Сглобяване на „Wise Clock 2“(будилник на базата на Arduino с много допълнителни функции): 6 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:56

Този урок показва как да сглобите комплекта за Wise Clock 2, проект с отворен код (хардуер и софтуер). Пълен комплект Wise Clock 2 можете да закупите тук. В обобщение, това е, което Wise Clock 2 може да направи (с текущата версия на софтуера с отворен код): - показва текущия час и дата; - прочетете редактируем от потребителя файл от SD картата и покажете съдържанието му (което обикновено е кавички, оттук и "мъдрото" в името); - осигуряват алармена функционалност; - осигуряват дистанционно (инфрачервено) управление. Комплектът Wise Clock 2 включва следното: 1. платката за микроконтролер Duino644 (като комплект за готов за запояване); 2. 16x32 (червен) LED матричен дисплей; 3. корпуса (две акрилни плочи и необходимия хардуер). Следните стъпки ще покажат как да се изгради Wise Clock 2, включително: - как да се запоява платката Duino644; - как да свържете дисплея; - как да поставите часовника; - как да го включите (подгответе SD карта, задайте час и т.н.).

Стъпка 1: Съдържание на Duino644 Kit

Duino644 е името на платката на микроконтролера, използвана в Wise Clock 2. Комплектът Duino644 съдържа следните компоненти: - печатна платка със спойка за гнездо за SD карта; - чип ATmega644 и 40-пинов гнездо за него; -чип DS1307 (контролер в реално време) в 8-пинов DIP пакет и 8-пинов гнездо за него; -24LC256 EEPROM чип в 8-пинов DIP пакет, и 8-пинов гнездо за него; - CR1220 малка монетарна батерия и нейният пластмасов държач; - 16MHz кристал и два 22pF кондензатора; - 32768Hz кристал; - микро високоговорител; - правоъгълни микро превключватели (4 броя); - USB конектор тип miniB; - 2x8-пинови женски заглавки (2 броя); - високоинтензивен син светодиод в пакет 1206; - 40-пинов женски хедър; - регулатор на напрежението L78L33; -2-пинов захранващ конектор JST и 2-пинов жак за захранване JST с кабели; - IC инфрачервен приемник и 3-пинов контакт за него; -6-пинов правоъгълен мъжки заглавие (за FTDI конектор); - 10K резистори (10 броя); - резистори 4K7 (3 броя); - резистор 75R; - 100nF кондензатори за отделяне (3 броя); - 2x3-пинов мъжки хедър (за ICSP конектор). След като проверим дали всички компоненти са готови, можем да пристъпим към запояване.

Стъпка 2: Запояване на платка Duino644

Въпреки че не се препоръчва като стартиран комплект, Duino644 трябва да бъде сравнително лесен за запояване. Само два компонента изискват предишен опит с запояване (и добри очи и стабилна ръка), защото са монтирани на повърхността: единият е USB miniB конектор, доста здрав пасивен компонент, който може да отнеме много топлина, а другият е 2-терминален син светодиод, в (един от) най-големия SMD пакет. 1. (Снимка 2.1) Нека започнем с USB miniB конектора. Поставете го така, че 2 -те пластмасови подутини да влязат в съответните им отвори в печатната платка, а конекторът да е най -близо до платката. Запоявайте четирите странични „уши“, за да ги закрепите на място, след това продължете с 5 -те свързващи щифта. Използвайте лупа, за да се уверите, че между тях няма оставени мостове за запояване. За да премахнете възможните мостове, използвайте фитил за запояване. Не бързайте, това не е (такъв) чувствителен към температурата компонент. 2. След това ще запояваме 75 ома (лилав, зелен, черен, златен, кафяв) резистор на негово място, обозначен с R14. 3. Нека приложим натрупания опит при запояване на SMD конектора към светодиода. Ориентацията на този компонент е важна, затова той трябва да бъде правилно позициониран. Катодът (отрицателен извод) на светодиода е маркиран със зелена точка (лупата определено помага тук). На печатната платка катодът е маркиран с 3 точки. Разтопете малко спойка върху катодната подложка, след това поставете катода на светодиода върху тази подложка и запойте със съществуващата петна. След това запоявайте анодната подложка. 3. (Снимка 2.2) На този етап извършваме първа проверка, за да се уверим, че платката получава захранване от USB. Просто включете USB кабела и светодиодът трябва да стане ярко син. Имаме запалване! 4. След това ще запояваме резисторите. Започнете с трите резистора 4K7 (жълто, лилаво, черно, кафяво, кафяво): R5, R6, R7 (ориентацията не е важна). След това поставете и запойте останалите 10K резистори (кафяви, черни, оранжеви, златни): R1, R2, R3, R4, R8, R9, R10, R11, R12, R13. 5. (Снимка 2.3) След това поставете и запойте IC гнездата, като започнете с големия 40-пинов и продължавате с 2-те малки 8-пинови. Обърнете внимание на позицията на гнездата така, че прорезите им да съответстват на тези в копринената печат. Това по -късно ще помогне за правилното поставяне на самите интегрални схеми. 6. Запояйте двата кристала на местата, обозначени съответно с "XTAL" и "Q2" (ориентацията им не е важна). 7. Запоявайте 22pF кондензаторите (оранжево оцветени) на местата им, маркирани C1 и C2 (ориентацията не е важна). 8. Запояйте трите отделящи 100nF кондензатора (синьо оцветени) на техните места, маркирани с C3, C5, C8 (ориентацията не е важна). 9. Поставете и запойте пластмасовия държач на батерията в маркираното му положение, след това поставете монетната батерия в държача (положителният полюс гледа към дъската, отрицателният нагоре). 10. Поставете и запоявайте двете женски заглавки 2x8 в техните маркирани позиции (долните ъгли на дъската). Това са конекторите към панела на дисплея. 11. Запояйте четирите микро превключвателя (бутони) в маркираните им позиции: - три отиват в горната част на платката и се използват от часовника (настройка на аларма, достъп до менюта и т.н.); - един отива от лявата страна на дъската и е бутонът за нулиране. 12. Запоявайте микро високоговорителя на маркираното му място, в горната част на дъската (ориентацията не е важна). 13. Запоявайте 3-пиновия женски хедър в горния ляв ъгъл на платката (маркиран с IR). Това е гнездото за инфрачервения приемник. Поставете инфрачервения приемник в гнездото с лице към вътрешната страна на платката. След това огънете клемите му на 90 градуса, така че да завърши нагоре (в линията на дистанционното управление на телевизора). 14. Поставете чипа на регулатора на напрежението L78L33, като обърнете внимание, че ориентацията му съвпада с тази на копринената печат. 15. Запоявайте 6-пиновия правоъгълен мъжки хедър на мястото, обозначено с FTDI. 16. (Снимка 2.4) Поставете интегралните схеми в съответните им гнезда, като обърнете специално внимание на тяхната ориентация. Големият чип ATmega644 има прореза, обърнат към горната част на платката. Другите два малки чипа имат прорезите към дъното на дъската. DS1307 трябва да се постави в гнездото близо до монетната батерия. 24LC256 трябва да се постави в гнездото му близо до долния ръб на дъската, както е отбелязано. В този момент платката за микроконтролер Duino644 е сглобена и готова за тестване (или употреба). Тя трябва да изглежда като тази на снимка 2.5. След това ще включим дисплейната платка. След това ще програмираме чипа ATmega644 с най -новата скица на Wise Clock, чрез Arduino IDE.

Стъпка 3: Включете дисплея и поставете часовника

Поставете прясно изсечения Duino644 в задната част на панела на дисплея (както е на приложената снимка 3.1), като се уверите, че двата комплекта конектори (мъжки заглавки на панела на дисплея и женски заглавия на платката Duino644) се свързват един с друг. Натискайте внимателно, докато конекторите са напълно включени и се уверете, че двете платки са успоредни. Това е единствената приставка между двете дъски (няма крепежни елементи или винтове) и ще бъде защитена от корпуса. Корпусът се състои от две плочи от плексиглас, които сандвичират двете дъски (Duino644 и дисплея). Тези плочи се държат на място с винтови дистанционни елементи (и винтове и гайки). Нека да продължим с прикрепването на белите найлонови дистанционери (стойки) от двете страни на панела на дисплея, в четирите отвора в ъглите. Колкото по -късите дистанционни елементи са пред дисплея, толкова по -дългите се завинтват от задната страна (както е показано на снимка 3.2). Обърнете внимание на шайбите, използвани с късите дистанционни елементи, те създават малко пространство между предния панел от плексиглас и самия LED дисплей, така че да не се допират. След затягане на дистанционните елементи, поставете и завийте предната плоча от плексиглас, след това преминете към задната плоча. Затегнете всички винтове и гайки, докато корпусът седи на хоризонтална повърхност (бюро), за да се уверите, че монтажът е здрав и няма усукване. След като подготвим SD картата, трябва да сме готови да тестваме часовника.

Стъпка 4: Подгответе SD картата

Wise Clock 2 показва цитати, извлечени от текстов файл, съхраняван на SD картата (снимка 4.1). Името на този файл е "quotes.txt" и е част от zip файла, съдържащ скицата (изтеглете от тук). Той може също да бъде създаден от нулата, като текстов файл ASCII, за да включи любимите си цитати в желаната последователност. Единственото ограничение (в софтуера) е дължината на реда, която не може да надвишава 150 знака. Редовете са разделени с CR/LF (връщане на каретка/подаване на ред или ASCII кодове 13/10). SD картата трябва да бъде форматирана като FAT (известна още като FAT16). Това може да стане в Windows, като изберете „Форматиране“във File Explorer, който показва диалоговия прозорец, показан на снимка 4.2. Забележка: Максималният капацитет, с който FAT16 може да се справи, е 2 GB. Друг важен файл на SD картата е "time.txt", необходим за настройка на часовника. Файлът "Time.txt" съдържа ред като този: 12: 22: 45Z2009-11-14-6, който трябва да бъде променен, за да отразява текущия час и дата. Когато часовникът се захранва (с поставена SD карта), часът и датата, прочетени от този ред, ще бъдат зададени в часовника в реално време съответно за текущия час и дата. След като часовникът (автоматично) е настроен при включване, файлът "time.txt" се маркира като изтрит, така че следващият път, когато часовникът се захранва, файлът не се намира. Двата файла, quotes.txt и time.txt, могат да бъдат намерени в zip файла, съдържащ скицата.

Стъпка 5: Програмирайте Duino644 с скицата „Wise Clock 2“

1. Изтеглете скицата на Wise Clock от посоченото място. 2. Добавете библиотеките на Sanguino към вашата Arduino IDE. (Duino644 е аромат на Sanguino, ако щете. Той е съвместим със Sanguino и използва същите библиотеки, разработени от екипа на Sanguino, за да поддържат собствената си дъска. И ние им благодарим.) 3. Стартирайте Arduino IDE и изберете „Sanguino“като таргетната дъска (вижте снимка 5.1). 4. Отворете скицата на Wise Clock в Arduino IDE и я компилирайте. 5. Използвайки FTDI кабел или FTDI пробив (свързан между USB и 6-пинов FTDI конектор на платката Duino644), качете компилираната скица (вижте снимка 5.2). Забележка: Гореспоменатият код беше тестван и потвърдено, че работи с Arduino IDE версия 17.

Стъпка 6: Включете часовника и му се насладете

Сега, когато часовникът е сглобен и програмиран, е време да го включите с USB кабела, за предпочитане от USB адаптер, като тези, използвани за презареждане на iPhone и други мобилни устройства (снимка 2). Наслаждавай се!