Jam Guru Berbasis Arduino untuk Sekolah: 9 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:59

Jika sekolah Anda, atau sekolah anak-anak, atau lokasi lain bergantung pada jam master pusat yang rusak, Anda mungkin menggunakan perangkat ini. Jam master baru tentu saja tersedia, tetapi anggaran sekolah berada di bawah tekanan ekstrem, dan itu benar-benar proyek yang memuaskan jika Anda memiliki keterampilan yang diperlukan.

Jam master ini mengontrol sinyal yang dikirim ke jam budak, dan membuatnya tetap sinkron. Firmware pada jam saat ini mendukung protokol sinkronisasi Waktu Nasional. Jam master juga mengontrol lonceng yang dapat disetel pada waktu yang dijadwalkan di siang hari. Firmware di jam saat ini mendukung dua zona lonceng (bel dalam dan luar ruangan). Firmware pada jam juga secara otomatis menyesuaikan dengan waktu musim panas (ini dapat dimatikan). Pustaka ini mungkin juga berguna untuk proyek jam lainnya (pastikan juga untuk mendapatkan pustaka DateTime yang dimodifikasi). Jam diatur dengan menghubungkannya ke komputer melalui port USB Arduino, dan menjalankan program kontrol Java dengan antarmuka GUI. Setelah waktu telah ditetapkan, dan jadwal bel dimuat, komputer dapat diputuskan. Desain jam menekankan kesederhanaan, dengan kontrol minimal. Pengaturan rumit apa pun lebih baik ditangani dengan menjalankan program kontrol di komputer dan menyambungkan sementara ke jam. Gambar menunjukkan panel depan jam. Saklar memungkinkan bel dimatikan sepenuhnya jika bel tidak diinginkan (liburan, hari pelatihan guru, dll.) LED biasanya berwarna hijau, yang lainnya menunjukkan keadaan yang tidak biasa.

Langkah 1: Cari Tahu Tentang Jam Master yang Anda Ganti

Jam master yang digantikan oleh proyek ini adalah "Jam Master Rauland 2490". Itu telah berhenti bekerja selama badai dengan petir yang hebat. Jam budak bergerak sangat cepat (sinyal sinkronisasi berkelanjutan), dan jam master kemudian dimatikan. Jadi jam di sekolah semuanya menunjukkan waktu yang hampir sama, tetapi semuanya salah, dan selalu salah. Ini membuktikan bahwa ungkapan "bahkan jam yang rusak pun benar dua kali sehari" adalah salah. Anda perlu mengetahui:* protokol apa yang digunakan oleh jam budak (mungkin dapat menebak berdasarkan pembuatan jam)* berapa banyak zona digunakan untuk bel (dalam ruangan, luar ruangan, bangunan yang berbeda, dll.) Sekolah Anda (atau lokasi lain) bahkan mungkin memiliki dokumentasi dalam bentuk diagram pengkabelan. Ini bisa sangat membantu saat memasang jam baru.

Langkah 2: Anda Membutuhkan Barang-Barang Ini

Gambar menunjukkan beberapa komponen yang Anda perlukan. Anda akan membutuhkan lebih banyak. Silakan tinggalkan catatan jika saya lupa sesuatu. Sayangnya, instruksi ini dibuat setelah fakta jadi saya tidak memiliki semua gambar yang saya inginkan. * Arduino (atau yang serupa) dengan Atmel '328 dan koneksi USB (Duemilanove sempurna)* Kutil dinding 12v (katakanlah 250 mA, tergantung pada jumlah relai yang akan Anda kendarai)* Baterai, dudukan, dan konektor 9V* LED (satu hijau, dua merah/hijau)* dioda* resistor* relai (satu untuk setiap zona lonceng, dan satu atau lebih untuk sinyal sinkronisasi)* LCD (layar standar 2x20 karakter yang kompatibel dengan HD44780)* penutup yang sesuai (besar, sedang, dan kotak proyek kecil)* colokan dan colokan listrik (misalnya 5,5/2,1 mm)* berbagai sekrup dan perangkat keras lain-lainKomputer dengan* Arduino IDE terpasang (dengan perpustakaan yang diperlukan, lihat langkah 5)* program Master Clock Control berbasis Java (dan lingkungan waktu proses Java, dan pustaka rxtx)* Tersedia port USB* Kabel USB untuk menghubungkan ke Arduino* waktu yang disetel ke sesuatu yang wajar

Langkah 3: Satukan Perangkat Keras

Saya menggunakan tiga kotak proyek* satu kotak besar untuk elektronik* satu kotak sedang untuk rangkaian relai (campuran tegangan rendah dan tegangan tinggi)* satu kotak kecil untuk sambungan tegangan tinggiBuat lubang di kotak tempat sekrup dapat menyatukannya. Juga buat lubang di mana kabel bisa masuk di antara kotak. Kotak kecil juga membutuhkan lubang di mana kabel dapat dihubungkan untuk pemasangan. Kotak sedang membutuhkan lubang untuk memasang dudukan baterai 9V. Kotak besar membutuhkan lubang untuk konektor USB Arduino dan lubang untuk colokan listrik. Tutup/atas kotak besar juga membutuhkan lubang untuk LED, sakelar, dan LCD.

Langkah 4: Bangun Elektronik

Skema akan ditambahkan segera!

Langkah 5: Firmware Arduino

Muat sketsa Arduino "Master Clock Firmware" ke dalam Arduino IDE. Anda juga perlu menginstal sejumlah perpustakaan lain (jika Anda belum menginstalnya)* DateTime (gunakan versi modifikasi terlampir di sini)* DaylightSavings (lihat langkah berikutnya)* DateTimeStrings* Flash* Streaming* LiquidCrystal (dilengkapi dengan IDE)Library bersama dengan kode membuat sketsa terlalu besar untuk muat di Arduino ATmega128, itulah sebabnya '328 diperlukan. Mungkin jika Anda menghapus beberapa kode yang tidak Anda perlukan untuk proyek Anda, itu bisa muat.

Langkah 6: Perpustakaan DaylightSavings

Ini adalah pustaka opsional yang bekerja bersama dengan pustaka DateTime yang dimodifikasi. Jika perubahan daylight saving Anda tidak identik dengan rezim AS pasca 2007, maka Anda hanya perlu memodifikasi satu fungsi yang terletak di filenya sendiri. Faktanya, karena lebih banyak file untuk lokal yang berbeda disediakan, semuanya dapat didistribusikan dan dipilih hanya dengan menggunakan satu file yang benar. Ini membatasi jumlah kode yang dihasilkan untuk perpustakaan ini.

Langkah 7: Program Kontrol Java

Gambar ini menunjukkan tangkapan layar dari program Java Master Clock Control yang sedang berjalan. Pertama dan terpenting, ini digunakan untuk mengatur waktu di papan Arduino.

Dimungkinkan untuk berkomunikasi dengan Master Clock menggunakan alat serial Arduino IDE.

Langkah 8: Instalasi

Jika Anda sama sekali tidak yakin tentang tindakan pencegahan keselamatan yang diperlukan saat memasang jam mater baru, Anda mungkin harus berkonsultasi dengan ahli listrik. Cara terbersih untuk menginstal jam master baru adalah dengan mengabaikan koneksi jam master lama. Misalnya, jika ada terminal pada jam master lama yang menarik ke ground saat sinyal sinkronisasi "aktif", maka hubungkan kabel ini ke terminal sinkronisasi jam master baru. Sisi lain dari terminal sinkronisasi kemudian harus dihubungkan ke arde sehingga ketika relai menghubungkan kabel ke arde, efek yang sama tercapai. Atau, terminal relai dapat dihubungkan ke kabel panas (120 atau 24V AC tergantung pada spesifikasi jam budak) dan kemudian ke kabel sinkronisasi. Itu benar-benar tergantung pada konfigurasi sistem yang ada dan seberapa banyak Anda bersedia untuk mengotori tangan Anda.

Langkah 9: Berhasil

Jam master baru telah dipasang dan berfungsi dengan baik di sekolah dasar yang sebenarnya. Ini adalah cara yang bagus bagi semua guru untuk mengetahui siapa Anda. Anak-anak acak akan mendatangi Anda dan terima kasih telah "memperbaiki jam". Ya, orang-orang bahkan akan mendekati Anda di toko bahan makanan lokal dan terima kasih! Kuncinya di sini tentu saja, bukan untuk segera mengganti jam master yang rusak, tetapi menunggu beberapa saat sebelum melakukannya. Jam master menangani transisi 1 November 2009 dari musim panas ke waktu standar. Jam master menunjukkan waktu yang tepat, tetapi jam budak tidak. Ini karena masalah kabel listrik (bug) di mana relai sinyal sinkronisasi mendapatkan daya hanya dari baterai, dan baterai terlalu lemah. Ini telah diperbaiki dan sekarang masalah pengurasan baterai juga telah diperbaiki.