Budzik LED Sunrise: 5 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:31

Masz problem ze wstawaniem rano? Nienawidzisz ostrego, przeszywającego dźwięku alarmu? Czy wolałbyś sam zrobić coś, co prawdopodobnie mógłbyś kupić za mniej pieniędzy i czasu? W takim razie sprawdź ten budzik LED Sunrise!

Alarmy o wschodzie słońca są zaprojektowane tak, aby zapewnić bardziej uspokajające wrażenia z budzenia poprzez powolne zwiększanie jasności wokół ustawionego czasu budzenia. Chodzi o to, że odwołuje się to do naszej naturalnej skłonności do wstawania ze słońcem i „nakłania” ciało do zrównoważonego rytmu dobowego, ułatwiając wstawanie. Może to nie dotyczyć wszystkich, ale osobiście uważam, że jest to pomocne, a zwłaszcza ciepłe kolory o poranku.

Wiele zegarów wschodu słońca, które można kupić, próbuje symulować światło słoneczne za pomocą specjalnych żarówek, które próbują dopasować odcień i temperaturę barwową porannego słońca. Jednak w tej konstrukcji używamy tylko diod LED RGB, które mogą z grubsza przypominać odczucie światła słonecznego, ale także pozwalają na fajne i niepowtarzalne kombinacje kolorów i efekty. Ta konstrukcja oparta jest na Arduino UNO z samymi kościami z modułem zegara czasu rzeczywistego (RTC) i 7-segmentowym zegarem LED.

Krok 1: BOM

• Skrzynia bagażnika z lipy
• Arduino UNO lub odpowiednik gołych kości
• Regulator liniowy LM7805 5V
• Nasadki, kilka 1uF, 10uF dla diod LED.
• Moduł zegara czasu rzeczywistego (RTC)
• 7-segmentowy wyświetlacz zegara LED
• Potencjometr
• Enkoder obrotowy
• Pokrętła do garnka i enkodera. Użyłem kilku gałek gitarowych, które leżałem wokół
• Chwilowy przełącznik przyciskowy z diodą LED
• Pręty akrylowe (6x10mm śr.250mm długości)
• 8x diod LED RGB WS2812B
• Śruby M3 dystansowe i nakrętki
• Mini magnesy
• PCB lub płytka prototypowa + przewody
• Bejca do drewna o pożądanym kolorze

Krok 2: Projekt

Schemat budowy znajduje się poniżej. Sprawdź to. Kluczowym elementem zegara jest moduł RTC. Zapewnia to niezawodne utrzymywanie czasu i ma małą baterię, która umożliwia utrzymanie czasu, gdy cały budzik jest wyłączony. Moduł RTC i 7-segmentowy interfejs wyświetlacza zegara do Arduino za pośrednictwem protokołu I2C.

Wejście użytkownika do urządzenia odbywa się za pomocą enkodera obrotowego z dotykowym przyciskiem, który służy do konfiguracji czasu zegara i alarmu, a także trybów LED i jasności. Potencjometr służy do zmiany jasności 7-segmentowego wyświetlacza zegara. W retrospekcji użycie innego enkodera obrotowego ułatwiłoby interfejs i mógłbym dodać więcej funkcji, ale obsługa dwóch enkoderów obrotowych za pomocą przerwań Arduino staje się nieco bardziej skomplikowana (tak naprawdę nie zagłębiłem się w dodawanie dwóch enkoderów obrotowych, więc nie do końca pewien, jakie to trudne). Do włączania diod LED służy przycisk chwilowy. Mam ładniejszy metalowy przycisk z diodą LED, ale każdy przycisk wystarczy. Możesz użyć przycisku na dodatkowym enkoderze obrotowym, jeśli go dodasz.

Do płytki użyłem zasilacza 9V z wtykiem 5,5mm x 2,5mm. Użyto LM7805, aby obniżyć to do 5 V dla elektroniki. Mój został oceniony na 0,75 A przy 9 V i prawdopodobnie nie chciałbym schodzić niżej, ponieważ diody LED WS2812B mogą rysować całkiem sporo przy maksymalnej jasności. Przy pełnej jasności całe urządzenie pobierało około ~450mA.

Wszystko mieści się w kufrze z drewna lipowego, który można poplamić, aby uzyskać bardziej wykończony wygląd. Zastosowane diody LED to 8x diody adresowalne cyfrowo WS2812B. Są świetne i lubię ich używać w wielu projektach, ponieważ można je łatwo zaprogramować, aby uzyskać fajne efekty i mogą być dość jasne. Diody LED dyfundują przez akrylowe pręty bąbelkowe zamontowane w górnej części obudowy. Do podparcia prętów użyłem drukowanej w 3D plastikowej osłony, którą później dotykam. Możesz użyć czegokolwiek innego jako dyfuzora LED. Ten artykuł zawiera kilka ciekawych pomysłów.

Krok 3: Okablowanie i obudowa

Zobacz plik. ZIP dla Gerberów PCB. Zrobiłem to za pomocą oprogramowania DipTrace Schematic i PCB Design, a jeśli jesteś zainteresowany, dołączyłem również plik DipTrace. Jeśli nie chcesz robić PCB, możesz po prostu użyć płytki perforowanej lub przewodu bezpośrednio do Arduino UNO. Przeważnie jest to po prostu okablowanie modułów, przełączników i diod LED do Arduino.

Potencjometr ma jeden koniec do GND, drugi do 5 V, a środek do pinu wejścia analogowego. Okablowanie enkodera obrotowego musi być podłączone do GND i dwóch styków przerwań (2 i 3) Arduino. Ta instrukcja może być pomocna. Obrotowy przycisk enkodera i górny przycisk są połączone z GND i odpowiednim cyfrowym pinem wejściowym (będą one wykorzystywać wewnętrzne podciąganie pinów). Nie zapomnij również podłączyć zasilania do diody LED w górnym przycisku (mój nie potrzebował rezystora ograniczającego prąd). Wyświetlacz i moduł RTC są podłączone do 5V, GND i odpowiednich pinów SDA, SCL Arduino. Użyłem 1uF na kondensatorach wejściowych i wyjściowych dla LM7805 i kolejne 10uF na szynie 5V do obsługi diod LED.

Większość tych złączy można podłączyć bezpośrednio do płytki drukowanej lub płyty perforowanej, ale wolę używać standardowych złączy nagłówkowych o skoku 100 mil (2,54 mm) z rurkami termokurczliwymi na moim okablowaniu, aby przymocować je do pinów na płycie, ponieważ ułatwia to wszelkie zmiany lub poprawki.

Następnie należy zamontować w bagażniku i wyciąć odpowiednie obszary dla garnka, enkodera obrotowego, wyświetlacza, gniazda zasilania i górnego przycisku. Do montażu płytki użyłem podkładek i nakrętek M3. Jeśli dobrze dopasujesz swoje otwory, powinieneś być w stanie samodzielnie zabezpieczyć złącza i elementy, w przeciwnym razie przyklej je na gorąco, kochanie.

Jedną z rzeczy, które należy wziąć pod uwagę podczas cięcia/wiercenia w skrzynce z drewna lipowego, jest to, że będziesz chciał wejść z zewnątrz do środka i użyć ostrych wierteł, które łatwo się kruszą. Jest to jeden z powodów, dla których plastikowe mocowanie osłony dla prętów akrylowych, ponieważ wiercenie dużych otworów dla nich trochę popsuło drewno.

Krok 4: Diody LED i barwienie

Podłącz linię 5V, GND i danych do paska 8x diod LED WS2812B. Wolę również epoksydować połączenie drutu z paskiem, ponieważ mają tendencję do odrywania podkładek pod wpływem siły i jest to duży problem w naprawie. Po prostu przykleiłem je do dolnej skrzynki.

Pręty akrylowe zostały przycięte po dwie sztuki dla każdej z następujących długości: 2,5" 3,25" 4" 4,75". Nie miałem do tego świetnego narzędzia i po prostu strzeliłem w miejscu, w którym chciałem ciąć Dremelem, i odłamałem go. Następnie użyłem papieru ściernego i końcówki polerskiej Dremel do oczyszczenia końcówek. Do montażu akrylowych prętów najłatwiej jest chyba prawidłowo wywiercić otwory bez niszczenia drewna. Nie udało mi się tego zrobić, więc zamiast tego wydrukowałem w 3D prostą osłonę, która przytrzymywała diody LED. Jest odpowiednio zakrzywiona, aby pasowała do górnej części bagażnika (łatwym sposobem na to jest prześledzenie krzywizny pudełka na papierze, a następnie zmierz środek okręgu, który utworzy krzywą w celu odtworzenia krzywej w CAD). Ogólnie rzecz biorąc, część działała całkiem dobrze i pewnie trzymała pręty równo z diodami LED, tak że nie potrzebowałem nawet kleju. Myślę też, że osłona dodaje ładnej kontrastowej estetyki do ogólnego wyglądu zegara.

Aby pudełko było zamknięte, super przykleiłem mały magnes do wewnętrznej strony górnej i dolnej części obudowy.

Potem wszystko, co pozostało po stronie sprzętu, to poplamienie go, upewniając się, że zamaskujesz obszary, na których nie chcesz plamić (lub jeszcze lepiej poplamić całość, zanim włożysz elektronikę…) i dodaj trochę tych małych filców lub gumowe podkładki pod nóżki.