Светодиодный будильник с восходом солнца: 5 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:52

Проблемы с подъемом по утрам? Ненавидите резкий пронзительный звук будильника? Вы бы предпочли сделать что-то самостоятельно, что можно было бы купить за меньшие деньги и время? Тогда обратите внимание на этот светодиодный будильник с восходом солнца!

Будильники восхода солнца созданы для более успокаивающего пробуждения за счет постепенного увеличения яркости вокруг установленного времени пробуждения. Идея состоит в том, что это апеллирует к нашей естественной склонности просыпаться с солнцем и «вводит» тело в сбалансированный циркадный ритм, облегчая вставание. Это может быть не для всех, но лично я считаю, что это полезно, и особенно нахожу теплые тона успокаивающими по утрам.

Многие часы для восхода солнца, которые вы можете купить, пытаются имитировать солнечный свет с помощью специальных лампочек, которые пытаются соответствовать оттенку и цветовой температуре утреннего солнца. Однако для этой сборки мы просто использовали светодиоды RGB, которые могут примерно соответствовать ощущению солнечного света, но также позволяют создавать крутые и уникальные цветовые комбинации и эффекты. Эта сборка основана на голой Arduino UNO с модулем часов реального времени (RTC) и 7-сегментными светодиодными часами.

Шаг 1: спецификация

• Ящик для сундука из липы
• Arduino UNO или его аналог
• LM7805 Линейный регулятор 5 В
• Колпачки, несколько 1uF, 10uF для светодиодов.
• Модуль часов реального времени (RTC)
• 7-сегментный светодиодный дисплей часов
• Потенциометр
• Поворотный энкодер
• Ручки для потенциометра и энкодера. Я использовал несколько гитарных ручек, которые у меня были
• Кнопочный переключатель мгновенного действия со светодиодом
• Акриловые стержни (6x10 мм диаметром 250 мм длиной)
• 8x светодиодов WS2812B RGB
• Винтовые стойки и гайки M3
• Мини магниты
• Печатная плата или макетная плата + провода
• Морилка желаемого цвета

Шаг 2: Дизайн

Схема сборки приведена ниже. Проверить это. Ключевым элементом часов является модуль RTC. Это обеспечивает надежное отслеживание времени и имеет небольшую батарею, которая позволяет ему поддерживать время, если весь будильник выключен. Модуль RTC и 7-сегментный дисплей часов подключаются к Arduino по протоколу I2C.

Пользовательский ввод в устройство осуществляется поворотным энкодером с тактильной кнопкой, которая используется для настройки времени часов и будильника, а также режимов и яркости светодиодов. Потенциометр используется для изменения яркости 7-сегментного дисплея часов. В retrospec использование другого поворотного энкодера немного упростило бы взаимодействие, и я мог бы добавить больше функциональности, но становится немного сложнее обрабатывать два поворотных энкодера с использованием прерываний Arduino (на самом деле не нырнул в добавление двух поворотных энкодеров, поэтому не совсем уверен, насколько это сложно). Кнопка мгновенного действия используется для включения светодиодов. У меня есть более красивая металлическая кнопка со светодиодом, но подойдет любая кнопка. Вы можете использовать кнопку на вторичном поворотном энкодере, если добавите его.

Я использовал адаптер питания на 9 В с разъемом 5,5 мм x 2,5 мм на плате. LM7805 был использован для понижения этого напряжения до 5В для электроники. Мой был рассчитан на 0,75 А при 9 В, и я, вероятно, не хотел бы опускаться ниже, поскольку светодиоды WS2812B могут немного потреблять при максимальной яркости. При примерно полной яркости все устройство потребляло около 450 мА.

В чемодан из липы помещается все необходимое, чтобы его можно было окрасить для придания более законченного вида. Используемые светодиоды - это 8 светодиодов WS2812B с цифровой адресацией. Они великолепны, и мне нравится использовать их во многих проектах, поскольку они легко программируются для создания крутых эффектов и могут быть довольно яркими. Светодиоды рассеиваются через акриловые пузырьковые стержни, установленные в верхней части коробки. Я использовал пластиковый кожух, напечатанный на 3D-принтере, для поддержки стержней, о котором я расскажу позже. Вы можете использовать все, что захотите, в качестве светодиодного рассеивателя. В этой статье есть несколько интересных идей.

Шаг 3: Электромонтаж и корпус

См. Файл. ZIP для герберов печатной платы. Я сделал это с помощью программного обеспечения DipTrace Schematic and PCB Design Software, а также включил файл DipTrace, если вам интересно. Если вы не хотите делать печатную плату, вы можете просто использовать перфорированную плату или провод напрямую к Arduino UNO. В основном это просто подключение модулей, переключателей и светодиодов к Arduino.

Потенциометр имеет один конец для заземления, другой - на 5 В, а средний - на ваш аналоговый входной контакт. Проводка поворотного энкодера должна быть подключена к GND и двум контактам прерывания (2 и 3) Arduino. Это руководство может быть полезно. Кнопка поворотного энкодера и верхняя кнопка подключены к GND и соответствующему контакту цифрового входа (они будут использовать внутренние подтяжки контактов). Также не забудьте подключить питание к светодиоду в верхней кнопке (мне не нужен ограничивающий ток резистор). Дисплей и модуль RTC подключены к 5V, GND и соответствующим контактам SDA, SCL Arduino. Я использовал 1 мкФ на входных и выходных конденсаторах для LM7805 и еще 10 мкФ на шине 5 В для поддержки светодиодов.

Вы можете подключить большинство этих разъемов непосредственно к вашей печатной плате или перфорированной плате, но я предпочитаю использовать стандартные разъемы заголовка 100 мил (2,54 мм) с термоусадочной трубкой на моей проводке для прикрепления к контактам на плате, поскольку это упрощает любые изменения или исправления.

Затем нужно установить в багажник и вырезать соответствующие области для горшка, поворотного энкодера, дисплея, разъема питания и верхней кнопки. Для крепления платы я использовал винтовые стойки M3 и гайки. Если вы правильно рассчитываете размеры отверстий, вы сможете держать разъемы и прочее в безопасности самостоятельно, в противном случае приклейте их горячим клеем, детка.

Одна вещь, которую следует учитывать при резке / сверлении в ящике из липы, заключается в том, что вы захотите выйти снаружи и использовать острые сверла, такие как дерево, легко скалывающееся. Это одна из причин использования пластикового кожуха для акриловых стержней, поскольку просверливание больших отверстий для них немного испортило дерево.

Шаг 4: светодиоды и окрашивание

Подключите 5V, GND и линию передачи данных к полосе из 8 светодиодов WS2812B. Я также предпочитаю покрыть эпоксидной смолой соединение проводов с полосой, так как они имеют тенденцию отрывать колодки под действием силы, и это очень сложно исправить. Я просто приклеил их к нижней части коробки.

Акриловые стержни вырезали по две части каждой из следующих длин: 2,5 дюйма, 3,25 дюйма, 4 дюйма, 4,75 дюйма. У меня не было отличного инструмента для этого, и я просто забил там, где хотел резать, с помощью Dremel и отломил его. Затем я использовал наждачную бумагу и полировальный наконечник Dremel, чтобы очистить концы. Для установки акриловых стержней, вероятно, проще всего правильно просверлить отверстия, не повредив дерево. Мне не удалось этого сделать, поэтому вместо этого я напечатал на 3D-принтере простой кожух для удержания светодиодов. Он изогнут соответствующим образом, чтобы плотно прилегать к верхней части коробки багажника (простой способ сделать это - проследить кривизну коробки на бумаге., затем измерьте центр круга, чтобы получить кривую, чтобы воспроизвести кривую в САПР). В целом, деталь работала достаточно хорошо и надежно удерживала стержни заподлицо со светодиодами, так что мне даже не понадобился клей. Я также думаю, что кожух добавляет приятную контрастную эстетику внешнему виду часов в целом.

Чтобы коробка оставалась закрытой, я приклеил небольшой магнит к внутренней верхней и нижней части корпуса.

Затем все, что осталось на аппаратной стороне, - это испачкать его, не забывая замаскировать участки, на которых вы не хотите оставлять пятен (или, еще лучше, испачкать все, прежде чем вставлять электронику …) и добавить немного этого маленького войлока или резиновые подушечки для ног, штучки.