Arduino-gebaseerde Master Clock voor scholen - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:20

Als uw school, school voor kinderen of een andere locatie afhankelijk is van een centrale hoofdklok die kapot is, kunt u dit apparaat gebruiken. Er zijn natuurlijk nieuwe masterklokken beschikbaar, maar de schoolbudgetten staan onder extreme druk, en het is echt een bevredigend project als je over de nodige vaardigheden beschikt.

Deze masterklok regelt de signalen die naar de slaveklokken worden gestuurd en houdt ze gesynchroniseerd. De firmware in de klok ondersteunt momenteel het nationale tijdsynchronisatieprotocol. De hoofdklok bedient ook de klokken die overdag op vaste tijden kunnen worden gezet. De firmware in de klok ondersteunt momenteel twee belzones (binnen- en buitenbellen). De firmware in de klok past zich ook automatisch aan de zomertijd aan (dit is uit te zetten). Deze bibliotheek kan ook nuttig zijn voor andere klokprojecten (zorg ervoor dat u ook de gewijzigde DateTime-bibliotheek krijgt). De klok wordt ingesteld door hem via de Arduino USB-poort op een computer aan te sluiten en een Java-besturingsprogramma met een GUI-interface uit te voeren. Zodra de tijd is ingesteld en een belschema is geladen, kan de computer worden losgekoppeld. Het ontwerp van de klok benadrukt eenvoud, met een minimum aan bedieningselementen. Elke complexe setup kan beter worden afgehandeld door het besturingsprogramma op een computer uit te voeren en tijdelijk verbinding te maken met de klok. De afbeelding toont het voorpaneel van de klok. Met de schakelaar kunnen bellen volledig worden uitgeschakeld als bellen niet gewenst zijn (vakanties, lerarenopleidingen enz.). De LED's zijn normaal gesproken allemaal groen, al het andere duidt op een ongebruikelijke toestand.

Stap 1: Kom meer te weten over de hoofdklok die u vervangt

De hoofdklok die door dit project werd vervangen was een "Rauland 2490 Master Clock". Het was gestopt met werken tijdens een storm met zware bliksem. De volgklokken bewogen zeer snel (continu synchronisatiesignaal) en de hoofdklok werd vervolgens uitgeschakeld. Zo gaven de klokken in de school allemaal ongeveer dezelfde tijd aan, maar allemaal verkeerd en altijd verkeerd. Dit bewijst dat de uitdrukking "zelfs een kapotte klok heeft twee keer per dag gelijk" onjuist is. U moet weten:* welk protocol wordt gebruikt door de volgklokken (kan waarschijnlijk raden op basis van het merk van de klokken)* hoeveel zones worden gebruikt voor bellen (binnen, buiten, verschillende gebouwen enz.) Uw school (of andere locatie) kan zelfs documentatie hebben in de vorm van bedradingsschema's. Deze kunnen erg handig zijn bij het installeren van de nieuwe klok.

Stap 2: Je hebt deze items nodig

De afbeelding toont een deel van het onderdeel dat u nodig heeft. Je hebt meer nodig. Laat een berichtje achter als ik iets vergeten ben. Helaas is deze instructable achteraf gemaakt, dus ik heb niet alle foto's die ik zou willen. * Arduino (of vergelijkbaar) met een Atmel '328 en een USB-aansluiting (de Duemilanove is perfect)* 12v muurwrat (zeg 250 mA, hangt af van het aantal relais dat je gaat aansturen)* 9V batterij, houder en connector* LED's (één groen, twee rood/groen)* diodes* weerstanden* relais (één voor elke belzone en één of meer voor het synchronisatiesignaal)* LCD (standaard 2x20 karakter HD44780-compatibel display)* geschikte behuizingen (groot, medium, en kleine projectboxen)* plug en jack voor voeding (5,5/2,1 mm bijvoorbeeld)* diverse schroeven en diverse hardwareComputer met* Arduino IDE geïnstalleerd (met de benodigde bibliotheken, zie stap 5)* het op Java gebaseerde Master Clock Control-programma (en een Java runtime-omgeving en de rxtx-bibliotheek)* USB-poort beschikbaar* USB-kabel voor aansluiting op de Arduino* tijd ingesteld op iets redelijks

Stap 3: Zet het samen de hardware

Ik gebruikte drie projectboxen* een grote box voor de elektronica* een medium box voor de relaiscircuits (een mix van laagspanning en hoogspanning)* een kleine box voor de hoogspanningsaansluitingen Maak gaten in de dozen waar schroeven ze bij elkaar kunnen houden. Maak ook gaten waar draden tussen de dozen kunnen gaan. De kleine doos heeft ook gaten nodig waar draden kunnen worden aangesloten voor installatie. De middelgrote doos heeft een gat nodig voor het bevestigen van de 9V batterijhouder. De grote doos heeft gaten nodig voor de USB-connector van de Arduino en een gat voor de stroomaansluiting. Het deksel/de bovenkant van de grote doos heeft ook gaten nodig voor de LED's, de schakelaar en het LCD-scherm.

Stap 4: Bouw de elektronica

Schema's worden binnenkort toegevoegd!

Stap 5: De Arduino-firmware

Laad de Arduino-schets "Master Clock Firmware" in de Arduino IDE. U zult ook een aantal andere bibliotheken moeten installeren (als u deze nog niet hebt geïnstalleerd)* DateTime (gebruik de gewijzigde versie die hier is bijgevoegd)* DaylightSavings (zie de volgende stap)* DateTimeStrings* Flash* Streaming* LiquidCrystal (wordt geleverd met IDE)De bibliotheken samen met de code maken de schets te groot om in een Arduino ATmega128 te passen, daarom is een '328 nodig. Misschien kan het passen als u een code verwijdert die u niet nodig hebt voor uw project.

Stap 6: De DaylightSavings-bibliotheek

Dit is een optionele bibliotheek die samenwerkt met de gewijzigde DateTime-bibliotheek. Als uw wijzigingen in de zomertijd niet identiek zijn aan het regime van de VS na 2007, hoeft u slechts één enkele functie aan te passen die zich in zijn eigen bestand bevindt. In feite, aangezien er meer bestanden voor verschillende locales worden geleverd, kunnen ze allemaal worden gedistribueerd en gekozen door simpelweg het ene juiste bestand te gebruiken. Dit beperkt de hoeveelheid code die voor deze bibliotheek wordt gegenereerd.

Stap 7: Het Java-besturingsprogramma

Deze afbeelding toont een screenshot van het Java Master Clock Control-programma dat wordt uitgevoerd. Eerst en vooral wordt het gebruikt om de tijd op het Arduino-bord in te stellen.

Het is mogelijk om met de Master Clock te communiceren met behulp van de seriële tool van de Arduino IDE.

Stap 8: Installatie

Als u helemaal niet zeker bent van de veiligheidsmaatregelen die nodig zijn bij het installeren van de nieuwe materklok, moet u waarschijnlijk een elektricien raadplegen. De schoonste manier om de nieuwe hoofdklok te installeren, is door simpelweg de aansluitingen van de oude hoofdklok te omzeilen. Als er bijvoorbeeld een aansluiting op de oude hoofdklok is die naar aarde trekt wanneer het synchronisatiesignaal "aan" is, sluit deze draad dan aan op de synchronisatieklem van de nieuwe hoofdklok. De andere kant van de sync-aansluiting moet dan met aarde worden verbonden, zodat wanneer het relais de draad met de aarde verbindt, hetzelfde effect wordt bereikt. Als alternatief kunnen de relaisklemmen worden aangesloten op een hete draad (120 of 24V AC, afhankelijk van de specificaties van de slaveklok) en vervolgens op de synchronisatiedraad. Het hangt echt af van de configuratie van het bestaande systeem en hoeveel je bereid bent om je handen vuil te maken.

Stap 9: Het werkt

De nieuwe hoofdklok is geïnstalleerd en werkt naar behoren op een echte basisschool. Dit is een geweldige manier voor alle leraren om te weten wie je bent. Willekeurige kinderen zullen naar je toe komen en je bedanken voor het "repareren van de klokken". Ja, mensen zullen je zelfs benaderen in de plaatselijke supermarkt en bedankt! De sleutel hier is natuurlijk niet om de kapotte hoofdklok meteen te vervangen, maar om even te wachten voordat je dit doet. De hoofdklok zorgde voor de overgang van 1 november 2009 van zomertijd naar standaardtijd. De masterklok gaf de juiste tijd aan, maar de slaveklokken niet. Dit was te wijten aan een probleem met de elektrische bedrading (bug) waarbij het synchronisatiesignaalrelais alleen stroom kreeg van de batterij en de batterij te zwak was. Dit is opgelost en nu is het probleem met de batterijafvoer ook verholpen.