Đồng hồ, màn hình LCD, hồng ngoại để cài đặt: 6 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:31

Xây dựng đồng hồ thời gian thực giúp duy trì thời gian hoạt động trong vòng vài phút mỗi năm. Mã và các thành phần có thể dễ dàng được chuyển sang các dự án khác.

Dự án này yêu cầu số lượng dây tối thiểu và không cần hàn. Bộ giữ thời gian là đồng hồ thời gian thực DS3231. Thời gian được hiển thị trên màn hình LCD 1602 rẻ tiền. Cả hai mô-đun đều sử dụng giao tiếp I2C. I2C chỉ sử dụng 2 dây trên mỗi mô-đun khi kết nối với Arduino. Tôi đang sử dụng Arduino Nano vì nó vừa vặn trên breadboard. Các hướng dẫn sau sẽ hoạt động với Arduino Uno vì nó có cùng số pin với Nano cho dự án này. Thành phần còn lại là bộ thu hồng ngoại. Nó cho phép bạn sử dụng một bộ điều khiển từ xa thông thường như điều khiển từ xa TV để đặt thời gian giống như bạn làm trên TV thông minh của chúng tôi. Bộ thu hồng ngoại chỉ yêu cầu một dây để kết nối nó với Arduino.

Bước đầu tiên là kiểm tra Arduino và kết nối nó với breadboard. Các bước sau đây được thiết kế để hoạt động độc lập. Mỗi bước đều có hướng dẫn đấu dây và hướng dẫn kiểm tra. Khi tôi xây dựng các dự án, tôi đi dây và kiểm tra từng thành phần để xác nhận chúng đang hoạt động. Điều này giúp tích hợp số lượng các thành phần vì biết rằng mỗi công việc và tôi có thể tập trung vào các yêu cầu tích hợp.

Có thể hướng dẫn này yêu cầu bạn phải cài đặt Arduino IDE. Bạn cũng được yêu cầu có các kỹ năng cơ bản để tải xuống chương trình phác thảo Arduino từ các liên kết trong dự án này, tạo thư mục cho chương trình (tên thư mục giống với tên chương trình). Các bước tiếp theo là tải, xem và chỉnh sửa chương trình trong IDE. Sau đó, tải chương trình lên thông qua cáp USB vào bảng Arduino của bạn.

Quân nhu

• Bo mạch điều khiển vi mô Nano V3 ATmega328P CH340G cho Arduino. Để thay thế, bạn có thể sử dụng Uno.
• Đồng hồ thời gian thực DS3231 và pin CR2032.
• 1602 LCD với một mô-đun I2C
• Bộ thu hồng ngoại và điều khiển từ xa. Tôi đã sử dụng Bộ mô-đun điều khiển từ xa không dây IR đi kèm với bộ thu hồng ngoại và điều khiển từ xa hồng ngoại.
• Breadboard
• Dây cáp
• Bộ chuyển đổi tường 5 volt

Tôi đã mua các bộ phận trên eBay, hầu hết từ các nhà phân phối Hồng Kông hoặc Trung Quốc. Các nhà phân phối Hoa Kỳ đôi khi có các bộ phận giống nhau hoặc tương tự với giá cả hợp lý và giao hàng nhanh hơn. Các bộ phận của Trung Quốc mất từ 3 đến 6 tuần để được giao. Các nhà phân phối tôi đã sử dụng đều đáng tin cậy.

Chi phí tương đối: Nano $ 3, DS3231 $ 1, LCD $ 3, Bộ hồng ngoại $ 1, breadboard $ 2, gói 40 dây cáp $ 1, $ 1 cho bộ chuyển đổi treo tường 5 volt. Tổng cộng, khoảng $ 11. Lưu ý, tôi đã mua Nano và LCD với các chân bảng mạch điện đã được hàn sẵn, vì kỹ năng hàn của tôi còn kém. Đối với pin đồng hồ, tôi đã mua một gói 5 pin lithium CR2032 với giá khoảng 1,25 đô la. Tôi cũng đã mua một gói 5 chiếc DS3231 vì tôi thích những mảnh thời gian. Dự án này sử dụng 1 breadboard. Tôi đã mua một gói 3 breadboard với giá khoảng $ 7; một thỏa thuận tốt hơn so với việc mua một bảng riêng lẻ.

Bước 1: Thêm Arduino Nano vào Breadboard

Cắm Arduino Nano vào Breadboard. Hoặc, nếu thích, bạn có thể sử dụng Arduino Uno cho dự án này; cả hai đều sử dụng cùng một chân cho dự án này. Kết nối Nano (hoặc Uno) với máy tính của bạn qua cáp USB.

Kết nối nguồn và nối đất từ Arduino với thanh nguồn của breadboard. Kết nối chân Arduino 5+ với thanh tích cực của breadboard. Kết nối chân Arduino GRN (mặt đất) với thanh âm (mặt đất) của bảng mạch. Điều này sẽ được sử dụng bởi các thành phần khác.

Tải xuống và chạy chương trình thử nghiệm Arduino cơ bản: arduinoTest.ino. Khi chạy chương trình, đèn LED trên bo mạch sẽ bật trong 1 giây, sau đó tắt trong 1 giây. Ngoài ra, các thông báo được đăng có thể được xem trong Công cụ Arduino IDE / Màn hình nối tiếp.

+++ Thiết lập.

+ Khởi tạo chân kỹ thuật số LED trên bo mạch cho đầu ra. Đèn LED tắt. ++ Đi tới vòng lặp. + Bộ đếm vòng = 1 + Bộ đếm vòng = 2 + Bộ đếm vòng = 3…

Như một bài tập, hãy thay đổi thời gian trễ trên đèn nhấp nháy, tải lên chương trình đã thay đổi và xác nhận thay đổi.

Trong bức ảnh trên là một hộp bộ dây jumper breadboard không hàn 140 mảnh mà bạn có thể nhận được với giá từ 3 đến 5 đô la. Họ làm cho bảng gọn gàng hơn khi sử dụng cáp dài cho các kết nối ngắn.

Bước 2: Thêm mô-đun đồng hồ DS3231 và kết nối nó với Arduino

Cắm mô-đun đồng hồ vào breadboard. Kết nối chân GND của mô-đun đồng hồ với dải thanh mặt đất của bảng mạch. Kết nối chân VCC của mô-đun đồng hồ, với dải thanh tích cực của breadboard. Kết nối chân SDA (dữ liệu) của mô-đun đồng hồ với chân A4 của Arduino (chân dữ liệu I2C). Kết nối chân SCL (đồng hồ) của mô-đun đồng hồ với chân A5 của Arduino (chân đồng hồ I2C).

Trong Arduino IDE, hãy cài đặt Thư viện đồng hồ DS3231. Chọn Công cụ / Quản lý Thư viện. Lọc tìm kiếm của bạn bằng cách nhập ‘rtclib’. Chọn RTClib của Adafruit (để tham khảo, liên kết thư viện).

Tải xuống và chạy chương trình thử nghiệm cơ bản: clockTest.ino. Khi chạy chương trình, thông báo về thời gian đồng hồ được đăng và có thể được xem trong Công cụ Arduino IDE / Màn hình nối tiếp.

+++ Thiết lập.

+ Bộ đồng hồ. ++ Đi tới vòng lặp. ---------------------------------------- + Ngày & Giờ hiện tại: 2020/3 / 22 (Chủ nhật) 11: 42: 3 + Ngày & Giờ hiện tại: 2020/3/22 (Chủ nhật) 11: 42: 4 + Ngày & Giờ hiện tại: 2020/3/22 (Chủ nhật) 11: 42: 5…

Như một bài tập, hãy sử dụng rtc.adjust () để đặt ngày giờ của đồng hồ, tải lên chương trình đã thay đổi và xác nhận thay đổi.

rtc.adjust (DateTime (2020, 3, 19, 10, 59, 50)); // Ngày đầu xuân năm 2020.

Bước 3: Thêm Mô-đun màn hình LCD 1602 và kết nối nó với Arduino

Cắm mô-đun LCD vào breadboard. Kết nối chân GND của mô-đun đồng hồ với dải thanh mặt đất của breadboard. Kết nối chân VCC của mô-đun đồng hồ, với dải thanh tích cực của breadboard. Kết nối chân SDA (dữ liệu) của mô-đun đồng hồ với chân A4 của Arduino (chân dữ liệu I2C). Kết nối chân SCL (đồng hồ) của mô-đun đồng hồ với chân A5 của Arduino (chân đồng hồ I2C).

Trong Arduino IDE, hãy cài đặt Thư viện LCD 1602. Chọn Công cụ / Quản lý Thư viện. Lọc tìm kiếm của bạn bằng cách nhập vào ‘LiquidCrystal’. Chọn LiquidCrystal I2C của Frank de Barbander (để tham khảo, liên kết thư viện).

Tải xuống và chạy chương trình thử nghiệm cơ bản: lcd1602Test.ino. Khi chạy chương trình, thông báo về thời gian đồng hồ được đăng và có thể được xem trong Công cụ Arduino IDE / Màn hình nối tiếp.

+++ Thiết lập.

+ LCD sẵn sàng sử dụng. +++ Tới vòng lặp. + theCounter = 1 + theCounter = 2 + theCounter = 3…

Như một bài tập, hãy thay đổi thông báo trên màn hình LCD, tải lên chương trình đã thay đổi và xác nhận thay đổi.

Bước 4: Thêm Bộ thu hồng ngoại và kết nối nó với Arduino

Cắm dây cáp cái với đầu cáp nam vào đầu thu hồng ngoại (đầu dây cái). Kết nối chân nối đất của mô-đun đồng hồ với dải thanh mặt đất của bảng mạch. Kết nối chân nguồn của mô-đun đồng hồ với dải thanh tích cực của breadboard. Kết nối chân đầu ra của bộ thu hồng ngoại với chân Arduino A1.

Kết nối đầu thu hồng ngoại, các chân từ trên trái sang phải:

Trái gần hết (bên cạnh chữ X) - Pin nano A1 Trung tâm - 5V Phải - tiếp đất

A1 + - - Kết nối chân nano

| | | - Chân thu hồng ngoại --------- | S | | | | --- | | | | | | --- | | | ---------

Trong Arduino IDE, hãy cài đặt một thư viện hồng ngoại. Chọn Công cụ / Quản lý Thư viện. Lọc tìm kiếm của bạn bằng cách nhập vào ‘IRremote’. Chọn IRremote của Shirriff (để tham khảo, liên kết thư viện).

Tải xuống và chạy chương trình thử nghiệm cơ bản: InfraReceiverTest.ino. Khi chạy chương trình, hướng điều khiển từ xa của bạn vào bộ thu và nhấn các nút khác nhau, chẳng hạn như số từ 0 đến 9. Các thông báo nối tiếp được xuất ra (in) có thể được xem trong Công cụ Arduino IDE / Màn hình nối tiếp.

+++ Thiết lập.

+ Khởi tạo bộ thu hồng ngoại. ++ Đi tới vòng lặp. + Phím OK - Bật tắt + Phím> - tiếp theo + Phím <- trước + Phím lên + Phím xuống + Phím 1: + Phím 2: + Phím 3: + Phím 4: + Phím 6: + Phím 7: + Phím 8: + Phím 9: + Phím 0: + Phím * (Quay lại) + Phím # (Thoát)

Như một bài tập, hãy sử dụng điều khiển từ xa TV để xem các giá trị được in. Sau đó, bạn có thể sửa đổi chương trình để sử dụng các giá trị trong câu lệnh switch của hàm hồng ngoại (). Ví dụ: nhấn phím "0" và nhận giá trị cho điều khiển từ xa của bạn, ví dụ: "0xE0E08877". Sau đó, thêm một trường hợp vào câu lệnh switch như trong đoạn mã sau.

trường hợp 0xFF9867:

case 0xE0E08877: Serial.print ("+ Phím 0:"); Serial.println (""); nghỉ;

Bước 5: Tải chương trình phác thảo Arduino của dự án đồng hồ và kiểm tra nó

Bây giờ tất cả các thành phần đã được thêm vào breadboard, có dây và đã được kiểm tra; đã đến lúc tải chương trình đồng hồ chính và chạy nó. Chương trình đồng hồ lấy thời gian từ mô-đun đồng hồ, hiển thị thời gian trên màn hình LCD và cho phép bạn cài đặt thời gian bằng điều khiển từ xa hồng ngoại.

Tải xuống và chạy chương trình đồng hồ của dự án: clockLcdSet.ino.

Khi chương trình bắt đầu, nó sẽ hiển thị thời gian của DS3231 trên màn hình LCD 1602. Thông báo có thể xem được trong Công cụ Arduino IDE / Màn hình nối tiếp.

+++ Thiết lập.

+ Bộ LCD. + syncCountWithClock, theCounterHours = 13 theCounterMinutes = 12 theCounterSeconds = 13 + Đồng hồ đặt và đồng bộ với các biến chương trình. + Kích hoạt bộ thu hồng ngoại. ++ Đi tới vòng lặp. + clockPulseMinute (), theCounterMinutes = 15 + clockPulseMinute (), theCounterMinutes = 16 + clockPulseMinute (), theCounterMinutes = 17…

Hướng điều khiển từ xa của bạn vào bộ thu và nhấn nút mũi tên bên phải. Năm sẽ được hiển thị để cài đặt. Nhấn nút mũi tên bên phải một số lần để thấy rằng bạn có thể đặt năm, tháng, ngày, giờ, phút và giây. Để đặt giá trị thời gian, hãy chuyển đến giá trị. Sử dụng các mũi tên lên và xuống để đặt giá trị hiển thị. Sau đó sử dụng phím "OK" để đặt giá trị của đồng hồ. Một giá trị được đặt tại một thời điểm.

Bước 6: Nguồn điện bên ngoài

Bây giờ đồng hồ của bạn đã được kiểm tra và hoạt động, bạn có thể rút phích cắm khỏi máy tính và sử dụng nguồn điện độc lập. Để đơn giản hơn, tôi sử dụng bộ chuyển đổi âm tường 5 volt, có thể được mua với giá khoảng một đô la và cáp USB, một đô la khác. Cáp kết nối Arduino với bộ chuyển đổi tường + 5V. Vì nguồn Arduino và chân nối đất được kết nối với breadboard, điều đó sẽ cung cấp năng lượng cho các thành phần khác.

Bởi vì nó đơn giản và chi phí thấp, tôi sử dụng cùng một sự kết hợp này để cung cấp năng lượng cho các dự án khác.

Tôi hy vọng bạn đã thành công và thích chế tạo đồng hồ LCD được điều khiển bằng tia hồng ngoại.