Arduinopohjainen Master Clock for Schools: 9 askelta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:04

Jos koulusi, lastesi koulu tai muu sijainti perustuu keskeiseen pääkelloon, joka on rikki, sinulla voi olla käyttöä tälle laitteelle. Uusia pääkelloja on tietysti saatavilla, mutta koulujen budjetit ovat äärimmäisen paineen alla, ja se on todella tyydyttävä projekti, jos sinulla on tarvittavat taidot.

Tämä pääkello ohjaa orjakelloille lähetettyjä signaaleja ja pitää ne synkronoituna. Kellon laiteohjelmisto tukee tällä hetkellä kansallisen ajan synkronointiprotokollaa. Pääkello ohjaa myös kelloja, jotka voidaan asettaa aikataulun mukaisesti päivän aikana. Kellon laiteohjelmisto tukee tällä hetkellä kahta kelloaluetta (sisä- ja ulkokelloja). Kellon laiteohjelmisto sopeutuu myös automaattisesti kesäaikaan (tämä voidaan kytkeä pois päältä). Tämä kirjasto voi olla hyödyllinen myös muille kello-projekteille (muista hankkia myös muokattu DateTime-kirjasto). Kello asetetaan kytkemällä se tietokoneeseen Arduinon USB -portin kautta ja suorittamalla Java -ohjausohjelma, jossa on graafinen käyttöliittymä. Kun aika on asetettu ja kellotaulu ladattu, tietokone voidaan irrottaa. Kellon muotoilu korostaa yksinkertaisuutta minimaalisilla säätimillä. Kaikki monimutkaiset asetukset hoidetaan paremmin suorittamalla ohjausohjelma tietokoneella ja muodostamalla väliaikaisesti yhteys kelloon. Kuvassa näkyy kellon etupaneeli. Kytkimen avulla kellot voidaan sammuttaa kokonaan, jos kelloja ei haluta (juhlapyhät, opettajankoulutuspäivät jne.) LEDit ovat normaalisti kaikki vihreitä, mikä tahansa muu osoittaa epätavallista tilaa.

Vaihe 1: Ota selvää vaihdettavasta pääkellosta

Pääprojekti, joka korvattiin tällä projektilla, oli "Rauland 2490 Master Clock". Se oli lakannut toimimasta myrskyn aikana, jossa oli voimakas salama. Orjakellot liikkuivat hyvin nopeasti (jatkuva synkronointisignaali), ja pääkello sammutettiin myöhemmin. Siten koulun kellot näyttivät suunnilleen samaan aikaan, mutta kaikki väärin ja aina väärin. Tämä osoittaa, että ilmaisu "jopa rikkoutunut kello on oikea kaksi kertaa päivässä" on väärä. Sinun on tiedettävä:* mitä protokollaa orjakellot käyttävät (voi todennäköisesti arvata kellojen merkin perusteella)* kuinka monta vyöhykkeitä käytetään kelloihin (sisä-, ulko-, eri rakennukset jne.) Koulussasi (tai muussa paikassa) voi olla jopa dokumentaatiota kytkentäkaavioina. Näistä voi olla paljon apua uuden kellon asennuksessa.

Vaihe 2: Tarvitset nämä kohteet

Kuvassa näkyy joitain tarvitsemiasi komponentteja. Tarvitset enemmän. Jätä muistiinpano, jos unohdin jotain. Valitettavasti tämä ohje on rakennettu jälkikäteen, joten minulla ei ole kaikkia haluamiani kuvia. * Arduino (tai vastaava), jossa on Atmel '328 ja USB -liitäntä (Duemilanove on täydellinen) LEDit (yksi vihreä, kaksi punaista/vihreää)* diodit* vastukset* releet (yksi kullekin kellovyöhykkeelle ja yksi tai useampi tahdistussignaalille)* LCD (vakio 2x20-merkkinen HD44780-yhteensopiva näyttö)* sopivat kotelot (iso, keskikokoinen), ja pienet projektikotelot) (ja Java -runtime -ympäristö ja rxtx -kirjasto)* USB -portti saatavilla* USB -kaapeli Arduino -yhteyden muodostamiseen

Vaihe 3: Laita laitteisto yhteen

Käytin kolme projektilaatikkoa* yksi suuri laatikko elektroniikkaa varten* yksi keskikotelo relepiireille (yhdistelmä pien- ja korkeajännitettä)* yksi pieni laatikko suurjänniteyhteyksille Tee reikiä laatikoihin, joissa ruuvit voivat pitää ne yhdessä. Tee myös reikiä, joissa johdot voivat mennä laatikoiden väliin. Pieni laatikko tarvitsee myös reikiä, joihin johdot voidaan kytkeä asennusta varten. Keskikokoisessa laatikossa on reikä 9 V: n paristopidikkeen kiinnittämistä varten. Suuren laatikon kansi/yläosa tarvitsee myös reikiä LED -valoja, kytkintä ja nestekidenäyttöä varten.

Vaihe 4: Rakenna elektroniikka

Kaaviot lisätään pian!

Vaihe 5: Arduino -laiteohjelmisto

Lataa "Master Clock Firmware" Arduino -luonnos Arduino IDE: hen. Sinun on myös asennettava useita muita kirjastoja (jos sinulla ei ole niitä vielä asennettuna)* DateTime (käytä tässä olevaa muokattua versiota)* DaylightSavings (katso seuraava vaihe) IDE) Kirjastot yhdessä koodin kanssa tekevät luonnoksesta liian suuren, jotta se mahtuu Arduino ATmega128: een, minkä vuoksi tarvitaan '328. Ehkä jos poistat jonkin koodin, jota et tarvitse projektillesi, se mahtuu.

Vaihe 6: Päivänvalon kirjasto

Tämä on valinnainen kirjasto, joka toimii yhdessä muokatun DateTime -kirjaston kanssa. Jos kesäajan muutokset eivät ole samat kuin Yhdysvaltojen vuoden 2007 jälkeisessä järjestelmässä, sinun on muutettava vain yhtä toimintoa, joka sijaitsee sen omassa tiedostossa. Itse asiassa, koska tarjotaan enemmän tiedostoja eri alueille, ne voidaan jakaa ja valita yksinkertaisesti käyttämällä yhtä oikeaa tiedostoa. Tämä rajoittaa tälle kirjastolle luotavan koodin määrää.

Vaihe 7: Java -ohjausohjelma

Tässä kuvassa näkyy kuvakaappaus Java Master Clock Control -ohjelmasta. Ensinnäkin sitä käytetään asettamaan aika Arduino -taululle.

On mahdollista kommunikoida pääkellon kanssa Arduino IDE -sarjatyökalun avulla.

Vaihe 8: Asennus

Jos olet epävarma uuden materiaalikellon asennuksessa tarvittavista turvatoimenpiteistä, ota yhteyttä sähköasentajaan. Puhtain tapa asentaa uusi pääkello on yksinkertaisesti ohittaa vanhan pääkellon liitännät. Jos esimerkiksi vanhassa pääkellossa on pääte, joka vetää maahan, kun synkronointisignaali on "päällä", kytke tämä johto uuden pääkellon synkronointiliittimeen. Synkronointiliittimen toinen puoli on sitten kytkettävä maadoitukseen niin, että kun rele kytkee johdon maahan, saavutetaan sama vaikutus. Vaihtoehtoisesti releliittimet voidaan liittää kuumajohtoon (120 tai 24 V AC orjakellon määrityksistä riippuen) ja sitten tahdistusjohtoon. Se riippuu todella olemassa olevan järjestelmän kokoonpanosta ja siitä, kuinka paljon olet valmis saamaan kätesi likaiseksi.

Vaihe 9: Se toimii

Uusi pääkello on asennettu ja toimii oikein peruskoulussa. Tämä on loistava tapa kaikille opettajille tietää, kuka olet. Satunnaiset lapset tulevat luoksesi ja kiittävät sinua "kellojen säätämisestä". Kyllä, ihmiset jopa lähestyvät sinua paikallisessa ruokakaupassa ja kiittävät! Tärkeintä tässä ei tietenkään ole rikkoutuneen pääkellon korvaaminen heti, vaan odottaminen hetki ennen sen tekemistä. Pääkello hoiti 1. marraskuuta 2009 siirtymisen kesäajasta normaaliin aikaan. Pääkello näytti oikean ajan, mutta orjakellot eivät. Tämä johtui sähköjohdotusongelmasta (virhe), jossa synkronointisignaalin rele sai virtaa vain akusta ja akku oli liian heikko. Tämä korjattiin ja nyt myös akun tyhjennysongelma on korjattu.