"Gudrā pulksteņa 2" montāža (modinātājs uz Arduino bāzes ar daudzām papildu funkcijām): 6 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 11:00

Šī apmācība parāda, kā salikt komplektu Wise Clock 2, atvērtā pirmkoda (aparatūras un programmatūras) projektam. Pilnu Wise Clock 2 komplektu var iegādāties šeit. Rezumējot, tas ir tas, ko Wise Clock 2 var darīt (ar pašreizējo atvērtā pirmkoda programmatūras izlaidumu): - parādīt pašreizējo laiku un datumu; - nolasīt lietotāja rediģējamu failu no SD kartes un parādīt tā saturu (kas parasti ir citāti, tātad nosaukumā "gudrie"); - nodrošināt signalizācijas funkcionalitāti; - nodrošināt tālvadības (infrasarkano) vadāmību. Wise Clock 2 komplektā ietilpst: 1. Duino644 mikrokontrollera plate (kā lodēšanas komplekts); 2. 16x32 (sarkans) LED matricas displejs; 3. korpuss (divas akrila plāksnes un nepieciešamā aparatūra). Sekojošās darbības parādīs, kā izveidot Wise Clock 2, tostarp: - kā pielodēt Duino644 plāksni; - kā pieslēgt displeju; - kā ielikt pulksteni; - kā to padarīt funkcionālu (sagatavojiet SD karti, iestatiet laiku utt.).

1. darbība: Duino644 komplekta saturs

Duino644 ir mikrokontrolleru plates nosaukums, ko izmanto viedajā pulkstenī 2. Duino644 komplektā ir šādas sastāvdaļas: - PCB ar pielodētu SD kartes ligzdu; - mikroshēma ATmega644 un 40 kontaktu ligzda; -DS1307 mikroshēma (reālā laika kontrolieris) 8 kontaktu DIP iepakojumā un 8 kontaktu ligzda tai; -24LC256 EEPROM mikroshēma 8 kontaktu DIP iepakojumā un 8 kontaktu ligzda; - maza izmēra monētu šūnu baterija CR1220 un tās plastmasas turētājs; - 16MHz kristāls un divi 22pF kondensatori; - 32768 Hz kristāls; - mikro skaļrunis; - taisnleņķa mikro slēdži (4 gab.); - USB miniB tipa savienotājs; - 2x8-pin sieviešu galvenes (2 gab.); - augstas intensitātes zils LED 1206 iepakojumā; - 40 kontaktu sieviešu galvene; - sprieguma regulators L78L33; -JST 2-pin barošanas savienotājs un JST 2-pin barošanas ligzda ar kabeļiem; - infrasarkanā uztvērēja IC un 3 kontaktu ligzda tam; -6 kontaktu taisnleņķa tēviņa galvene (FTDI savienotājam); - 10K rezistori (10 gab.); - rezistori 4K7 (3 gab.); - 75R rezistors; - 100nF atvienošanas kondensatori (3 gab.); - 2x3-pin vīriešu galvene (ICSP savienotājam). Kad esam pārbaudījuši, vai visas sastāvdaļas ir gatavas, mēs varam turpināt lodēt.

2. solis: Duino644 dēļa lodēšana

Lai gan tas nav ieteicams kā sākuma komplekts, Duino644 jābūt samērā viegli pielodējamam. Tikai diviem komponentiem nepieciešama iepriekšēja lodēšanas pieredze (un labas acis un stabila roka), jo tie ir uzstādīti uz virsmas: viens ir USB miniB savienotājs, diezgan izturīgs pasīvs komponents, kas var aizņemt daudz siltuma, bet otrs ir 2 termināļu zila gaismas diode (vienā no lielākajām) SMD pakotnēm. 1. (Foto 2.1) Sāksim ar USB miniB savienotāju. Novietojiet to tā, lai 2 plastmasas izciļņi nonāktu attiecīgajos PCB caurumos, un savienotājs atrodas vistuvāk plāksnei. Vispirms pielodējiet četras sānu "ausis", lai nostiprinātu to vietā, tad turpiniet ar 5 savienojuma tapām. Izmantojiet palielināmo lupu, lai pārliecinātos, ka starp tiem nav palikuši lodēšanas tilti. Lai noņemtu iespējamos tiltus, izmantojiet lodēšanas daktu. Nesteidzieties, šī nav (tāda) sastāvdaļa, kas ir jutīga pret temperatūru. 2. Tālāk mēs lodēsim 75 omu (purpursarkanā, zaļā, melnā, zelta, brūnā) rezistoru savā vietā, kas apzīmēts ar R14. 3. Piemērosim pieredzi, kas iegūta, lodējot SMD savienotāju, uz LED. Šī komponenta orientācija ir svarīga, tāpēc tai jābūt pareizi novietotai. LED katods (negatīvais terminālis) ir atzīmēts ar zaļu punktu (šeit noteikti palīdz palielināmais stikls). Uz PCB katods ir atzīmēts ar 3 punktiem. Uz katoda spilventiņa izkausējiet kādu lodmetālu, pēc tam novietojiet gaismas diodes katodu pār šo spilventiņu un lodējiet ar esošo lāpstiņu. Pēc tam lodējiet anoda spilventiņu. 3. (2.2. Foto) Šajā brīdī mēs veicam pirmo pārbaudi, lai pārliecinātos, ka tāfele saņem barošanu no USB. Vienkārši pievienojiet USB kabeli, un gaismas diodei vajadzētu kļūt spilgti zilai. Mums ir aizdedze! 4. Tālāk mēs lodēsim rezistorus. Sāciet ar trim 4K7 rezistoriem (dzeltens, violets, melns, brūns, brūns): R5, R6, R7 (orientācija nav svarīga). Pēc tam ievietojiet un lodējiet atlikušos 10K rezistorus (brūni, melni, oranži, zeltaini): R1, R2, R3, R4, R8, R9, R10, R11, R12, R13. 5. (Foto 2.3) Tālāk ievietojiet un pielodējiet IC kontaktligzdas, sākot ar lielo 40 kontaktu un turpinot ar 2 mazajām 8 kontaktu kontaktligzdām. Pievērsiet uzmanību kontaktligzdu novietošanai tā, lai to iecirtumi sakristu ar sietspiedē esošajiem. Tas vēlāk palīdzēs pareizi ievietot pašas integrālās shēmas. 6. Lodējiet abus kristālus attiecīgi vietās, kas apzīmētas ar "XTAL" un "Q2" (to orientācija nav svarīga). 7. Lodējiet 22pF kondensatorus (oranžā krāsā) savās vietās ar apzīmējumu C1 un C2 (orientācija nav svarīga). 8. Lodējiet trīs atvienojošos kondensatorus 100nF (zilā krāsā) savās vietās ar apzīmējumu C3, C5, C8 (orientācija nav svarīga). 9. Novietojiet un pielodējiet plastmasas akumulatora turētāju iezīmētajā vietā, pēc tam ievietojiet monētas bateriju turētājā (pozitīvais polis vērsts pret dēli, negatīvs - uz augšu). 10. Ievietojiet un pielodējiet divas 2x8 sieviešu galviņas marķētajās vietās (dēļa apakšējos stūros). Tie ir displeja paneļa savienotāji. 11. Lodējiet četrus mikro slēdžus (spiedpogas) iezīmētajās pozīcijās: - trīs atrodas uz tāfeles augšējās daļas, un tos izmanto pulksteņa funkcionalitāte (modinātāja iestatīšana, piekļūšana izvēlnēm utt.); - viens iet uz tāfeles kreisās puses un ir atiestatīšanas poga. 12. Lodējiet mikro skaļruni tā atzīmētajā vietā, tāfeles augšpusē (orientācija nav svarīga). 13. Lodējiet 3-pin sieviešu galviņu tāfeles augšējā kreisajā stūrī (atzīmēta ar IR). Šī ir infrasarkanā uztvērēja ligzda. Ievietojiet infrasarkano staru uztvērēju kontaktligzdā, vērsts pret tāfeles iekšpusi. Pēc tam salieciet tā spailes par 90 grādiem, lai tas beigtos vērsts uz augšu (televizora tālvadības pults līnijā). 14. Ievietojiet sprieguma regulatora mikroshēmu L78L33, pievēršot uzmanību tam, lai tā orientācija sakristu ar sietspiedi. 15. Lodējiet 6 kontaktu taisnleņķa tēviņa galviņu vietā, kas apzīmēta ar FTDI. 16. (Foto 2.4) Ievietojiet integrālās shēmas attiecīgajās ligzdās, īpašu uzmanību pievēršot to orientācijai. Lielajai ATmega644 mikroshēmai ir iegriezums pret tāfeles augšpusi. Pārējām divām mazajām mikroshēmām ir iecirtumi pret dēļa dibenu. DS1307 jāievieto kontaktligzdā monētu akumulatora tuvumā. 24LC256 jāievieto ligzdā, kas atrodas tuvu tāfeles apakšējai malai, kā norādīts. Šajā brīdī Duino644 mikrokontrolleru plate ir samontēta un gatava testēšanai (vai lietošanai). Tam vajadzētu izskatīties kā attēlā 2.5. Tālāk mēs pievienosim displeja paneli. Pēc tam, izmantojot Arduino IDE, mēs ieprogrammēsim ATmega644 mikroshēmu ar jaunāko Wise Clock skici.

3. darbība: pievienojiet displeju un pievienojiet pulksteni

Ievietojiet svaigi kaltos Duino644 displeja paneļa aizmugurē (kā pievienotajā 3.1. Fotoattēlā), pārliecinoties, ka abi savienotāju komplekti (vīriešu galvenes uz displeja paneļa un sieviešu galvenes uz Duino644 plates) ir savienoti viens ar otru. Viegli nospiediet, līdz savienotāji ir pilnībā pievienoti, un pārliecinieties, vai abi dēļi ir paralēli. Šis ir vienīgais stiprinājums starp diviem dēļiem (nav stiprinājumu vai skrūvju), un to aizsargās korpuss. Korpuss sastāv no divām plexiglass plāksnēm, kas apvieno abas plāksnes (Duino644 un displejs). Šīs plāksnes notur ar pieskrūvētām starplikām (un skrūvēm un uzgriežņiem). Turpināsim piestiprināt baltās neilona starplikas (atdalītājus) displeja paneļa abās pusēs četros caurumos stūros. Jo īsāki starplikas atrodas displeja priekšā, jo garāki ir ieskrūvēti aizmugurē (kā parādīts 3.2. Fotoattēlā). Ņemiet vērā paplāksnes, ko izmanto kopā ar īsiem starplikām, tās rada nelielu atstarpi starp priekšējo plexiglass paneli un pašu LED displeju, tāpēc tās nepieskaras. Kad starplikas ir pievilktas, ievietojiet un ieskrūvējiet plexiglass priekšējo plāksni, pēc tam pārejiet pie aizmugurējās plāksnes. Pievelciet visas skrūves un uzgriežņus, kamēr korpuss atrodas uz horizontālas virsmas (galda), lai pārliecinātos, ka montāža ir izturīga un nav vērpes. Pēc SD kartes sagatavošanas mums vajadzētu būt gatavam pārbaudīt pulksteni.

4. darbība: sagatavojiet SD karti

Wise Clock 2 parāda citātus, kas iegūti no teksta faila, kas saglabāts SD kartē (4.1. Fotoattēls). Šī faila nosaukums ir "quotes.txt", un tas ir daļa no ZIP faila, kurā ir skice (lejupielādējiet no šejienes). To var arī izveidot no nulles kā ASCII teksta failu, lai iekļautu iecienītākos citātus vēlamajā secībā. Vienīgais ierobežojums (programmatūrā) ir rindas garums, kas nedrīkst pārsniegt 150 rakstzīmes. Līnijas ir atdalītas ar CR/LF (vagona atgriešanās/rindas padeve vai ASCII kodi 13/10). SD kartei jābūt formatētai kā FAT (pazīstama arī kā FAT16). To var izdarīt operētājsistēmā Windows, izvēlnē File Explorer atlasot "Formatēt", kas parāda dialoglodziņu, kas parādīts 4.2. Piezīme: FAT16 maksimālā ietilpība ir 2 GB. Vēl viens svarīgs fails SD kartē ir "time.txt", kas nepieciešams pulksteņa iestatīšanai. Failā "Time.txt" ir šāda rinda: 12: 22: 45Z2009-11-14-6, kas jāmaina, lai atspoguļotu pašreizējo laiku un datumu. Kad pulkstenis tiek darbināts (ar ievietotu SD karti), no šīs rindas nolasītais laiks un datums reālā laika pulkstenī tiks iestatīti kā pašreizējais laiks un datums. Pēc tam, kad pulkstenis ir (automātiski) ieslēgts, fails "time.txt" tiek atzīmēts kā dzēsts, lai nākamreiz, kad pulkstenis tiktu ieslēgts, fails netiktu atrasts. Divus failus, quotes.txt un time.txt, var atrast zip failā, kurā ir skice.

5. darbība: programmējiet Duino644 ar skici "Gudrais pulkstenis 2"

1. Lejupielādējiet Wise Clock skici no norādītās vietas. 2. Pievienojiet Sanguino bibliotēkas savam Arduino IDE. (Duino644 ir Sanguino aromāts, ja vēlaties. Tas ir saderīgs ar Sanguino un izmanto tās pašas bibliotēkas, kuras izstrādājusi Sanguino komanda, lai atbalstītu savu dēli. Un mēs viņiem pateicamies.) 3. Palaidiet Arduino IDE un izvēlieties "Sanguino" kā mērķa dēlis (skat. 5.1. fotoattēlu). 4. Atveriet Wise Clock skici programmā Arduino IDE un apkopojiet to. 5. Izmantojot FTDI kabeli vai FTDI pārtraukumu (savienots starp USB un 6 kontaktu FTDI savienotāju uz Duino644 plates), augšupielādējiet apkopoto skici (skat. 5.2. Fotoattēlu). Piezīme: Iepriekš minētais kods tika pārbaudīts un apstiprināts, ka tas darbojas ar Arduino IDE versiju 17.

6. darbība: ieslēdziet pulksteni un izbaudiet to

Tagad, kad pulkstenis ir samontēts un ieprogrammēts, ir pienācis laiks to ieslēgt, izmantojot USB kabeli, vēlams, izmantojot USB adapteri, piemēram, tos, ko izmanto iPhone un citu mobilo ierīču uzlādēšanai (2. foto). Izbaudi to!