Sängyn MP3 -herätyskello: 6 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:00

Tätä projektia varten halusin tehdä kätevän ja täysin toimivan yöpöydän herätyskellon.

Henkilökohtaiset edellytykseni sängyn herätyskellolle ovat:

1. Luettavissa missä tahansa valossa, mutta ei sokaise yöllä
2. MP3 -hälytysäänet
3. Houkutteleva ja pieni muoto
4. Torkku -toiminto
5. Muistitoiminto, jotta aika, hälytysaika, soittoääni ja äänenvoimakkuus eivät häviä aina, kun virta katkaistaan.
6. Syntymäpäivätoiminto: Syntymäpäivänä (ja perheenjäseneni) haluan herätä "hyvää syntymäpäivää" pikemminkin kuin tavallista soittoääntä

En löytänyt mitään ohjattavaa yhdistää näitä kaikkia; siksi tämä on opettavaista.

Kello on rakennettu 8X8 WS2812B -matriisin ympärille. LEDien vähäisen määrän vuoksi kaikki sanat eivät voi koostua peräkkäisistä kirjaimista. Useimmat 8x8 sanakellot (kuten tämä mukava) ratkaisevat tämän ryhmittelemällä enemmän kirjaimia yhden LED -valon päälle, vaikka toisilla on enemmän luovia ratkaisuja. Päätin etsiä enemmän tämänkaltaista ratkaisua, jossa sanat tehdään peräkkäisistä kirjaimista. Tämä antaa sille maagisen käänteen, koska et näe sanoja ennen kuin ne syttyvät. Luettavuuden parantamiseksi saman sanan kirjaimilla on sama väri. Se on hieman hämmentävää lukea aluksi, mutta jonkin ajan kuluttua voit lukea sen räjähdyksessä. Siksi kutsun sitä myös kirjainkelloksi sanakellon sijaan. Kello herättää minut joka aamu ja olen edelleen hämmästynyt siitä, miten sanat muodostetaan!

Tarvikkeet

Elektroniikan lisäksi lähes kaikki komponentit ovat uudelleenkäytettyjä tai kierrätettyjä esineitä, jotka minulla oli jo kotona. Ainoa työkalu, jota todella tarvitset eikä luultavasti ole käsillä kellotaulua varten, on laserleikkuri. Onneksi on monia fablabeja ja valmistajapaikkoja, jotka voivat auttaa sinua tässä. Kiitos Makerspace De Prins!

Elektroniset komponentit:

• 8X8 WS2812B LED -matriisi
• Arduino nano
• DS3231 reaaliaikainen kellomoduuli
• DFPlayer mini
• micro SD -kortti DFPlayer mini -laitteeseen (pienin/halvin, jonka löydät, tekee työn hyvin)
• Valodiodi
• Yksi RGB -LED
• 1000 F kondensaattori
• mahdollisimman pieni kaiutin
• yleiset johdot, liittimet, vastukset, painikkeet
• Puu, MDF,.. laatikkoon

Vaihe 1: Tee laatikko

Itse laatikossa käytin joitakin puulattian leikkauksia. Nämä ovat hienoja 9 mm paksuisia tammilevyjä. Leikkasin leikkaussahalla 4 kappaletta 10,5 x 8,6 cm: n kappaletta (itse asiassa leikkasin jonkin ylimääräisen korjatakseni mahdolliset virheet!). Lyhyen reunan varrella tehdään 5 mm ura etu- ja takapaneelin piilottamiseksi. Pitkät reunat leikataan 45 asteen kulmassa, jolloin muodostuu mukava neliömäinen laatikko. Tämä ei ole yhteinen puutyöläisten villiintyminen pienen liimapinta -alan vuoksi. Mutta pidän nurkkaan piilotetun liitoksen ulkonäöstä ja se on silti vahva sovellukselle. Mutta tämä on vain minun ratkaisuni käsillä olevilla materiaaleilla. Mikä tahansa laatikko, joka pitää matriisin, tekee työnsä hyvin. Ennen osien liimaamista meidän on valmistettava ja asennettava elektroniikka. Joten seuraavaan vaiheeseen.

Vaihe 2: Kellotaulu

Ei kelloa ilman kellotaulua. Tämä on yksi fiksuimmista, nopeammista ja halvimmista tavoista tehdä kirjaimet läpikuultaviksi estäen samalla kaikki muu valo. Tarvitset vain pienen palan (10 x 10 cm) akryylilasia (AKA plexi), ruiskumaalia ja laserleikkurin. Aloitin kierrätetystä kirkkaasta akryylilasista; paksuudella ei ole merkitystä, kunhan se sopii laatikon syvennykseen. Toisella puolella karhensin kulman hiomapaperilla ja peitin sen mustalla ruiskumaalilla. Älä huolehdi tippuvasta maalista ja niin edelleen, koska tämä on takapuoli. Toisaalta toisaalta sinun on pidettävä mahdollisimman koskematon. Nyt tarvitset pääsyn laserleikkuriin maalin ja osan akryylilasin poistamiseksi, ja kirjaimet on toimitettava mukana toimitetulla SVG: llä; älä unohda, että kirjaimet on peilitettävä! Et voila: halpa, nopea ja helppo tapa tehdä täydellisen näköinen etulevy ilman käytännössä valovuotoja! Sinun on todennäköisesti muutettava kirjainten järjestystä, koska ne on suunniteltu hollantilaiselle kellolle.

Nyt sinulla on pääsy laseriin, leikkaa myös matriisi (myös tiedosto liitteenä) noin 6 mm: n MDF -levystä. Tämä menee LED -matriisin ja etulevyn väliin hajottamaan valoa ja estämään valon vuotaminen viereisiin kirjaimiin.

Vaihe 3: Elektroniikan juottaminen

Nyt on kellomme ytimen aika; elektroniikka.

Projektimme ydin on arduino nano. Käytin Atmega328P -pohjaista. Tämä toimii, mutta ohjelmistokehityksen aikana törmäsin usein muistiongelmiin. Joten luultavasti nano jokainen tai jopa ESP32 voisi sopia paremmin.

Ennen kuin juotat kaiken yhteen, on viisasta testata kaikki komponentit ja liitännät leipälaudalla. Komponenttien suuren määrän ja tarvittavien liitosten vuoksi tämä näyttää sotkuiselta. Sitten siirrän kaikki komponentit yksi kerrallaan rei'itetylle piirilevylle. Pidä komponentit lähellä toisiaan, koska laatikko on suhteellisen pieni ja aseta ne siten, että SD -kortille, akulle jne. Pääsee käsiksi irrottamalla takaosan. Ylhäältä kaikki näyttää mukavalta ja siistiltä, kun taas takaosa on spagetti parhaimmillaan. Mutta tekemällä ja testaamalla kaikki yhteydet voit tehdä tämän myös! Löydät neuvoja tästä prototyyppitaulusta täältä.

Alta löydät kaikki liitännät, jotka on tehtävä eri komponenteille:

RTC (reaaliaikainen kello) DS3231: 4 nastaa on kytketty suoraan arduinoon

• VCC - 5V
• GND - GND of arduino
• SDA - A4
• SCL - A5

DFPlayer Mini: Tämä on hieman erilainen kuin useimmissa esimerkeissä. I2C -väyläongelmien välttämiseksi liitän sen arduinon sarjaporttiin ohjelmistoväylän sijaan. DFPlayer Mini -laitteeseen tulevan mikro -SD -kortin tulee sisältää 12 MP3 -soittoääntä (nimeltään 0001.mp3, 0002.mp3,…) ja hyvää syntymäpäivää soittoääni nimeltä 0014.mp3 (13 ei halunnut toimia!?!).

• VCC - 5V
• GND - GND
• RX - TX arduinoon, ei suoraan vaan 1 kohmin vastuksen yli; Älä kytke DFPlayer minin lähetintä, emme käytä moduulin palautetta ja se sotkee kellon oikean toiminnon!
• spk1 & spk2 kaiuttimeen

WS2812 led -matriisi:

• Positiivinen ja negatiivinen on kytketty suoraan virtaliitäntään
• Din ensimmäinen LED/kirjain on kytketty Arduino D6 -nastaan, ei suoraan vaan 330 ohmin vastukseen

1000 µF: n kondensaattori: Tämä suojaa LED -valoja, luultavasti toimii hyvin ilmankin.

Positiivinen jalka on kytketty LED -matriisin positiiviseen puoleen (ja siten myös DC -liittimeen); negatiivinen jalka on kytketty LED -matriisin miinuspuoli

RGB-LED: Käyttämässäni LED-valossa on sisäänrakennetut vastukset, useimmissa ei, joten sisällytä ne tarvittaessa.

• Pisin jalka on kytketty maahan
• Muut jalat yhdistetään arduinon tappeihin D8, D9 ja D10.

Valodiodi

• Valodiodin toinen jalka on kytketty 5V,
• toinen jalka on liitetty arduinon A0 -nastaan ja maahan 4,7 kohmin resitorilla

Painikkeet: tarvitset 3 painiketta; 1 iso hälytyspainike ja 2 pienempää ylös- ja alas -toimintoa varten. Painikkeet on liitetty arduinon digitaalisiin nastoihin. Sinun on myös lisättävä 10 khm: n alasvetovastus, kuten tässä ohjeessa on selitetty.

• Hälytyspainike on kytketty nastaan D7
• Ylös on kytketty nastaan D12
• Alas -painikkeet on kytketty nastaan D11

Vaihe 4: Kellon kokoaminen

Kaikkien komponenttien rajallisen tilan vuoksi on tärkeää testata kaikkien osien sopivuus. Siksi liitin kaikki komponentit liittimillä, jotta ne olisi helppo poistaa emolevystä. Hälytyspainike, jota käytin, on liian pitkä, ja kiinnitin sen hyvin outolla tavalla. Tämä johtuu siitä, että en pitänyt sen punaisesta muovista. Nyt se on sijoitettu paljon syvemmälle kelloon, jotta tilaa pienelle puulevylle, joka toimii nyt painikkeena ja sopii paremmin kellon ulkoasuun. Levy on todella leikattu vanhan siveltimen kahvasta; näet, että tykkään käyttää vanhoja tavaroita uudelleen! Taustalevy on myös uudelleenkäytetty esine: joitakin leikkauksia kultaisesta dibond-levystä, joka toimii keittiömme taustana. Leikkaa vain takalevy halkaisijallasi ja poraa reikä DC -liittimelle. Se on kiinnitetty ruuveilla, jotta sisäosat pääsevät käsiksi myöhemmin. Kun kaikki näyttää sopivan ja toimivan, on aika liimata laatikko. Liimaus on helppoa, teippaa kaikki 4 sivua yhteen maalarinteipillä, levitä liima ja kääri yhteen. LED -matriisi on teipattu LED -kannen matriisiin ja tämä kitka sopii paikalleen. Etulevy on asennettu päälle kaksipuolisella teipillä. Ensimmäisinä iltoina tein "testi -iltoja", kun kaikki pidettiin yhdessä kuminauhoilla, ja minusta tuntui, että jopa alhaisimmalla asetuksella LEDit ovat liian kirkkaita! Tämä ratkaistiin lisäämällä 2 kerrosta paperia LED -kannen matriisin ja etulevyn väliin.

Vaihe 5: Ohjelmisto

Ohjelmisto on, jos tämä kello eroaa useimmista muista. Koska aion käyttää sitä tärkeimpänä herätyskellona, tarvitsen monia toimintoja, joita ohjataan vain 3 painikkeella! Pidän parempana myös erillistä laitetta sen sijaan, että joutuisin muodostamaan yhteyden siihen wifi-, bluetooth- tai… yksinkertaisten asioiden takia, kuten soittoäänen, kellonajan muuttaminen … ja niin edelleen.

Tässä on yleiskatsaus kaikista sisällyttämistäni toiminnoista.

• Hälytyspainikkeen lyhyt painallus aktivoi / deaktivoi hälytystoiminnon. Kun hälytys on aktiivinen, LED on punainen.
• Kun hälytys aktivoituu, hälytysaika näytetään ja hälytysaikaa voidaan muuttaa ylös- ja alaspainikkeilla (tunteja, kun punainen LED vilkkuu, ja minuutteja, kun sininen LED vilkkuu)
• Soittoäänen ja äänenvoimakkuuden muuttaminen; sinun on aktivoitava asetusvalikko painamalla samanaikaisesti ylös- ja alas -painiketta hälytysajan asettamisen aikana.
• Kun hälytys on käynnissä, hälytyspainikkeen lyhyt painallus antaa sinulle 5 minuutin torkkuajan. Kytkeminen pois päältä: paina uudelleen tai paina pitkään, kunnes hälytysvalo sammuu.
• Jos haluat muuttaa aikaa, sinun on aktivoitava asetusvalikko painamalla samanaikaisesti ylös- ja alas -näppäimiä normaalin käytön aikana.
• Jos haluat muuttaa päivämäärää (jota käytetään syntymäpäivätoiminnossa), sinun on aktivoitava asetusvalikko painamalla samanaikaisesti ylös- ja alas -painiketta ajan asettamisen aikana.
• Ja viimeinen pääsiäismuna: hälytyspainikkeen pitkä painallus aktivoi sateenkaaritilan. Tämä näyttää paitsi viileältä, mutta voi toimia jopa yövalona!

Tarvittava arduino -luonnos on liitetty. Mutta voisi hyötyä uudelleenkirjoituksesta tyhjästä, koska se osoittaa liikaa orgaanista kasvuaan ja siksi siitä puuttuu hieman logiikkaa. Mutta koska kaikki toimii, en halua käyttää siihen enemmän aikaa kuin aiemmin.

Tärkein toiminto, joka erottaa tämän kellon, on tämä:

Merkkijono TextToLED (String InputText, int -animaatio, int StartLed)

Se sisältää algoritmin, joka etsii tarvittavat kirjaimet valaisemaan sinua ja vaihtaa värit missä tahansa InputText -tilan kohdassa. Useimmissa muissa kelloissa kaikki sanat on koodattu kovasti, mikä tarkoittaa, että kun muutat kellotaulua, sinun on koodattava kaikki uudelleen. Tässä on kyse vain oikean kirjainjärjestyksen asettamisesta merkkijonoon

ClockFace = Jono ("HETMISDTKWARVIENTBIJFGNAVOORHALFDNTWZEVRPHIAGERNALJFCHTSDUURAPMY"). Ja se on erityisen kätevää, kun vaihdat syntymäpäivätoiminnon nimiä.

Vaihe 6: Tulevia parannuksia

Jopa useiden kuukausien käytön jälkeen olen edelleen erittäin tyytyväinen kokoonpanoon. Suurimman osan projekteistani ajattelen: "Tätä pitäisi parantaa, tai tämä olisi ollut parempi …" Mutta tämä, ei; se tuntuu ja toimii niin kuin halusin sen tekevän. Yksi ongelma voi olla virrankulutus. Tämä voi olla korkeampi kuin ostamasi keskimääräinen herätyskello. Mutta se riippuu paljon päivänvalon määrästä, koska LDR tekee tehtävänsä erittäin hyvin. Kun on täysin pimeää, kelloni siirtyy yötilaan; tämä tarkoittaa punaisia ja vihreitä kirjaimia himmeimmällä asetuksella. Tässä tilassa kello kestää 0,08 ampeeria ja kuluttaa noin 0,4 wattia. Koko päivän valossa tämä suurenee 0,3 ampeeriin tai noin 1,5 wattiin, kun taas sateenkaari -tila kuluttaa jopa 5 wattia.

Lopputulosta katsoessani olen kuitenkin vakuuttunut siitä, että se on kaiken sen energian arvoista, johon panoin!

Muista äänestää minua kellokilpailussa! Kiitos, että luit loppuun asti.