Reloj GPS en Arduino

Hola, mi nombre es Dmitry, hoy te contaré cómo creé un reloj GPS. Al final del artículo habrá un enlace al firmware y al modelo CAD 3D.

Entonces quería hacer algo en el Arduino y al mismo tiempo algo útil. Y mi elección recayó en el reloj, pero no solo en el reloj, sino también en el reloj con sincronización horaria por GPS y la alarma al mismo tiempo.

Descripción del diseño

Aquí también daré los precios en dólares, y teniendo en cuenta la entrega. Todos los componentes se compraron en un sitio chino conocido, lo cual no diré, de lo contrario lo considerarán como publicidad.

1. Centro Ardurino Uno de todo el sistema - Precio 3.45 $.
2. Módulo GPS VK2828U7G5LF - Precio 6.21 $.
3. CD4026BE drivers para indicadores digitales 5 pcs. Precio $ 2.20.
4. Conectores para controladores de 16 pines. Los compré para no dañar los controladores al soldar. El precio es de 0,51 $.
5. Los indicadores digitales de 7 segmentos de 1,8 pulgadas con un cátodo común deben prestar atención a esto, los indicadores con un ánodo común no se pueden controlar con el CD4026BE. 4 pc Precio $ 3.63.
6. Conectores para indicadores digitales 5Pins 10 pcs. Estos conectores bebieron mucha sangre de mí. El hecho es que las patas de los indicadores digitales son ligeramente más delgadas que los pines habituales que se insertan en ellas, así que asegúrese de doblar los extremos de las patas de los indicadores digitales hacia un lado. El precio es de $ 1.57.
7. Resistencias de 220 ohmios. Necesito 40 unidades para limitar la corriente en el circuito de LED, debido a la inexperiencia, pedí 2 vatios, pero por supuesto también se ajustan a 0,5 vatios. El precio es de $ 2.22.
8. Resistencias de 12 kOhm. Los compré como "pull-ups" para botones, pero luego descubrí que Ardurino tiene una resistencia incorporada que se activa en modo PullUp. Pero fueron útiles cuando tuve que ajustar el brillo de los 2 LED centrales al brillo de los indicadores digitales. Soldando 5 piezas en paralelo, obtuve 2.3 kOhm. Así que todavía fueron útiles 20 piezas. Precio 0.68 $.
9. El orador está activo. Precio 0.82 $.
10. LED rojo 10 piezas El precio es de $ 1.25.
11. Un bucle de cables de línea dupont de 20 cm. Lo usé como fuente de cables para conectar componentes. El precio es de $ 1.13.
12. El codificador es necesario para configurar la hora y la configuración de la alarma. Elegí el codificador porque con él el proceso de establecer el tiempo se simplifica cien veces. No puedo imaginar por qué los codificadores no se usan en todas partes en todas las horas de la mente. El precio es de $ 0.98.
13. Perilla para codificador. La pluma estándar es terrible. Precio $ 1.31.
14. Botón con LED incorporado. El precio es de 0.87 $.
15. Sensor de luz BH1750 (elegí el que es corto). Naturalmente, quería que el reloj ajustara automáticamente su brillo. Precio 0.81 $.
16. Módulo Mosfet 2 uds. ¿Por qué 2 piezas? Como comprenderá, utilizo el primero para controlar el brillo del dial, y el segundo que uso para apagar el módulo GPS, por supuesto, tiene un modo de suspensión, pero en este modo no se apaga por completo, por lo que lo configuré en modo de suspensión usando un mosfet. ¿Debo apagar el módulo GPS? Sí, cuesta cuando el GPS está encendido, el reloj consume 120 miliamperios y cuando está apagado, solo 80 miliamperios. ¿Por qué está el módulo? Porque los mosfets se venden solo en lotes de 10 piezas y no necesito tanto. Precio 1.06 $.
17. Sensor inductivo CJMCU-0101. Precio $ 1.73.
18. Conjunto de conector de enchufe de 40 pines 5 piezas Necesita usarlos para conectar los cables a la placa. Puede preguntar por qué no utilicé estos conectores para indicadores digitales. Porque pedí esos conectores desde el principio y luego me di cuenta de que no serían suficientes para mí. El precio es de $ 1.56.
19. El acrílico está hecho de cuerpo. Tomé 2 piezas. Los primeros 200x200x4 mm Translúcidos de ellos hice los paneles frontal y posterior. El segundo 200x200x3 mm es completamente negro, hice paneles laterales. Pegué los paneles entre sí con hotmelt. Precio $ 13.03.
20. Anzuelo especial para cortar acrílico. Precio $ 2.01
21. Dos tableros de montaje de doble cara de 9x15 cm. Precio $ 4.18.
22. Patas autoadhesivas de silicona 4 uds. El precio es de 0.88 $.
23. Bastidores de latón hexagonales para tableros M3X12 formato 20 piezas padre mamá. Y M3x20 10 piezas formato mamá mamá. Precio $ 3.67.
24. Tornillos negros con cabeza bajo un hexágono interno de 20 piezas. Precio $ 2.06.
25. Placa de desarrollo y puentes para ello. Lo necesitará para verificar la capacidad de trabajo de sus componentes antes de instalarlos. Precio $ 3.77.

Es posible que necesite una fuente de alimentación, como dije, el reloj consume 120 miliamperios durante la sincronización cuando el módulo GPS está desconectado, solo 80 miliamperios, pero yo tenía uno.

Además, recomiendo encarecidamente que se eliminen todos los LED con Arduino y los módulos, de lo contrario habrá una verdadera discoteca dentro del reloj.

Entonces, como resultado, tenemos $ 60.72 o 4007 rublos a la tasa al momento de escribir. Además, si no tiene un soldador multímetro y otros accesorios de soldadura, tendrá que dar lo mismo por ellos.

Principio de funcionamiento

Cuando se enciende, el reloj muestra la cantidad de satélites que ve el módulo GPS. Después de que se produce la sincronización, el reloj comienza a mostrar la hora. Cuando hace clic en el codificador, puede configurar la alarma. El botón activa y desactiva la alarma, mientras muestra si la alarma está activada. Cuando se activa la alarma, si coloca la mano en la parte superior del reloj, puede ponerla en modo de repetición (el indicador de alarma parpadeará al mismo tiempo).
Si hace clic en el codificador mientras mantiene presionado el botón de alarma, puede establecer la zona horaria deseada (por defecto +3). Una pulsación posterior en el codificador le permite configurar la alarma de repetición del modo de retraso.

Bueno, como se trata de un reloj GPS, tienen un modo "secreto". Si los enciende presionando el botón de alarma, el reloj entrará en el modo cuándo y enviará datos desde el módulo GPS a través del puerto USB. Usando el programa u-center, puede ver estos datos. Además, cuando se enciende el indicador de alarma, esto significa que el reloj encontró las coordenadas. Después de eso, girando el codificador, puede ver primero la latitud y luego la longitud.

Sesión de fotos

Vista posterior con la carcasa retirada.


El tablero trasero está en cambio.


Tablero con indicadores digitales en el frente.


Tablero con indicadores digitales en la parte posterior.

Conclusión

A pesar del alto costo de estos relojes, todavía estoy satisfecho con ellos. Como saben, el fabricante se enfoca en las necesidades del consumidor promedio. Y gracias a Arduino puedes crear un producto que te satisfará por completo.

Firmware junto con un modelo CAD 3D.

Este modelo se realizó con el paquete de software Creo Parametric (anteriormente ProEnginer). Para verlo, necesitará Creo Parametric o un visor llamado Creo View Express. Puede descargarlo del sitio web de ptc pero tendrá que registrarse con ellos.

Actualización

Convirtió el modelo a formato PDF 3D. Ahora puede ver el modelo a través del archivo Acrobat Reader ubicado en la carpeta CAD-3D-Model / 01_clock.pdf.

Actualización 2

Se agregó la capacidad de averiguar la hora de la última sincronización. Si está en modo normal, gire el codificador hacia la derecha, primero puede averiguar la hora de la última sincronización y luego la hora de la alarma. Después de 10 segundos, la pantalla se reiniciará nuevamente por un tiempo.