مونتاژ "ساعت هوشمند 2" (ساعت زنگ دار مبتنی بر آردوینو با بسیاری از ویژگی های اضافی): 6 مرحله

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

این آموزش نحوه مونتاژ کیت برای Wise Clock 2 ، یک پروژه منبع باز (سخت افزاری و نرم افزاری) را نشان می دهد. یک کیت کامل Wise Clock 2 را می توانید در اینجا خریداری کنید. به طور خلاصه ، این چیزی است که Wise Clock 2 می تواند انجام دهد (با انتشار نرم افزار منبع باز فعلی): - نمایش زمان و تاریخ فعلی. - یک فایل قابل ویرایش توسط کاربر از کارت SD را بخوانید و محتوای آن را نمایش دهید (که معمولاً نقل قول است ، بنابراین "عاقل" در نام). - ارائه عملکرد زنگ ؛ - قابلیت کنترل از راه دور (مادون قرمز) را ارائه می دهد. کیت Wise Clock 2 شامل موارد زیر است: 1. برد میکروکنترلر Duino644 (به عنوان یک کیت آماده لحیم کاری)؛ 2. صفحه نمایش ماتریس LED 16x32 (قرمز) ؛ 3. محفظه (دو صفحه اکریلیک و سخت افزار مورد نیاز). مراحل زیر نحوه ساخت Wise Clock 2 را نشان می دهد ، از جمله: - نحوه لحیم کاری برد Duino644 ؛ - نحوه اتصال صفحه نمایش ؛ - نحوه محاسبه ساعت ؛ - نحوه عملکرد آن (تهیه کارت SD ، تنظیم زمان و غیره).

مرحله 1: محتوای کیت Duino644

Duino644 نام برد میکروکنترلر مورد استفاده در Wise Clock 2 است. کیت Duino644 شامل اجزای زیر است: - PCB با سوکت کارت SD روی آن لحیم شده است. - تراشه ATmega644 و سوکت 40 پین برای آن ؛ -تراشه DS1307 (کنترل کننده زمان واقعی) در بسته DIP 8 پین ، و یک سوکت 8 پین برای آن ؛ -تراشه 24LC256 EEPROM در بسته DIP 8 پین ، و یک سوکت 8 پین برای آن ؛ - باتری سکه کوچک CR1220 و نگهدارنده پلاستیکی آن ؛ - کریستال 16 مگاهرتز و دو خازن 22pF ؛ - بلور 32768Hz ؛ - بلندگوی میکرو ؛ - سوئیچ های میکرو زاویه راست (4 قطعه) ؛ - اتصال USB از نوع miniB ؛ - هدرهای زن 2x8 پین (2 قطعه) ؛ - LED آبی با شدت بالا در بسته 1206 ؛ - هدر زن 40 پین ؛ - تنظیم کننده ولتاژ L78L33 ؛ -اتصال برق JST 2 پین و جک JST 2 پین با کابل ؛ - IC گیرنده مادون قرمز و سوکت 3 پین برای آن ؛ -هدر نر 6 گوشه راست زاویه دار (برای اتصال FTDI) ؛ - مقاومت 10K (10 قطعه) ؛ - مقاومت 4K7 (3 قطعه) ؛ - مقاومت 75R ؛ - خازن های جدا کننده 100nF (3 قطعه) ؛ - هدر نر 2x3 پین (برای اتصال ICSP). وقتی بررسی کردیم که همه اجزا آماده است ، می توانیم لحیم کاری را ادامه دهیم.

مرحله 2: لحیم کاری برد Duino644

اگرچه به عنوان کیت شروع شده توصیه نمی شود ، لحیم کاری Duino644 باید نسبتاً آسان باشد. فقط دو جزء نیاز به تجربه لحیم کاری قبلی (و چشمان خوب و دست ثابت) دارند زیرا روی سطح نصب شده اند: یکی اتصال USB miniB USB است ، یک جزء منفعل بسیار محکم ، که می تواند گرمای زیادی را بگیرد و دیگری یکی LED آبی دو ترمینال ، در (یکی از) بزرگترین بسته SMD. 1. (عکس 2.1) بیایید با اتصال USB miniB شروع کنیم. آن را طوری قرار دهید که 2 برآمدگی پلاستیکی به سوراخ های مربوطه خود در PCB بروند و کانکتور نزدیک ترین قسمت به برد قرار گیرد. ابتدا چهار "گوش" جانبی را لحیم کنید تا محکم شوند ، سپس با 5 پین اتصال ادامه دهید. از ذره بین استفاده کنید تا مطمئن شوید هیچ پل لحیم کاری بین آن ها باقی نمانده است. برای برداشتن پل های احتمالی ، از فتیله لحیم کاری استفاده کنید. وقت بگذارید ، این جزء حساس به دما نیست. 2. در مرحله بعد ، مقاومت 75 اهم (بنفش ، سبز ، مشکی ، طلایی ، قهوه ای) را در جای خود با علامت R14 لحیم می کنیم. 3. اجازه دهید تجربه به دست آمده از لحیم کاری اتصال SMD را روی LED اعمال کنیم. جهت گیری این جزء مهم است ، بنابراین باید به درستی قرار گیرد. کاتد (پایانه منفی) LED با یک نقطه سبز مشخص شده است (ذره بین در اینجا قطعاً کمک می کند). در PCB ، کاتد با 3 نقطه مشخص شده است. مقداری لحیم کاری را روی پد کاتد ذوب کنید ، سپس کاتد LED را روی آن پد قرار دهید و با لکه موجود لحیم کنید. سپس پد آند را لحیم کنید. 3. (عکس 2.2) در این مرحله ما اولین بررسی را انجام می دهیم تا مطمئن شویم که برد از USB تغذیه می کند. فقط کابل USB را وصل کنید و LED باید آبی روشن شود. اشتعال داریم! 4. در مرحله بعد مقاومت ها را لحیم می کنیم. با سه مقاومت 4K7 (زرد ، بنفش ، سیاه ، قهوه ای ، قهوه ای) شروع کنید: R5 ، R6 ، R7 (جهت مهم نیست). سپس مقاومتهای 10K باقی مانده (قهوه ای ، مشکی ، نارنجی ، طلایی) را بچسبانید و لحیم کنید: R1، R2، R3، R4، R8، R9، R10، R11، R12، R13. 5. (عکس 2.3) در مرحله بعد ، سوکت های IC را قرار دهید و لحیم کنید ، با بزرگ 40 پین شروع کرده و با 2 سوکت 8 پین کوچک ادامه دهید. به محل قرارگیری سوکت ها توجه داشته باشید تا بریدگی های آنها با نوارهای صفحه ابریشمی مطابقت داشته باشد. این بعداً به درستی وارد کردن خود مدارهای مجتمع کمک می کند. 6. دو کریستال را در مکانهایی که به ترتیب با "XTAL" و "Q2" مشخص شده اند لحیم کنید (جهت آنها مهم نیست). 7. خازنهای 22pF (رنگ نارنجی) را در محل خود ، با علامت C1 و C2 (جهت مهم نیست) لحیم کنید. 8. سه خازن جدا کننده 100nF (رنگ آبی) را در محل خود ، با علامت C3 ، C5 ، C8 (جهت مهم نیست) لحیم کنید. 9. نگهدارنده باتری پلاستیکی را در موقعیت مشخص شده خود قرار دهید و لحیم کنید ، سپس باتری سکه را در نگهدارنده قرار دهید (قطب مثبت رو به روی تخته ، منفی رو به بالا). 10. دو هدر زن 2x8 را در موقعیت های مشخص شده (گوشه های پایین تخته) قرار داده و لحیم کنید. اینها کانکتورهای صفحه نمایش هستند. 11. چهار سوئیچ میکرو (دکمه های فشار) را در موقعیت های مشخص شده خود بچسبانید: - یکی به سمت چپ برد می رود و دکمه تنظیم مجدد است. 12. بلندگوی میکرو را در محل مشخص شده خود ، در بالای صفحه بچسبانید (جهت مهم نیست). 13. سربرگ زن 3 پینی را در گوشه سمت چپ بالای صفحه بچسبانید (IR مشخص شده است). این سوکت برای گیرنده مادون قرمز است. گیرنده IR را در سوکت و رو به داخل برد قرار دهید. سپس پایانه های آن را 90 درجه خم کنید ، بنابراین رو به بالا خاموش می شود (در خط کنترل از راه دور تلویزیون). 14. تراشه تنظیم کننده ولتاژ L78L33 را وارد کنید ، توجه داشته باشید که جهت آن با صفحه ابریشم مطابقت داشته باشد. 15. سربرگ مردانه زاویه دار 6 پینی را در محلی که FTDI مشخص شده است لحیم کنید. 16. (عکس 2.4) مدارهای یکپارچه را در سوکت های مربوطه وارد کرده و توجه خاصی به جهت آنها داشته باشید. تراشه بزرگ ATmega644 دارای شکافی است که به سمت بالای صفحه قرار دارد. دو تراشه کوچک دیگر دارای شکاف هایی در انتهای صفحه هستند. DS1307 باید در سوکت نزدیک باتری سکه قرار گیرد. 24LC256 باید همانطور که مشخص شده است در سوکت آن نزدیک لبه زیرین صفحه قرار گیرد. در این مرحله ، برد میکروکنترلر Duino644 مونتاژ شده و آماده آزمایش (یا استفاده) است. باید شبیه عکس 2.5 باشد. در مرحله بعد ، صفحه نمایش را وصل می کنیم سپس ، تراشه ATmega644 را با آخرین طرح Wise Clock ، از طریق Arduino IDE برنامه ریزی می کنیم.

مرحله 3: صفحه نمایش را وصل کرده و ساعت را درج کنید

Duino644 تازه تراشیده شده را در پشت صفحه نمایش (مانند عکس 3.1 پیوست شده) قرار دهید و مطمئن شوید که دو مجموعه اتصال دهنده (سرصفحه های مردانه در صفحه نمایش و هدرهای زنانه روی صفحه Duino644) به یکدیگر متصل شده اند. به آرامی فشار دهید تا کانکتورها به طور کامل وصل شوند و مطمئن شوید که دو تخته موازی هستند. این تنها ضمیمه بین دو تخته است (هیچ اتصال دهنده یا پیچ وجود ندارد) ، و توسط محفظه محافظت می شود. محفظه شامل دو صفحه پلکسی گلاس است که دو تخته را ساندویچ می کنند (Duino644 و صفحه نمایش). این صفحات با جدا کننده های پیچ خورده (و پیچ و مهره) در جای خود نگه داشته شده اند. بیایید با اتصال جدا کننده های نایلونی سفید (ایستاده ها) در دو طرف صفحه نمایش ، در چهار سوراخ گوشه ها ، اقدام کنیم. فاصله دهنده های کوتاهتر جلوی صفحه نمایش قرار می گیرند ، طول بلندتر در پشت پیچ می شود (همانطور که در عکس 3.2 نشان داده شده است). توجه داشته باشید که واشرها با فاصله دهنده های کوتاه استفاده می شوند ، آنها فضای کوچکی بین پنل جلوی پلکسی جلویی و خود نمایشگر LED ایجاد می کنند ، بنابراین آنها را لمس نمی کند. بعد از محکم شدن فاصله گیرها ، صفحه پلکسی گلاس جلویی را قرار داده و پیچ کنید ، سپس به صفحه پشتی بروید. تمام پیچ ها و مهره ها را در حالی که محفظه روی یک سطح افقی (میز) قرار دارد محکم کنید تا از محکم بودن مجموعه و پیچ خوردگی آن مطمئن شوید. پس از آماده سازی کارت SD ، باید آماده آزمایش ساعت باشیم.

مرحله 4: کارت SD را آماده کنید

Wise Clock 2 نقل قول های بازیابی شده از یک فایل متنی ذخیره شده روی کارت SD را نشان می دهد (عکس 4.1). نام این فایل "quotes.txt" است و بخشی از فایل فشرده حاوی طرح است (از اینجا بارگیری کنید). همچنین می توان آن را از ابتدا به عنوان یک فایل متنی ASCII ایجاد کرد تا نقل قول های مورد علاقه فرد را در ترتیب مورد نظر قرار دهد. تنها محدودیت (در نرم افزار) طول خط است که نمی تواند از 150 کاراکتر تجاوز کند. خطوط با CR/LF (کالسکه برگشت/تغذیه خط ، یا کدهای ASCII 13/10) جدا می شوند. کارت SD باید به صورت FAT (که FAT16 نیز نامیده می شود) فرمت شود. این کار را می توان در Windows انجام داد ، با انتخاب "Format" در File Explorer ، که کادر محاوره ای نشان داده شده در عکس 4.2 را نشان می دهد. توجه: حداکثر ظرفیت FAT16 2 گیگابایت است. فایل مهم دیگر روی کارت SD "time.txt" است که برای تنظیم ساعت مورد نیاز است. فایل "Time.txt" شامل خطی مانند این است: 12: 22: 45Z2009-11-14-6 که باید منعکس شود تا زمان و تاریخ فعلی را منعکس کند. هنگامی که ساعت روشن می شود (با درج کارت SD) ، زمان و تاریخ خوانده شده از این خط در ساعت واقعی به ترتیب به عنوان زمان و تاریخ فعلی تنظیم می شود. پس از روشن شدن ساعت (به طور خودکار) ، فایل "time.txt" به عنوان حذف شده علامت گذاری می شود ، به طوری که دفعه بعد که ساعت روشن می شود ، فایل پیدا نمی شود. دو فایل quotes.txt و time.txt را می توان فایل zip حاوی طرح را یافت.

مرحله 5: برنامه Duino644 را با طرح "ساعت هوشمند 2" طراحی کنید

1. طرح Wise Clock را از محل مشخص شده بارگیری کنید. 2. کتابخانه های Sanguino را به Arduino IDE خود اضافه کنید. (اگر بخواهید Duino644 طعم Sanguino است. با Sanguino سازگار است و از همان کتابخانه هایی که توسط تیم Sanguino توسعه یافته است برای پشتیبانی از برد خود استفاده می کند. و ما از آنها تشکر می کنیم.) 3. IDE Arduino را راه اندازی کرده و "Sanguino" را به عنوان انتخاب کنید. تابلوی هدف (عکس 5.1 را ببینید). 4. طرح Wise Clock را در Arduino IDE باز کرده و کامپایل کنید. 5. با استفاده از کابل FTDI یا شکست FTDI (متصل به USB و کانکتور 6 پین FTDI در برد Duino644) ، طرح کامپایل شده را بارگذاری کنید (به عکس 5.2 مراجعه کنید). توجه: کد فوق آزمایش شده و تأیید شده است که با Arduino IDE نسخه 17 کار می کند.

مرحله 6: ساعت را روشن کنید و از آن لذت ببرید

اکنون که ساعت مونتاژ و برنامه ریزی شده است ، وقت آن است که آن را با کابل USB ، ترجیحاً از آداپتور USB ، مانند مواردی که برای شارژ مجدد آیفون ها و سایر دستگاه های تلفن همراه استفاده می شود ، روشن کنید (عکس 2). لذت ببرید!