Relógio GPS no Arduino

Olá, meu nome é Dmitry, hoje vou contar como criei um relógio GPS. No final do artigo, haverá um link para o firmware e o modelo CAD 3D.

Então, eu queria fazer algo no Arduino e, ao mesmo tempo, algo útil. E minha escolha caiu no relógio, mas não apenas no relógio, mas no relógio com sincronização de hora por GPS e o despertador ao mesmo tempo.

Descrição do projeto

Aqui também darei preços em dólares e levando em consideração a entrega. Todos os componentes foram comprados em um site chinês conhecido, o que não vou dizer, caso contrário, eles o considerarão como publicidade.

1. Ardurino Uno centro de todo o sistema - Preço 3,45 $.
2. Módulo GPS VK2828U7G5LF - Preço 6,21 $.
3. CD4026BE drivers para indicadores digitais 5 pcs. Preço US $ 2,20.
4. Conectores para drivers 16Pins. Eu os comprei para não danificar os drivers durante a soldagem. O preço é de 0,51 $.
5. Os indicadores digitais de 7 segmentos de 1,8 polegadas com um cátodo comum precisam prestar atenção nisso; os indicadores com um ânodo comum não podem ser controlados usando o CD4026BE. 4 pc Preço $ 3,63.
6. Conectores para indicadores digitais 5Pins 10 pcs. Esses conectores bebiam muito sangue de mim.O fato é que as pernas dos indicadores digitais são um pouco mais finas do que os pinos usuais que são inseridos neles, portanto, dobre as extremidades das pernas dos indicadores digitais para o lado. O preço é de US $ 1,57.
7. Resistores de 220 ohm. Preciso de 40 peças para limitar a corrente no circuito de LEDs, devido à inexperiência, pedi 2 watts, mas é claro que eles também se encaixam em 0,5 watts. O preço é de US $ 2,22.
8. Resistores de 12 kOhm. Comprei-os como "pull-ups" para botões, mas depois descobri que o Ardurino possui um resistor interno que é ativado no modo PullUp. Mas eles foram úteis quando tive que ajustar o brilho dos 2 LEDs centrais ao brilho dos indicadores digitais. Soldando 5 peças em paralelo, obtive 2,3 kOhm. Então eles ainda vieram a calhar 20 peças. Preço 0,68 $.
9. O alto-falante está ativo. Preço 0,82 $.
10. LED vermelho 10 unid. O preço é de US $ 1,25.
11. Uma alça de 20 cm de linha sem fio, usada como fonte de conexão de componentes. O preço é de US $ 1,13.
12. O codificador é necessário para definir a hora e as configurações do alarme. Eu escolhi o codificador porque, com ele, o processo de definir o tempo é simplificado cem vezes. Por que os codificadores não são usados ​​em todos os lugares em todas as horas da mente, não consigo imaginar. O preço é de US $ 0,98.
13. Botão para codificador. A caneta padrão é terrível. Preço $ 1,31.
14. Botão com LED embutido. O preço é de 0,87 $.
15. Sensor de luz BH1750 (eu escolhi o que é curto). Naturalmente, queria que o relógio ajustasse automaticamente seu brilho. Preço 0,81 $.
16. Módulo Mosfet 2 peças. Por que 2 peças? Como você entende, eu uso o primeiro para controlar o brilho do mostrador e o segundo para desligar o módulo GPS, é claro que ele tem um modo de suspensão, mas nesse modo ele não desliga completamente, então eu o ajustei no modo de suspensão usando um mosfet. Devo desligar o módulo GPS? Sim, custa quando o GPS está ligado, o relógio consome 120 miliamperes e, quando está desligado, apenas 80 miliamperes.Por que o módulo? Porque os mosfets são vendidos apenas em lotes de 10 peças e eu não preciso de muito. Preço 1,06 $.
17. Sensor indutivo CJMCU-0101. Preço $ 1,73.
18. Conjunto de conector de soquete 40Pin 5pcs Precisa usá-los para conectar os fios à placa. Você pode perguntar por que não usei esses conectores para indicadores digitais? Porque eu pedi esses conectores desde o começo e percebi que eles não seriam suficientes para mim. O preço é de US $ 1,56.
19. Acrílico é feito de corpo. Peguei 2 pedaços. Os primeiros 200x200x4 mm Translúcidos deles eu fiz os painéis frontal e traseiro. O segundo 200x200x3 mm é completamente preto e fiz painéis laterais. Eu colei os painéis um ao outro com hotmelt. Preço $ 13,03.
20. Gancho de faca especial para cortar acrílico. Preço 2,01 €
21. Duas placas de montagem dupla face 9x15 cm Preço $ 4,18.
22. Pernas autoadesivas em silicone 4 peças. O preço é de 0,88 $.
23. Racks hexagonais de latão para placas M3X12 formato 20 peças pai mãe. E M3x20 10 pcs formato mãe mãe. Preço $ 3,67.
24. Parafusos pretos com cabeça sob um hexágono interno de 20 peças. Preço $ 2,06.
25. Placa de desenvolvimento e jumpers para ela. Você precisará verificar a capacidade de trabalho de seus componentes antes de instalá-los. Preço $ 3.77.

Você pode precisar de uma fonte de alimentação, como eu disse, o relógio consome 120 miliamperes durante a sincronização quando o módulo GPS é desconectado, apenas 80 miliamperes, mas eu tinha um.

Além disso, eu recomendo fortemente que todos os LEDs sejam apagados com o Arduino e os módulos, caso contrário, haverá um disco real dentro do relógio.

Portanto, como resultado, temos US $ 60,72 ou 4007 rublos à taxa no momento da redação deste documento. Além disso, se você não possui um ferro de soldar multímetro e outros acessórios de solda, precisará fornecer o mesmo por eles.

Princípio de funcionamento

Quando ligado, o relógio mostra o número de satélites que o módulo GPS vê. Após a sincronização, o relógio começa a mostrar a hora. Ao clicar no codificador, você pode definir o alarme. O botão liga e desliga o alarme, enquanto exibe se o alarme está ativado. Quando o alarme é acionado, se você colocar a mão em cima do relógio, pode colocá-lo no modo de soneca (o indicador de alarme pisca ao mesmo tempo).
Se você clicar no codificador enquanto mantém pressionado o botão de alarme, poderá definir o fuso horário desejado (padrão +3). Uma pressão subseqüente no codificador permite definir o alarme de soneca no modo de atraso.

Bem, como este é um relógio GPS, eles têm um modo "secreto". Se você ativá-los pressionando o botão de alarme, o relógio entrará no modo quando, eles enviarão dados do módulo GPS via porta USB. Usando o programa u-center, você pode visualizar esses dados. Além disso, quando o indicador de alarme acender, isso significa que o relógio encontrou as coordenadas. Depois disso, girando o codificador, você pode ver primeiro a latitude e depois a longitude.

Sessão de fotos

Vista traseira com o estojo removido.


A placa traseira está por outro lado.


Placa com indicadores digitais na frente.


Placa com indicadores digitais na parte de trás.

Conclusão

Apesar do alto custo desses relógios, ainda estou satisfeito com eles. Como você sabe, o fabricante concentra-se nas necessidades do consumidor médio. E graças ao Arduino, você pode criar um produto que o satisfará completamente.

Firmware junto com um modelo CAD 3D.

Esse modelo foi criado com o pacote de software Creo Parametric (anteriormente ProEnginer). Para visualizá-lo, você precisará do próprio Creo Parametric ou de um visualizador chamado Creo View Express. Você pode baixá-lo no site da ptc, mas precisará se registrar com eles.

Update

Convertido o modelo para o formato PDF 3D Agora você pode visualizá-lo através do arquivo Acrobat Reader localizado na pasta CAD-3D-Model / 01_clock.pdf.

Atualização 2

Adicionada a capacidade de descobrir a hora da última sincronização. Se estiver no modo normal, gire o codificador para a direita, você pode descobrir primeiro a hora da última sincronização e depois a hora do alarme. Após 10 segundos, o visor será redefinido novamente por um tempo.