"Wise Clock 2" (Arduino-pohjainen herätyskello, jossa on paljon lisäominaisuuksia) kokoaminen: 6 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:05

Tämä opetusohjelma näyttää, kuinka Wise Clock 2 -sarjan kokoonpano, avoimen lähdekoodin (laitteisto ja ohjelmisto) -projekti, voidaan hankkia täältä. Yhteenvetona voidaan todeta, että Wise Clock 2 voi tehdä (nykyisen avoimen lähdekoodin ohjelmistoversion kanssa): - näyttää nykyisen kellonajan ja päivämäärän; - lukea käyttäjän muokattava tiedosto SD-kortilta ja näyttää sen sisältö (joka on yleensä lainausmerkkejä, siis "viisas" nimessä); - tarjota hälytystoimintoja; - tarjoavat etäohjauksen (infrapuna). Wise Clock 2 -sarja sisältää seuraavat: 1. Duino644-mikrokortin (juotosvalmiina pakkauksena); 2. 16x32 (punainen) LED -matriisinäyttö; 3. kotelo (kaksi akryylilevyä ja tarvittava laitteisto). Seuraavat vaiheet näyttävät kuinka rakentaa Wise Clock 2, mukaan lukien: - kuinka juottaa Duino644 -kortti; - kuinka näyttö liitetään; - kuinka koteloida kello; - miten saat sen toimimaan (valmistele SD -kortti, aseta aika jne.)

Vaihe 1: Duino644 -sarjan sisältö

Duino644 on Wise Clock 2: ssa käytetyn mikrokortin nimi. Duino644 -sarja sisältää seuraavat osat: - PCB, johon on juotettu SD -korttipaikka; - ATmega644-siru ja 40-nastainen pistorasia sille; -DS1307-siru (reaaliaikainen ohjain) 8-nastaisessa DIP-paketissa ja 8-nastainen liitäntä sille; -24LC256 EEPROM-siru 8-nastaisessa DIP-paketissa ja 8-nastainen liitäntä sille; - CR1220 -pieni nappiparisto ja sen muovipidike; - 16MHz kide ja kaksi 22pF kondensaattoria; - 32768 Hz kide; - mikrokaiutin; - suorakulmaiset mikrokytkimet (4 kpl); - USB miniB-tyyppinen liitin; - 2x8-nastainen naarasliitin (2 kpl); - korkean intensiteetin sininen LED 1206 -pakkauksessa; - 40-nastainen naarasliitin; - jännitteen säädin L78L33; -JST 2-nastainen virtaliitin ja JST 2-nastainen virtaliitin kaapeleilla; - infrapunavastaanottimen IC ja 3-nastainen pistorasia sille; -6-nastainen suorakulmainen urosliitin (FTDI-liittimelle); - 10K vastukset (10 kpl); - 4K7 -vastukset (3 kpl); - 75R vastus; - 100nF irrotuskondensaattorit (3 kpl); - 2x3-nastainen urosliitin (ICSP-liittimelle). Kun olemme tarkistaneet, että meillä on kaikki komponentit valmiina, voimme jatkaa juottamista.

Vaihe 2: Duino644 -levyn juottaminen

Vaikka sitä ei suositella aloitussarjaksi, Duino644: n pitäisi olla suhteellisen helppo juottaa. Vain kaksi komponenttia vaatii aiempaa juotoskokemusta (ja hyvät silmät ja vakaa käsi), koska ne on asennettu pintaan: toinen on USB miniB -liitin, melko tukeva passiivinen komponentti, joka voi viedä paljon lämpöä, ja toinen on 2-napainen sininen LED, (yhdessä) suurimmasta SMD-paketista. 1. (Kuva 2.1) Aloitetaan USB miniB -liitännällä. Sijoita se niin, että 2 muovikoppaa menevät vastaaviin reikiin piirilevyyn ja liitin on lähimpänä levyä. Juottaa ensin neljä sivuttaista "korvaa" kiinnittääksesi sen paikalleen ja jatka sitten 5 liitäntätapilla. Käytä suurennuslasia varmistaaksesi, ettei juotosiltoja jää niiden väliin. Mahdollisten siltojen poistamiseksi käytä juotospoistoa. Ota aikaa, tämä ei ole (sellainen) lämpötilaherkkä komponentti. 2. Seuraavaksi juotamme 75 ohmin (violetti, vihreä, musta, kulta, ruskea) vastuksen paikalleen, merkitty R14. 3. Sovelletaan SMD -liittimen juottamisesta saatuja kokemuksia LED -valoon. Tämän komponentin suuntaaminen on tärkeää, joten se on sijoitettava oikein. LEDin katodi (negatiivinen napa) on merkitty vihreällä pisteellä (suurennuslasi auttaa tässä varmasti). Piirilevyllä katodi on merkitty 3 pisteellä. Sulata juote katodityynyllä ja aseta sitten LEDin katodi kyseisen tyynyn päälle ja juota olemassa oleva möykky. Juotetaan sitten anodityyny. 3. (Kuva 2.2) Tässä vaiheessa teemme ensimmäisen tarkistuksen varmistaaksemme, että levy saa virtaa USB: ltä. Liitä vain USB -kaapeli ja LED -valon pitäisi muuttua kirkkaan siniseksi. Meillä on sytytys! 4. Juotamme seuraavaksi vastukset. Aloita kolmesta 4K7 -vastuksesta (keltainen, violetti, musta, ruskea, ruskea): R5, R6, R7 (suunta ei ole tärkeä). Aseta ja juota loput 10K vastukset (ruskea, musta, oranssi, kulta): R1, R2, R3, R4, R8, R9, R10, R11, R12, R13. 5. (Kuva 2.3) Aseta ja juota IC-pistorasiat alkaen suuresta 40-nastaisesta ja jatka kahdesta pienestä 8-nastaisesta. Kiinnitä huomiota pistorasioiden sijoittamiseen siten, että niiden lovet vastaavat silkkipainoon merkittyjä lovia. Tämä auttaa myöhemmin integroitujen piirien asentamisessa oikein. 6. Juota kaksi kiteitä "XTAL" - ja "Q2" -merkittyihin paikkoihin (niiden suunta ei ole tärkeä). 7. Juotos 22pF kondensaattorit (oranssit) paikoilleen, merkitty C1 ja C2 (suunta ei ole tärkeä). 8. Juotos kolme irrotettavaa 100nF kondensaattoria (sininen) paikoilleen, merkitty C3, C5, C8 (suunta ei ole tärkeä). 9. Aseta ja juota muovinen paristopidike merkittyyn paikkaansa ja aseta kolikkoakku pidikkeeseen (positiivinen napa levyä kohti, negatiivinen ylöspäin). 10. Aseta ja juota kaksi 2x8 naarasliitintä merkittyihin paikkoihinsa (levyn alakulmat). Nämä ovat näyttöpaneelin liittimet. 11. Juottaa neljä mikrokytkintä (painike) merkittyihin paikkoihinsa: - kolme ovat levyn yläosassa ja niitä käyttää kellotoiminto (hälytyksen asettaminen, valikoiden käyttö jne.); - yksi menee levyn vasemmalle puolelle ja on nollauspainike. 12. Juotos mikrokaiutin merkitylle paikalleen, levyn yläosaan (suunta ei ole tärkeä). 13. Juotos 3-napainen naarasliitin levyn vasempaan yläkulmaan (merkitty IR). Tämä on infrapunavastaanottimen liitäntä. Aseta infrapunavastaanotin pistorasiaan kortin sisäpuolta kohti. Taivuta sen sitten liittimiä 90 astetta niin, että se päättyy ylöspäin (television kaukosäätimen linjassa). 14. Aseta L78L33 -jännitesäätimen siru paikalleen ja varmista, että sen suunta vastaa silkkipainoa. 15. Juotos 6-nastainen suorakulmainen urosliitin FTDI-merkittyyn kohtaan. 16. (Kuva 2.4) Aseta integroidut piirit vastaaviin pistorasioihin kiinnittäen erityistä huomiota niiden asentoon. Suuren ATmega644 -sirun lovi osoittaa levyn yläosaa kohti. Kahdessa muussa pienessä sirussa on lovet levyn pohjaa kohti. DS1307 on asetettava pistorasiaan lähellä kolikkoakkua. 24LC256 on asetettava pistorasiaan lähelle levyn alareunaa, kuten on merkitty. Tässä vaiheessa Duino644 -mikrokortti on koottu ja valmis testaukseen (tai käyttöön). Sen pitäisi näyttää samalta kuin kuvassa 2.5. Seuraavaksi liitämme näyttökortin. Sitten ohjelmoimme ATmega644 -sirun uusimmalla Wise Clock -luonnoksella Arduino IDE: n kautta.

Vaihe 3: Liitä näyttö ja aseta kello koteloon

Aseta juuri valmistettu Duino644 näyttöpaneelin takaosaan (kuten liitteenä olevassa kuvassa 3.1) ja varmista, että kaksi liitäntäsarjaa (urospuoliset liittimet näyttöpaneelissa ja naaraspuoliset liittimet Duino644 -kortissa) kytkeytyvät toisiinsa. Paina varovasti, kunnes liittimet ovat kokonaan kiinni, ja varmista, että molemmat levyt ovat yhdensuuntaisia. Tämä on ainoa kiinnitys kahden levyn välillä (ei kiinnityksiä tai ruuveja), ja se on suojattu kotelolla. Kotelo koostuu kahdesta pleksilasilevystä, jotka levittävät kaksi levyä (Duino644 ja näyttö). Nämä levyt pidetään paikallaan kierrettyillä välikappaleilla (ja ruuveilla ja muttereilla). Jatketaan valkoisten nylonvälikappaleiden (standoffs) kiinnittämistä näyttöpaneelin molemmille puolille, kulmien neljään reikään. Mitä lyhyemmät välikappaleet menevät näytön eteen, sitä pidemmät ruuvataan kiinni takapuolelle (kuten kuvassa 3.2). Huomaa, että aluslevyt, joita käytetään lyhyiden välikappaleiden kanssa, luovat pienen tilan etupaneelin ja itse LED -näytön väliin, joten ne eivät kosketa toisiaan. Kun välikkeet on kiristetty, aseta ja ruuvaa plexiglass -etulevy paikalleen ja jatka sitten takalevyyn. Kiristä kaikki ruuvit ja mutterit kotelon ollessa vaakasuoralla pinnalla (työpöydällä) varmistaaksesi, että kokoonpano on tukeva eikä siinä ole vääntöä. Kun olemme valmistelleet SD -kortin, meidän pitäisi olla valmiita testaamaan kelloa.

Vaihe 4: Valmistele SD -kortti

Wise Clock 2 näyttää sitaatit, jotka on haettu SD -kortille tallennetusta tekstitiedostosta (kuva 4.1). Tämän tiedoston nimi on "quotes.txt" ja se on osa luonnoksen sisältävää zip -tiedostoa (lataa täältä). Se voidaan myös luoda tyhjästä ASCII -tekstitiedostona sisällyttääksesi suosikkilainauksesi haluttuun järjestykseen. Ainoa rajoitus (ohjelmistossa) on rivin pituus, joka ei saa ylittää 150 merkkiä. Rivit on erotettu toisistaan CR/LF (vaunun paluu/rivinsiirto tai ASCII -koodit 13/10). SD -kortti on alustettava FAT -muodossa (tunnetaan myös nimellä FAT16). Tämä voidaan tehdä Windowsissa valitsemalla "Muoto" Resurssienhallinnassa, joka näyttää kuvassa 4.2 näkyvän valintaikkunan. Huomautus: FAT16: n suurin kapasiteetti on 2 Gt. Toinen tärkeä tiedosto SD -kortilla on "time.txt", jota tarvitaan kellon asettamiseen. "Time.txt" -tiedosto sisältää seuraavanlaisen rivin: 12: 22: 45Z2009-11-14-6, jota on muutettava vastaamaan nykyistä aikaa ja päivämäärää. Kun kelloon on kytketty virta (SD -kortti asetettuna), tältä riviltä luettu aika ja päivämäärä asetetaan reaaliaikaisessa kellossa nykyiseksi kellonaikaksi ja päivämääräksi. Kun kello on (automaattisesti) asetettu käynnistykseen, tiedosto "time.txt" merkitään poistetuksi, joten tiedostoa ei löydy seuraavan kerran, kun kello käynnistetään. Kaksi tiedostoa, quotes.txt ja time.txt, löytyvät luonnoksen sisältävästä zip -tiedostosta.

Vaihe 5: Ohjelmoi Duino644 "Viisaan kellon 2" luonnoksen avulla

1. Lataa Wise Clock -luonnos määritetystä paikasta. 2. Lisää Sanguino -kirjastot Arduino IDE -laitteeseesi. (Duino644 on Sanguinon maku, jos haluat. Se on yhteensopiva Sanguinon kanssa ja käyttää samoja kirjastoja, jotka Sanguino -tiimi on kehittänyt oman levynsä tukemiseksi. Kiitämme heitä.) 3. Käynnistä Arduino IDE ja valitse "Sanguino" kohdetaululle (katso kuva 5.1). 4. Avaa Wise Clock -luonnos Arduino IDE: ssä ja käännä se. 5. Lataa ladattu luonnos käyttämällä FTDI-kaapelia tai FTDI-katkaisua (kytketty USB: n ja Duino644-kortin 6-nastaisen FTDI-liittimen väliin) (katso kuva 5.2). Huomautus: Edellä mainittu koodi testattiin ja vahvistettiin toimivaksi Arduino IDE -version 17 kanssa.

Vaihe 6: Käynnistä kello ja nauti siitä

Nyt kun kello on koottu ja ohjelmoitu, on aika käynnistää se USB -kaapelilla, mieluiten USB -sovittimella, kuten iPhonen ja muiden mobiililaitteiden lataamiseen (kuva 2). Nauti siitä!