Orologio, display LCD, impostazione a infrarossi: 6 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:01

Costruisci un orologio in tempo reale che mantenga l'ora entro pochi minuti all'anno. Il codice e i componenti possono essere facilmente riutilizzati in altri progetti.

Questo progetto richiede una quantità minima di cablaggio e nessuna saldatura. Il segnatempo è un orologio in tempo reale DS3231. L'ora viene visualizzata su un economico LCD 1602. Entrambi i moduli utilizzano comunicazioni I2C. I2C utilizza solo 2 fili per modulo quando si collega a un Arduino. Sto usando un Arduino Nano perché si adatta bene a una breadboard. Le seguenti istruzioni funzioneranno con un Arduino Uno in quanto ha gli stessi numeri di pin del Nano per questo progetto. L'altro componente è il ricevitore a infrarossi. Ti consente di utilizzare un telecomando comune come il telecomando della TV per impostare l'ora proprio come faresti sulla nostra smart TV. Il ricevitore a infrarossi richiede solo un filo per collegarlo all'Arduino.

Il primo passo è testare Arduino e collegarlo alla breadboard. I passaggi seguenti sono progettati per funzionare in modo indipendente. Ogni passaggio ha istruzioni di cablaggio e istruzioni di test. Quando creo progetti, collego e testo ogni componente per confermare che funzioni. Questo aiuta a integrare il numero di componenti perché so che ogni lavoro e posso concentrarmi sui requisiti di integrazione.

Questo Instructable richiede l'installazione dell'IDE Arduino. È inoltre necessario disporre delle competenze di base per scaricare un programma di sketch Arduino dai collegamenti in questo progetto, creare una directory per il programma (nome della directory uguale al nome del programma). I passaggi successivi sono caricare, visualizzare e modificare il programma nell'IDE. Quindi, carica il programma tramite un cavo USB sulla tua scheda Arduino.

Forniture

• Scheda micro controller Nano V3 ATmega328P CH340G per Arduino. In alternativa, puoi utilizzare uno.
• Orologio in tempo reale DS3231 e una batteria CR2032.
• 1602 LCD con un modulo I2C
• Ricevitore a infrarossi e telecomando. Ho usato un kit modulo di controllo remoto wireless IR fornito con un ricevitore a infrarossi e un telecomando a infrarossi.
• tagliere
• Cavi metallici
• Adattatore da parete da 5 volt

Ho comprato le parti su eBay, principalmente da distributori di Hong Kong o Cina. I distributori statunitensi a volte hanno parti uguali o simili a prezzi ragionevoli e una consegna più rapida. Le parti in Cina impiegano dalle 3 alle 6 settimane per essere consegnate. I distributori che ho utilizzato sono stati tutti affidabili.

Costi approssimativi: Nano $ 3, DS3231 $ 1, LCD $ 3, Kit infrarossi $ 1, breadboard $ 2, pacchetto di cavi a 40 fili $ 1, $ 1 per un adattatore a parete da 5 volt. Totale, circa $ 11. Nota, ho acquistato il Nano e l'LCD con i pin della breadboard già saldati in posizione, poiché le mie capacità di saldatura sono scarse. Per la batteria dell'orologio, ho acquistato un pacco da 5 batterie al litio CR2032 per circa $ 1,25. Ho anche comprato una confezione da 5 di DS3231 perché mi piacciono gli orologi. Questo progetto utilizza 1 breadboard. Ho comprato un pacchetto di 3 breadboard per circa $ 7; un affare migliore rispetto all'acquisto di una singola tavola.

Passaggio 1: aggiungi Arduino Nano alla breadboard

Collega Arduino Nano alla breadboard. Oppure, se preferisci, puoi utilizzare un Arduino Uno per questo progetto; entrambi usano gli stessi pin per questo progetto. Collega il Nano (o Uno) al computer tramite un cavo USB.

Collega l'alimentazione e la messa a terra da Arduino alla barra di alimentazione della breadboard. Collega il pin Arduino 5+ alla barra positiva della breadboard. Collega il pin Arduino GRN (massa) alla barra negativa (massa) della breadboard. Questo verrà utilizzato da altri componenti.

Scarica ed esegui il programma di test Arduino di base: arduinoTest.ino. Durante l'esecuzione del programma, la luce LED integrata si accenderà per 1 secondo, quindi si spegnerà per 1 secondo. Inoltre, vengono pubblicati messaggi che possono essere visualizzati in Arduino IDE Tools/Serial Monitor.

+++ Configurazione.

+ Inizializzato il pin digitale del LED di bordo per l'uscita. Il LED è spento. ++ Vai al ciclo. + Contatore loop = 1 + Contatore loop = 2 + Contatore loop = 3 …

Come esercizio, modificare il ritardo sulla luce lampeggiante, caricare il programma modificato e confermare la modifica.

Nella foto sopra c'è una scatola di kit di ponticelli per breadboard senza saldatura da 140 pezzi che puoi ottenere per 3-5 dollari. Rendono le schede più ordinate rispetto all'utilizzo di cavi lunghi per connessioni brevi.

Passaggio 2: aggiungere il modulo orologio DS3231 e collegarlo ad Arduino

Collega il modulo orologio alla breadboard. Collegare il pin GND del modulo orologio, alla striscia della barra di terra della breadboard. Collegare il pin VCC del modulo orologio, alla striscia della barra positiva della breadboard. Collegare il pin SDA (dati) del modulo orologio al pin A4 di Arduino (pin dati I2C). Collegare il pin SCL (clock) del modulo orologio al pin A5 di Arduino (pin clock I2C).

Nell'IDE Arduino, installa una libreria di orologi DS3231. Seleziona Strumenti/Gestisci librerie. Filtra la tua ricerca digitando "rtclib". Seleziona RTClib di Adafruit (per riferimento, il collegamento alla libreria).

Scarica ed esegui il programma di test di base: clockTest.ino. Durante l'esecuzione del programma, vengono pubblicati messaggi relativi all'ora che possono essere visualizzati in Arduino IDE Tools/Serial Monitor.

+++ Configurazione.

+ Orologio impostato. ++ Vai al ciclo. ---------------------------------------- + Data e ora correnti: 2020/3/2020 22 (domenica) 11:42:3 + Data e ora correnti: 22/3/2020 (domenica) 11:42:4 + Data e ora correnti: 22/3/2020 (domenica) 11:42:5 …

Come esercizio, usa rtc.adjust() per impostare l'ora e la data dell'orologio, caricare il programma modificato e confermare la modifica.

rtc.adjust(DateTime(2020, 3, 19, 10, 59, 50)); // Primo giorno di primavera, 2020.

Passaggio 3: aggiungere il modulo display LCD 1602 e collegarlo ad Arduino

Collega il modulo LCD alla breadboard. Collegare il pin GND del modulo orologio, alla striscia della barra di terra della breadboard. Collegare il pin VCC del modulo orologio, alla striscia della barra positiva della breadboard. Collegare il pin SDA (dati) del modulo orologio al pin A4 di Arduino (pin dati I2C). Collegare il pin SCL (clock) del modulo orologio al pin A5 di Arduino (pin clock I2C).

Nell'IDE Arduino, installa una libreria LCD 1602. Seleziona Strumenti/Gestisci librerie. Filtra la tua ricerca digitando "LiquidCrystal". Seleziona LiquidCrystal I2C di Frank de Barbander (per riferimento, il collegamento alla libreria).

Scarica ed esegui il programma di test di base: lcd1602Test.ino. Durante l'esecuzione del programma, vengono pubblicati messaggi relativi all'ora che possono essere visualizzati in Arduino IDE Tools/Serial Monitor.

+++ Configurazione.

+ LCD pronto all'uso. +++ Vai al ciclo. + ilContatore = 1 + ilContatore = 2 + ilContatore = 3 …

Come esercizio, modificare i messaggi del display LCD, caricare il programma modificato e confermare la modifica.

Passaggio 4: aggiungere il ricevitore a infrarossi e collegarlo ad Arduino

Collegare i cavi da femmina a maschio al ricevitore a infrarossi (estremità femmina). Collegare il pin di terra del modulo orologio, alla striscia della barra di terra della breadboard. Collegare il pin di alimentazione del modulo orologio, alla striscia della barra positiva della breadboard. Collegare il pin di uscita del ricevitore a infrarossi, al pin Arduino A1.

Collegare il ricevitore a infrarossi, pin da in alto a sinistra a destra:

Più a sinistra (vicino alla X) - Nano pin A1 Center - 5V Right - ground

A1 + - - Connessioni Nanopin

| | | - Pin ricevitore infrarossi --------- |S | | | | --- | | | | | | --- | | | ---------

Nell'IDE Arduino, installa una libreria a infrarossi. Seleziona Strumenti/Gestisci librerie. Filtra la tua ricerca digitando "IRremote". Selezionare IRremote di Shirriff (per riferimento, il collegamento alla libreria).

Scarica ed esegui il programma di test di base: infrarossiReceiverTest.ino. Durante l'esecuzione del programma, puntare il telecomando verso il ricevitore e premere vari pulsanti come il numero da 0 a 9. Vengono emessi messaggi seriali (stampati) che possono essere visualizzati in Arduino IDE Tools/Serial Monitor.

+++ Configurazione.

+ Inizializzato il ricevitore a infrarossi. ++ Vai al ciclo. + Tasto OK - Toggle + Tasto > - successivo + Tasto < - precedente + Tasto su + Tasto giù + Tasto 1: + Tasto 2: + Tasto 3: + Tasto 4: + Tasto 6: + Tasto 7: + Tasto 8: + Tasto 9: + Tasto 0: + Tasto * (Invio) + Tasto # (Esci)

Come esercizio, usa un telecomando della TV per vedere i valori stampati. È quindi possibile modificare il programma per utilizzare i valori nell'istruzione switch della funzione infrarossiSwitch(). Ad esempio, premi il tasto "0" e ottieni il valore per il tuo telecomando, ad esempio "0xE0E08877". Quindi, aggiungi un case nell'istruzione switch come nel seguente frammento di codice.

caso 0xFF9867:

case 0xE0E08877: Serial.print("+ Tasto 0:"); Serial.println(""); rottura;

Passaggio 5: caricare il programma Arduino Sketch di Clock Project e testarlo

Ora che tutti i componenti vengono aggiunti alla breadboard, cablati e testati; è ora di caricare il programma orologio principale ed eseguirlo. Il programma orologio ottiene l'ora dal modulo orologio, visualizza l'ora sul display LCD e consente di impostare l'ora utilizzando un telecomando a infrarossi.

Scarica ed esegui il programma orologio del progetto: clockLcdSet.ino.

Quando il programma si avvia, visualizzerà l'ora del DS3231 sullo schermo LCD 1602. I messaggi sono visualizzabili in Arduino IDE Tools/Serial Monitor.

+++ Configurazione.

+ Display LCD. + syncCountWithClock, theCounterHours=13 theCounterMinutes=12 theCounterSeconds=13 + Orologio impostato e sincronizzato con le variabili di programma. + Ricevitore infrarossi abilitato. ++ Vai al ciclo. + clockPulseMinute(), theCounterMinute= 15 + clockPulseMinute(), theCounterMinute= 16 + clockPulseMinute(), theCounterMinute= 17 …

Punta il telecomando verso il ricevitore e premi il pulsante freccia destra. L'anno verrà visualizzato per l'impostazione. Premere più volte il pulsante freccia destra per vedere che è possibile impostare l'anno, il mese, il giorno, l'ora, i minuti e i secondi. Per impostare un valore temporale, vai al valore. Utilizzare le frecce su e giù per impostare il valore visualizzato. Quindi utilizzare il tasto "OK" per impostare il valore dell'orologio. Viene impostato un valore alla volta.

Passaggio 6: alimentazione esterna

Ora che il tuo orologio è testato e funzionante, puoi scollegarlo dal computer e utilizzare un alimentatore indipendente. Per semplicità, utilizzo un adattatore a muro da 5 volt, che può essere acquistato per circa un dollaro, e un cavo USB, un altro dollaro. Il cavo collega l'Arduino all'adattatore da parete +5V. Poiché i pin di alimentazione e di massa di Arduino sono collegati alla breadboard, ciò alimenterà gli altri componenti.

A causa della sua semplicità e del basso costo, utilizzo questa stessa combinazione per alimentare altri progetti.

Spero che tu abbia avuto successo e ti sia piaciuto costruire un orologio LCD controllato a infrarossi.