Noćni budilica s MP3 alarmom: 6 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:33

Za ovaj projekt želio sam izraditi prikladan i potpuno funkcionalan noćni alarmni sat.

Moji osobni preduvjeti za noćnu budilicu su:

1. Čitavo pri svakom svjetlu, no noću ne zasljepljuje
2. MP3 melodije alarma
3. Atraktivan i mali faktor oblika
4. Funkcija odgode
5. Memorijska funkcija, tako da se vrijeme, vrijeme alarma, melodija zvona i glasnoća ne gube svaki put kad se napajanje isključi.
6. Rođendanska funkcija: Na svoj rođendan (i one članova moje obitelji) želim da me probudi "sretan rođendan", a ne standardna melodija zvona

Nisam mogao pronaći instrukcije koje bi kombinirale sve ovo; dakle ovo poučno.

Sat je izgrađen oko 8X8 matrice WS2812B. Zbog male količine LED dioda ne mogu se sve riječi sastojati od uzastopnih slova. Većina satova s riječima 8x8 (poput ovog lijepog) rješava to grupiranjem više slova preko jedne LED diode, iako drugi imaju kreativnija rješenja. Odlučio sam potražiti rješenje više poput ovog, gdje se riječi izrađuju od uzastopnih slova. To mu daje neki čarobni zaokret, jer ne vidite riječi prije nego što zasvijetle. Radi veće čitljivosti slova iste riječi dijele istu boju. U početku je pomalo zagonetno za čitanje, ali nakon nekog vremena možete ga čitati s velikom brzinom. To je i razlog zašto ga nazivam satom sa slovima, a ne satom riječi. Sat me budi svako jutro i još uvijek sam začuđen kako su riječi nastale!

Pribor

Osim elektronike, gotovo sve komponente su ponovno korištene ili vraćene stvari koje sam već imao kod kuće. Jedini alat koji vam stvarno treba i vjerojatno nemate pri ruci za prikaz sata je laserski rezač. Srećom, postoji mnogo fablaba i prostora za izradu koji vam mogu pomoći u tome. Hvala vam Makerspace De Prins!

Elektroničke komponente:

• 8X8 WS2812B LED matrica
• Arduino nano
• DS3231 modul sata u stvarnom vremenu
• DFPlayer mini
• mikro SD kartica za umetanje u DFPlayer mini (najmanja/najjeftinija koju možete pronaći odradit će posao dobro)
• Foto dioda
• Jedna RGB LED dioda
• 1000 F kondenzator
• zvučnik što je moguće manji
• opće žice, konektori, otpornici, gumbi
• Nešto drva, MDF,.. za kutiju

Korak 1: Napravite kutiju

Za kutiju sam upotrijebio neke rezove s našeg drvenog poda. Ovo su lijepe hrastove ploče debljine 9 mm. Kutnom pilom sam izrezao 4 komada dimenzija 10,5 x 8,6 cm (zapravo sam izrezao neki rezervni da ispravim greške koje dolaze!). Uz kratki rub napravljen je utor od 5 mm koji skriva prednju i stražnju ploču. Dugi rubovi izrezani su pod kutom od 45 ° kako bi se dobila lijepa kvadratna kutija. Ovo nije zajedničko drvoprerađivače zbog male površine ljepila. Ali sviđa mi se izgled spoja skrivenog u kutu i još uvijek je dosta jak za primjenu. Ali ovo je samo moje rješenje s materijalima koje sam imao pri ruci. Svaka kutija koja drži matricu dobro će obaviti posao. Prije lijepljenja dijelova moramo izraditi i uklopiti elektroniku. Pa do sljedećeg koraka.

Korak 2: Sat

Nema sata bez sata. Ovo je jedan od pametnijih, bržih i jeftinijih načina da slova budu prozirna, a da pritom blokiraju svu drugu svjetlost. Potreban vam je samo mali komad (10 x 10 cm) akrilnog stakla (AKA plexi), malo boje u spreju i laserski rezač. Počeo sam s obnovljenim prozirnim akrilnim staklom; debljina je nevažna, sve dok odgovara udubljenju vaše kutije. S jedne strane sam ugrubo ošmirglao brusnim papirom i pokrio ga crnom bojom u spreju. Ne brinite o kapanju boje i tako dalje, jer će to biti stražnja strana. S druge strane, morate ostati što čistiji. Sada vam je potreban pristup laserskom rezaču za uklanjanje boje i dijela akrilnog stakla, gdje slova moraju doći pomoću priloženog SVG -a; ne zaboravite da se slova moraju zrcaliti! Et voila: jeftin, brz i jednostavan način da napravite prednju ploču savršenog izgleda, gotovo bez curenja svjetla! Vjerojatno morate promijeniti redoslijed slova jer su dizajnirana za holandski sat.

Sada imate pristup laseru, također izrežite matricu (i datoteka priložena) s nekih 6 mm MDF -a. To prolazi između LED matrice i prednje ploče kako bi raspršilo svjetlo i spriječilo curenje svjetla na susjedna slova.

Korak 3: Lemljenje elektronike

Sada je vrijeme za jezgru našeg sata; elektroniku.

Srce našeg projekta je arduino nano. Koristio sam jedan baziran na Atmega328P. To radi, ali tijekom razvoja softvera često sam nailazio na probleme s memorijom. Vjerojatno bi nano svaki ili čak ESP32 mogao biti prikladniji.

Prije nego što sve zalemite, pametno je testirati sve komponente i veze na ploči. Zbog velike količine komponenti i potrebnih veza ovo će izgledati neuredno. Zatim sve komponente premještam jednu po jednu na perforiranu ploču. Komponente držite blizu jedna uz drugu jer je kutija relativno mala i orijentirajte ih na takav način da su stvari poput SD kartice, baterije, … dostupne uklanjanjem stražnjeg dijela. Odozgo sve izgleda lijepo i uredno, dok su stražnja strana u najboljem slučaju špageti. Ali uspostavljanjem i trenutnim testiranjem svih veza možete učiniti i ovo! Ovdje možete pronaći neke savjete za ove ploče za izradu prototipova.

U nastavku možete pronaći sve veze koje je potrebno uspostaviti za različite komponente:

RTC (sat u stvarnom vremenu) DS3231: 4 pina su spojena izravno na arduino

• VCC na 5V
• GND u GND od arduino
• SDA do A4
• SCL do A5

DFPlayer Mini: Ovaj je malo drugačiji nego u većini primjera. Da bih izbjegao probleme sa sabirnicom I2C, ja ga pričvršćujem na serijski port arduina, umjesto da koristim programsku sabirnicu. Mikro SD kartica koja ulazi u DFPlayer Mini trebala bi sadržavati 12 MP3 melodija zvona (nazvanih 0001.mp3, 0002.mp3,…) i melodiju zvona za sretan rođendan po imenu 0014.mp3 (13 nije htjelo funkcionirati!?!).

• VCC na 5V
• GND u GND
• RX na TX na arduinu, ne izravno, nego preko otpornika od 1 koma; ne povezujte TX DFPlayer mini, ne koristimo povratne informacije od modula i to će poremetiti ispravnu funkciju sata!
• spk1 & spk2 zvučniku

LED matrica WS2812:

• Pozitivni i negativni izravno su spojeni na utičnicu za napajanje
• Din prve LED/slova spojen je na D6 pin arduina, ne izravno, nego preko otpornika od 330 ohma

Kondenzator od 1000 µF: Ovo služi za zaštitu LED dioda, vjerojatno bez toga radi dobro.

Pozitivna noga je spojena na pozitivnu stranu LED matrice (a time i istosmjernu utičnicu); negativna noga je spojena na minus stranu LED matrice

RGB LED: LED koji koristim ima ugrađene otpornike, većina ih nema pa ih po potrebi uključite.

• Najduža noga povezana je s tlom
• Ostale noge spajaju se na pin D8, D9 i D10 arduina.

Fotodioda

• Jedan krak fotodiode spojen je na 5V,
• druga noga je spojena na A0 pin na arduinu i na tlo preko 4,7 kohm otpornika

Gumbi: potrebna su vam 3 gumba; 1 veliki alarmni gumb i 2 manja za funkciju gore -dolje. Gumbi su spojeni na digitalne pinove na arduinu. Također morate dodati otpornike od 10 kohma kako je lijepo objašnjeno u ovom uputstvu.

• Gumb alarma spojen je na pin D7
• Gore je spojen na pin D12
• Gumbi za dolje spojeni su na pin D11

Korak 4: Sastavljanje sata

Zbog ograničenog prostora za sve komponente, važno je provjeriti da li sve komponente odgovaraju. Stoga sam sve komponente spojio konektorima kako bih ih jednostavno uklonio s glavne ploče. Gumb za alarm koji sam koristio je predug i montirao sam ga na vrlo čudan način. To je zato što mi se nije sviđala njegova crvena plastika. Sada je postavljen mnogo dublje u satu, kako bi se napravio prostor za mali drveni disk koji sada djeluje kao gumb i bolje pristaje izgledu sata. Disk je zapravo izrezan s ručke stare četke za boju; vidite da volim ponovno koristiti stare stvari! Stražnja ploča je također ponovno upotrijebljena stavka: dio izrezane ploče od zlatne dibond ploče, koja služi kao pozadina u našoj kuhinji. Samo izrežite stražnju ploču svojom veličinom pile i izbušite rupu za DC utičnicu. Montira se vijcima kako bi se kasnije omogućio pristup unutrašnjosti. Kad se čini da sve pristaje i funkcionira, vrijeme je za lijepljenje kutije. Lijepljenje je jednostavno, samo zalijepite sve 4 strane ljepljivom trakom, nanesite ljepilo i zamotajte zajedno. LED matrica je zalijepljena na matricu LED poklopca i ovo trenje se uklapa u položaj. Prednja ploča montirana je odozgo dvostranom trakom. Prve sam noći radila neke "probne večeri" kada su sve bile držane zajedno gumicama, i osjećala sam da su LED diode čak i pri najnižoj postavci presvijetle! To je riješeno dodavanjem 2 sloja papira između matrice LED poklopca i prednje ploče.

Korak 5: Softver

Softver je u slučaju da se ovaj sat razlikuje od većine drugih. Kako ga namjeravam koristiti kao svoj glavni budilnik, potrebno mi je mnogo funkcija kojima se može upravljati pomoću samo 3 gumba! Također preferiram samostalni uređaj, umjesto da se na njega moram povezati putem WiFi -a, bluetootha,… radi jednostavnih stvari kao što su promjena melodije zvona, vremena, … itd.

Ovdje je pregled svih funkcija koje sam uključio.

• Kratkim pritiskom na gumb alarma aktivira se / deaktivira funkcija alarma. Kad je alarm aktivan LED je crvena.
• Nakon aktiviranja alarma prikazuje se vrijeme alarma i vrijeme alarma se može promijeniti tipkama za gore i dolje (sati kada crvena LED dioda treperi, zatim minute kada treperi plava LED dioda)
• Za promjenu melodije zvona i glasnoće; morate aktivirati izbornik postavki istovremenim pritiskom tipke gore i dolje tijekom podešavanja vremena alarma.
• Kad se alarm oglasi, kratkim pritiskom na gumb alarma dobit ćete 5 minuta odgode. Da biste se doista isključili: pritisnite ponovo ili dugo pritisnite dok se LED lampica alarma ne isključi.
• Za promjenu vremena morate aktivirati izbornik postavki istovremenim pritiskom gumba za gore i dolje tijekom normalnog rada.
• Da biste promijenili datum (koristi se za funkciju rođendana), morate aktivirati izbornik postavki istovremenim pritiskom gumba za gore i dolje tijekom postavljanja vremena.
• I za kraj uskršnje jaje: dugim pritiskom na tipku za alarm aktivira se dugin način rada. Ovo ne samo da izgleda super, već može poslužiti i kao noćno svjetlo!

Priložena je potrebna arduino skica. No, mogao bi imati koristi od ponovnog pisanja ispočetka jer pokazuje previše svog organskog rasta i stoga mu nedostaje malo logike. Ali kako sve funkcionira, ne želim na to trošiti više vremena nego što sam već učinio.

Najvažnija funkcija koja razlikuje ovaj sat je ova:

String TextToLED (String InputText, int animacija, int StartLed)

Sadrži algoritam koji će tražiti potrebna slova koja će vam zasvijetliti i mijenja boje u bilo kojem prostoru u InputText. U većini drugih sati sve su riječi kodirane, što znači da kad promijenite prikaz sata, morate sve ponovo dekodirati. Ovdje je samo pitanje postavljanja ispravnog redoslijeda slova u niz

ClockFace = String ("HETMISDTKWARVIENTBIJFGNAVOORHALFDNTWZEVRPHIAGERNALJFCHTSDUURAPMY"). Posebno je zgodan pri promjeni imena rođendanske funkcije.

Korak 6: Buduća poboljšanja

Čak i nakon nekoliko mjeseci korištenja, i dalje sam jako zadovoljan gradnjom. Za većinu svojih projekata mislim: "Ovo bi trebalo poboljšati, inače bi bilo bolje, …" Ali ovaj, ne; osjeća i funkcionira onako kako sam to želio. Jedan problem može biti potrošnja energije. To može biti više od prosječnog budilnika koji kupite. No, to uvelike ovisi o količini svjetla tijekom dana, jer LDR vrlo dobro obavlja svoj posao. Kad je potpuno mrak, moj sat prelazi u noćni način rada; to znači crvena i zelena slova pri najmračnijoj postavci. U ovom načinu rada sat uzima 0,08 ampera pa troši oko 0,4 Watta. Pri cjelodnevnom svjetlu to se povećava na 0,3 ampera ili oko 1,5 W, dok dugin način rada čak troši 5 vata.

U svakom slučaju gledajući krajnji rezultat, uvjeren sam da vrijedi sve energije koju sam uložio!

Ne zaboravite glasati za mene na natjecanju satova! Hvala vam što ste pročitali do kraja.