Nattbord MP3 -alarmklokke: 6 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:21

For dette prosjektet ønsket jeg å lage en praktisk og fullt funksjonell sengeklokke.

Mine personlige forutsetninger for en nattvekker er:

1. Lesbar i alle lys, men ikke blending om natten
2. MP3 alarm melodier
3. Attraktiv og liten formfaktor
4. Slumrefunksjon
5. Minnefunksjon, slik at tid, alarmtid, ringetone og volum ikke går tapt når strømmen slås av.
6. Bursdagsfunksjon: På bursdagen min (og familiemedlemmene mine) vil jeg bli vekket av "gratulerer med dagen" i stedet for standard ringetone

Jeg kunne ikke finne noen instruerbar kombinasjon av alle disse; derfor dette kan instrueres.

Klokken er bygget rundt en 8X8 WS2812B Matrix. På grunn av den lave mengden LED -er, kan ikke alle ord bestå av bokstaver på rad. De fleste 8x8 ordklokker (som denne fine) løser dette ved å gruppere flere bokstaver over en enkelt LED, selv om andre har mer kreative løsninger. Jeg bestemte meg for å gå for en løsning mer som denne, der ord er laget av bokstaver som ikke er sammenhengende. Dette gir det en magisk vri, ettersom du ikke ser ordene før de lyser. For å øke lesbarheten deler bokstaver fra samme ord samme farge. Det er litt forvirrende å lese i begynnelsen, men etter en stund kan du lese det i en blast. Det er også derfor jeg kaller det en bokstavklokke i stedet for en ordklokke. Klokken vekker meg hver morgen, og jeg er fortsatt overrasket over hvordan ordene dannes!

Rekvisita

Bortsett fra elektronikken, er nesten alle komponenter gjenbrukt eller gjenvunnet varer som jeg allerede hadde hjemme. Det eneste verktøyet du virkelig trenger og sannsynligvis ikke har tilgjengelig for klokkeflaten, er en laserskjærer. Heldigvis er det mange fablabs og makerspaces som kan hjelpe deg med det. Takk Makerspace De Prins!

Elektroniske komponenter:

• 8X8 WS2812B LED -matrise
• Arduino nano
• DS3231 sanntidsklokke modul
• DFPlayer mini
• micro SD -kort for å sette i DFPlayer mini (minste/billigste du finner vil gjøre jobben fint)
• En fotodiode
• En RGB LED
• 1000 F kondensator
• en så liten høyttaler som mulig
• generiske ledninger, kontakter, motstander, knapper
• Litt tre, MDF,.. til esken

Trinn 1: Lag esken

Til selve esken brukte jeg noen kutt fra tregulvet. Dette er fine 9 mm tykke eikeplater. Ved å bruke en gjærsag kuttet jeg 4 stykker på 10,5 x 8,6 cm (Faktisk kuttet jeg en ekstra for å rette opp for at det skulle komme feil!). Langs kortsiden er det laget et 5 mm spor for å skjule front- og bakpanelet. De lange kantene er kuttet i en 45 ° vinkel for å lage en fin firkantet eske. Dette er ikke en felles trearbeidere bli vill om, på grunn av det lille enden kornlimområdet. Men jeg liker utseendet på leddet gjemt i hjørnet, og det er fortsatt sterkt for applikasjonen. Men dette er bare min løsning med materialene jeg hadde for hånden. Enhver boks som inneholder matrisen vil gjøre jobben fint. Før vi limer delene sammen må vi lage og montere elektronikken. Så opp til neste trinn.

Trinn 2: Clockface

Ingen klokke uten urskive. Dette er en av de mer smarte, raske og billige måtene å gjøre bokstavene gjennomskinnelige på, mens du blokkerer alt annet lys. Du trenger bare et lite stykke (10 x 10 cm) akrylglass (AKA plexi), litt spraymaling og en laserskjærer. Jeg begynte med et gjenvunnet klart akrylglass; tykkelsen er uviktig, så lenge den passer til fordypningen i esken din. På den ene siden grov jeg et hjørne med litt sandpapir og dekket det med svart spraymaling. Ikke bekymre deg for dryppende maling og så videre, da dette blir baksiden. Den andre siden, derimot, må du beholde så uberørt som mulig. Nå trenger du tilgang til en laserskærer for å fjerne malingen og en del av akrylglasset, der bokstavene må komme ved hjelp av SVG som følger med; ikke glem at bokstavene må speiles! Et voila: en billig, rask og enkel måte å lage en perfekt utseende frontplate, med praktisk talt ingen lekkasje! Sannsynligvis må du endre rekkefølgen på bokstavene, ettersom disse er designet for en nederlandsk klokke.

Nå har du tilgang til laseren, og kutt også en matrise (fil også vedlagt) fra en 6 mm MDF. Dette går mellom LED -matrisen og frontplaten for å spre lyset og forhindre lyslekkasje til nabobokstaver.

Trinn 3: Lodding av elektronikken

Nå er det tid for kjernen i klokken vår; elektronikken.

Hjertet i prosjektet vårt er arduino nano. Jeg brukte en Atmega328P -basert. Dette fungerer, men under programvareutviklingen støter jeg ofte på problemer med minnet. Så sannsynligvis en nano hver eller til og med en ESP32 kan være bedre egnet.

Før du lodder alt sammen er det lurt å teste alle komponenter og tilkoblinger på et brødbrett. På grunn av den store mengden komponenter og nødvendige tilkoblinger vil dette se rotete ut. Deretter overfører jeg alle komponentene en etter en til et perforert kretskort. Vennligst hold komponentene tett inntil hverandre, da esken er relativt liten, og orienter dem på en slik måte at ting som SD -kort, batteri, … er tilgjengelige ved å fjerne bakdelen. Fra toppen ser alt pent og ryddig ut, mens baksiden er en spaghetti på sitt beste. Men ved å lage og umiddelbart teste alle tilkoblinger kan du gjøre dette også! Du kan finne noen råd for disse prototypebrettene her.

Nedenfor finner du alle tilkoblinger som skal gjøres for de forskjellige komponentene:

RTC (sanntidsklokke) DS3231: 4 pinner er koblet direkte til arduinoen

• VCC til 5V
• GND til GND for arduino
• SDA til A4
• SCL til A5

DFPlayer Mini: Denne er litt annerledes enn i de fleste eksempler. For å unngå I2C -bussproblemer, kobler jeg den til seriellporten på arduinoen, i stedet for å bruke en programvarebuss. Micro SD -kortet som går inn i DFPlayer Mini bør inneholde 12 MP3 -ringetoner (navngitt 0001.mp3, 0002.mp3, …) og en ringetone med gratulerer med dagen med navnet 0014.mp3 (13 ville ikke fungere!?!).

• VCC til 5V
• GND til GND
• RX til TX på arduino, ikke direkte, men over en 1 kohm motstand; ikke koble TX til DFPlayer mini, vi bruker ikke tilbakemeldingen fra modulen, og det vil ødelegge riktig funksjon av klokken!
• spk1 og spk2 til høyttaleren

WS2812 led matrise:

• Positivt og negativt er direkte koblet til strømkontakten
• Din på den første LED/bokstaven er koblet til D6 -pinnen på arduinoen, ikke direkte, men over en 330 ohm motstand

Kapasitator på 1000 µF: Dette er for å beskytte lysdiodene, sannsynligvis fungerer det fint uten.

Det positive benet er koblet til den positive siden av LED -matrisen (og derfor også DC -kontakten); det negative benet er koblet til minus -siden av LED -matrisen

RGB LED: Lysdioden jeg bruker, har innebygde motstander, de fleste av dem ikke, så inkluder dem om nødvendig.

• Det lengste benet er koblet til bakken
• De andre benene kobles til pinne D8, D9 og D10 på arduinoen.

Fotodiode

• Det ene benet på fotodioden er koblet til 5V,
• det andre benet er koblet til A0 -pinnen på arduinoen og til bakken over en 4,7 kohm resitor

Knapper: du trenger 3 knapper; 1 stor alarmknapp og 2 mindre for opp- og ned -funksjonen. Knappene er koblet til digitale pinner på arduinoen. Du må også legge til 10kohm nedtrekksmotstander som det er godt forklart i denne instruksen.

• Alarmknappen er koblet til pin D7
• Opp er koblet til pin D12
• Nedknappene er koblet til pinne D11

Trinn 4: Montering av klokken

På grunn av begrenset plass til alle komponentene, er det viktig å teste alle komponenter. Derfor koblet jeg alle komponenter med kontakter, for å enkelt fjerne dem fra hovedkortet. Alarmknappen jeg brukte, er for lang, og jeg monterte den på en veldig merkelig måte. Dette fordi jeg mislikte den røde plasten. Nå er den plassert mye dypere i klokken, for å gi plass til en liten treskive som fungerer som knapp nå og passer bedre utseendet på klokken. Disken er faktisk kuttet fra håndtaket på en gammel pensel; du ser jeg liker å gjenbruke gamle ting! Bakplaten er også en gjenbrukt gjenstand: et snitt fra en gulldibondtallerken, som fungerer som backsplash på kjøkkenet vårt. Bare kutt bakplaten i størrelse med gjæringssagen og bor et hull for DC -kontakten. Den er montert med skruer for å gi tilgang til innsiden senere. Når alt ser ut til å passe og fungere, er det på tide å lime esken. Liming er enkelt, bare teip alle 4 sidene sammen med maskeringstape, påfør limet og pakk det sammen. LED -matrisen er tapet til LED -dekselmatrisen, og denne friksjonen passer på plass. Frontplaten er montert på toppen med dobbeltsidig tape. De første nettene gjorde jeg noen "testkvelder" da alt ble holdt sammen av gummibånd, og jeg følte at selv ved den laveste innstillingen er lysdiodene for lyse! Dette ble løst ved å legge til 2 lag papir mellom LED -dekselmatrisen og frontplaten.

Trinn 5: Programvaren

Programvaren er hvor denne klokken skiller seg fra de fleste andre. Siden jeg har tenkt å bruke den som min viktigste vekkerklokke, trenger jeg mange funksjoner, som skal styres med bare 3 knapper! Jeg foretrekker også en frittstående enhet, i stedet for å måtte koble til den via wifi, bluetooth, … for enkle ting som å endre ringetonen, tid, … og så videre.

Her en oversikt over alle funksjonene jeg inkluderte.

• Kort trykk på alarmknappen aktiverer / deaktiverer alarmfunksjonen. Når alarmen er aktiv, er LED -en rød.
• Ved aktivering av alarmen vises alarmtiden, og man kan endre alarmtiden med opp- og nedknappene (timer når den røde LED -en blinker, deretter minutter når den blå LED -en blinker)
• For å endre ringetonen og volumet; du må aktivere innstillingsmenyen ved å trykke på opp- og nedknappen samtidig under innstillingen av alarmtiden.
• Når alarmen går, vil et kort trykk på alarmknappen gi deg 5 minutters slumretid. For virkelig å slå av: trykk igjen, eller trykk lenge til alarmlampen slås av.
• For å endre tiden må du aktivere innstillingsmenyen ved å trykke på opp- og nedknappen samtidig under normal drift.
• For å endre datoen (brukes til bursdagsfunksjonen) må du aktivere innstillingsmenyen ved å trykke på opp- og nedknappen samtidig under tidsinnstillingen.
• Og siste påskeegget: et langt trykk på alarmknappen aktiverer regnbuemodus. Dette ser ikke bare kult ut, men kan til og med tjene som nattlys!

Den nødvendige arduino -skissen er vedlagt. Men kan ha nytte av en omskriving fra bunnen av, da den viser for mye sin organiske vekst og derfor mangler litt logikk. Men siden alt fungerer, vil jeg ikke bruke mer tid på det enn jeg allerede har gjort.

Den viktigste funksjonen, som skiller denne klokken, er denne:

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

Den inneholder en algoritme som vil lete opp de nødvendige bokstavene for å lyse opp for deg og veksle fargene på et hvilket som helst mellomrom i InputText. I de fleste andre klokker er alle ord hardt kodet, noe som betyr at når du endrer klokkeflaten, må du omkode alt. Her er det bare å sette riktig bokstavrekkefølge i strengen

ClockFace = String ("HETMISDTKWARVIENTBIJFGNAVOORHALFDNTWZEVRPHIAGERNALJFCHTSDUURAPMY"). Og det er spesielt praktisk når du endrer navnene på bursdagsfunksjonen.

Trinn 6: Fremtidige forbedringer

Selv etter flere måneders bruk er jeg fortsatt veldig fornøyd med bygget. For de fleste av prosjektene mine tenker jeg: "Dette burde blitt bedre, eller dette hadde vært bedre, …" Men denne, nei; det føles og fungerer som jeg ønsket at det skulle gjøre. Ett problem kan være strømforbruk. Dette kan være høyere enn gjennomsnittlig vekkerklokke du kjøper. Men det avhenger mye av lysmengden i løpet av dagen, ettersom LDR gjør jobben sin veldig bra. Når det er helt mørkt, går klokken til nattmodus; dette betyr røde og grønne bokstaver ved den svakeste innstillingen. I denne modusen tar klokken 0,08 ampere og bruker derfor omtrent 0,4 Watt. I full dagslys øker dette til 0,3 ampere eller omtrent 1,5 watt, mens regnbuemodus bruker til og med 5 watt.

Uansett, når jeg ser på sluttresultatet, er jeg overbevist om at det er verdt all energi jeg la ned!

Ikke glem å stemme på meg i klokkekonkurransen! Takk for at du leser til slutten.