استاد ساعت مبتنی بر آردوینو برای مدارس: 9 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:59

اگر مدرسه ، مدرسه کودکان یا مکان دیگر متکی به یک ساعت اصلی مرکزی است که خراب است ، ممکن است از این دستگاه استفاده کنید. البته ساعتهای اصلی جدید در دسترس است ، اما بودجه مدرسه تحت فشارهای شدید است و اگر مهارت های لازم را داشته باشید ، واقعاً پروژه رضایت بخشی است.

این ساعت اصلی سیگنال های ارسال شده به ساعت های برده را کنترل می کند و آنها را همزمان می کند. سیستم عامل موجود در ساعت در حال حاضر از پروتکل همگام سازی زمان ملی پشتیبانی می کند. ساعت اصلی همچنین زنگ هایی را که می توانند در زمان های مشخص شده در طول روز تنظیم شوند ، کنترل می کند. سیستم عامل موجود در ساعت در حال حاضر از دو منطقه زنگ (زنگ داخلی و خارجی) پشتیبانی می کند. سیستم عامل موجود در ساعت نیز به طور خودکار با زمان صرفه جویی در روز تنظیم می شود (این را می توان خاموش کرد). این کتابخانه همچنین ممکن است برای سایر پروژه های ساعت مفید باشد (مطمئن شوید که کتابخانه تغییر یافته DateTime را نیز دریافت کرده اید). ساعت با اتصال آن به کامپیوتر از طریق درگاه USB Arduino و اجرای برنامه کنترل جاوا با رابط کاربری گرافیکی تنظیم می شود. پس از تعیین زمان و بارگذاری برنامه زنگ ، می توانید کامپیوتر را قطع کنید. طراحی ساعت بر سادگی و با حداقل کنترل تاکید می کند. با راه اندازی برنامه کنترل بر روی کامپیوتر و اتصال موقت به ساعت ، تنظیمات پیچیده بهتر انجام می شود. تصویر صفحه جلویی ساعت را نشان می دهد. این سوئیچ اجازه می دهد تا در صورت عدم درخواست زنگ ها (تعطیلات ، روزهای آموزش معلمان و غیره) زنگ ها به طور کامل خاموش شوند (LED ها به طور معمول همه سبز هستند ، هر چیز دیگری نشان دهنده حالت غیر معمول است.

مرحله 1: درباره ساعت اصلی که تعویض می کنید اطلاعاتی کسب کنید

ساعت اصلی که با این پروژه جایگزین شد "Rauland 2490 Master Clock" بود. در طوفان با رعد و برق شدید کار خود را متوقف کرده بود. ساعتهای برده بسیار سریع حرکت می کردند (سیگنال همگام سازی پیوسته) ، و ساعت اصلی متعاقباً خاموش شد. بنابراین ساعت های مدرسه تقریباً در یک زمان نشان داده می شد ، اما همه آنها اشتباه و همیشه اشتباه بودند. این ثابت می کند که عبارت "حتی یک ساعت خراب دو بار در روز درست است" نادرست است. شما باید بدانید:* چه پروتکلی توسط ساعت های برده استفاده می شود (احتمالاً می توانید بر اساس مارک ساعت ها حدس بزنید)* چند مناطق برای زنگ ها (داخلی ، خارجی ، ساختمانهای مختلف و غیره) استفاده می شود. مدرسه شما (یا مکان دیگر) حتی ممکن است مستنداتی به شکل نمودارهای سیم کشی داشته باشد. هنگام نصب ساعت جدید ، این موارد می تواند بسیار مفید باشد.

مرحله 2: شما به این موارد نیاز دارید

تصویر برخی از اجزای مورد نیاز را نشان می دهد. شما بیشتر نیاز خواهید داشت. لطفاً اگر چیزی را فراموش کردم یادداشت بگذارید. متأسفانه ، این دستورالعمل پس از واقعیت ساخته شده است ، بنابراین من تمام تصاویری را که می خواهم ندارم. * آردوینو (یا مشابه آن) با Atmel '328 و اتصال USB (Duemilanove عالی است)* زگیل دیواری 12 ولت (مثلاً 250 میلی آمپر ، بستگی به تعداد رله هایی که رانندگی می کنید بستگی دارد)* باتری 9 ولت ، نگهدارنده و کانکتور* LED ها (یک سبز ، دو قرمز/سبز)* دیودها* مقاومت ها* رله ها (یک عدد برای هر ناحیه زنگ ، و یک یا چند مورد برای سیگنال همگام سازی)* LCD (صفحه نمایش استاندارد 2x20 کاراکتر سازگار با HD44780)* محفظه های مناسب (بزرگ ، متوسط ، و جعبه های پروژه کوچک)* دوشاخه و جک برای قدرت (به عنوان مثال 5.5/2.1 میلی متر)* پیچ های مختلف و سخت افزارهای مختلف کامپیوتر با* Arduino IDE نصب شده (با کتابخانه های مورد نیاز ، مرحله 5 را ببینید)* برنامه Master Clock Control مبتنی بر جاوا (و محیط اجرای جاوا و کتابخانه rxtx)* پورت USB موجود* کابل USB برای اتصال به آردوینو* زمان تعیین شده بر روی چیزی معقول

مرحله 3: سخت افزار را کنار هم قرار دهید

من از سه جعبه پروژه* یک جعبه بزرگ برای وسایل الکترونیکی* یک جعبه متوسط برای مدارهای رله (ترکیبی از ولتاژ پایین و ولتاژ بالا)* یک جعبه کوچک برای اتصالات ولتاژ بالا استفاده کردم سوراخ هایی در جعبه ها ایجاد کنید که پیچ ها بتوانند آنها را در کنار هم نگه دارند. همچنین سوراخ هایی ایجاد کنید که سیم ها بین جعبه ها عبور کنند. جعبه کوچک همچنین نیاز به سوراخ هایی دارد که سیم ها را می توان برای نصب به آن وصل کرد. جعبه متوسط نیاز به یک سوراخ برای اتصال نگهدارنده باتری 9 ولت دارد. جعبه بزرگ به سوراخ هایی برای اتصال USB آردوینو و یک سوراخ برای جک قدرت نیاز دارد. درپوش/بالای جعبه بزرگ نیز نیاز به سوراخ هایی برای LED ها ، سوئیچ و LCD دارد.

مرحله 4: دستگاه های الکترونیکی بسازید

شماتیک به زودی اضافه می شود!

مرحله 5: نرم افزار Arduino

طرح Arduino "Master Clock Firmware" را در Arduino IDE بارگذاری کنید. شما همچنین باید تعدادی کتابخانه دیگر را نصب کنید (اگر هنوز آنها را نصب نکرده اید)* DateTime (از نسخه اصلاح شده پیوست شده در اینجا استفاده کنید)* DaylightSavings (مرحله بعدی را ببینید)* DateTimeStrings* Flash* Streaming* LiquidCrystal (همراه با IDE) کتابخانه ها به همراه کد ، طرح را بسیار بزرگ می کند تا در Arduino ATmega128 قرار نگیرد ، به همین دلیل به 328 نیاز است. شاید اگر برخی از کدهایی را که برای پروژه خود نیاز ندارید حذف کنید ، می تواند مناسب باشد.

مرحله 6: کتابخانه DaylightSavings

این یک کتابخانه اختیاری است که همراه با کتابخانه تغییر یافته DateTime کار می کند. اگر تغییرات روز تابستانی شما با رژیم ایالات متحده در سال 2007 یکسان نیست ، فقط لازم است یک عملکرد واحد را که در پرونده خود قرار دارد تغییر دهید. در حقیقت ، با ارائه پرونده های بیشتر برای موضوعات مختلف ، می توان همه آنها را با استفاده از یک فایل صحیح توزیع و انتخاب کرد. این مقدار کد تولید شده برای این کتابخانه را محدود می کند.

مرحله 7: برنامه کنترل جاوا

این تصویر نمایی از برنامه Java Master Clock Control را نشان می دهد. اول از همه ، برای تنظیم زمان روی برد آردوینو استفاده می شود.

امکان ارتباط با Master Clock با استفاده از ابزار سریال Arduino IDE وجود دارد.

مرحله 8: نصب

اگر هنگام نصب ساعت مچی جدید اصلاً در مورد اقدامات احتیاطی ایمنی مطمئن نیستید ، احتمالاً باید با برقکار مشورت کنید. تمیزترین راه برای نصب ساعت اصلی جدید دور زدن اتصالات ساعت اصلی قدیمی است. به عنوان مثال ، اگر پایانه ای روی ساعت اصلی قدیمی وجود داشته باشد که وقتی سیگنال همگام "روشن" است به زمین می خورد ، سپس این سیم را به ترمینال همگام سازی ساعت اصلی جدید وصل کنید. سپس طرف دیگر ترمینال همگام سازی باید به زمین متصل شود تا هنگامی که رله سیم را به زمین متصل می کند همان اثر حاصل شود. متناوباً ، پایانه های رله را می توان به سیم داغ (120 یا 24 ولت AC بسته به مشخصات ساعت جانبی) و سپس به سیم همگام متصل کرد. این بستگی به پیکربندی سیستم موجود و میزان مایل به کثیف شدن دست شما دارد.

مرحله 9: کار می کند

ساعت اصلی جدید نصب شده است و در یک مدرسه ابتدایی به درستی کار می کند. این یک راه عالی برای همه معلمان است تا بدانند شما کی هستید. کودکان تصادفی به سراغ شما می آیند و از شما برای "تعمیر ساعت ها" تشکر می کنند. بله ، مردم حتی در خواربارفروشی محلی به شما نزدیک می شوند و از شما تشکر می کنند! در اینجا ، البته ، کلید تعویض ساعت اصلی خراب نیست ، بلکه صبر کردن قبل از انجام این کار است. ساعت اصلی انتقال 1 نوامبر 2009 را از صرفه جویی در روز به ساعت استاندارد انجام می داد. ساعت اصلی زمان صحیح را نشان می داد ، اما ساعت های برده نشان نمی داد. این به دلیل مشکل سیم کشی برق (اشکال) بود که در آن رله سیگنال همگام سازی فقط از باتری تغذیه می کرد و باتری خیلی ضعیف بود. این مشکل برطرف شد و اکنون مشکل تخلیه باتری نیز برطرف شده است.