Будильник Sunrise с Arduino: 9 шагов (с изображениями)

2025 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2025-01-23 15:05

Зима бывает грустной. Вы просыпаетесь, темно, и вам нужно встать с постели. Последнее, что вы хотите слышать, - это рев вашего будильника. Я живу в Лондоне, и мне трудно просыпаться по утрам. Кроме того, я скучаю по пробуждению от естественного света.

В этом уроке мы собираемся построить будильник с восходом солнца. Это будильник, как и любой другой, в котором вы можете установить час и минуту, когда хотите проснуться, но с дополнительным преимуществом использования света, чтобы украсить вашу спальню в течение определенного периода времени, как восход солнца, чтобы разбудить вас более естественно.

Лампы Sunrise существуют на рынке, но они могут быть дорогими (быстрый поиск на Amazon возвращает товары в диапазоне от 100 фунтов стерлингов), хрупкими и довольно клинически выглядящими. Мы собираемся сделать что-то намного дешевле и намного лучше.

Все детали будут перечислены на следующем шаге. Код можно скачать с моего репозитория Github gold-sunrise-clock. Все схемы и файлы сборки корпуса доступны для загрузки в этом руководстве.

Пойдем:)

Если у вас возникнут проблемы или вы хотите поздороваться, напишите мне на [email protected] или подпишитесь на меня в Instagram @celinechappert.

Шаг 1: Сбор компонентов

Для начала мы будем использовать часы в качестве входа и сверхъяркий светодиод в качестве выходного сигнала, чтобы имитировать восход солнца.

Для построения схемы нам потребуются:

- часы. Мы собираемся использовать RTC DS3231 (5 фунтов стерлингов).

- полевой МОП-транзистор для управления яркостью света (9 фунтов стерлингов)

- сверхъяркий светодиод (£ 1)

- батарея 9 В для питания светодиода (3 фунта стерлингов)

- макет для легкой сборки (3 фунта стерлингов)

- Arduino Uno (20 фунтов стерлингов)

- кнопка (необязательно - только для демонстрационных целей)

Общая стоимость = 41 £

Если у вас уже есть дома Arduino, макетная плата и батарея на 9 В, весь проект обойдется вам менее чем в 15 фунтов стерлингов.

Для изготовления акрилового футляра вам понадобятся:

- 2 листа акрила Perspex толщиной 0,3 мм, по 1 листу каждого цвета для солнца и корпуса.

- доступ к лазерному резчику.

Мне повезло, что у меня был доступ к мастерской моей школы, так что эти расходы по большей части были покрыты. Я купил дополнительный лист акрила, потому что мой дизайн требовал оранжевого оттенка для солнца, который стоил 14 фунтов стерлингов за лист (Perspex дорогой!).

Шаг 2: Сборка схемы

Вы можете обратиться к черно-белому эскизу моей схемы (извините за беспорядок) и к схеме с Arduino (выполненной с помощью Fritzing).

По сути, вот разбивка того, что с чем связано:

Часы:

(-) подключается к GND

NC расшифровывается как «Not Connected» и ни к чему не подключается.

C / SCL подключается к контакту A5 на Arduino

D / SDA подключается к контакту A4 на Arduino

(+) подключается к 5V на Arduino

МОП-транзистор

Вывод затвора идет на вывод ~ 9 на Arduino Uno, потому что это ШИМ.

Сливной штифт идет к отрицательной стороне светодиода

Вывод источника идет на GND на Arduino

ВЕЛ

Отрицательная сторона подключена к дренажному выводу на полевом МОП-транзисторе.

Положительная сторона подключена к 5В на макетной плате.

Аккумулятор 9В

(+) в (+) на макетной плате, то же самое с (-).

Ардуино Уно

Не забудьте подключить 5 В к (+) на макетной плате, а GND к (-). Не забудьте подключить (-) на одной стороне макетной платы к (-) на другой стороне.

Далее мы настроим наши часы с помощью библиотеки DS3231.

Шаг 3: Установка и настройка часов

Библиотеку, которую я использую для запуска этих часов, можно найти в Rinky-Dink Electronics (скриншоты выше). Щелкните ссылку и убедитесь, что вы находитесь на странице DS3231. Загрузите zip-файл, сохраните его и поместите в папку / библиотеки Arduino.

Теперь, чтобы установить правильное время на часах, откройте Arduino и перейдите в Примеры / DS3231 / Arduino / DS3231_Serial_Easy.

Раскомментируйте три строки кода (выделены оранжевым на скриншоте), проверьте время и поместите это правильное время в эти три строки кода в военном формате.

Нажмите Загрузить.

Теперь вы можете раскомментировать эти три строки и снова нажать «Загрузить».

Откройте Serial Monitor и убедитесь, что ваше время правильное.

Наши часы установлены! У нас есть схема, теперь приступим к кодированию. Опять же, репо доступно на Github.

Шаг 4: кодирование

Загрузите код и убедитесь, что библиотека для DS3231 правильно установлена.

Прежде всего, мы хотим определить наши настройки.

fadeTime - это время, в течение которого свет будет угасать от 0 до максимальной яркости в минутах. setHour / setMin соответствуют времени, к которому мы хотим проснуться (примечание: здесь читается военный формат, поэтому требуется 24 часа). Мы также определяем вывод 9 на Arduino как наш ВЫХОД.

В setup () убедитесь, что номер SerialBegin (здесь 96000 бод) соответствует номеру Serial Monitor.

В loop () оператор if проверяет, не пора ли просыпаться. Код запускается в цикле, каждый раз проверяя, соответствуют ли значения часа и минуты, возвращаемые часами, нашим переменным setHour / setMin. В этом случае оператор if возвращает функцию active ().

Функция active () состоит из двух частей. Сначала мы начинаем постепенно гасить свет: здесь есть функции задержки, чтобы светодиод не стал слишком ярким слишком рано на «ранних» стадиях fadeTime. Затем цикл for контролирует скорость, с которой свет должен становиться все ярче и ярче в зависимости от fadeTime. Наконец, мы выключаем свет, передавая значение 0 нашему светодиоду в функции analogWrite ().

На видео выше показана схема, работающая в одном из прототипов акриловых корпусов.

Шаг 5: Картонный прототип (необязательно)

До этого проекта я никогда не работал с лазерным резаком. Изготовление картонного прототипа позволило мне познакомиться с машиной во время тестирования того, насколько хорошо объект выглядит (размер, внешний вид и т. Д.) В реальном пространстве. Планы кейсов для скачивания.