Arduino-alapú mesteróra iskoláknak: 9 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:44

Ha az iskolája, a gyerekei iskolája vagy más helyszíne egy törött központi órajelre támaszkodik, akkor használhatja ezt az eszközt. Természetesen új mesterórák is rendelkezésre állnak, de az iskolai költségvetésekre rendkívüli nyomás nehezedik, és ez valóban kielégítő projekt, ha rendelkezik a szükséges készségekkel.

Ez a főóra vezérli a szolgaórákhoz küldött jeleket, és szinkronban tartja őket. Az óra firmware -je jelenleg támogatja a National Time szinkronizálási protokollt. A mesteróra vezérli azokat a harangokat is, amelyek a nap folyamán beállíthatók. Az óra firmware -je jelenleg két harangzónát támogat (beltéri és kültéri harangok). Az óra firmware -je is automatikusan igazodik a nyári időszámításhoz (ez kikapcsolható). Ez a könyvtár más óra-projektekhez is hasznos lehet (győződjön meg róla, hogy a módosított DateTime könyvtárat is megkapja). Az órát úgy állítják be, hogy az Arduino USB -porton keresztül számítógéphez csatlakoztatják, és Java vezérlőprogramot futtatnak GUI interfésszel. Miután beállította az időt és betöltötte a csengőprogramot, a számítógép leválasztható. Az óra kialakítása az egyszerűséget hangsúlyozza, minimális vezérléssel. Bármilyen összetett beállítás jobban megoldható, ha számítógépen futtatja a vezérlőprogramot, és ideiglenesen csatlakozik az órához. A képen az óra előlapja látható. A kapcsoló lehetővé teszi a harangok teljes kikapcsolását, ha nem akarnak harangokat (ünnepnapok, tanárképző napok stb.) A LED -ek általában zölden világítanak, bármi más szokatlan állapotot jelez.

1. lépés: Ismerje meg a cserélni kívánt főórát

A főóra, amelyet ezzel a projekttel helyettesítettek, egy "Rauland 2490 Master Clock" volt. Vihar idején, nagy villámokkal leállt. A szolgaórák nagyon gyorsan mozogtak (folyamatos szinkronizálási jel), és a master óra ezt követően le volt kapcsolva. Így az iskola órái nagyjából ugyanabban az időben mutattak, de mind rosszul, és mindig rosszul. Ez azt bizonyítja, hogy a "még az elromlott óra is napi kétszer helyes" kifejezés hamis. Tudnia kell:* milyen protokollt használnak a szolgaórák (valószínűleg az órák gyártása alapján lehet kitalálni)* hány a zónákat harangokhoz használják (beltéri, kültéri, különböző épületek stb.). Az iskolában (vagy más helyen) akár dokumentáció is rendelkezésre áll kapcsolási rajzok formájában. Ezek nagyon hasznosak lehetnek az új óra telepítésekor.

2. lépés: Szüksége van ezekre az elemekre

A képen látható néhány alkatrész, amire szüksége lesz. Többre lesz szüksége. Ha valamit elfelejtettem, hagyjon megjegyzést. Sajnos ez az oktatóanyag utólag készült, így nincs meg minden kép, amit szeretnék. * Arduino (vagy hasonló) Atmel '328 -mal és USB -csatlakozással (a Duemilanove tökéletes)* 12 V -os fali szemölcs (mondjuk 250 mA, attól függően, hogy hány relét fog vezetni) LED-ek (egy zöld, két piros/zöld)* diódák* ellenállások* relék (egy-egy csengőzónához, és egy vagy több a szinkronjelhez)* LCD (normál 2x20 karakterű HD44780-kompatibilis kijelző)* megfelelő burkolatok (nagy, közepes) és kis projektdobozok)* dugó és jack tápellátáshoz (például 5,5/2,1 mm)* különféle csavarok és egyéb hardverek Számítógép* Arduino IDE telepítéssel (a szükséges könyvtárakkal, lásd az 5. lépést)* Java alapú Master Clock Control program (és Java futási környezet és az rxtx könyvtár)* USB port áll rendelkezésre* USB kábel az Arduino -hoz való csatlakozáshoz

3. lépés: Állítsa össze a hardvert

Három projektdobozt* egy nagy dobozt használtam az elektronika számára* egy közepes dobozt a reléáramkörökhöz (alacsony feszültség és magas feszültség keveréke)* egy kis dobozt a nagyfeszültségű csatlakozásokhoz Készítsen lyukakat a dobozokban, ahol a csavarok össze tudják tartani őket. Készítsen lyukakat is, ahol a vezetékek a dobozok közé kerülhetnek. A kis dobozhoz lyukak is kellenek, ahol a vezetékeket a szereléshez csatlakoztatni lehet. A közepes doboznak lyukra van szüksége a 9 V -os elemtartó rögzítéséhez. A nagy dobozhoz lyukak szükségesek az Arduino USB -csatlakozójához, és egy lyuk a tápcsatlakozóhoz. A nagy doboz fedelén/tetején lyukak is szükségesek a LED -ek, a kapcsoló és az LCD számára.

4. lépés: Építse fel az elektronikát

A rajzok hamarosan hozzáadásra kerülnek!

5. lépés: Az Arduino firmware

Töltse be a "Master Clock Firmware" Arduino vázlatot az Arduino IDE -be. Emellett számos más könyvtárat is telepítenie kell (ha még nincs telepítve)* DateTime (használja az itt csatolt módosított verziót)* DaylightSavings (lásd a következő lépést)* DateTimeStrings* Flash* Streaming* LiquidCrystal (mellékelve IDE) A könyvtárak a kóddal együtt túl nagyra teszik a vázlatot ahhoz, hogy elférjen az Arduino ATmega128 -ban, ezért van szükség egy '328 -asra. Talán ha eltávolít egy olyan kódot, amelyre nincs szüksége a projekthez, akkor elfér.

6. lépés: A nyári időszámítás könyvtár

Ez egy opcionális könyvtár, amely a módosított DateTime könyvtárral együtt működik. Ha a nyári időszámítás változása nem azonos a 2007 utáni amerikai rendszerrel, akkor csak egyetlen funkciót kell módosítani, amely a saját fájljában található. Valójában, mivel több fájl található a különböző területi beállításokhoz, mindegyiket el lehet osztani és kiválasztani az egyetlen helyes fájl használatával. Ez korlátozza az ehhez a könyvtárhoz generált kód mennyiségét.

7. lépés: A Java vezérlőprogram

Ez a kép egy képernyőképet mutat a futó Java Master Clock Control programról. Elsősorban az idő beállítására szolgál az Arduino táblán.

Az Arduino IDE soros eszközével kommunikálni lehet a főórával.

8. lépés: Telepítés

Ha egyáltalán nem biztos abban, milyen biztonsági óvintézkedéseket kell tennie az új anyaóra telepítésekor, akkor valószínűleg forduljon villanyszerelőhöz. Az új főóra telepítésének legtisztább módja az, hogy egyszerűen megkerüli a régi főóra csatlakozásait. Például, ha van egy terminál a régi főórán, amely a földhöz húz, amikor a szinkronjel „be van kapcsolva”, akkor csatlakoztassa ezt a vezetéket az új főóra szinkronizáló termináljához. Ezután a szinkronizáló terminál másik oldalát a földhöz kell csatlakoztatni, hogy amikor a relé összeköti a vezetéket a földdel, ugyanaz a hatás érhető el. Alternatív megoldásként a relékapcsok csatlakoztathatók egy forró vezetékhez (120 vagy 24 V AC, a slave óra specifikációitól függően), majd a szinkronizáló vezetékhez. Ez valóban a meglévő rendszer konfigurációjától és attól függ, hogy mennyire hajlandó piszkosítani a kezét.

9. lépés: Működik

Az új főórát telepítették, és megfelelően működik egy általános iskolában. Ez nagyszerű módja annak, hogy minden tanár megtudja, ki vagy. Véletlenszerű gyerekek jönnek oda hozzád, és megköszönik, hogy "megjavították az órákat". Igen, az emberek még a helyi élelmiszerboltban is felkeresnek, és köszönöm! Természetesen itt kulcsfontosságú, hogy ne azonnal cseréljék ki a törött főórát, hanem várjanak egy kicsit, mielőtt ezt megteszik. A főóra kezelte a 2009. november 1 -i átmenetet a nyári időszámításról a normál időre. A főóra a helyes időt mutatta, de a szolgaórák nem. Ennek oka egy elektromos vezetékes probléma (hiba) volt, amikor a szinkronizáló jelrelé csak az akkumulátorból táplálkozott, és az akkumulátor túl gyenge volt. Ezt kijavították, és most az akkumulátor lemerítési problémáját is kijavították.