Hlavné hodiny pre školy na báze Arduina: 9 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 12:02

Ak sa vaša škola, detská škola alebo iné miesto spolieha na nefunkčné centrálne hlavné hodiny, môžete toto zariadenie použiť. Nové majstrovské hodiny sú samozrejme k dispozícii, ale školské rozpočty sú vystavené extrémnym tlakom a ak máte potrebné schopnosti, je to skutočne uspokojivý projekt.

Tieto hlavné hodiny riadia signály odoslané do podradených hodín a udržiavajú ich synchronizované. Firmvér v hodinách v súčasnosti podporuje synchronizačný protokol národného času. Hlavné hodiny ovládajú aj zvony, ktoré je možné nastaviť v plánovaných časoch počas dňa. Firmvér v hodinách v súčasnosti podporuje dve zvonové zóny (vnútorné a vonkajšie zvončeky). Firmvér v hodinách sa tiež automaticky prispôsobuje letnému času (dá sa vypnúť). Táto knižnica môže byť užitočná aj pre iné projekty s hodinami (uistite sa, že získate aj upravenú knižnicu DateTime). Hodiny sa nastavujú tak, že sa k počítaču pripoja prostredníctvom portu USB Arduino a spustia sa riadiaci program Java s rozhraním GUI. Po nastavení času a načítaní plánu zvonenia je možné počítač odpojiť. Dizajn hodín kladie dôraz na jednoduchosť s minimom ovládacích prvkov. Akékoľvek komplexné nastavenie je lepšie zvládnuť spustením riadiaceho programu na počítači a dočasným pripojením k hodinám. Na obrázku je predný panel hodín. Prepínač umožňuje úplné vypnutie zvonov, ak nie sú potrebné (prázdniny, dni školenia učiteľov atď.) LED diódy sú zvyčajne zelené, čokoľvek iné indikuje neobvyklý stav.

Krok 1: Zistite niečo o hlavných hodinách, ktoré vymieňate

Hlavnými hodinami, ktoré boli nahradené týmto projektom, boli „hlavné hodiny Rauland 2490“. Počas búrky s ťažkými bleskami prestal fungovať. Hodiny slave sa pohybovali veľmi rýchlo (signál nepretržitej synchronizácie) a hlavné hodiny boli následne vypnuté. Hodiny v škole teda ukazovali približne rovnaký čas, ale všetky nesprávne a vždy nesprávne. To dokazuje, že výraz „aj zlomené hodiny sú dvakrát denne správne“je nepravdivý. Budete potrebovať vedieť:* aký protokol používajú hodiny otroka (pravdepodobne sa dajú odhadnúť na základe značky hodín)* koľko zóny sa používajú pre zvončeky (vnútorné, vonkajšie, rôzne budovy atď.) Vaša škola (alebo iné miesto) môže mať dokonca dokumentáciu vo forme schém zapojenia. Tieto môžu byť veľmi nápomocné pri inštalácii nových hodín.

Krok 2: Tieto položky potrebujete

Obrázok ukazuje niektoré komponenty, ktoré budete potrebovať. Budete potrebovať viac. Ak som na niečo zabudol, zanechajte prosím poznámku. Tento návod je bohužiaľ vytvorený po skutočnosti, takže nemám všetky obrázky, ktoré by som chcel. * Arduino (alebo podobné) s Atmel '328 a pripojením USB (Duemilanove je perfektné)* 12V bradavica (povedzme 250 mA, závisí od počtu relé, s ktorými budete jazdiť)* 9V batéria, držiak a konektor* LED diódy (jedna zelená, dve červené/zelené)* diódy* odpory* relé (jedno pre každú zónovú zónu a jedno alebo viac pre synchronizačný signál)* LCD (štandardný displej kompatibilný s 2 x 20 znakmi HD44780)* vhodné kryty (veľké, stredné a malé projektové boxy)* zástrčka a konektor pre napájanie (napríklad 5,5/2,1 mm)* rôzne skrutky a rôzny hardvér Počítač s* nainštalovaným Arduino IDE (s potrebnými knižnicami, pozri krok 5)* program Master Clock Control založený na jazyku Java (a runtime prostredie Java a knižnica rxtx)* K dispozícii je port USB* USB kábel na pripojenie k Arduinu* čas nastavený na niečo rozumné

Krok 3: Spojte hardvér

Použil som tri projektové boxy* jeden veľký box pre elektroniku* jeden stredný box pre reléové obvody (mix nízkeho a vysokého napätia)* jeden malý box pre vysokonapäťové pripojenia Vytvorte otvory v boxoch, kde ich môžu skrutky držať pohromade. Medzi škatuľami tiež urobte otvory, kadiaľ môžu viesť káble. Malá krabica tiež potrebuje otvory, do ktorých je možné zapojiť drôty na inštaláciu. Stredný box potrebuje otvor na pripevnenie 9V držiaka batérie. Veľký box potrebuje otvory pre USB konektor Arduina a otvor pre napájací konektor. Veko/horná časť veľkého boxu tiež potrebuje otvory pre LED diódy, vypínač a LCD.

Krok 4: Zostavte elektroniku

Schémy budú čoskoro pridané!

Krok 5: Firmvér Arduino

Vložte skicu Arduino „Master Clock Firmware“do Arduino IDE. Budete tiež musieť nainštalovať niekoľko ďalších knižníc (ak ich ešte nemáte nainštalované)* DateTime (použite upravenú verziu, ktorá je priložená tu)* DaylightSavings (pozri ďalší krok)* DateTimeStrings* Flash* Streaming* LiquidCrystal (dodáva sa s IDE) Knižnice spolu s kódom robia náčrt príliš veľkým na to, aby sa zmestil do Arduino ATmega128, a preto je potrebný '328. Možno ak odstránite nejaký kód, ktorý pre svoj projekt nepotrebujete, môže sa zmestiť.

Krok 6: Knižnica DaylightSavings

Toto je voliteľná knižnica, ktorá funguje spoločne s upravenou knižnicou DateTime. Ak vaše zmeny letného času nie sú totožné s režimom USA po roku 2007, potom je potrebné zmeniť iba jednu funkciu, ktorá sa nachádza vo vlastnom súbore. V skutočnosti, pretože je k dispozícii viac súborov pre rôzne miestne nastavenia, je možné ich všetky distribuovať a vyberať jednoducho pomocou jedného správneho súboru. To obmedzuje množstvo kódu generovaného pre túto knižnicu.

Krok 7: Program Java Control

Tento obrázok ukazuje snímku obrazovky spusteného programu Java Master Clock Control. V prvom rade slúži na nastavenie času na doske Arduino.

S Master Clock je možné komunikovať pomocou sériového nástroja Arduino IDE.

Krok 8: Inštalácia

Ak si vôbec nie ste istí bezpečnostnými opatreniami, ktoré sú potrebné pri inštalácii nových hodín, pravdepodobne by ste sa mali poradiť s elektrikárom. Najčistejší spôsob, ako nainštalovať nové hlavné hodiny, je jednoducho obísť pripojenia starých hlavných hodín. Ak je napríklad na starých hlavných hodinách terminál, ktorý ťahá k zemi, keď je synchronizačný signál „zapnutý“, pripojte tento vodič k synchronizačnému terminálu nových hlavných hodín. Druhá strana synchronizačného terminálu by potom mala byť pripojená k zemi, takže keď relé spojí vodič so zemou, dosiahne sa rovnaký účinok. Alternatívne je možné reléové svorky pripojiť k horúcemu vodiču (120 alebo 24 V striedavého prúdu v závislosti od špecifikácií hodín podradených hodin) a potom k synchronizačnému vodiču. Skutočne to závisí od konfigurácie existujúceho systému a od toho, do akej miery ste ochotní si zašpiniť ruky.

Krok 9: Funguje to

Nové hlavné hodiny boli nainštalované a správne fungujú na skutočnej základnej škole. Je to úžasný spôsob, ako môžu všetci učitelia vedieť, kto ste. Prídu za vami náhodné deti a poďakujú vám za „opravu hodín“. Áno, ľudia vás dokonca oslovia v miestnom obchode s potravinami a poďakujú vám! Tu samozrejme nie je potrebné ihneď nahradiť pokazené hlavné hodiny, ale chvíľu počkať. Hlavné hodiny zvládli prechod z letného času na štandardný čas 1. novembra 2009. Hlavné hodiny ukazovali správny čas, ale podradené hodiny nie. Dôvodom bol problém v elektrickom vedení (chyba), kde relé synchronizačného signálu získavalo energiu iba z batérie a batéria bola príliš slabá. Toto bolo opravené a teraz bol tiež vyriešený problém s vybíjaním batérie.