Основен часовник за училища, базиран на Arduino: 9 стъпки (със снимки)

2025 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2025-01-23 14:36

Ако вашето училище, детско училище или друго място разчита на счупен централен часовник, може да използвате това устройство. Разбира се, налични са нови главни часовници, но училищните бюджети са подложени на силен натиск и това наистина е удовлетворяващ проект, ако имате необходимите умения.

Този главен часовник контролира сигналите, изпратени до подчинените часовници, и ги поддържа синхронизирани. Фърмуерът в часовника понастоящем поддържа националния протокол за синхронизация на времето. Главният часовник също контролира камбаните, които могат да бъдат настроени в планирани часове през деня. Фърмуерът в часовника в момента поддържа две зони на звънене (вътрешни и външни камбани). Фърмуерът в часовника също автоматично се настройва към лятното часово време (това може да се изключи). Тази библиотека може да бъде полезна и за други часовникови проекти (не забравяйте също да получите модифицираната библиотека DateTime). Часовникът се настройва чрез свързване към компютър чрез USB порта Arduino и стартиране на програма за управление на Java с интерфейс с графичен интерфейс. След като часът е зададен и графикът на звънене е зареден, компютърът може да бъде изключен. Дизайнът на часовника подчертава простотата, с минимум контроли. Всяка сложна настройка се справя по -добре, като стартирате програмата за управление на компютър и временно се свържете с часовника. Снимката показва предния панел на часовника. Превключвателят позволява напълно да се изключат звънците, ако звънените не се искат (празници, дни за обучение на учители и др.) Светодиодите обикновено са всички зелени, всичко друго показва необичайно състояние.

Стъпка 1: Разберете за главния часовник, който заменяте

Главният часовник, заменен от този проект, беше „Rauland 2490 Master Clock“. Беше спрял да работи по време на буря с тежка мълния. Подчинените часовници се движеха много бързо (сигнал за непрекъсната синхронизация) и впоследствие главният часовник беше изключен. Така всички часовници в училището показваха приблизително едно и също време, но всички грешни и винаги грешни. Това доказва, че изразът "дори счупен часовник е правилен два пъти на ден" е невярен. Ще трябва да знаете:* какъв протокол се използва от подчинените часовници (вероятно може да предположите въз основа на марката на часовниците)* колко зоните се използват за камбани (вътрешни, външни, различни сгради и т.н.) Вашето училище (или друго място) може дори да има документация под формата на електрически схеми. Те могат да бъдат много полезни при инсталирането на новия часовник.

Стъпка 2: Имате нужда от тези елементи

Снимката показва някои от компонентите, които ще ви трябват. Ще ви трябват повече. Моля, оставете бележка, ако съм забравил нещо. За съжаление, тази инструкция е конструирана след факта, така че нямам всички снимки, които бих искал. * Arduino (или подобен) с Atmel 328 и USB връзка (Duemilanove е перфектна) Светодиоди (един зелен, два червени/зелени)* диоди* резистори* релета (по един за всяка зона на звънец и един или повече за сигнала за синхронизация)* LCD (стандартен 2x20-знаков HD44780-съвместим дисплей)* подходящи заграждения (големи, средни и малки кутии за проекти)* щепсел и жак за захранване (5,5/2,1 мм например)* различни винтове и различен хардуер Компютър с инсталирана* Arduino IDE (с необходимите библиотеки, вижте стъпка 5)* Базираната на Java програма Master Clock Control (и среда за изпълнение на Java и библиотека rxtx)* Наличен USB порт* USB кабел за свързване към Arduino* времето, зададено на нещо разумно

Стъпка 3: Съберете хардуера

Използвах три проектни кутии* една голяма кутия за електрониката* една средна кутия за релейните вериги (комбинация от ниско напрежение и високо напрежение)* една малка кутия за връзки с високо напрежение Направете дупки в кутиите, където винтовете могат да ги държат заедно. Също така направете дупки, където проводниците могат да преминават между кутиите. Малката кутия също се нуждае от дупки, където проводниците могат да бъдат закачени за монтаж. Средната кутия се нуждае от отвор за закрепване на държача на батерията 9 V. Голямата кутия се нуждае от отвори за USB конектора на Arduino и отвор за захранващия жак. Капакът/горната част на голямата кутия също се нуждае от отвори за светодиодите, превключвателя и LCD дисплея.

Стъпка 4: Изградете електрониката

Схемите ще бъдат добавени скоро!

Стъпка 5: Фърмуерът на Arduino

Заредете скицата "Master Clock Firmware" Arduino в Arduino IDE. Също така ще трябва да инсталирате редица други библиотеки (ако все още не сте ги инсталирали)* DateTime (използвайте модифицираната версия, приложена тук)* DaylightSavings (вижте следващата стъпка)* DateTimeStrings* Flash* Streaming* LiquidCrystal (идва с IDE) Библиотеките заедно с кода правят скицата твърде голяма, за да се побере в Arduino ATmega128, поради което е необходим '328. Може би, ако премахнете някакъв код, който не ви е необходим за вашия проект, той може да се побере.

Стъпка 6: Библиотеката DaylightSavings

Това е допълнителна библиотека, която работи заедно с модифицираната библиотека DateTime. Ако промените в лятното часово време не са идентични с режима в САЩ след 2007 г., тогава е необходимо само да промените една функция, която се намира в нейния собствен файл. Всъщност, тъй като са предоставени повече файлове за различни локали, всички те могат да бъдат разпределени и избрани, като просто се използва един правилен файл. Това ограничава количеството генериран код за тази библиотека.

Стъпка 7: Програмата за управление на Java

Това изображение показва екранна снимка на работещата програма Java Master Clock Control. На първо място, той се използва за задаване на часа на дъската на Arduino.

Възможно е да комуникирате с главния часовник, като използвате серийния инструмент на Arduino IDE.

Стъпка 8: Инсталиране

Ако изобщо не сте сигурни относно мерките за безопасност, необходими при инсталирането на новия часовник mater, вероятно трябва да се консултирате с електротехник. Най -чистият начин да инсталирате новия главен часовник е просто да заобиколите връзките на стария главен часовник. Например, ако на стария главен часовник има терминал, който се дърпа към земята, когато синхронизиращият сигнал е "включен", свържете този проводник към синхронизиращия терминал на новия главен часовник. След това другата страна на терминала за синхронизиране трябва да бъде свързана към земята, така че когато релето свърже проводника към земята, да се постигне същия ефект. Като алтернатива, релейните клеми могат да бъдат свързани към горещ проводник (120 или 24V AC в зависимост от спецификациите на подчинения часовник) и след това към проводника за синхронизиране. Това наистина зависи от конфигурацията на съществуващата система и от това колко сте готови да си изцапате ръцете.

Стъпка 9: Работи

Новият главен часовник е инсталиран и работи правилно в истинско начално училище. Това е чудесен начин всички учители да разберат кой сте. Случайни деца ще дойдат при вас и ще ви благодарят, че „сте поправили часовниците“. Да, хората дори ще се обърнат към вас в местния магазин за хранителни стоки и ви благодаря! Те, разбира се, не са за смяна на счупения главен часовник веднага, а за да изчакат известно време, преди да го направят. Главният часовник се справи с прехода от 1 ноември 2009 г. от лятно часово време към стандартно часово време. Главният часовник показваше правилното време, но подчинените часовници не. Това се дължи на проблем с електрическото окабеляване (грешка), при който релето за синхронизиращ сигнал получаваше захранване само от батерията и батерията беше твърде слаба. Това беше поправено и сега е отстранен и проблемът с изтощаването на батерията.