Келечектеги саатка кайтуу: 8 кадам (сүрөттөр менен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:41

Бул долбоор уулум үчүн будильник катары жашоону баштады. Мен муну Келечекке кайтуу убактысынын схемасына окшоштурдум. Дисплей убакытты ар кандай форматта көрсөтө алат, анын ичинде, албетте, кинолордон. Бул корпустун үстүндөгү баскычтар аркылуу, бирок ичинде Raspberry Pi Zero кызмат кылган веб -баракча аркылуу конфигурацияланат. Дисплей режимдеринин биринде ал жергиликтүү аба ырайын (менин Arduino менен иштеген аба ырайы станциямдан), ошондой эле веб-интерфейс аркылуу конфигурацияланган божомолду жана күнүмдүк эскертүүлөрдү көрсөтөт. Ал ошондой эле DACтын жардамы менен аудиого ээ жана AirPlay протоколун колдонуп музыканы агылтат. Сигнал үнү сиз тандаган аудио файл болушу мүмкүн. Ал дисплейди күндүн белгилүү бир убактысында автоматтык түрдө караңгылатат жана жарык кылат (мисалы, таң жана күүгүм).

1 -кадам: Фон

Өткөн жылы мен жаңы Arduino долбоорун издеп жүрдүм, биринчи жолу үй метеостанциясын бүтүрдүм. Менин 11 жаштагы уулум "Келечекке кайтуу" тасмасын биринчи жолу көрдү, ошондуктан анын туулган күнүнө Делорейндеги убакыт схемасына окшош будильникти куруу кызыктуу болот деп ойлогом. Бул жаңы идея эмес, бир нече окшош долбоорлор бар (мисалы, бул), ошондуктан башкалардан үйрөнүү жана жаңы көндүмдөрдү алуу жакшы долбоор болмок деп ойлогом.

Биринчи версия абдан жакшы иштеген (бул анын туулган күнүнө даяр эмес болчу: мен аны Рождестводо жасадым), бирок мен каалаганым боюнча дымактуу болуп калдым жана эскизим Arduino эс тутумунун чегине чейин иштеп жатканын байкадым. Менде дагы бир нече тышкы жабдык модулдары бар болчу (WiFi, MP3 ойноткуч, аудио күчөткүч, RTC ж. Б.), Андыктан баары бир аз иштебей калды. Акыр -аягы, мен Raspberry Pi платформасына өтүүнү чечтим, ал аппараттык жабдууну жөнөкөйлөтүп, мага дагы көптөгөн функцияларды жана функцияларды топтоого мүмкүнчүлүк берди.

2 -кадам: Аппараттын негизги компоненттери

Кутунун ичинде

Мына мен колдонгон электрондук компоненттер. Алардын көбү Австралиядагы Core Electronicsтен алынган, бирок, албетте, алар башка жерлерде да жеткиликтүү:

• 4 x Quad Alphanumeric Display -Сары -Жашыл
• Raspberry Pi Zero W
• Raspberry Pi Zero үчүн Pimoroni pHAT DAC
• Аудио күчөткүч (PAM8403 IC)
• Raspberry Pi 3+ энергия менен камсыздоо
• 4 x Jumper зымы - 0.1 ", 5 -пин, 12"
• 40 пин (2 x 20) лента кабели
• Raspberry Pi GPIO Эркек баш
• Raspberry Pi Model B - GPIO кепинделген башы (2X20)
• PiIO A+/B+/PI 2/PI 3 үчүн GPIO Stacking Header - кошумча узун 2X20
• 4 x 5 пин эркек баш
• 2 кичинекей 3W динамиктер
• 2 x аналогдук аудио байланыш үчүн коаксиалдуу кабельдер Amp
• Veraboard же ыңгайлаштырылган PCB Rpi'ди күчөткүчкө, LEDге, баскычтарга иштетүү үчүн
• 5 х убактылуу баскыч баскычтары
• 4 х 2 тараптуу ПХБга орнотулуучу бурамалуу терминалдык блоктор

Куту

• "Шассиди" жасоо үчүн MDFтин учтары жана бөлүктөрү, бурамалар жана болттор
• Жашыл түстүү перспекс, жергиликтүү жеткирүүчү
• Стирен, моделдөөчү клей, спрей боёгу (алюминий түсү) жергиликтүү хобби дүкөнүнөн

• Чаптамалар (суроо боюнча файл бар - Redbubble тарабынан басылган)

3 -кадам: Бардыгын бириктирүү

Сааттын LED дисплейи 16x14 сегменттүү тамгалык-цифралык дисплейден турат, бактыга жараша Келечекке Кайра Кирүү убактысы. Алгачкы үч гана тамга тамгалык-сандык болушу керек, ал эми калгандары 7-сегменттүү сандык дисплейлер болушу мүмкүн, бирок мен алардын бардыгын тамгалык-сандык кылып көрсөтүүнү чечтим. ошол эле Adafruit төрттүк рюкзактары бул жерде эң сонун чечим жана аны Raspberry Piнин I2C автобусунда иштетсе болот. Бул бөлүмдөр жана аларды кантип туташтыруу жөнүндө көбүрөөк маалыматты Adafruit веб -сайтынан таба аласыз. Бир аз стандарттуу эмес нерсе, алардын үчөөнүн дарегин өзгөртүү болчу, ошондуктан ар бир рюкзак уникалдуу болчу.

Аудиону (стереодо) ойнотуу үчүн мен Pimoroni pHAT DAC жана PAM8403 чипине негизделген 2 x 3W стерео аудио күчөткүчтү киргиздим. PHAT DAC Пи менен туташуу чынында оңой. Мен Pi'ге 2 x 20 пин эркек башын жана DACге GPIO стекинг башын койдум, ошондо алар бири -бирине жабышып калышы мүмкүн. Эркектин баш пиндери DACтин чокусунан өтөт, бул мага аял коннекторлору менен лента кабелин иштетүүгө мүмкүндүк берет, адегенде Raspberry Pi сыныгы үчүн, бирок акыры заказга ылайыкталган ПКБнын кепинделген башына чейин.

Аудио күчөткүч үчүн көптөгөн варианттар бар (анын ичинде чипти алуу жана өзүңүздүн монтаждоо). Бул жерде казыктардын биринин абалын өзгөртүү менен өндүрүштү өчүрүү мүмкүнчүлүгү бар (жогорку күйүк, төмөн өчүк) жана мен аны Пи -ден көзөмөлдөп туруу үчүн коштум. Муну зым менен байланыштырууга болгон алгачкы аракеттеримде, аудио күйүп турганда, мен бир топ фон ызы -чууну байкадым. Негиздөө менен көп ойногондон кийин, акыры, кириштин чыңалуусун Pi'дин 5Vдан 3.3Vга жылдырууга аракет кылдым жана аны оңдой алдым. Менин оюмча, ар кандай санарип сигналдардын айланасында учуп жүргөн ызы -чуу көп, бирок 3.3V менен камсыздоо кандайдыр бир жол менен изоляцияланган окшойт.

Башка туташууларга DACтан күчөткүчкө аналогдук аудио кирет (мен ызы -чууну башкарууга жардам берүү үчүн бул жерде коаксиалдуу кабелди колдондум) жана корпуска туура келген кичинекей 3W динамиктерине аудио чыгарууну камтыйт. Ошондой эле кутучанын үстүндө төрт момент алмаштыргычтар үчүн GPIO туташуулары бар жана мен "RUN" казыктарын бир азга басуу үчүн бир аз убакыттын ичинде зым менен байланыштырдым (бул беттеги Кошумча байланыштар бөлүмүн караңыз). Баштапкы абалга келтирүү баскычы корпустун арт жагында көрүнбөйт. Бул жерде байланыштарды көрсөткөн диаграмма:

4 -кадам: Ыңгайлаштырылган PCB

Райондо өтө татаал эч нерсе жок болсо да, бир аз зым бар жана нан тактасы спагеттиге окшоп бат эле көрүнөт. Ошентип, мен баарын көзөмөлдөп туруу үчүн ПХБ түздүм. Бул үйдө даярдалган бир тараптуу такта жана аны жасоого жардам бере турган досум бар. Ал жасалып, туташтырылгандан кийин, аудио үчүн терминалдык блокторго кошулууну унутуп калганымды түшүндүм жана кийинчерээк аудио күчөткүчтү 5Vдан 3.3Vга жылдыруу үчүн өзгөртүү киргиздим, андыктан бул идеалдуу эмес жана мен чечишим керек болчу аудио туташууга уруксат берүү үчүн кээ бир Veroboard. Ошондой эле, аудио күчөткүч такталары стандарттуу эмес бөлүнүүдө (алар казыктардын ортосунда да айырмаланат), андыктан бул үчүн негизги ПКБга туташуу 11 кыска ~ 1см зымдары менен бир аз коркунучтуу.

Эгерде мен башка такта жасасам, анда мен бул өзгөртүүлөрдүн баарын киргизип, төрт баскычтын туташтыргычын бир аз жакшы нерсеге алмаштырмакмын. DAC жана Pi түз эле үстүнө тыгылып калат, ошондуктан лента кабелинин кереги жок. Жогорудагы диаграмма анын кандайча көрүнүшү мүмкүн экенин көрсөтөт.

5 -кадам: Корпус

Мен кинонун убакыт схемасынын бир катарына окшош корпус жасагым келди. Үч катар LED дисплейлер будильник үчүн өтө эле көп болуп, наркына олуттуу түрдө кошулмак. Мен корпусту алюминийден жасоону ойлодум, бирок бул жаатта менин эч кандай жөндөмүм жок. Мен жашоомдо бир нече пластикалык моделдерди жасадым, жана жыгач иштетүү боюнча тажрыйбам бар, ошондуктан MDFди колдонуп, светодиоддорду жана динамиктерди орнотуп, перспективаны алдыңкы жагына оңдоп, андан кийин 5 тараптуу стирол менен жабууну чечтим. Алюминий металлдык спрей боегу менен боёлгон, маңдайында корпусу бар куту. Пластмасса жана боек жергиликтүү моделдер дүкөнүнөн алынган. Мен кинонун реквизитиндеги этикеткаларды жакшылап карап, түстөрдү, шрифттин түрүн жана өлчөмүн көчүрүү үчүн болгон аракетимди жумшадым. Мен энбелгилерди түзүү үчүн Photoshopту колдондум жана аларды Redbubbleден стикерлер катары басып чыгардым.

Жогорудагы сүрөттөр көрсөтөт:

1. MDF шассинин алдыңкы бөлүгү. 4 LED рюкзактар жашыл түстүү перспективасы менен алдыңкы жагына орнотулган
2. Кутунун ичинде. Баардык рюкзактар орнотулган жана тизилген, Raspberry Pi жана колдонуучунун ПХБсы, эки жагында динамиктер.
3. Зым орнотулган жана сырткы кабыгы улантууга даяр. Бул бир аз кысым болду!

6 -кадам: Raspberry Pi орнотуу

Менде Raspbian Stretch менен шайкеш келүү көйгөйлөрү бар болчу (эгер мен аны уланта берсем чечүүгө болот), бирок Джесси аны менен жакшы иштейт, ошондуктан мен муну менен барууну чечтим.

Мен Pi'ди VNC жана SSH кирүү мүмкүнчүлүгү бар башы жок бирдик катары койдум. Бул эч качан клавиатура же мониторду туташтырбастан жасалышы мүмкүн болчу, бирок мен жөн эле сыналгыны карызга алып, клавиатураны кырып койдум жана башым бат эле жок болуп кетти. Ошондон тартып, мен VNCди ошондон бери дээрлик колдонуп жатам.

Менин саат кодум Python 2.7.9 колдонот жана төмөндө саналып өткөн көптөгөн китепканаларга таянат. Мындан тышкары, мен Flask веб -серверин жана алыстан башкаруу үчүн MQTT жана музыка агымы үчүн Shairplayди иштетип жатам. Мен жөн гана мунун баарына он-лайн орнотуу эскертүүлөрүн аткардым жана эч кандай көйгөй болгон жок. Бул жерде python китепканалары жана башка пакеттер ж.

Python китепканалары

• Adafruit_LED_Backpack
• Rpi. GPIO (apt-get install python-rpi.gpio)
• alsaaudio
• paho.mqtt.client (paho-mqtt орнотуу)
• колба (apt-get install python-flask)

Башка пакеттер ж

• чиркей (apt-get чиркей орнотуу)
• shairport
• Pimoroni веб -сайтында DACти орнотуу боюнча жакшы документтер бар, ошондуктан мен аны менен чуркадым.

7 -кадам: Программалык камсыздоо

Саат коду Pythonдо жазылган жана дисплей жаңыртууларын тоспостон, ойготкучту жана кээде фондо ойноо үчүн жипти колдонот. Мен ConfigParser китепканасын колдондум жана ал колдогон конфигурация файлы саат коду, ошондой эле Flask веб тиркемеси тарабынан окулат жана жазылат, ошондо конфигурация веб интерфейс же саат аркылуу өзгөргөндө, ал синхрондошуп калат. Сааттык программалык камсыздоого MQTT брокери да кирет, ал дисплей режимин көзөмөлдөөгө жана үнүн алыстан башкарууга мүмкүнчүлүк берет. Менин түпкү максатым - акыры алыстан башкаруу үчүн iOS колдонмосун жазуу, бирок веб -интерфейс азырынча жакшы иштейт.

Жогорудагы биринчи сүрөт сааттын ар кандай дисплей режимдеринде кандай экенин көрсөтөт жана аны жылдыруу режиминде көрсөткөн кыска видео бар.

Кодду кароо сулуу болбосо да, ал жакшы жана туруктуу. Мен аны сураган кишиге жөнөтүүгө кубанычтамын жана аны жакшы уюштурулганда жана комментарийленгенде онлайнга коет.

Желе колдонмосу

Кийинки сүрөттө веб -интерфейс саатка кандайча көрүнөөрү көрсөтүлгөн. Конфигурация жана башкаруу баракчалары да бар жана алар баскычтарды көп баспай саат менен ойногонду жеңилдетет:-).

8 -кадам: Андан кийин эмне болот?

Python бөлүшүү метадайындарынын декодери бар, ошондуктан мен музыка ойногондо аталыш жана сүрөтчү сыяктуу маалыматты көрсөтүү үчүн кээ бир кодду кошом деп ойлойм. Күндүн чыгышын жана күндүн батышын эсептөө да оңой болмок, ошондо дисплей аны кол менен эмес, автоматтык түрдө жарыктандырып жана күңүрттөйт. Балким, интернет -радио мүмкүнчүлүгүн кошуу да кызыктуу болмок. Жылдыруучу дисплей дагы конфигурацияланышы мүмкүн.