الساعة الرئيسية المعتمدة على Arduino للمدارس: 9 خطوات (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:42

إذا كانت مدرستك أو مدرسة الأطفال أو أي موقع آخر يعتمد على ساعة رئيسية مركزية معطلة ، فقد يكون لديك استخدام لهذا الجهاز. تتوفر ساعات رئيسية جديدة بالطبع ، لكن ميزانيات المدارس تتعرض لضغوط شديدة ، وهو حقًا مشروع مرضٍ إذا كانت لديك المهارات اللازمة.

تتحكم هذه الساعة الرئيسية في الإشارات المرسلة إلى الساعات التابعة ، وتحافظ عليها متزامنة. تدعم البرامج الثابتة الموجودة على مدار الساعة حاليًا بروتوكول مزامنة التوقيت الوطني. تتحكم الساعة الرئيسية أيضًا في الأجراس التي يمكن ضبطها في أوقات محددة خلال اليوم. تدعم البرامج الثابتة الموجودة على مدار الساعة حاليًا منطقتين للجرس (أجراس داخلية وخارجية). يتم أيضًا ضبط البرنامج الثابت في الساعة تلقائيًا حسب التوقيت الصيفي (يمكن إيقاف تشغيل هذا). قد تكون هذه المكتبة مفيدة أيضًا لمشاريع الساعة الأخرى (تأكد أيضًا من الحصول على مكتبة DateTime المعدلة). يتم إعداد الساعة عن طريق توصيلها بجهاز كمبيوتر عبر منفذ Arduino USB ، وتشغيل برنامج تحكم Java بواجهة GUI. بمجرد تعيين الوقت وتحميل جدول الجرس ، يمكن فصل الكمبيوتر. يؤكد تصميم الساعة على البساطة ، مع حد أدنى من الضوابط. يتم التعامل مع أي إعداد معقد بشكل أفضل عن طريق تشغيل برنامج التحكم على الكمبيوتر والاتصال مؤقتًا بالساعة. تظهر الصورة اللوحة الأمامية للساعة. يسمح المفتاح بإيقاف تشغيل الأجراس تمامًا إذا لم تكن الأجراس مطلوبة (أيام الإجازات ، وأيام تدريب المعلمين ، وما إلى ذلك) تكون مصابيح LED عادةً خضراء ، وأي شيء آخر يشير إلى حالة غير عادية.

الخطوة 1: تعرف على الساعة الرئيسية التي تقوم باستبدالها

الساعة الرئيسية التي تم استبدالها بهذا المشروع كانت "ساعة راولاند 2490 الرئيسية". لقد توقف عن العمل أثناء عاصفة برق شديد. كانت ساعات الرقيق تتحرك بسرعة كبيرة (إشارة التزامن المستمر) ، وتم إغلاق الساعة الرئيسية لاحقًا. وهكذا تظهر جميع الساعات في المدرسة في نفس الوقت تقريبًا ، لكنها كلها خاطئة وخاطئة دائمًا. هذا يثبت أن عبارة "حتى الساعة المكسورة صحيحة مرتين في اليوم" خاطئة. ستحتاج إلى معرفة: * ما هو البروتوكول الذي تستخدمه ساعات العبيد (يمكن تخمينه على الأرجح بناءً على نوع الساعات) * كم عدد تُستخدم المناطق للأجراس (الداخلية والخارجية والمباني المختلفة وما إلى ذلك) قد يكون لدى مدرستك (أو أي موقع آخر) وثائق في شكل مخططات الأسلاك. يمكن أن تكون هذه مفيدة للغاية عند تثبيت الساعة الجديدة.

الخطوة 2: أنت بحاجة إلى هذه العناصر

تُظهر الصورة بعض المكونات التي ستحتاجها. سوف تحتاج المزيد. من فضلك اترك ملاحظة إذا نسيت شيئا. لسوء الحظ ، تم إنشاء هذا الدليل بعد الحقيقة ، لذا ليس لدي كل الصور التي أريدها. * Arduino (أو ما شابه) مع Atmel '328 ووصلة USB (Duemilanove مثالي) * ثؤلول الجدار 12 فولت (على سبيل المثال 250 مللي أمبير ، يعتمد على عدد المرحلات التي ستقودها) * بطارية 9 فولت وحامل وموصل * LED (أخضر واحد ، اثنان أحمر / أخضر) * صمامات ثنائية * مقاومات * مرحلات (واحد لكل منطقة جرس وواحد أو أكثر لإشارة التزامن) * LCD (شاشة قياسية متوافقة مع HD44780 2x20 حرفًا) * حاويات مناسبة (كبيرة ، متوسطة ، وصناديق المشاريع الصغيرة) * قابس ومقبس للطاقة (على سبيل المثال 5.5 / 2.1 مم) * مسامير متنوعة وأجهزة متنوعة كمبيوتر مثبت عليه * Arduino IDE (مع المكتبات المطلوبة ، راجع الخطوة 5) * برنامج Master Clock Control المستند إلى Java (وبيئة تشغيل Java ومكتبة rxtx) * يتوفر منفذ USB * كابل USB للاتصال بـ Arduino * تم ضبط الوقت على شيء معقول

الخطوة 3: ضعها معًا في الأجهزة

لقد استخدمت ثلاثة صناديق مشاريع * صندوق واحد كبير للإلكترونيات * صندوق متوسط واحد لدوائر الترحيل (مزيج من الجهد المنخفض والجهد العالي) * صندوق صغير واحد لتوصيلات الجهد العالي ، قم بعمل ثقوب في الصناديق حيث يمكن للبراغي أن تربطها ببعضها البعض. قم أيضًا بعمل ثقوب حيث يمكن أن تنتقل الأسلاك بين الصناديق. يحتاج الصندوق الصغير أيضًا إلى ثقوب حيث يمكن توصيل الأسلاك للتثبيت. يحتاج الصندوق المتوسط إلى فتحة لتوصيل حامل البطارية 9 فولت ، ويحتاج الصندوق الكبير إلى فتحات لموصل USB الخاص بـ Arduino وفتحة لمقبس الطاقة. يحتاج غطاء / الجزء العلوي من الصندوق الكبير أيضًا إلى فتحات لمصابيح LED والمفتاح وشاشة LCD.

الخطوة 4: بناء الإلكترونيات

سيتم إضافة المخططات قريبا!

الخطوة 5: برنامج Arduino الثابت

قم بتحميل رسم Arduino "Master Clock Firmware" في Arduino IDE. ستحتاج أيضًا إلى تثبيت عدد من المكتبات الأخرى (إذا لم تكن قد قمت بتثبيتها بعد) * DateTime (استخدم النسخة المعدلة المرفقة هنا) * DaylightSavings (انظر الخطوة التالية) * DateTimeStrings * Flash * Streaming * LiquidCrystal (يأتي مع IDE) تجعل المكتبات مع الكود المخطط أكبر من أن يتناسب مع Arduino ATmega128 ، وهذا هو سبب الحاجة إلى '328. ربما إذا قمت بإزالة بعض التعليمات البرمجية التي لا تحتاجها لمشروعك ، فيمكن أن يصلح.

الخطوة 6: مكتبة DaylightSavings

هذه مكتبة اختيارية تعمل مع مكتبة DateTime المعدلة. إذا كانت تغييرات التوقيت الصيفي لديك غير متطابقة مع نظام ما بعد 2007 في الولايات المتحدة ، فمن الضروري فقط تعديل وظيفة واحدة موجودة في الملف الخاص بها. في الواقع ، مع توفير المزيد من الملفات للإعدادات المحلية المختلفة ، يمكن توزيعها جميعًا واختيارها ببساطة عن طريق استخدام الملف الصحيح. هذا يحد من مقدار التعليمات البرمجية التي تم إنشاؤها لهذه المكتبة.

الخطوة 7: برنامج Java Control

تظهر هذه الصورة لقطة شاشة لبرنامج Java Master Clock Control قيد التشغيل. أولاً وقبل كل شيء ، يتم استخدامه لضبط الوقت على لوحة Arduino.

من الممكن التواصل مع Master Clock باستخدام الأداة التسلسلية لـ Arduino IDE.

الخطوة 8: التثبيت

إذا لم تكن متأكدًا على الإطلاق من احتياطات السلامة اللازمة عند تثبيت الساعة الرئيسية الجديدة ، فمن المحتمل أن تستشير كهربائيًا. أنظف طريقة لتثبيت الساعة الرئيسية الجديدة هي ببساطة تجاوز اتصالات الساعة الرئيسية القديمة. على سبيل المثال ، إذا كانت هناك محطة طرفية في الساعة الرئيسية القديمة تسحب إلى الأرض عندما تكون إشارة المزامنة "قيد التشغيل" ، فقم بتوصيل هذا السلك بطرف المزامنة للساعة الرئيسية الجديدة. يجب بعد ذلك توصيل الجانب الآخر من طرف المزامنة بالأرض بحيث يتحقق نفس التأثير عندما يربط المرحل السلك بالأرض. بدلاً من ذلك ، يمكن توصيل أطراف الترحيل بسلك ساخن (120 أو 24 فولت تيار متردد حسب مواصفات الساعة التابعة) ثم بسلك المزامنة. يعتمد الأمر حقًا على تكوين النظام الحالي ومدى استعدادك لتسخير يديك.

الخطوة 9: إنه يعمل

تم تثبيت الساعة الرئيسية الجديدة وهي تعمل بشكل صحيح في مدرسة ابتدائية فعلية. هذه طريقة رائعة لجميع المعلمين لمعرفة من أنت. سيأتي الأطفال العشوائيون إليك ويشكرونك على "إصلاح الساعات". نعم ، سيقترب منك الناس في متجر البقالة المحلي وشكراً لك! هم المفتاح هنا بالطبع ، ليس استبدال الساعة الرئيسية المكسورة على الفور ، ولكن الانتظار لفترة قبل القيام بذلك. عالجت الساعة الرئيسية انتقال 1 نوفمبر 2009 من التوقيت الصيفي إلى التوقيت القياسي. أظهرت الساعة الرئيسية الوقت الصحيح ، لكن الساعات التابعة لم تفعل ذلك. كان هذا بسبب مشكلة في الأسلاك الكهربائية (خطأ) حيث كان مرحل إشارة المزامنة يحصل على الطاقة فقط من البطارية ، وكانت البطارية ضعيفة للغاية. تم إصلاح ذلك والآن تم أيضًا إصلاح مشكلة استنزاف البطارية.