Assemblage de "Wise Clock 2" (réveil basé sur Arduino avec de nombreuses fonctionnalités supplémentaires): 6 étapes

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

Ce tutoriel montre comment assembler le kit pour Wise Clock 2, un projet open source (matériel et logiciel). Un kit complet Wise Clock 2 peut être acheté ici. En résumé, voici ce que Wise Clock 2 peut faire (avec la version actuelle du logiciel open source): - afficher l'heure et la date actuelles; - lire un fichier modifiable par l'utilisateur à partir de la carte SD et afficher son contenu (qui est généralement des citations, d'où le "sage" dans le nom); - fournir une fonctionnalité d'alarme; - fournir une contrôlabilité à distance (infrarouge). Le kit Wise Clock 2 comprend les éléments suivants: 1. la carte microcontrôleur Duino644 (sous forme de kit prêt à souder); 2. l'affichage matriciel à LED 16x32 (rouge); 3. le boîtier (deux plaques acryliques et la quincaillerie requise). Les étapes suivantes montreront comment construire Wise Clock 2, notamment: - comment souder la carte Duino644; - comment connecter l'écran; - comment enfermer l'horloge; - comment le rendre fonctionnel (préparer la carte SD, régler l'heure, etc.).

Étape 1: Contenu du kit Duino644

Duino644 est le nom de la carte microcontrôleur utilisée dans Wise Clock 2. Le kit Duino644 contient les composants suivants: - PCB avec le support de carte SD soudé dessus; - Puce ATmega644 et prise 40 broches pour cela; - Puce DS1307 (contrôleur en temps réel) dans un boîtier DIP à 8 broches et une prise à 8 broches pour celle-ci; - Puce EEPROM 24LC256 dans un boîtier DIP à 8 broches et une prise à 8 broches pour celle-ci; - Petite pile bouton CR1220, et son support en plastique; - Cristal 16MHz et deux condensateurs 22pF; - Cristal 32768Hz; - micro haut-parleur; - micro-interrupteurs à angle droit (4 pièces); - Connecteur USB type miniB; - Embases femelles 2x8 broches (2 pièces); - LED bleue haute intensité en boîtier 1206; - Connecteur femelle 40 broches; - Régulateur de tension L78L33; - Connecteur d'alimentation JST à 2 broches et prise d'alimentation JST à 2 broches avec câbles; - IC récepteur infrarouge et prise à 3 broches pour cela; - Embase mâle coudée à 6 broches (pour connecteur FTDI); - Résistances 10K (10 pièces); - Résistances 4K7 (3 pièces); - Résistance 75R; - Condensateurs de découplage 100nF (3 pièces); - Embase mâle 2x3 broches (pour connecteur ICSP). Une fois que nous avons vérifié que tous les composants sont prêts, nous pouvons procéder à la soudure.

Étape 2: Souder la carte Duino644

Bien qu'il ne soit pas recommandé comme kit de démarrage, Duino644 devrait être relativement facile à souder. Seuls deux composants nécessitent une certaine expérience de soudure (et de bons yeux et une main ferme) car ils sont montés en surface: l'un est le connecteur USB miniB, un composant passif assez robuste, qui peut supporter beaucoup de chaleur, et l'autre est le LED bleue à 2 bornes, dans (l'un des) plus gros boîtier CMS. 1. (Photo 2.1) Commençons par le connecteur USB miniB. Positionnez-le de sorte que les 2 bosses en plastique entrent dans leurs trous respectifs dans le PCB et que le connecteur soit le plus proche de la carte. Soudez d'abord les quatre "oreilles" latérales pour le fixer en place, puis continuez avec les 5 broches de connexion. Utilisez une loupe pour vous assurer qu'il ne reste aucun pont de soudure entre ceux-ci. Pour supprimer les ponts éventuels, utilisez une mèche à dessouder. Prenez votre temps, ce n'est pas (tellement) un composant sensible à la température. 2. Ensuite, nous allons souder la résistance de 75 ohms (violet, vert, noir, or, marron) à sa place, marquée R14. 3. Appliquons l'expérience acquise en soudant le connecteur SMD à la LED. L'orientation de ce composant est importante, il doit donc être positionné correctement. La cathode (borne négative) de la LED est marquée d'un point vert (la loupe aide certainement ici). Sur le PCB, la cathode est marquée de 3 points. Faites fondre de la soudure sur la pastille cathodique, puis placez la cathode de la LED sur cette pastille et soudez avec la goutte existante. Puis soudez la pastille d'anode. 3. (Photo 2.2) À ce stade, nous effectuons un premier contrôle pour nous assurer que la carte est alimentée par USB. Branchez simplement le câble USB et la LED devrait devenir bleu vif. Nous avons l'allumage ! 4. Nous allons ensuite souder les résistances. Commencez par les trois résistances 4K7 (jaune, violet, noir, marron, marron): R5, R6, R7 (l'orientation n'a pas d'importance). Puis placez et soudez les résistances 10K restantes (marron, noir, orange, or): R1, R2, R3, R4, R8, R9, R10, R11, R12, R13. 5. (Photo 2.3) Ensuite, placez et soudez les prises IC, en commençant par la grande 40 broches et en continuant avec les 2 petites 8 broches. Faites attention à positionner les douilles de manière à ce que leurs encoches correspondent à celles de la sérigraphie. Cela aidera plus tard à insérer correctement les circuits intégrés eux-mêmes. 6. Soudez les deux cristaux aux endroits marqués "XTAL" et "Q2", respectivement (leur orientation n'a pas d'importance). 7. Soudez les condensateurs 22pF (de couleur orange) à leur place, marqués C1 et C2 (orientation sans importance). 8. Soudez les trois condensateurs de découplage 100nF (couleur bleue) à leur place, marqués C3, C5, C8 (orientation sans importance). 9. Placez et soudez le support de batterie en plastique dans sa position marquée, puis insérez la pile bouton dans le support (pôle positif vers la carte, négatif vers le haut). 10. Insérez et soudez les deux connecteurs femelles 2x8 dans leurs positions marquées (coins inférieurs de la carte). Ce sont les connecteurs du panneau d'affichage. 11. Soudez les quatre micro-interrupteurs (boutons poussoirs) dans leurs positions marquées: - trois vont sur la partie supérieure de la carte et sont utilisés par la fonctionnalité horloge (configuration de l'alarme, accès aux menus, etc.); - l'un va sur le côté gauche de la carte et est le bouton de réinitialisation. 12. Soudez le micro haut-parleur à son emplacement marqué, en haut de la carte (l'orientation n'a pas d'importance). 13. Soudez le connecteur femelle à 3 broches dans le coin supérieur gauche de la carte (marqué IR). C'est la prise pour le récepteur infrarouge. Insérez le récepteur IR dans la prise, face à l'intérieur de la carte. Ensuite, pliez ses bornes à 90 degrés, de sorte qu'il se termine vers le haut (dans la ligne de la télécommande du téléviseur). 14. Insérez la puce du régulateur de tension L78L33 en veillant à ce que son orientation corresponde à celle de la sérigraphie. 15. Soudez l'embase mâle coudée à 6 broches à l'endroit marqué FTDI. 16. (Photo 2.4) Insérez les circuits intégrés dans leurs prises respectives en faisant particulièrement attention à leur orientation. La grosse puce ATmega644 a l'encoche tournée vers le haut de la carte. Les deux autres petits jetons ont les encoches vers le bas de la planche. DS1307 doit être placé dans la prise à proximité de la pile bouton. 24LC256 doit être placé dans son support près du bord inférieur de la carte, comme indiqué. À ce stade, la carte du microcontrôleur Duino644 est assemblée et prête à être testée (ou utilisée). Il devrait ressembler à celui de la photo 2.5. Ensuite, nous allons brancher la carte d'affichage. Ensuite, nous programmerons la puce ATmega644 avec le dernier croquis Wise Clock, via l'IDE Arduino.

Étape 3: Branchez l'écran et enfermez l'horloge

Insérez le Duino644 fraîchement fabriqué à l'arrière du panneau d'affichage (comme sur la photo 3.1 ci-jointe), en vous assurant que les deux jeux de connecteurs (embases mâles sur le panneau d'affichage et embases femelles sur la carte Duino644) se branchent l'un dans l'autre. Appuyez doucement jusqu'à ce que les connecteurs soient complètement branchés et assurez-vous que les deux cartes sont parallèles. C'est la seule fixation entre les deux cartes (il n'y a pas de fixations ni de vis), et elle sera protégée par le boîtier. Le boîtier se compose de deux plaques de plexiglas prenant en sandwich les deux cartes (Duino644 et l'écran). Ces plaques sont maintenues en place par des entretoises vissées (et vis et écrous). Procédons à la fixation des entretoises en nylon blanc (entretoises) des deux côtés du panneau d'affichage, dans les quatre trous dans les coins. Les entretoises les plus courtes vont devant l'écran, les plus longues sont vissées à l'arrière (comme le montre la photo 3.2). Notez les rondelles utilisées avec les entretoises courtes, elles créent un petit espace entre le panneau avant en plexiglas et l'écran LED lui-même, de sorte qu'elles ne se touchent pas. Une fois les entretoises serrées, placez et vissez la plaque avant en plexiglas, puis passez à la plaque arrière. Serrez toutes les vis et les écrous pendant que le boîtier repose sur une surface horizontale (bureau), pour vous assurer que l'assemblage est solide et qu'il n'y a pas de torsion. Après avoir préparé la carte SD, nous devrions être prêts à tester l'horloge.

Étape 4: Préparez la carte SD

Wise Clock 2 affiche des citations extraites d'un fichier texte stocké sur la carte SD (photo 4.1). Le nom de ce fichier est "quotes.txt" et fait partie du fichier zip contenant le croquis (télécharger à partir d'ici). Il peut également être créé à partir de zéro, sous forme de fichier texte ASCII, pour inclure ses citations préférées, dans l'ordre souhaité. La seule restriction (dans le logiciel) est la longueur de la ligne, qui ne peut excéder 150 caractères. Les lignes sont séparées par CR/LF (retour chariot/saut de ligne ou codes ASCII 13/10). La carte SD doit être formatée en FAT (également appelée FAT16). Cela peut être fait sous Windows, en sélectionnant "Format" dans l'explorateur de fichiers, qui affiche la boîte de dialogue illustrée sur la photo 4.2. Remarque: La capacité maximale que FAT16 peut gérer est de 2 Go. Un autre fichier important sur la carte SD est "time.txt", requis pour la configuration de l'horloge. Le fichier "Time.txt" contient une ligne comme celle-ci: 12:22:45Z2009-11-14-6 qui doit être modifiée pour refléter l'heure et la date actuelles. Lorsque l'horloge est alimentée (avec la carte SD insérée), l'heure et la date lues sur cette ligne seront définies dans l'horloge en temps réel comme l'heure et la date actuelles, respectivement. Une fois l'horloge réglée (automatiquement) à la mise sous tension, le fichier "time.txt" est marqué comme supprimé, de sorte qu'à la prochaine mise sous tension de l'horloge, le fichier ne soit pas trouvé. Les deux fichiers, quotes.txt et time.txt, se trouvent dans le fichier zip contenant le croquis.

Étape 5: programmez Duino644 avec le croquis "Wise Clock 2"

1. Téléchargez le croquis Wise Clock à partir de l'emplacement spécifié. 2. Ajoutez les bibliothèques Sanguino à votre IDE Arduino. (Duino644 est une version de Sanguino, si vous voulez. Il est compatible avec Sanguino et utilise les mêmes bibliothèques développées par l'équipe de Sanguino pour prendre en charge leur propre carte. Et nous les remercions.) 3. Lancez l'IDE Arduino et sélectionnez "Sanguino" comme la cible (voir photo 5.1). 4. Ouvrez l'esquisse Wise Clock dans Arduino IDE et compilez-la. 5. À l'aide d'un câble FTDI ou d'un dérivation FTDI (connecté entre l'USB et le connecteur FTDI à 6 broches de la carte Duino644), téléchargez le croquis compilé (voir photo 5.2). Remarque: le code mentionné ci-dessus a été testé et confirmé pour fonctionner avec Arduino IDE version 17.

Étape 6: Alimentez l'horloge et profitez-en

Maintenant que l'horloge est assemblée et programmée, il est temps de l'alimenter avec le câble USB, de préférence à partir d'un adaptateur USB, comme ceux utilisés pour recharger les iPhones et autres appareils mobiles (photo 2). Profitez-en!