Skip to main content

SmartClock

1. Prehľad projektu​

Cieľom projektu je zostaviť jednoduché riešenie postavené na Raspberry Pi a LCD displeji, ktoré po spustení vykresľuje vybrané informácie priamo na lokálny displej.

Riešenie je rozdelené na:

  • HW vrstvu: Raspberry Pi + 3.5" LCD displej
  • SW vrstvu: Raspberry Pi OS + driver displeja + Python script

Displej 320×480, kompatibilný s rôznymi verziami Raspberry Pi.
Ovládač sme riešili cez projekt LCD-show (https://github.com/waveshareteam/LCD-show),
Referencie: LCDWiki / LCD-show / Raspberry Pi Imager.

2. Obsah repozitára​

Aktuálna štruktúra repozitára (https://github.com/drizzle021/rpiclock):

  • main.py – hlavný Python skript
  • requirements.txt – Závislosti projektu
  • screens/ – skript jednotlivých obrazoviek aplikácie
  • assets/1x/ – grafické assets (ikony, obrázky…)

3. Hardvér a fyzická integrácia​

3.1 Použitý hardvér​

  • Raspberry zero W 2
  • 3.5" LCD s dotykovou vrstvou (rezistívny touch)
  • Spájač na piny
  • microSD karta
  • Napájanie (USB adaptér)

3.2 Mechanická časť​

V projekte používame aj jednoduchý mechanický 3D vytlačený pop-in obal.

Ručný nákres prototypu na papier​

Nákres​

Mechanical drawing

Parametre boli navrhnuté tak, aby sme mohli náš displej ľahko vtlačiť do vytlačeného obalu tak, že tam zapadne a bude držať. Časť okolo displeja bola navrhnutá aby držala displej pevne, zatiaľ čo časť obalu okolo dosky je mriežkovaná kvôli vetraniu, takisto boli vyrezané diery na potrebné porty.

Model obalu v softvére​

4. Softvér a architektúra riešenia​

4.1 Softvérové vrstvy​

  1. Raspberry Pi OS
  2. Driver displeja
  3. Python aplikácia:
    • získa dáta (čas, systémové metriky, …)
    • vykreslí UI (texty/ikony)
    • pošle frame na displej
    • cyklicky opakuje aktualizáciu

4.2 Diagramy​

Diagramy sú exportované z Enterprise Architect.

  • Deployment diagram (HW/SW nasadenie)

    Deployment

  • Component diagram (softvérové komponenty)
    Components

  • Sequence diagram (runtime update loop)
    Sequence

  • Activity diagram (inštalačný postup)

flowchart TB
  PC[PC/Mac/Linux] --> IMAGER[Raspberry Pi Imager]
  IMAGER --> SD[microSD s Raspberry Pi OS]
  SD --> BOOT[Vložiť do dosky]
  BOOT --> DRIVER[Inštalácia LCD-show]
  DRIVER --> REBOOT[Reboot]
  REBOOT --> VENV[python venv + pip deps]
  VENV --> RUN[Spustenie main.py]
  RUN --> OK[Dashboard na displeji]

5. Inštalácia a spustenie​

5.1 Príprava microSD (Raspberry Pi Imager)​

Na prípravu OS používame Raspberry Pi Imager (https://www.raspberrypi.com/software):

  1. Vyber Raspberry Pi OS
  2. Zapíš image na microSD
  3. Vlož kartu do Raspberry Pi a nabootuj

Imager

5.2 Inštalácia driveru displeja​

sudo apt update
sudo apt install -y git
git clone https://github.com/waveshareteam/LCD-show.git
cd LCD-show
sudo ./LCD35-show

6. Finálny produkt​

Vypnutý displej​

Fungujúci SmartClock​

7. Záver​

Projekt SmartClock ukazuje praktický spôsob, ako na Raspberry Pi vytvoriť lokálny „dashboard“ bez potreby externého monitora. Kombinácia Raspberry Pi, displeja a jednoduchého skriptu umožňuje vykresľovať informácie v reálnom čase priamo na zariadení a riešenie je zároveň rozšíriteľné o ďalšie obrazovky alebo vstupy (dotykové ovládanie).

Z pohľadu architektúry sme si overili celý reťazec od fyzickej integrácie (osadenie displeja, obal, prístup k portom a vetranie) až po softvérovú časť (inštalácia driveru, závislosti vykresľovanie UI). Výsledkom je funkčný prototyp, pri ktorom sme sa naučili: prácu s HW perifériou, nasadenie na konkrétnu platformu a UI vykresľovanie na displej.

Možné zlepšenia do budúcna:

  • automatické spúšťanie aplikácie po spustení
  • konfigurovateľné obrazovky (config)
  • doplnenie externých dát (notifikácie)
  • využitie dotyku na prepínanie obrazoviek / interakciu