Merakit "Wise Clock 2" (Jam Alarm Berbasis Arduino Dengan Banyak Fitur Ekstra): 6 Langkah

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

Tutorial ini menunjukkan cara merakit kit untuk Wise Clock 2, sebuah proyek open source (hardware dan software). Kit Wise Clock 2 lengkap dapat dibeli di sini. Singkatnya, inilah yang dapat dilakukan oleh Wise Clock 2 (dengan rilis perangkat lunak open source saat ini): - menampilkan waktu dan tanggal saat ini; - baca file yang dapat diedit pengguna dari kartu SD dan tampilkan isinya (yang biasanya berupa kutipan, oleh karena itu "bijaksana" dalam namanya); - menyediakan fungsionalitas alarm; - menyediakan kendali jarak jauh (inframerah). Kit Wise Clock 2 meliputi: 1. papan mikrokontroler Duino644 (sebagai kit yang siap disolder); 2. tampilan matriks LED 16x32 (merah); 3. penutup (dua pelat akrilik dan perangkat keras yang diperlukan). Langkah-langkah berikut akan menunjukkan bagaimana membangun Wise Clock 2, termasuk: - cara menyolder papan Duino644; - cara menghubungkan layar; - cara membungkus jam; - bagaimana membuatnya berfungsi (menyiapkan kartu SD, mengatur waktu, dll).

Langkah 1: Isi Duino644 Kit

Duino644 adalah nama papan mikrokontroler yang digunakan dalam Wise Clock 2. Kit Duino644 berisi komponen berikut: - PCB dengan soket kartu SD yang disolder di atasnya; - Chip ATmega644 dan soket 40-pin untuknya; - Chip DS1307 (pengontrol waktu nyata) dalam paket DIP 8-pin, dan soket 8-pin untuk itu; - Chip EEPROM 24LC256 dalam paket DIP 8-pin, dan soket 8-pin untuk itu; - Baterai sel koin kecil CR1220, dan dudukan plastiknya; - Kristal 16MHz dan dua kapasitor 22pF; - kristal 32768Hz; - pengeras suara mikro; - sakelar mikro sudut kanan (4 buah); - Konektor tipe USB miniB; - header perempuan 2x8-pin (2 buah); - LED biru intensitas tinggi dalam paket 1206; - header perempuan 40-pin; - Pengatur tegangan L78L33; - Konektor daya 2-pin JST dan colokan listrik 2-pin JST dengan kabel; - IC penerima inframerah dan soket 3-pin untuk itu; - Header pria bersudut kanan 6-pin (untuk konektor FTDI); - resistor 10K (10 buah); - resistor 4K7 (3 buah); - resistor 75R; - kapasitor decoupling 100nF (3 buah); - Header laki-laki 2x3-pin (untuk konektor ICSP). Setelah kami memeriksa semua komponen sudah siap, kami dapat melanjutkan ke penyolderan.

Langkah 2: Menyolder Papan Duino644

Meskipun tidak direkomendasikan sebagai kit awal, Duino644 seharusnya relatif mudah disolder. Hanya dua komponen yang memerlukan pengalaman penyolderan sebelumnya (dan mata yang bagus serta tangan yang stabil) karena dipasang di permukaan: satu adalah konektor USB miniB, komponen pasif yang cukup kokoh, yang dapat menyerap banyak panas, dan yang lainnya adalah LED biru 2 terminal, dalam (salah satu) paket SMD terbesar. 1. (Foto 2.1) Mari kita mulai dengan konektor miniB USB. Posisikan sehingga 2 tonjolan plastik masuk ke lubangnya masing-masing di PCB, dan konektornya berada paling dekat dengan papan. Solder keempat "telinga" lateral terlebih dahulu untuk mengamankannya di tempatnya, lalu lanjutkan dengan 5 pin sambungan. Gunakan kaca pembesar untuk memastikan tidak ada jembatan solder yang tertinggal di antaranya. Untuk menghapus kemungkinan jembatan, gunakan sumbu de-solder. Luangkan waktu Anda, ini bukan (seperti) komponen yang peka terhadap suhu. 2. Selanjutnya kita akan menyolder resistor 75 ohm (ungu, hijau, hitam, emas, coklat) pada tempatnya yang bertanda R14. 3. Mari kita terapkan pengalaman yang diperoleh menyolder konektor SMD, ke LED. Orientasi komponen ini penting, sehingga harus diposisikan dengan benar. Katoda (terminal negatif) LED ditandai dengan titik hijau (kaca pembesar pasti membantu di sini). Pada PCB, katoda ditandai dengan 3 titik. Lelehkan beberapa solder pada bantalan katoda, lalu letakkan katoda LED di atas bantalan itu dan solder dengan gumpalan yang ada. Kemudian solder bantalan anoda. 3. (Foto 2.2) Pada titik ini kami melakukan pemeriksaan pertama, untuk memastikan papan mendapat daya dari USB. Cukup colokkan kabel USB dan LED akan menjadi biru terang. Kami memiliki pengapian! 4. Selanjutnya kita akan menyolder resistor. Mulailah dengan tiga resistor 4K7 (kuning, ungu, hitam, coklat, coklat): R5, R6, R7 (orientasi tidak penting). Kemudian tempatkan dan solder sisa resistor 10K (coklat, hitam, oranye, emas): R1, R2, R3, R4, R8, R9, R10, R11, R12, R13. 5. (Foto 2.3) Selanjutnya, tempatkan dan solder soket IC, dimulai dengan yang besar 40-pin dan dilanjutkan dengan 2 yang kecil 8-pin. Perhatikan posisi soket sehingga takiknya cocok dengan yang ada di sablon. Ini nantinya akan membantu memasukkan dengan benar sirkuit terintegrasi itu sendiri. 6. Solder dua kristal di tempat bertanda "XTAL" dan "Q2", masing-masing (orientasinya tidak penting). 7. Solder kapasitor 22pF (berwarna oranye) di tempatnya, bertanda C1 dan C2 (orientasi tidak penting). 8. Solder ketiga decoupling 100nF kapasitor (berwarna biru) di tempatnya, bertanda C3, C5, C8 (orientasi tidak penting). 9. Tempatkan dan solder dudukan baterai plastik pada posisi yang ditandai, kemudian masukkan baterai koin ke dalam dudukan (kutub positif menghadap papan, negatif menghadap ke atas). 10. Masukkan dan solder dua header perempuan 2x8 di posisi yang ditandai (sudut bawah papan). Ini adalah konektor ke panel layar. 11. Solder empat sakelar mikro (tombol tekan) di posisi yang ditandai: - tiga di bagian atas papan dan digunakan oleh fungsi jam (mengatur alarm, mengakses menu, dll); - satu berjalan di sisi kiri papan dan merupakan tombol reset. 12. Solder speaker mikro di tempat yang ditandai, di bagian atas papan (orientasi tidak penting). 13. Solder header perempuan 3-pin di sudut kiri atas papan (ditandai IR). Ini adalah soket untuk penerima inframerah. Masukkan penerima IR ke dalam soket, menghadap ke bagian dalam papan. Kemudian tekuk terminalnya 90 derajat, sehingga ujungnya menghadap ke atas (sejajar dengan remote control TV). 14. Masukkan chip pengatur tegangan L78L33, perhatikan orientasinya sesuai dengan yang ada di silkscreen. 15. Solder header jantan siku-siku 6-pin di tempat bertanda FTDI. 16. (Foto 2.4) Masukkan sirkuit terintegrasi ke dalam soketnya masing-masing, dengan memperhatikan orientasinya secara khusus. Chip ATmega644 yang besar memiliki takik yang menghadap ke bagian atas papan. Dua chip kecil lainnya memiliki takik di bagian bawah papan. DS1307 harus ditempatkan di soket yang dekat dengan baterai koin. 24LC256 harus ditempatkan di soketnya dekat dengan tepi bawah papan, seperti yang ditandai. Pada titik ini, papan mikrokontroler Duino644 telah dirakit dan siap untuk diuji (atau digunakan). Seharusnya terlihat seperti yang ada di foto 2.5. Selanjutnya kita pasang papan display Kemudian kita akan memprogram chip ATmega644 dengan sketch Wise Clock terbaru, melalui Arduino IDE.

Langkah 3: Pasang Layar dan Bungkus Jam

Masukkan Duino644 yang baru dicetak ke bagian belakang panel display (seperti pada foto 3.1 terlampir), pastikan dua set konektor (header pria pada panel display dan header wanita pada papan Duino644) saling terhubung. Tekan perlahan sampai konektor terpasang sepenuhnya dan pastikan kedua papan sejajar. Ini adalah satu-satunya lampiran antara dua papan (tidak ada pengencang atau sekrup), dan itu akan dilindungi oleh penutup. Enklosur terdiri dari dua pelat kaca plexiglass yang mengapit dua papan (Duino644 dan layar). Pelat-pelat ini ditahan di tempatnya dengan spacer yang disekrup bersama-sama (dan sekrup dan mur). Mari lanjutkan dengan memasang spacer nilon putih (standoff) di kedua sisi panel display, di empat lubang di sudut. Spacer yang lebih pendek diletakkan di depan layar, yang lebih panjang disekrupkan di sisi belakang (seperti yang ditunjukkan pada foto 3.2). Perhatikan washer yang digunakan dengan spacer pendek, mereka membuat ruang kecil antara panel kaca plexiglass depan dan tampilan LED itu sendiri, sehingga tidak bersentuhan. Setelah spacer dikencangkan, tempatkan dan kencangkan pelat kaca plexiglass depan, lalu lanjutkan ke pelat belakang. Kencangkan semua sekrup dan mur saat enklosur berada di permukaan horizontal (meja), untuk memastikan rakitan kokoh dan tidak ada puntiran. Setelah kita menyiapkan kartu SD, kita harus siap untuk menguji jam.

Langkah 4: Siapkan Kartu SD

Wise Clock 2 menampilkan kutipan yang diambil dari file teks yang disimpan di kartu SD (foto 4.1). Nama file ini adalah "quotes.txt" dan merupakan bagian dari file zip yang berisi sketsa (unduh dari sini). Itu juga dapat dibuat dari awal, sebagai file teks ASCII, untuk memasukkan kutipan favorit seseorang, dalam urutan yang diinginkan. Satu-satunya batasan (dalam perangkat lunak) adalah panjang garis, yang tidak boleh melebihi 150 karakter. Garis dipisahkan dengan CR/LF (carriage return/line feed, atau kode ASCII 13/10). Kartu SD harus diformat sebagai FAT (juga dikenal sebagai FAT16). Ini dapat dilakukan di Windows, dengan memilih "Format" di File Explorer, yang menampilkan kotak dialog yang ditunjukkan pada foto 4.2. Catatan: Kapasitas maksimum yang dapat ditangani FAT16 adalah 2GB. File penting lainnya pada kartu SD adalah "time.txt", yang diperlukan untuk mengatur jam. File "Time.txt" berisi baris seperti ini: 12:22:45Z2009-11-14-6 yang perlu dimodifikasi untuk mencerminkan waktu dan tanggal saat ini. Saat jam dihidupkan (dengan kartu SD dimasukkan), waktu dan tanggal yang dibaca dari baris ini akan diatur dalam jam waktu nyata masing-masing sebagai waktu dan tanggal saat ini. Setelah jam (secara otomatis) dihidupkan, file "time.txt" ditandai sebagai dihapus, sehingga waktu berikutnya jam dihidupkan file tersebut tidak ditemukan. Kedua file, quotes.txt dan time.txt, dapat ditemukan file zip yang berisi sketsa.

Langkah 5: Program Duino644 Dengan Sketsa "Wise Clock 2"

1. Unduh sketsa Jam Bijaksana dari lokasi yang ditentukan. 2. Tambahkan perpustakaan Sanguino ke Arduino IDE Anda. (Duino644 adalah rasa Sanguino, jika Anda mau. Ini kompatibel dengan Sanguino dan menggunakan perpustakaan yang sama yang dikembangkan oleh tim Sanguino untuk mendukung papan mereka sendiri. Dan kami berterima kasih kepada mereka.) 3. Luncurkan Arduino IDE dan pilih "Sanguino" sebagai papan target (lihat foto 5.1). 4. Buka sketsa Wise Clock di Arduino IDE dan compile. 5. Menggunakan kabel FTDI atau breakout FTDI (terhubung antara USB dan konektor FTDI 6-pin pada papan Duino644), unggah sketsa yang telah dikompilasi (lihat foto 5.2). Catatan: Kode yang disebutkan di atas telah diuji dan dikonfirmasi untuk bekerja dengan Arduino IDE versi 17.

Langkah 6: Nyalakan Jam dan Nikmati Ini

Sekarang jam telah dirakit dan diprogram, sekarang saatnya untuk menyalakannya dengan kabel USB, lebih disukai dari adaptor USB, seperti yang digunakan untuk mengisi ulang iPhone dan perangkat seluler lainnya (foto 2). Bersenang senang lah!