שעון מכתב מעורר MP3 ליד המיטה: 6 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:12

לפרויקט זה רציתי להכין שעון מעורר ליד המיטה נוח ופונקציונלי.

התנאים האישיים שלי לשעון מעורר ליד המיטה הם:

1. קריא בכל אור, אך אינו מסנוור בלילה
2. שירי אזעקה MP3
3. גורם צורה אטרקטיבי וקטן
4. פונקציית נודניק
5. פונקציית זיכרון, כך שהזמן, זמן האזעקה, הצלצול והעוצמה לא יאבדו בכל פעם שהחשמל מנותק.
6. יום הולדת: ביום ההולדת שלי (וגם של בני משפחתי) אני רוצה להתעורר מ"יום הולדת שמח "ולא מהצלצול הסטנדרטי

לא הצלחתי למצוא שילוב של כל אלה; מכאן שזה ניתן להוראה.

השעון בנוי סביב מטריצה 8X8 WS2812B. בגלל כמות הלדים הנמוכה, לא כל המילים יכולות להיות מורכבות מאותיות רצופות. רוב שעוני 8x8 מילים (כמו זה נחמד) פותרים את זה על ידי קיבוץ אותיות נוספות על גבי נורית אחת, אם כי לאחרים יש פתרונות יצירתיים יותר. החלטתי ללכת על פתרון יותר דומה לזה, שבו מילים נעשות מאותיות לא רצופות. זה נותן לו איזה טוויסט קסום, מכיוון שאתה לא רואה את המילים לפני שהן מוארות. כדי להגביר את הקריאות, אותיות מאותה מילה חולקות את אותו הצבע. זה קצת תמוה לקרוא בהתחלה, אבל לאחר זמן מה אתה יכול לקרוא אותו בתקיעה. זו גם הסיבה שאני קורא לזה שעון אותיות ולא שעון מילים. השעון מעיר אותי כל בוקר ואני עדיין נדהם מאיך שהמילים נוצרות!

אספקה

מלבד האלקטרוניקה, כמעט כל הרכיבים הם פריטים לשימוש חוזר או מוחזרים שכבר היו לי בבית. הכלי היחיד שאתה באמת צריך וכנראה שאין לך בהישג יד עבור שעון הוא חותך לייזר. למרבה המזל יש הרבה fablabs ו- makerspaces שיכולים לעזור לך בכך. תודה לך Makerspace De Prins!

רכיבים אלקטרוניים:

• מטריצת LED 8X8 WS2812B
• ארדואינו ננו
• מודול שעון בזמן אמת DS3231
• מיני DFPlayer
• כרטיס מיקרו SD להכניס ל- DFPlayer mini (הכי קטן/הכי זול שתמצא יעשה את העבודה מצוין)
• דיודת צילום
• LED RGB אחד
• קבלים של 1000 F
• רמקול קטן ככל האפשר
• חוטים כלליים, מחברים, נגדים, כפתורים
• קצת עץ, MDF,.. לארגז

שלב 1: הכינו את הקופסה

עבור הקופסה עצמה השתמשתי בכמה חיתוכים מרצפת העץ שלנו. אלה לוחות עץ אלון נחמדים בעובי 9 מ"מ. בעזרת מסור לקצץ חתכתי 4 חתיכות בגודל 10.5 x 8.6 ס"מ (למעשה חתכתי איזו אחת חלקית שתקן לתיקון טעויות שיבואו!). לאורך הקצה הקצר נוצר חריץ בגודל 5 מ"מ להסתיר את הלוח הקדמי והאחורי. הקצוות הארוכים נחתכים בזווית של 45 ° ליצירת קופסה מרובעת ויפה. זה לא עבודה משותפת של עובדי עץ בגלל שטח הדבק הקטן. אבל אני אוהב את המראה של המפרק החבוי בפינה והוא עדיין חזק מאוד ליישום. אבל זה רק הפתרון שלי עם החומרים שהיו ברשותי. כל קופסה שמחזיקה את המטריצה תעשה את העבודה מצוין. לפני הדבקת החלקים יחד עלינו לייצר ולהתאים את האלקטרוניקה. אז עד לשלב הבא.

שלב 2: לוח השעון

אין שעון ללא לוח שעון. זוהי אחת הדרכים החכמות, המהירות והזולות יותר להפוך את האותיות לשקופות, תוך חסימת כל שאר האור. אתה צריך רק חתיכה קטנה (10 x 10 ס מ) של זכוכית אקרילית (AKA plexi), קצת צבע ריסוס וחותך לייזר. התחלתי עם זכוכית אקרילית שקופה משוחזרת; העובי אינו חשוב, כל עוד הוא מתאים לשקע התיבה שלך. מצד אחד חיספתי פינה עם קצת נייר זכוכית וחיפיתי אותה עם קצת ריסוס שחור. אל תדאג מטפטף צבע וכן הלאה, מכיוון שזה יהיה הצד האחורי. בצד השני מצד שני, אתה צריך לשמור על בתולי ככל האפשר. עכשיו אתה צריך גישה לחותך לייזר כדי להסיר את הצבע וחלק מהזכוכית האקרילית, לאן האותיות צריכות להגיע באמצעות ה- SVG המסופק; אל תשכח שצריך לשקף את האותיות! Et voila: דרך זולה, מהירה וקלה ליצור לוח פנים למראה מושלם, ללא דליפות אור כמעט! כנראה שאתה צריך לשנות את סדר האותיות, מכיוון שהן מיועדות לשעון הולנדי.

כעת יש לך גישה ללייזר, גזור גם מטריצה (קובץ מצורף גם כן) מכמה 6 מ מ MDF. זה עובר בין מטריצת ה- LED לבין צלחת הפנים כדי לפזר את האור ולמנוע דליפת אור לאותיות שכנות.

שלב 3: הלחמת האלקטרוניקה

עכשיו הגיע הזמן ליבת השעון שלנו; האלקטרוניקה.

לב הפרויקט שלנו הוא ננו הארדואינו. השתמשתי במכשיר מבוסס Atmega328P. זה עובד, אך במהלך פיתוח התוכנה נתקלתי לעתים קרובות בבעיות זיכרון. אז כנראה ננו כל או אפילו ESP32 יתאים יותר.

לפני הלחמת הכל יחד כדאי לבדוק את כל הרכיבים והחיבורים על לוח לחם. בגלל כמות הרכיבים והחיבורים הדרושים זה ייראה מבולגן. לאחר מכן אני מעביר את כל הרכיבים אחד אחד ללוח מחורר. אנא שמור את הרכיבים צמודים זה לזה מכיוון שהקופסה קטנה יחסית וכיוון אותם כך שדברים כמו כרטיס SD, סוללה, … נגישים על ידי הסרת החלק האחורי. מלמעלה הכל נראה נחמד ומסודר, בעוד הגב הוא ספגטי במיטבו. אבל על ידי יצירה ובדיקה מיידית של כל החיבורים תוכל גם לעשות זאת! תוכל למצוא כמה עצות ללוחות אב טיפוס אלה כאן.

להלן תוכל למצוא את כל החיבורים שיש לבצע עבור הרכיבים השונים:

RTC (שעון בזמן אמת) DS3231: 4 פינים מחוברים לארדואינו ישירות

• VCC עד 5V
• GND ל- GND של ארדואינו
• SDA עד A4
• SCL עד A5

DFPlayer Mini: זה קצת שונה מאשר ברוב הדוגמאות. כדי להימנע מבעיות אוטובוס I2C, אני כן מצרף אותו ליציאה הטורית של הארדואינו, במקום להשתמש באוטובוס תוכנה. כרטיס ה- micro SD שנכנס ל- DFPlayer Mini צריך להכיל 12 רינגטונים MP3 (בשם 0001.mp3, 0002.mp3, …) וצלצול יום הולדת שמח בשם 0014.mp3 (13 לא רצו לתפקד!?!).

• VCC עד 5V
• GND ל- GND
• RX ל- TX על ארדואינו, לא ישירות אלא על נגד אחד של קוהם; אל תחבר את TX של ה- DFPlayer mini, אנחנו לא משתמשים במשוב מהמודול וזה יבלבל את התפקוד הנכון של השעון!
• spk1 & spk2 לרמקול

מטריצת LED WS2812:

• חיובי ושלילי מחוברים ישירות לשקע החשמל
• דין הנורית/האות הראשונה מחובר לפין D6 של הארדואינו, לא ישירות אלא על נגד 330 אוהם

קבלים של 1000 µF: זה כדי להגן על נוריות ה- LED, כנראה שזה עובד מצוין בלי.

הרגל החיובית מחוברת לצד החיובי של מטריצת ה- LED (ולכן גם שקע ה- DC); הרגל השלילית מחוברת לצד המינוס של מטריצת ה- LED

נורית RGB: הלד שאני משתמש בו, אכן כולל נגדים מובנים, רובם לא, אז כלול אותם במידת הצורך.

• הרגל הארוכה ביותר מחוברת לאדמה
• הרגליים האחרות מתחברות לסיכה D8, D9 ו- D10 של הארדואינו.

פוטודיודה

• רגל אחת של הפוטודיודה מחוברת ל- 5V,
• הרגל השנייה מחוברת לסיכה A0 על הארדואינו ולקרקע מעל מגבר 4.7 קוהם

לחצנים: אתה צריך 3 כפתורים; כפתור אזעקה אחד גדול ושני קטנים יותר לפעולת מעלה ומטה. הכפתורים מחוברים לסיכות דיגיטליות בארדואינו. עליך גם להוסיף נגדים נפתחים של 10 קאוהם כפי שהוסבר היטב במדריך זה.

• לחצן אזעקה מחובר לסיכה D7
• למעלה מחובר לסיכה D12
• לחצני למטה מחוברים לסיכה D11

שלב 4: הרכבת השעון

בגלל המקום המוגבל לכל הרכיבים, חשוב לבדוק את התאמת כל הרכיבים. לכן חיברתי את כל הרכיבים עם מחברים, כדי להסיר אותם בקלות מהלוח הראשי. כפתור האזעקה בו השתמשתי ארוך מדי והרכבתי אותו בצורה מוזרה מאוד. זאת מכיוון שלא אהבתי את הפלסטיק האדום שלו. כעת הוא ממוקם עמוק הרבה יותר בשעון, כדי לפנות מקום לדיסק עץ קטן המשמש ככפתור כעת ומתאים יותר למראה השעון. הדיסק למעשה נחתך מהידית של מברשת צבע ישנה; אתה רואה שאני אוהב לעשות שימוש חוזר בדברים ישנים! הלוח האחורי הוא גם פריט בשימוש חוזר: חלק חיתוך מצלחת דיבונד מוזהבת, המשמשת כתבנית גב במטבח שלנו. פשוט חתוך את לוח האחורי לגודל בעזרת מסור הכרית שלך וקדח חור לשקע DC. הוא מותקן עם ברגים כדי לספק גישה לפנים הפנימיות בהמשך. כאשר נראה שהכל מתאים ומתפקד הגיע הזמן להדביק את הקופסה. הדבקה קלה, פשוט הדביקו את כל 4 הצדדים יחד עם סרט דבק, מרחו את הדבק ועטפו יחד. מטריצת ה- LED מודבקת למטריצת כיסוי ה- LED וחיכוך זה מתאים למיקומה. לוח הפנים מותקן למעלה עם סרט דו צדדי. בלילות הראשונים עשיתי כמה "לילות מבחן" כשהכל נשמר ביחד על ידי גומיות, והרגשתי שגם בהגדרה הנמוכה ביותר נוריות LED בהירות מדי! זה נפתר על ידי הוספת 2 שכבות נייר בין מטריצת כיסוי ה- LED ללוח הפנים.

שלב 5: התוכנה

התוכנה היא אם השעון הזה שונה מרוב האחרים. מכיוון שאני מתכוון להשתמש בו כשעון המעורר הראשי שלי, אני צריך פונקציות רבות, הנשלטות על ידי 3 כפתורים בלבד! אני גם מעדיף מכשיר עצמאי, ולא צריך להתחבר אליו באמצעות wifi, bluetooth, … לדברים פשוטים כמו שינוי צלצול, זמן, וכו '.

להלן סקירה כללית של כל הפונקציות שכללתי.

• לחיצה קצרה על לחצן האזעקה מפעילה / מבטלת את פונקציית האזעקה. כאשר האזעקה פעילה נורית LED אדומה.
• עם הפעלת האזעקה, זמן האזעקה מוצג ואפשר לשנות את זמן האזעקה באמצעות לחצני למעלה ולמטה (שעות כאשר הנורית האדומה מהבהבת, ולאחר מכן דקות כאשר הנורית הכחולה מהבהבת)
• כדי לשנות את צליל הצלצול ואת עוצמת הקול; עליך להפעיל את תפריט ההגדרות על ידי לחיצה בו זמנית על הלחצן למעלה ולמטה במהלך הגדרת זמן ההתראה.
• כאשר האזעקה פועלת, לחיצה קצרה על כפתור האזעקה תיתן לך 5 דקות נודניק. כדי לכבות באמת: לחץ שוב או לחץ לחיצה ארוכה עד כיבוי האזעקות נכבה.
• כדי לשנות את השעה, עליך להפעיל את תפריט ההגדרות על ידי לחיצה בו זמנית על לחצן למעלה ולמטה במהלך פעולה רגילה.
• כדי לשנות את התאריך (המשמש לפונקציית יום ההולדת), עליך להפעיל את תפריט ההגדרות על ידי לחיצה בו זמנית על הלחצן למעלה ולמטה במהלך הגדרת הזמן.
• ואחרונה ביצת פסחא: לחיצה ארוכה על כפתור האזעקה מפעילה את מצב הקשת. זה נראה לא רק מגניב, אלא יכול אפילו לשמש כמנורת לילה!

מצורפת הסקיצה הארדואינית הדרושה. אבל יכול להרוויח משכתוב מאפס מכיוון שהוא מראה יותר מדי את הצמיחה האורגנית שלו ולכן חסר לו קצת היגיון. אבל מכיוון שהכל עובד אני לא רוצה להשקיע בזה יותר זמן ממה שכבר עשיתי.

הפונקציה החשובה ביותר שמייחדת את השעון הזה היא זו:

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

הוא מכיל אלגוריתם שיחפש את האותיות הדרושות כדי שידלקו עבורך ויחליף את הצבעים בכל רווח ב- InputText. ברוב השעונים האחרים כל המילים מקודדות בצורה קשה, כלומר כאשר אתה משנה את לוח השעון, עליך לרקוד הכל מחדש. כאן רק צריך לשים את סדר האותיות הנכון במחרוזת

ClockFace = String ("HETMISDTKWARVIENTBIJFGNAVOORHALFDNTWZEVRPHIAGERNALJFCHTSDUURAPMY"). וזה נוח במיוחד בעת שינוי השמות לפונקציית יום ההולדת.

שלב 6: שיפורים עתידיים

גם לאחר שימוש של מספר חודשים, אני עדיין מרוצה מאוד מהבנייה. ברוב הפרויקטים שלי אני חושב: "זה צריך להיות משופר, או שזה היה טוב יותר, …" אבל זה, לא; הוא מרגיש ומתפקד כפי שרציתי שהוא יעשה. בעיה אחת עשויה להיות צריכת החשמל. זה עשוי להיות גבוה מהשעון המעורר הממוצע שאתה קונה. אבל זה תלוי מאוד בכמות האור במהלך היום, מכיוון שה- LDR עושה את עבודתו טוב מאוד. כשהוא חשוך לגמרי, השעון שלי עובר למצב לילה; המשמעות היא אותיות אדומות וירוקות בהגדרה העמומה ביותר. במצב זה השעון לוקח 0.08 אמפר ולכן צורך בערך 0.4 וואט. באור יום שלם זה עולה ל -0.3 אמפר או כ -1.5 ואט, בעוד מצב הקשת אפילו צורך 5 וואט.

בכל אופן, אם מסתכלים על התוצאה הסופית, אני משוכנע שהיא שווה את כל האנרגיה שהשקעתי!

אל תשכח להצביע לי בתחרות השעונים! תודה שקראתם עד הסוף.