.txt" -filen inneholder en linje som denne: 12: 22: 45Z2009-11-14-6 som må endres for å gjenspeile gjeldende klokkeslett og dato. Når klokken er slått på (med SD -kortet satt inn), settes klokkeslett og dato som er lest fra denne linjen i sanntidsklokken som henholdsvis gjeldende klokkeslett og dato. Etter at klokken (automatisk) settes på ved oppstart, blir filen "time.txt" merket som slettet, slik at filen ikke blir funnet neste gang klokken får strøm. De to filene, quotes.txt og time.txt, finner du zip -filen som inneholder skissen.

Trinn 5: Programmer Duino644 med "Wise Clock 2" -skissen

1. Last ned Wise Clock -skissen fra det angitte stedet. 2. Legg til Sanguino -bibliotekene i Arduino IDE. (Duino644 er en smak av Sanguino, hvis du vil. Den er kompatibel med Sanguino og bruker de samme bibliotekene utviklet av Sanguino -teamet for å støtte sitt eget styre. Og vi takker dem.) 3. Start Arduino IDE og velg "Sanguino" som målbrettet (se bilde 5.1). 4. Åpne Wise Clock -skissen i Arduino IDE og kompiler den. 5. Last opp den kompilerte skissen med en FTDI-kabel eller FTDI-breakout (koblet mellom USB og 6-pinners FTDI-kontakten på Duino644-kortet) (se bilde 5.2). Merk: Koden ovenfor ble testet og bekreftet å fungere med Arduino IDE versjon 17.

Trinn 6: Slå på klokken og nyt den

Nå som klokken er montert og programmert, er det på tide å slå den på med USB -kabelen, fortrinnsvis fra en USB -adapter, som de som ble brukt til å lade iPhones og andre mobile enheter (foto 2). Nyt det!