Interface
&
Badge

Wissel volledig scherm

PIE elektro. Leren door spelen met een Arduino interface.

TM 1638 V1.3


Arduino Nano


TM 1638 V1.1

Arduino Nano... 'use to learn' en 'learn to use'
 
     Snel naar...
     Voorwoord

Eerder heb ik al eens het één en ander gemaakt waarbij de TM1638 V1.1, die erg goedkoop is, gebruikt werd. De Digitale Arduino Klok is op zich een heel betaalbaar werkstukje, maar een 'goede' behuizing heb ik nog niet gemaakt.

Getriggerd door de badge, welke bij het bezoek aan de NOT altijd gebruikt wordt, ontstond de gedachte aan een elektronische badge. Hier zou bijvoorbeeld een naam of een statement (lichtkrant) op weergegeven kunnen worden.

Bij eerdere projecten bleek het bedraden van de verschillende onderdelen, Arduino, TM1638 en DS1302 toch wel een probleempje waar een oplossing voor gevonden diende te worden.

Door het weglaten van de DS1302 en gebruik te maken van connectoren met een complete kabel is het aansluiten sterk vereenvoudigd.

Een powerbank met USB kabel geeft ook te veel losse componenten. om het geheel als electronische badge / lichtkrant te kunnen gebuiken. De voeding bestaat uit een 3,7 Volt batterij met een diode.

Er zijn aparte behuizingen voor de TM1638 V1.1, TM1638 V1.3 en de Arduino Nano met een batterij, welke met een vijf polige lintkabel met elkaar verbonden worden.

Wanneer de Arduino Nano met een USB kabel aangesloten wordt op een computer, kan het geheel ook als interface gebruikt worden en kunnen de badge teksten veranderd worden.

     Toepassingen

De breedte en toepasbaarheid van dit project kan niet in enkele zinnen samengevat worden, wel wordt getracht één en ander, mede door de onderstaande links, te verduidelijken.

USE to LEARN
Digitale Technieken.
Mede met behulp van software en de computer en interface (USE to) leert de leerling de werking van En / OF schakelingen, logische symbolen, enz. (to Learn).
De drukknoppen van de interface worden gebruikt om de op het scherm afgebeelde schakelaars in de schakelingen te bedienen en de leds op de interface tonen het resultaat van de schakeling.

EasyProgIntFace.
Het EasyRelais is een programmeerbaar besturingsapparaat welke in de elektro afdeling regelmatig gebruikt wordt. Meestal is voor Kader en GL leerlingen een opdracht hierover in het examen opgenomen. Het EasyRelais wordt via Ladder geprogrammeerd.

Met het programma EasyProgIntFace kan op zeer eenvoudige manier de interface (Use) in ladder (to Learn) geprogrammeerd worden. Het bedienen van de uitgangen (leds) kan door middel van de drukknoppen, eenvoudig geprogrammeerd worden.

Ook de MecLab stations van Festo, zoals bijvoorbeeld de Transportband, kunnen hiermee geprogrammeerd en bestuurd worden. Door het gebruik van geluidjes enz. wordt het voor de leerlingen extra aantrekkelijk.

LEARN to USE
Wanneer de leerling de interface gemaakt heeft, moet er nog een programma in de Arduino gekopieerd worden. Dat wordt met behulp van het programma Xloader gerealiseerd.

Daarna wordt met behulp van het programma TestArduinoNano getest of de interface naar behoren werkt.

Voor het aanpassen van de statements leert de leerling het programma aan te passen.

USEFUL
Wanneer het werkstukje niet alleen nuttig, maar ook leuk is om te gebruiken, wordt de aantrekkelijkheid er ook nog van vergroot. Dit kan bijvoorbeeld door er een lichtorgel van te maken.

     Interface TM1638 V1.1 en TM1638 V1.3

De aansluitingen van de modules worden met
5-pin haakse connectoren uitgevoerd. Deze is eenvoudig op de TM1638 V1.3 te solderen, maar bij de TM1638 V1.1 moet eerst de 5-pin header losgesoldeerd worden.

Helaas zijn de aansluitingen van V1.1 en V1.3 niet helemaal gelijk. De volgorde is namelijk anders.

Het PCB is met twee connectoren uitgevoerd, waardoor het aansluiten toch geen probleem is.

Aansluitingen

Om het programma te kunnen gebruiken moet wel eerst het bestand Send Tekst.ino in de Arduino geladen worden en uiteraard volgens het onderstaande schema, aangesloten zijn op een TM1638 V1.1 of V1.3.

 

Arduino
TM1638
PIN
Aanduiding
V1.1
V1.3
27
+5V
VCC
VCC
4 of 29
GND
GND
GND
5
D2
STB
DIO
6
D3
CLK
CLK
7
D4
DIO
STB
     PCB (Printed Circuit Board)

Op het PCB wordt/worden...

- de Arduino Nano
- twee 5-pin connectoren
- een 3-pin connector en
- een diode

gesoldeerd.

De diode voorkomt dat de Arduino de batterij probeert te laden wanneer de USB kabel aangesloten is.

Het printje (64 x 35 mm.) past samen met een batterij in een speciale behuizing.

Om de aansluitingen eenvoudig te houden is er gekozen voor 2 5 pin aansluitingen. Dan kan nl. dezelfde software (.ino) gebruikt worden.



Download Layout in Fritzing
     Behuizing PCB / Batterij

De behuizing wordt met behulp van een 3D printer gemaakt. De hiernaast afgebeelde behuizing heeft ruimte voor twee 5-pins connectoren (V1.1 en V1.3) en een USB kabel.

Voor de batterij moeten er aan twee kanten boutjes, twee draadjes (+en -) en aan een kant een veertje gemonteerd worden.

Met een 3-pins connector wordt de batterij op het printje aangesloten.

Downloads... Solid Edge 2022

Behuizing Arduino Batterij 05.par
Behuizing Arduino Batterij 05.stl

     Behuizing TM1638 V1.1

De Badge behuizing voor de TM1638 V1.1 is uiteraard kleiner dan van de V1.3 versie.

In de gaten of sleuf aan de bovenkant, kan een keycord of knijper vastgemaakt worden.

De uitsparing aan de linkerkant is voor de 5-pin connector.

Downloads... Solid Edge 2022

Behuizing TM1638 v1_1 03.par
Behuizing TM1638 v1_1 03.stl

Er is ook een behuizing waarbij de TM1638 v1.1 geheel ingesloten is.

Deze bestaat uit meerdere geprinte onderdelen.

Op deze manier kan er een tekst op de bovenkant geplaatst worden. De behuizing wordt nl. op z'n kop geprint.

Downloads... Solid Edge 2022

Behuizing TM1638 v1_1 case 04.par
Behuizing TM1638 v1_1 case 04.stl
Naamplaat TM1638 v1_1 01.par
Naamplaat TM1638 v1_1 01.stl

De drukknopjes vallen meer op met een iets uitstekend deeltje.

Behuizing TM1638 v1_1 case 05.par
knopje TM1638 v1_1 01.par
knopje TM1638 v1_1 01.stl
Naamplaat TM1638 v1_1 01.par
Naamplaat TM1638 v1_1 01.stl
Behuizing TM1638 v1_1 case 05.asm


Behuizing versie 04


Behuizing versie 05

     Behuizing TM1638 V1.3

De behuizing voor de TM1638 V1.3 is uiteraard groter dan van de V1.1 versie.

De uitsparing aan de bovenkant is voor de 5-pin connector.

Deze is zeer geschikt om te gebruiken als interface.

Downloads...

Behuizing TM1638 v1_3 01.par
Behuizing TM1638 v1_3 01.stl

     Test of de Interface goed werkt

Wanneer de Interface gemaakt is kan deze met het onderstaande programma getest worden.

Uit de afbeelding valt het volgende op te maken.

  • de Arduino Nano is verbonden via Com 15
  • de leds E1 en E2 van de TM1638 zijn aan
  • alleen ingangen S1 en S4 zijn ingedrukt
  • Ingangen 6-8 zijn (nog) niet in dit testprpogramma opgenomen

Om het programma te kunnen gebruiken moet wel eerst het bestand Send Tekst.ino in de Arduino geladen worden en uiteraard volgens het schema, aangesloten zijn op een TM1638 V1.1 of V1.3.

Downloads...
Setup Test Arduino Nano.exe (Windows)

Send_Tekst.ino of Send_Tekst.zip (Arduino)

     Badge. Maak een statement!

De behuizing van de TN1638 v1.1 is geschikt om gebruikt te worden als badge. Wanneer het PCB net te strak in de behuizing gedrukt moet worden, dan kan met een vijl de TM 1638 v1.1 bijgewerkt worden.

In het .ino bestand kunnen de teksten aangepast en daarna in de Ardiuno geplaatst worden.

S1 - S5 = ingevoerde tekst 1 - 5
S6 = Vertraag de scroll snelheid
S7 = Verhoog de scroll snelheid
S8 = Verhoog de display helderheid

De broncode staat op GitHub. Ik heb alleen code toegevoegd om met s6 en s7 de scroll snelheid en met S8 de helderheid aan te kunnen passen. De code is hieronder te downloaden.

Download
Scroll tekst.ino
of Scroll tekst.zip (Arduino)

     Klok

Door het weglaten van de klok module is het bedraden dan vereenvoudigd, maar is daarmee dan ook de klokfunctie verdwenen?

Dat is niet helemaal waar, er zijn echter wel een paar beperkingen. In de Arduino kan nl. ook de verlopen tijd sinds het aansluiten en daarmee de werkelijke tijd berekend worden. Alleen moet bij het aanzetten of spanningsuitval de klok weer geset worden.

  • S1 en S2 - verhogen of verlagen van de uren
  • S3 en S4 - verhogen of verlagen van de minuten
  • S5 - set de seconden op 0
  • S6 - Display in- of uitschakelen
  • S7 en S8 - verlagen of verhogen van de helderheid

Er zijn wel een paar nadelen...

  • De klok is minder nauwkeurig
  • Wordt om de 50 dagen gereset
  • Geen datum en dagweergave

De broncode van deze klok staat op github. Ik heb alleen code toegevoegd om met s7 en s7 de helderheid aan te kunnen passen. Deze code is hieronder te downloaden.

Download
Arduino_en_TM1638.ino
of Arduino_en_TM1638.zip (Arduino)

     Lichtorgel

De Interface / Badge kan ook als lichtorgel toegepast worden. Niet het volume maar de frequenties, van op de computer afgespeeld geluid, worden op het scherm en op een aangesloten interface weergegeven.



Er wordt nog aan een beschrijving en handleiding gewerkt. ( Tijdelijke link )

Downloads...

Voor het Lichtorgel, Digitale technieken en EasyProgIntFace.
Send_Tekst.ino of Send_Tekst.zip (Arduino)

Arduino (Voor teksten die als lichtkrant op de TM1638 weergegeven kunnen worden.
Scroll_Tekst.ino of Scroll_Tekst.zip (Arduino)

Installatie programma voor lichtorgel software
Setup Lichtorgel Stereo v1.4.89.exe
of Setup Lichtorgel Stereo v1.4.89.zip (Windows)