Assemblaggio di "Wise Clock 2" (sveglia basata su Arduino con molte funzioni extra): 6 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:06

Questo tutorial mostra come assemblare il kit per Wise Clock 2, un progetto open source (hardware e software). Un kit completo per Wise Clock 2 può essere acquistato qui. In sintesi, questo è ciò che Wise Clock 2 può fare (con l'attuale versione del software open source): - visualizzare l'ora e la data correnti; - leggere un file modificabile dall'utente dalla scheda SD e visualizzarne il contenuto (che di solito sono citazioni, da qui il "saggio" nel nome); - fornire funzionalità di allarme; - fornire una controllabilità remota (infrarossi). Il kit Wise Clock 2 include quanto segue: 1. la scheda microcontrollore Duino644 (come kit pronto per la saldatura); 2. il display a matrice di LED 16x32 (rossi); 3. la custodia (due piastre acriliche e l'hardware necessario). I seguenti passaggi mostreranno come costruire Wise Clock 2, incluso: - come saldare la scheda Duino644; - come collegare il display; - come incassare l'orologio; - come renderlo funzionale (preparare la scheda SD, impostare l'ora, ecc.).

Passaggio 1: contenuto del kit Duino644

Duino644 è il nome della scheda microcontrollore utilizzata in Wise Clock 2. Il kit Duino644 contiene i seguenti componenti: - PCB con lo zoccolo della scheda SD saldato su di esso; - Chip ATmega644 e presa a 40 pin per esso; - Chip DS1307 (controllore in tempo reale) in pacchetto DIP a 8 pin e una presa a 8 pin per esso; - Chip EEPROM 24LC256 in pacchetto DIP a 8 pin e una presa a 8 pin per esso; - Piccola batteria a bottone CR1220 e relativo supporto in plastica; - Cristallo da 16MHz e due condensatori da 22pF; - Cristallo 32768Hz; - microaltoparlante; - microinterruttori ortogonali (4 pezzi); - Connettore USB di tipo miniB; - 2 connettori femmina a 8 pin (2 pezzi); - LED blu ad alta intensità in confezione 1206; - connettore femmina a 40 pin; - Regolatore di tensione L78L33; - Connettore di alimentazione JST a 2 pin e jack di alimentazione JST a 2 pin con cavi; - IC ricevitore a infrarossi e presa a 3 pin per esso; - header maschio ad angolo retto a 6 pin (per connettore FTDI); - Resistenze da 10K (10 pezzi); - Resistenze 4K7 (3 pezzi); - Resistenza 75R; - Condensatori di disaccoppiamento da 100nF (3 pezzi); - Header maschio 2x3 pin (per connettore ICSP). Una volta che abbiamo verificato di avere tutti i componenti pronti, possiamo procedere alla saldatura.

Passaggio 2: saldatura della scheda Duino644

Sebbene non sia raccomandato come kit iniziale, Duino644 dovrebbe essere relativamente facile da saldare. Solo due componenti richiedono una precedente esperienza di saldatura (e buoni occhi e mano ferma) perché sono montati in superficie: uno è il connettore USB miniB, un componente passivo piuttosto robusto, che può assorbire molto calore, e l'altro è il LED blu a 2 terminali, in (uno dei) più grandi contenitori SMD. 1. (Foto 2.1) Cominciamo con il connettore USB miniB. Posizionalo in modo che le 2 protuberanze di plastica entrino nei rispettivi fori nel PCB e il connettore si trovi più vicino alla scheda. Saldare prima le quattro "orecchie" laterali per fissarlo in posizione, quindi continuare con i 5 pin di connessione. Usa una lente d'ingrandimento per assicurarti che non rimangano ponti di saldatura tra quelli. Per rimuovere gli eventuali ponti, utilizzare lo stoppino dissaldante. Prenditi il tuo tempo, questo non è (così) un componente sensibile alla temperatura. 2. Successivamente, salderemo al suo posto il resistore da 75 ohm (viola, verde, nero, oro, marrone), contrassegnato con R14. 3. Applichiamo l'esperienza acquisita saldando il connettore SMD, al LED. L'orientamento di questo componente è importante, quindi deve essere posizionato correttamente. Il catodo (terminale negativo) del LED è contrassegnato da un punto verde (la lente d'ingrandimento aiuta sicuramente qui). Sul PCB, il catodo è contrassegnato da 3 punti. Fondere un po' di saldatura sul pad catodico, quindi posizionare il catodo del LED su quel pad e saldare con il blob esistente. Quindi saldare il pad dell'anodo. 3. (Foto 2.2) A questo punto effettuiamo un primo controllo, per assicurarci che la scheda sia alimentata da USB. Basta collegare il cavo USB e il LED dovrebbe diventare blu brillante. Abbiamo l'accensione! 4. Successivamente saldare i resistori. Inizia con i tre resistori 4K7 (giallo, viola, nero, marrone, marrone): R5, R6, R7 (l'orientamento non è importante). Quindi posizionare e saldare i restanti resistori da 10K (marrone, nero, arancione, oro): R1, R2, R3, R4, R8, R9, R10, R11, R12, R13. 5. (Foto 2.3) Quindi, posizionare e saldare le prese IC, iniziando da quella grande a 40 pin e proseguendo con le 2 piccole a 8 pin. Fare attenzione a posizionare le prese in modo che le loro tacche corrispondano a quelle della serigrafia. Questo servirà poi ad inserire correttamente i circuiti integrati stessi. 6. Saldare i due cristalli nei punti contrassegnati rispettivamente "XTAL" e "Q2" (il loro orientamento non è importante). 7. Saldare i condensatori da 22 pF (di colore arancione) al loro posto, contrassegnati con C1 e C2 (orientamento non importante). 8. Saldare i tre condensatori di disaccoppiamento 100nF (di colore blu) nelle loro sedi, contrassegnate con C3, C5, C8 (orientamento non importante). 9. Posizionare e saldare il supporto della batteria in plastica nella posizione contrassegnata, quindi inserire la batteria a bottone nel supporto (polo positivo rivolto verso la scheda, negativo rivolto verso l'alto). 10. Inserire e saldare i due connettori femmina 2x8 nelle posizioni contrassegnate (angoli inferiori della scheda). Questi sono i connettori per il pannello del display. 11. Saldare i quattro microinterruttori (pulsanti) nelle posizioni contrassegnate: - tre vanno nella parte superiore della scheda e sono utilizzati dalla funzionalità dell'orologio (impostazione sveglia, accesso ai menu, ecc); - uno va sul lato sinistro della scheda ed è il pulsante di reset. 12. Saldare il micro altoparlante nel punto contrassegnato, nella parte superiore della scheda (l'orientamento non è importante). 13. Saldare l'intestazione femmina a 3 pin nell'angolo in alto a sinistra della scheda (contrassegnata con IR). Questa è la presa per il ricevitore a infrarossi. Inserire il ricevitore IR nella presa, rivolto verso l'interno della scheda. Quindi piegare i suoi terminali di 90 gradi, in modo che finisca rivolto verso l'alto (nella linea del telecomando del televisore). 14. Inserire il chip del regolatore di tensione L78L33, facendo attenzione che il suo orientamento corrisponda a quello della serigrafia. 15. Saldare l'intestazione maschio ad angolo retto a 6 pin nel punto contrassegnato con FTDI. 16. (Foto 2.4) Inserire i circuiti integrati nelle rispettive prese, prestando particolare attenzione al loro orientamento. Il grande chip ATmega644 ha la tacca rivolta verso la parte superiore del tabellone. Gli altri due piccoli chip hanno le tacche verso il fondo del tabellone. DS1307 deve essere posizionato nella presa vicino alla batteria a bottone. 24LC256 deve essere posizionato nel suo zoccolo vicino al bordo inferiore della scheda, come contrassegnato. A questo punto la scheda microcontrollore Duino644 è assemblata e pronta per essere testata (o utilizzata). Dovrebbe assomigliare a quello della foto 2.5. Successivamente, collegheremo il tabellone Quindi, programmeremo il chip ATmega644 con l'ultimo sketch Wise Clock, tramite l'IDE Arduino.

Passaggio 3: collegare il display e racchiudere l'orologio

Inserire il Duino644 appena coniato nel retro del pannello display (come nella foto 3.1 allegata), assicurandosi che i due set di connettori (header maschio sul pannello display e header femmina sulla scheda Duino644) si inseriscano l'uno nell'altro. Premere delicatamente fino a quando i connettori non sono completamente collegati e assicurarsi che le due schede siano parallele. Questo è l'unico attacco tra le due schede (non ci sono elementi di fissaggio o viti) e sarà protetto dalla custodia. L'involucro è costituito da due lastre di plexiglass che racchiudono le due schede (Duino644 e il display). Queste piastre sono tenute in posizione con distanziali avvitati (e viti e dadi). Procediamo con il fissaggio dei distanziali in nylon bianco (distanziatori) su entrambi i lati del pannello display, nei quattro fori negli angoli. I distanziali più corti vanno davanti al display, quelli più lunghi sono avvitati sul retro (come mostrato nella foto 3.2). Da notare le rondelle utilizzate con i distanziali corti, creano un piccolo spazio tra il pannello frontale in plexiglass e il display LED stesso, quindi non si toccano. Dopo aver serrato i distanziali, posizionare e avvitare la piastra in plexiglass anteriore, quindi passare alla piastra posteriore. Stringere tutte le viti e i dadi mentre l'armadio si trova su una superficie orizzontale (scrivania), per assicurarsi che il gruppo sia robusto e non vi sia torsione. Dopo aver preparato la scheda SD, dovremmo essere pronti per testare l'orologio.

Passaggio 4: preparare la scheda SD

Wise Clock 2 visualizza le quotazioni recuperate da un file di testo memorizzato sulla scheda SD (foto 4.1). Il nome di questo file è "quotes.txt" e fa parte del file zip contenente lo sketch (scaricabile da qui). Può anche essere creato da zero, come file di testo ASCII, per includere le proprie citazioni preferite, nella sequenza desiderata. L'unica restrizione (nel software) è la lunghezza della riga, che non può superare i 150 caratteri. Le righe sono separate con CR/LF (ritorno a capo/avanzamento riga o codici ASCII 13/10). La scheda SD deve essere formattata come FAT (nota anche come FAT16). Questo può essere fatto in Windows, selezionando "Formato" in Esplora file, che visualizza la finestra di dialogo mostrata nella foto 4.2. Nota: la capacità massima gestibile da FAT16 è di 2 GB. Un altro file importante sulla scheda SD è "time.txt", necessario per impostare l'orologio. Il file "Time.txt" contiene una riga come questa: 12:22:45Z2009-11-14-6 che deve essere modificata per riflettere l'ora e la data correnti. Quando l'orologio è alimentato (con la scheda SD inserita), l'ora e la data lette da questa riga verranno impostate nell'orologio in tempo reale come ora e data correnti, rispettivamente. Dopo che l'orologio è (automaticamente) impostato all'accensione, il file "time.txt" viene contrassegnato come cancellato, in modo che la prossima volta che l'orologio viene acceso il file non viene trovato. I due file, quotes.txt e time.txt, possono essere trovati nel file zip contenente lo schizzo.

Passaggio 5: programma Duino644 con lo schizzo "Wise Clock 2"

1. Scarica lo schizzo Wise Clock dalla posizione specificata. 2. Aggiungi le librerie Sanguino al tuo IDE Arduino. (Duino644 è un assaggio di Sanguino, se vuoi. È compatibile con Sanguino e utilizza le stesse librerie sviluppate dal team Sanguino per supportare la propria scheda. E li ringraziamo.) 3. Avvia l'IDE Arduino e seleziona "Sanguino" come la scheda bersaglio (vedi foto 5.1). 4. Apri lo schizzo Wise Clock in Arduino IDE e compilalo. 5. Utilizzando un cavo FTDI o un breakout FTDI (collegato tra l'USB e il connettore FTDI a 6 pin sulla scheda Duino644), caricare lo sketch compilato (vedi foto 5.2). Nota: il codice sopra menzionato è stato testato e confermato per funzionare con Arduino IDE versione 17.

Passaggio 6: accendi l'orologio e divertiti

Ora che l'orologio è assemblato e programmato, è il momento di accenderlo con il cavo USB, preferibilmente da un adattatore USB, come quelli usati per ricaricare iPhone e altri dispositivi mobili (foto 2). Divertirsi!