Montaje de "Wise Clock 2" (reloj despertador basado en Arduino con muchas funciones adicionales): 6 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:45

Este tutorial muestra cómo ensamblar el kit para Wise Clock 2, un proyecto de código abierto (hardware y software). Puede comprar un kit completo de Wise Clock 2 aquí. En resumen, esto es lo que puede hacer Wise Clock 2 (con la versión actual del software de código abierto): - mostrar la fecha y hora actuales; - leer un archivo editable por el usuario de la tarjeta SD y mostrar su contenido (que generalmente son citas, de ahí el "sabio" en el nombre); - proporcionar funcionalidad de alarma; - proporcionar control remoto (infrarrojos). El kit Wise Clock 2 incluye lo siguiente: 1. la placa del microcontrolador Duino644 (como kit listo para soldar); 2. la pantalla de matriz de LED de 16x32 (rojo); 3. la caja (dos placas acrílicas y el hardware necesario). Los siguientes pasos mostrarán cómo construir Wise Clock 2, incluyendo: - cómo soldar la placa Duino644; - cómo conectar la pantalla; - cómo encajonar el reloj; - cómo hacerlo funcional (preparar la tarjeta SD, establecer la hora, etc.).

Paso 1: Contenido del kit Duino644

Duino644 es el nombre de la placa de microcontrolador utilizada en Wise Clock 2. El kit Duino644 contiene los siguientes componentes: - PCB con el zócalo de la tarjeta SD soldado en él; - Chip ATmega644 y zócalo de 40 pines para él; - Chip DS1307 (controlador en tiempo real) en paquete DIP de 8 pines y un zócalo de 8 pines para él; - Chip EEPROM 24LC256 en paquete DIP de 8 pines y un zócalo de 8 pines para él; - Batería de celda de moneda pequeña CR1220 y su soporte de plástico; - Cristal de 16MHz y dos condensadores de 22pF; - Cristal de 32768Hz; - micro altavoz; - microinterruptores en ángulo recto (4 piezas); - Conector USB tipo miniB; - Conectores hembra de 2x8 pines (2 piezas); - LED azul de alta intensidad en paquete 1206; - Cabezal hembra de 40 pines; - Regulador de voltaje L78L33; - Conector de alimentación JST de 2 pines y conector de alimentación JST de 2 pines con cables; - IC del receptor de infrarrojos y toma de 3 pines para él; - Cabezal macho en ángulo recto de 6 pines (para conector FTDI); - Resistencias de 10K (10 piezas); - Resistencias 4K7 (3 piezas); - Resistencia 75R; - Condensadores de desacoplamiento 100nF (3 piezas); - Conector macho de 2x3 pines (para conector ICSP). Una vez comprobamos que tenemos todos los componentes listos, podemos proceder a soldar.

Paso 2: Soldar la placa Duino644

Aunque no se recomienda como kit inicial, Duino644 debería ser relativamente fácil de soldar. Solo dos componentes requieren experiencia previa en soldadura (y buena vista y mano firme) porque están montados en la superficie: uno es el conector USB miniB, un componente pasivo bastante resistente, que puede soportar mucho calor, y el otro es el LED azul de 2 terminales, en (uno de los) paquetes SMD más grandes. 1. (Foto 2.1) Empecemos por el conector miniB USB. Colóquelo de manera que las 2 protuberancias de plástico entren en sus respectivos orificios en la PCB y el conector se encuentre más cerca de la placa. Suelde las cuatro "orejas" laterales primero para asegurarlas en su lugar, luego continúe con las 5 clavijas de conexión. Use una lupa para asegurarse de que no queden puentes de soldadura entre ellos. Para eliminar los posibles puentes, utilice una mecha desoldadora. Tómese su tiempo, este no es un componente sensible a la temperatura. 2. A continuación, soldaremos la resistencia de 75 ohmios (violeta, verde, negra, dorada, marrón) en su lugar, marcada con R14. 3. Apliquemos la experiencia adquirida soldando el conector SMD, al LED. La orientación de este componente es importante, por lo que debe colocarse correctamente. El cátodo (terminal negativo) del LED está marcado con un punto verde (la lupa definitivamente ayuda aquí). En la PCB, el cátodo está marcado con 3 puntos. Derrita un poco de soldadura en la almohadilla del cátodo, luego coloque el cátodo del LED sobre esa almohadilla y suelde con la gota existente. Luego suelde la almohadilla del ánodo. 3. (Foto 2.2) En este punto realizamos una primera comprobación, para asegurarnos de que la placa recibe alimentación del USB. Simplemente conecte el cable USB y el LED se volverá azul brillante. ¡Tenemos encendido! 4. A continuación soldaremos las resistencias. Comience con las tres resistencias 4K7 (amarillo, morado, negro, marrón, marrón): R5, R6, R7 (la orientación no es importante). Luego coloque y suelde las resistencias de 10K restantes (marrón, negro, naranja, dorado): R1, R2, R3, R4, R8, R9, R10, R11, R12, R13. 5. (Foto 2.3) A continuación, coloque y suelde los enchufes IC, comenzando por el grande de 40 pines y continuando con los 2 pequeños de 8 pines. Preste atención a colocar los enchufes de modo que sus muescas coincidan con las de la serigrafía. Esto ayudará más adelante a insertar correctamente los circuitos integrados. 6. Suelde los dos cristales en los lugares marcados con "XTAL" y "Q2", respectivamente (su orientación no es importante). 7. Suelde los condensadores de 22pF (de color naranja) en sus lugares, marcados C1 y C2 (la orientación no es importante). 8. Suelde los tres condensadores de desacoplamiento a 100nF (de color azul) en sus lugares, marcados como C3, C5, C8 (la orientación no es importante). 9. Coloque y suelde el soporte de la batería de plástico en la posición marcada, luego inserte la batería de botón en el soporte (el polo positivo hacia la placa, el negativo hacia arriba). 10. Inserte y suelde los dos conectores hembra de 2x8 en sus posiciones marcadas (esquinas inferiores de la placa). Estos son los conectores del panel de visualización. 11. Suelde los cuatro microinterruptores (pulsadores) en sus posiciones marcadas: - tres van en la parte superior de la placa y son utilizados por la funcionalidad del reloj (configurar alarma, acceder a menús, etc.); - uno va en el lado izquierdo del tablero y es el botón de reinicio. 12. Suelde el micro altavoz en su lugar marcado, en la parte superior de la placa (la orientación no es importante). 13. Suelde el cabezal hembra de 3 pines en la esquina superior izquierda de la placa (marcado IR). Esta es la toma para el receptor de infrarrojos. Inserte el receptor de infrarrojos en el zócalo, mirando hacia el interior de la placa. Luego doble sus terminales 90 grados, de modo que termine mirando hacia arriba (en la línea del control remoto del televisor). 14. Inserte el chip regulador de voltaje L78L33, prestando atención a que su orientación coincida con la de la serigrafía. 15. Suelde el cabezal macho de 6 clavijas en ángulo recto en el lugar marcado como FTDI. 16. (Foto 2.4) Insertar los circuitos integrados en sus respectivos enchufes, prestando especial atención a su orientación. El gran chip ATmega644 tiene la muesca hacia la parte superior del tablero. Las otras dos fichas pequeñas tienen las muescas hacia la parte inferior del tablero. El DS1307 debe colocarse en el zócalo cerca de la batería de botón. 24LC256 debe colocarse en su zócalo cerca del borde inferior de la placa, como está marcado. En este punto, la placa del microcontrolador Duino644 está ensamblada y lista para probar (o usar). Debería verse como el de la foto 2.5. A continuación, conectaremos la placa de visualización. Luego, programaremos el chip ATmega644 con el último boceto de Wise Clock, a través del IDE de Arduino.

Paso 3: conecte la pantalla y encubra el reloj

Inserte el Duino644 recién acuñado en la parte posterior del panel de la pantalla (como en la foto 3.1 adjunta), asegurándose de que los dos conjuntos de conectores (conectores macho en el panel de pantalla y conectores hembra en la placa Duino644) se conecten entre sí. Presione suavemente hasta que los conectores estén completamente enchufados y asegúrese de que las dos placas estén paralelas. Este es el único accesorio entre las dos placas (no hay sujetadores ni tornillos), y estará protegido por el gabinete. El recinto consta de dos placas de plexiglás que intercalan las dos placas (Duino644 y la pantalla). Estas placas se mantienen en su lugar con espaciadores atornillados (y tornillos y tuercas). Procedamos a colocar los espaciadores de nailon blanco (separadores) a ambos lados del panel de visualización, en los cuatro orificios de las esquinas. Los espaciadores más cortos van delante de la pantalla, los más largos se atornillan en la parte posterior (como se muestra en la foto 3.2). Tenga en cuenta que las arandelas utilizadas con los espaciadores cortos crean un pequeño espacio entre el panel de plexiglás frontal y la pantalla LED, por lo que no se tocan. Después de apretar los espaciadores, coloque y atornille la placa de plexiglás frontal, luego pase a la placa posterior. Apriete todos los tornillos y tuercas mientras el gabinete se asienta sobre una superficie horizontal (escritorio), para asegurarse de que el conjunto sea resistente y no haya torsión. Después de preparar la tarjeta SD, deberíamos estar listos para probar el reloj.

Paso 4: prepara la tarjeta SD

Wise Clock 2 muestra citas recuperadas de un archivo de texto almacenado en la tarjeta SD (foto 4.1). El nombre de este archivo es "quotes.txt" y es parte del archivo zip que contiene el boceto (descárguelo desde aquí). También se puede crear desde cero, como un archivo de texto ASCII, para incluir las citas favoritas, en la secuencia deseada. La única restricción (en el software) es la longitud de la línea, que no puede exceder los 150 caracteres. Las líneas se separan con CR / LF (retorno de carro / avance de línea o códigos ASCII 13/10). La tarjeta SD debe estar formateada como FAT (también conocida como FAT16). Esto se puede hacer en Windows, seleccionando "Formato" en el Explorador de archivos, que muestra el cuadro de diálogo que se muestra en la foto 4.2. Nota: La capacidad máxima que puede manejar FAT16 es de 2 GB. Otro archivo importante en la tarjeta SD es "time.txt", necesario para configurar el reloj. El archivo "Time.txt" contiene una línea como esta: 12: 22: 45Z2009-11-14-6 que debe modificarse para reflejar la fecha y hora actuales. Cuando el reloj está encendido (con la tarjeta SD insertada), la hora y la fecha leídas en esta línea se establecerán en el reloj de tiempo real como la hora y fecha actuales, respectivamente. Una vez que el reloj se configura (automáticamente) al encender, el archivo "time.txt" se marca como eliminado, de modo que la próxima vez que se encienda el reloj, el archivo no se encontrará. Los dos archivos, quotes.txt y time.txt, se pueden encontrar en el archivo zip que contiene el boceto.

Paso 5: Programe Duino644 con el boceto "Wise Clock 2"

1. Descargue el boceto de Wise Clock desde la ubicación especificada. 2. Agregue las bibliotecas de Sanguino a su IDE de Arduino. (Duino644 es una versión de Sanguino, por así decirlo. Es compatible con Sanguino y utiliza las mismas bibliotecas desarrolladas por el equipo de Sanguino para respaldar su propia placa. Y les agradecemos). 3. Inicie el IDE de Arduino y seleccione "Sanguino" como el tablero de blancos (ver foto 5.1). 4. Abra el boceto de Wise Clock en Arduino IDE y compílelo. 5. Usando un cable FTDI o una conexión FTDI (conectado entre el USB y el conector FTDI de 6 pines en la placa Duino644), cargue el boceto compilado (ver foto 5.2). Nota: El código mencionado anteriormente fue probado y se confirmó que funciona con Arduino IDE versión 17.

Paso 6: Encienda el reloj y disfrútelo

Ahora que el reloj está armado y programado, es el momento de encenderlo con el cable USB, preferiblemente de un adaptador USB, como los que se usan para recargar iPhones y otros dispositivos móviles (foto 2). ¡Disfrútala!