Horloge maîtresse basée sur Arduino pour les écoles : 9 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:11

Si votre école, ou votre école pour enfants, ou un autre endroit dépend d'une horloge maîtresse centrale qui est cassée, vous pouvez avoir une utilité pour cet appareil. De nouvelles horloges maîtresses sont disponibles bien sûr, mais les budgets des écoles sont soumis à des pressions extrêmes, et c'est vraiment un projet satisfaisant si vous avez les compétences nécessaires.

Cette horloge maître contrôle les signaux envoyés aux horloges esclaves et les maintient synchronisées. Le micrologiciel de l'horloge prend actuellement en charge le protocole de synchronisation de l'heure nationale. L'horloge principale contrôle également les cloches qui peuvent être réglées à des heures programmées pendant la journée. Le micrologiciel de l'horloge prend actuellement en charge deux zones de sonnerie (sonneries intérieures et extérieures). Le micrologiciel de l'horloge s'ajuste également automatiquement à l'heure d'été (cela peut être désactivé). Cette bibliothèque peut également être utile pour d'autres projets d'horloge (assurez-vous également d'obtenir la bibliothèque DateTime modifiée). L'horloge est configurée en la connectant à un ordinateur via le port USB Arduino et en exécutant un programme de contrôle Java avec une interface graphique. Une fois l'heure réglée et un programme de sonnerie chargé, l'ordinateur peut être déconnecté. La conception de l'horloge met l'accent sur la simplicité, avec un minimum de commandes. Toute configuration complexe est mieux gérée en exécutant le programme de contrôle sur un ordinateur et en se connectant temporairement à l'horloge. L'image montre le panneau avant de l'horloge. L'interrupteur permet d'éteindre complètement les sonneries si les sonneries ne sont pas souhaitées (vacances, journées de formation des enseignants, etc.) Les LED sont normalement toutes vertes, tout le reste indique un état inhabituel.

Étape 1: Renseignez-vous sur l'horloge principale que vous remplacez

L'horloge maîtresse qui a été remplacée par ce projet était une "Rauland 2490 Master Clock". Il avait cessé de fonctionner lors d'un orage avec de violents éclairs. Les horloges esclaves se déplaçaient très rapidement (signal de synchronisation continu), et l'horloge maître a ensuite été éteinte. Ainsi, les horloges de l'école indiquaient toutes à peu près la même heure, mais toutes fausses et toujours fausses. Cela prouve que l'expression "même une horloge cassée a raison deux fois par jour" est fausse. les zones sont utilisées pour les cloches (intérieures, extérieures, différents bâtiments, etc.) Votre école (ou autre emplacement) peut même avoir une documentation sous forme de schémas de câblage. Ceux-ci peuvent être très utiles lors de l'installation de la nouvelle horloge.

Étape 2: Vous avez besoin de ces articles

L'image montre certains des composants dont vous aurez besoin. Vous aurez besoin de plus. S'il vous plaît laissez une note si j'ai oublié quelque chose. Malheureusement, cette instructable est construite après coup donc je n'ai pas toutes les photos que je voudrais. * Arduino (ou similaire) avec un Atmel '328 et une connexion USB (le Duemilanove est parfait)* Verrue murale 12v (disons 250 mA, dépend du nombre de relais que vous piloterez)* Pile 9V, support et connecteur* LED (une verte, deux rouges/vertes)* diodes* résistances* relais (une pour chaque zone de sonnerie et un ou plusieurs pour le signal de synchronisation)* LCD (écran standard 2x20 caractères compatible HD44780)* boîtiers adaptés (grand, moyen, et petits boîtiers de projet)* prise et prise pour l'alimentation (5,5/2,1 mm par exemple)* diverses vis et matériel diversOrdinateur avec* Arduino IDE installé (avec les bibliothèques nécessaires, voir étape 5)* le programme de contrôle d'horloge maître basé sur Java (et un environnement d'exécution Java, et la bibliothèque rxtx)* Port USB disponible* Câble USB pour se connecter à l'Arduino* temps réglé sur quelque chose de raisonnable

Étape 3: Assemblez le matériel

J'ai utilisé trois boîtiers de projet * un grand boîtier pour l'électronique * un boîtier moyen pour les circuits de relais (un mélange de basse tension et de haute tension) * un petit boîtier pour les connexions haute tension Faites des trous dans les boîtiers où les vis peuvent les maintenir ensemble. Faites également des trous où les fils peuvent passer entre les boîtes. La petite boîte a également besoin de trous où les fils peuvent être branchés pour l'installation. Le boîtier moyen a besoin d'un trou pour fixer le support de batterie 9V. Le grand boîtier a besoin de trous pour le connecteur USB de l'Arduino et d'un trou pour la prise d'alimentation. Le couvercle/haut de la grande boîte a également besoin de trous pour les LED, l'interrupteur et l'écran LCD.

Étape 4: Construisez l'électronique

Les schémas seront bientôt ajoutés !

Étape 5: Le micrologiciel Arduino

Chargez l'esquisse Arduino "Master Clock Firmware" dans l'IDE Arduino. Vous devrez également installer un certain nombre d'autres bibliothèques (si vous ne les avez pas encore installées)* DateTime (utilisez la version modifiée jointe ici)* DaylightSavings (voir l'étape suivante)* DateTimeStrings* Flash* Streaming* LiquidCrystal (fourni avec IDE) Les bibliothèques avec le code rendent le croquis trop grand pour tenir dans un Arduino ATmega128, c'est pourquoi un '328 est nécessaire. Peut-être que si vous supprimez du code dont vous n'avez pas besoin pour votre projet, il peut s'adapter.

Étape 6: La bibliothèque d'heure d'été

Il s'agit d'une bibliothèque facultative qui fonctionne avec la bibliothèque DateTime modifiée. Si vos changements d'heure d'été ne sont pas identiques au régime américain post 2007, alors il suffit de modifier une seule fonction qui se trouve dans son propre fichier. En fait, comme plus de fichiers pour différents paramètres régionaux sont fournis, ils peuvent tous être distribués et choisis en utilisant simplement le seul fichier correct. Cela limite la quantité de code généré pour cette bibliothèque.

Étape 7: Le programme de contrôle Java

Cette image montre une capture d'écran du programme Java Master Clock Control en cours d'exécution. Avant tout, il sert à régler l'heure sur la carte Arduino.

Il est possible de communiquer avec la Master Clock en utilisant l'outil série de l'IDE Arduino.

Étape 8: Installation

Si vous n'êtes pas sûr des précautions de sécurité nécessaires lors de l'installation de la nouvelle horloge mère, vous devriez probablement consulter un électricien. La façon la plus propre d'installer la nouvelle horloge maîtresse consiste simplement à contourner les connexions de l'ancienne horloge maîtresse. Par exemple, s'il y a une borne sur l'ancienne horloge maître qui tire à la terre lorsque le signal de synchronisation est « activé », alors connectez ce fil à la borne de synchronisation de la nouvelle horloge principale. L'autre côté de la borne de synchronisation doit ensuite être connecté à la terre de sorte que lorsque le relais connecte le fil à la terre, le même effet soit obtenu. Alternativement, les bornes du relais peuvent être connectées à un fil chaud (120 ou 24 V CA selon les spécifications de l'horloge esclave) puis au fil de synchronisation. Cela dépend vraiment de la configuration du système existant et de combien vous êtes prêt à vous salir les mains.

Étape 9: ça marche

La nouvelle horloge maîtresse a été installée et fonctionne correctement dans une véritable école primaire. C'est un excellent moyen pour tous les enseignants de savoir qui vous êtes. Des enfants au hasard viendront vers vous et vous remercieront d'avoir "réparé les horloges". Oui, les gens vous approcheront même dans l'épicerie locale et vous remercieront ! La clé ici bien sûr, n'est pas de remplacer l'horloge mère cassée tout de suite, mais d'attendre un peu avant de le faire. L'horloge mère a géré la transition du 1er novembre 2009 de l'heure d'été à l'heure d'hiver. L'horloge maîtresse montrait l'heure correcte, mais pas les horloges esclaves. Cela était dû à un problème de câblage électrique (bug) où le relais du signal de synchronisation n'était alimenté que par la batterie et la batterie était trop faible. Cela a été corrigé et maintenant le problème de décharge de la batterie a également été corrigé.