Jam Induk yang Berasaskan Arduino untuk Sekolah: 9 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:14

Sekiranya sekolah anda, atau sekolah kanak-kanak, atau lokasi lain bergantung pada jam induk pusat yang rosak, anda mungkin menggunakan peranti ini. Tentu saja jam induk baru boleh didapati, tetapi belanjawan sekolah berada di bawah tekanan yang melampau, dan ini adalah projek yang memuaskan sekiranya anda mempunyai kemahiran yang diperlukan.

Jam induk ini mengawal isyarat yang dihantar ke jam hamba, dan menyegerakkannya. Firmware pada masa ini menyokong protokol penyegerakan Waktu Nasional. Jam induk juga mengawal loceng yang dapat diset pada waktu yang dijadualkan pada siang hari. Firmware pada masa ini menyokong dua zon loceng (loceng dalaman dan luaran). Firmware pada jam juga secara automatik menyesuaikan dengan waktu penjimatan siang (ini dapat dimatikan). Perpustakaan ini mungkin juga berguna untuk projek jam lain (pastikan juga mendapatkan perpustakaan DateTime yang diubah). Jam diatur dengan menghubungkannya ke komputer melalui port USB Arduino, dan menjalankan program kawalan Java dengan antara muka GUI. Setelah waktunya ditetapkan, dan jadual loceng dimuat, komputer dapat terputus. Reka bentuk jam menekankan kesederhanaan, dengan kawalan minimum. Sebarang penyediaan yang kompleks dapat ditangani dengan lebih baik dengan menjalankan program kawalan pada komputer dan menyambung sementara ke jam. Gambar menunjukkan panel depan jam. Suis membolehkan loceng dimatikan sepenuhnya sekiranya loceng tidak diingini (cuti, hari latihan guru dll.) LED biasanya berwarna hijau, apa pun menunjukkan keadaan yang tidak biasa.

Langkah 1: Ketahui Mengenai Jam Induk yang Anda Gantikan

Jam induk yang digantikan oleh projek ini adalah "Jam Utama Rauland 2490". Ia berhenti berfungsi semasa ribut dengan kilat lebat. Jam hamba bergerak sangat cepat (isyarat penyegerakan berterusan), dan jam induk kemudiannya dimatikan. Oleh itu, jam di sekolah semuanya menunjukkan masa yang sama, tetapi semuanya salah, dan selalu salah. Ini membuktikan bahawa ungkapan "walaupun jam rosak betul dua kali sehari" adalah salah. Anda perlu tahu: * protokol apa yang digunakan oleh jam hamba (mungkin dapat meneka berdasarkan pembuatan jam) * berapa zon digunakan untuk loceng (dalaman, luaran, bangunan berbeza dll) Sekolah anda (atau lokasi lain) bahkan mungkin mempunyai dokumentasi dalam bentuk diagram pendawaian. Ini sangat berguna semasa memasang jam baru.

Langkah 2: Anda Memerlukan Item Ini

Gambar menunjukkan beberapa komponen yang anda perlukan. Anda akan memerlukan lebih banyak. Sila tinggalkan nota sekiranya saya terlupa sesuatu. Malangnya, arahan ini dibina berdasarkan fakta jadi saya tidak mempunyai semua gambar yang saya mahukan. * Arduino (atau serupa) dengan sambungan Atmel '328 dan USB (Duemilanove sempurna) * Ketuat dinding 12v (katakanlah 250 mA, bergantung pada jumlah relay yang akan anda kendalikan) * Bateri, pemegang, dan penyambung 9V * LED (satu hijau, dua merah / hijau) * dioda * perintang * relay (satu untuk setiap zon loceng, dan satu atau lebih untuk isyarat penyegerakan) * LCD (paparan serasi HD44780 watak 2x20 standard) * penutup yang sesuai (besar, sederhana, dan kotak projek kecil) * pasang dan soket untuk kuasa (5.5 / 2.1 mm misalnya) * pelbagai skru dan pelbagai perkakasan Komputer dengan * Arduino IDE dipasang (dengan perpustakaan diperlukan, lihat langkah 5) * program Master Clock Control berasaskan Java (dan lingkungan Java runtime, dan perpustakaan rxtx) * Port USB tersedia * Kabel USB untuk menyambung ke Arduino * masa ditetapkan untuk sesuatu yang wajar

Langkah 3: Letakkan Bersama Perkakasan

Saya menggunakan tiga kotak projek * satu kotak besar untuk elektronik * satu kotak sederhana untuk litar relay (campuran voltan rendah dan voltan tinggi) * satu kotak kecil untuk sambungan voltan tinggiBuat lubang di dalam kotak di mana skru dapat menahannya bersama. Juga buat lubang di mana wayar boleh masuk di antara kotak. Kotak kecil juga memerlukan lubang di mana wayar dapat disambungkan untuk pemasangan. Kotak sederhana memerlukan lubang untuk memasang pemegang bateri 9V. Kotak besar memerlukan lubang untuk penyambung USB Arduino dan lubang untuk soket kuasa. Tudung / bahagian atas kotak besar juga memerlukan lubang untuk LED, suis, dan LCD.

Langkah 4: Bina Elektronik

Skematik akan ditambah tidak lama lagi!

Langkah 5: Firmware Arduino

Muatkan lakaran Arduino "Master Clock Firmware" ke Arduino IDE. Anda juga perlu memasang sebilangan perpustakaan lain (jika anda belum memasangnya) * DateTime (gunakan versi yang diubahsuai dilampirkan di sini) * DaylightSavings (lihat langkah seterusnya) * DateTimeStrings * Flash * Streaming * LiquidCrystal (disertakan dengan IDE) Perpustakaan bersama dengan kod membuat lakaran terlalu besar untuk dimuat dalam Arduino ATmega128, itulah sebabnya mengapa '328 diperlukan. Mungkin jika anda membuang beberapa kod yang anda tidak perlukan untuk projek anda, ia boleh muat.

Langkah 6: Perpustakaan DaylightSavings

Ini adalah perpustakaan pilihan yang berfungsi bersama dengan pustaka DateTime yang diubah suai. Sekiranya perubahan simpanan siang anda tidak serupa dengan rejim pasca AS 2007, maka hanya perlu mengubah satu fungsi yang terdapat dalam failnya sendiri. Sebenarnya, kerana lebih banyak fail untuk lokasi berbeza disediakan, semuanya dapat diedarkan dan dipilih dengan hanya menggunakan satu fail yang betul. Ini menghadkan jumlah kod yang dihasilkan untuk perpustakaan ini.

Langkah 7: Program Kawalan Java

Gambar ini menunjukkan tangkapan skrin program Java Master Clock Control berjalan. Pertama dan terpenting, ia digunakan untuk menetapkan waktu di papan Arduino.

Adalah mungkin untuk berkomunikasi dengan Master Clock menggunakan alat bersiri dari Arduino IDE.

Langkah 8: Pemasangan

Sekiranya anda sama sekali tidak pasti mengenai langkah keselamatan yang diperlukan semasa memasang jam mater baru, anda mungkin harus berjumpa dengan juruelektrik. Cara paling bersih untuk memasang jam induk baru adalah dengan memotong sambungan jam induk lama. Contohnya, jika ada terminal pada jam induk lama yang menarik ke tanah semasa isyarat penyegerakan "dihidupkan", sambungkan wayar ini ke terminal penyegerakan jam induk baru. Sisi lain terminal penyegerakan kemudian harus dihubungkan ke tanah sehingga apabila relay menghubungkan wayar ke tanah kesan yang sama dicapai. Sebagai alternatif, terminal geganti boleh disambungkan ke wayar panas (120 atau 24V AC bergantung pada spesifikasi jam hamba) dan kemudian ke wayar penyegerakan. Itu sangat bergantung pada konfigurasi sistem yang ada dan seberapa banyak anda sanggup membuat tangan anda kotor.

Langkah 9: Ia Berfungsi

Jam induk baru telah dipasang dan berfungsi dengan baik di sekolah rendah yang sebenarnya. Ini adalah kaedah yang baik untuk semua guru mengetahui siapa anda. Anak-anak secara rawak akan menghampiri anda dan terima kasih kerana "memperbaiki jam". Ya, orang akan menghampiri anda di kedai runcit tempatan dan terima kasih! Kunci mereka tentu saja, bukan untuk segera menggantikan jam induk yang rosak, tetapi menunggu sebentar sebelum melakukannya. Jam induk menangani peralihan 1 November 2009 dari penjimatan siang ke waktu standard. Jam induk menunjukkan waktu yang tepat, tetapi jam hamba tidak. Ini disebabkan oleh masalah pendawaian elektrik (bug) di mana relai isyarat penyegerakan hanya mendapat kuasa dari bateri, dan baterinya terlalu lemah. Ini telah diperbaiki dan sekarang masalah pengurasan bateri juga telah diperbaiki.