Sängkläder MP3 -väckarklocka: 6 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:39

För det här projektet ville jag göra en bekväm och fullt fungerande sängklocka.

Mina personliga förutsättningar för en väckarklocka vid sängen är:

1. Läsbar i vilket ljus som helst, men inte mörkläggande på natten
2. MP3 -larmlåtar
3. Attraktiv och liten formfaktor
4. Snooze -funktion
5. Minnesfunktion, så att tid, alarmtid, ringsignal och volym inte går förlorad när strömmen bryts.
6. Födelsedagsfunktion: På min födelsedag (och mina familjemedlemmars) vill jag väckas av "grattis på födelsedagen" snarare än standard ringsignalen

Jag kunde inte hitta någon instruerbar kombination av allt detta; därav detta instruerbart.

Klockan är byggd kring en 8X8 WS2812B Matrix. På grund av den låga mängden lysdioder kan inte alla ord bestå av på varandra följande bokstäver. De flesta 8x8 ordklockor (som den här fina) löser detta genom att gruppera fler bokstäver över en enda LED, även om andra har mer kreativa lösningar. Jag bestämde mig för att gå till en lösning mer som den här, där ord är gjorda av bokstäver som inte är i följd. Detta ger det en magisk twist, eftersom du inte ser orden innan de tänds. För att öka läsbarheten delar bokstäver från samma ord samma färg. Det är lite förbryllande att läsa till en början, men efter ett tag kan du läsa det i en viskning. Det är också därför jag kallar det en bokstavsklocka snarare än en ordklocka. Klockan väcker mig varje morgon och jag är fortfarande förvånad över hur orden bildas!

Tillbehör

Förutom elektroniken är nästan alla komponenter återanvända eller återvunna föremål som jag redan hade hemma. Det enda verktyget du verkligen behöver och förmodligen inte har till hands för klockytan är en laserskärare. Lyckligtvis finns det många fablabs och makerspaces som kan hjälpa dig med det. Tack Makerspace De Prins!

Elektroniska komponenter:

• 8X8 WS2812B LED -matris
• Arduino nano
• DS3231 klockmodul i realtid
• DFPlayer mini
• micro SD -kort för att sätta i DFPlayer mini (minsta/billigaste du hittar kommer att göra jobbet bra)
• En fotodiod
• En RGB LED
• 1000 F kondensator
• en högtalare så liten som möjligt
• generiska ledningar, kontakter, motstånd, knappar
• Lite trä, MDF,.. till lådan

Steg 1: Gör lådan

För själva lådan använde jag några snitt från vårt trägolv. Det här är fina 9 mm tjocka ekbrädor. Med en geringssåg klippte jag 4 stycken 10,5 x 8,6 cm (Egentligen klippte jag en reservdel för att rätta till misstag!). Längs kortsidan är ett 5 mm spår gjord för att dölja front- och bakpanelen. De långa kanterna skärs i 45 ° vinkel för att skapa en fin fyrkantig låda. Detta är inte en gemensam träarbetare bli vild om, på grund av den lilla änden korn lim område. Men jag gillar utseendet på fogen gömd i hörnet och den är fortfarande mycket stark för applikationen. Men det här är bara min lösning med de material jag hade till hands. Varje låda som rymmer matrisen kommer att göra jobbet bra. Innan vi limmar ihop delarna måste vi göra och montera elektroniken. Så upp till nästa steg.

Steg 2: Klockytan

Ingen klocka utan en klocka. Detta är ett av de mer smarta, snabba och billiga sätten att göra bokstäverna genomskinliga, samtidigt som allt annat ljus blockeras. Du behöver bara en liten bit (10 x 10 cm) akrylglas (AKA plexi), lite sprayfärg och en laserskärare. Jag började med ett återvunnet klart akrylglas; tjockleken är oviktig, så länge den passar fördjupningen i din låda. På ena sidan grovde jag upp ett hörn med lite sandpapper och täckte över det med svart sprayfärg. Oroa dig inte för droppande färg och så vidare, eftersom det här blir baksidan. Å andra sidan måste du hålla dig så orörd som möjligt. Nu behöver du tillgång till en laserskärare för att ta bort färgen och en del av akrylglaset, där bokstäverna måste komma med den medföljande SVG; glöm inte att bokstäverna måste speglas! Et voila: ett billigt, snabbt och enkelt sätt att göra en perfekt utseendeplatta, med praktiskt taget inget läckage! Förmodligen måste du ändra ordningen på bokstäverna, eftersom dessa är utformade för en nederländsk klocka.

Nu har du tillgång till lasern, klipp också en matris (fil också bifogad) från cirka 6 mm MDF. Detta går mellan LED -matrisen och frontplattan för att sprida ljuset och förhindra ljusläckage till angränsande bokstäver.

Steg 3: Lödning av elektroniken

Nu är det dags för kärnan i vår klocka; elektroniken.

Hjärtat i vårt projekt är arduino nano. Jag använde en Atmega328P -baserad. Detta fungerar, men under programutvecklingen stötte jag ofta på problem med minnet. Så förmodligen kan en nano varje eller till och med en ESP32 vara bättre lämpad.

Innan du lödar ihop allt är det klokt att testa alla komponenter och anslutningar på en brödbräda. På grund av den stora mängden komponenter och nödvändiga anslutningar kommer det att se rörigt ut. Sedan överför jag alla komponenter en efter en till ett perforerat kretskort. Håll komponenterna nära varandra eftersom lådan är relativt liten och rikta dem på ett sådant sätt att saker som SD -kort, batteri, … är tillgängliga genom att ta bort den bakre delen. Från toppen ser allt snyggt och snyggt ut, medan ryggen är en spagetti när den är som bäst. Men genom att göra och omedelbart testa alla anslutningar kan du göra detta också! Du kan hitta några råd för de här prototyperna här.

Nedan hittar du alla anslutningar som ska göras för de olika komponenterna:

RTC (realtidsklocka) DS3231: 4 stift är direkt anslutna till arduino

• VCC till 5V
• GND till GND för arduino
• SDA till A4
• SCL till A5

DFPlayer Mini: Den här är lite annorlunda än i de flesta exempel. För att undvika I2C -bussproblem kopplar jag den till arduinoens seriella port, snarare än att använda en mjukvarubuss. Micro SD -kortet som går in i DFPlayer Mini bör innehålla 12 MP3 -ringsignaler (namngivna 0001.mp3, 0002.mp3, …) och en ringsignal för grattis på födelsedagen med namnet 0014.mp3 (13 ville inte fungera!?!).

• VCC till 5V
• GND till GND
• RX till TX på arduino, inte direkt utan över ett 1 kohm motstånd; anslut inte TX för DFPlayer mini, vi använder inte feedback från modulen och det kommer att förstöra klockans korrekta funktion!
• spk1 & spk2 till högtalaren

WS2812 led matris:

• Positivt och negativt är direkt anslutet till strömuttaget
• Din för den första lysdioden/bokstaven är ansluten till D6 -stiftet på arduino, inte direkt utan över ett 330 ohm motstånd

Kondensator på 1000 µF: Detta är för att skydda lysdioderna, förmodligen fungerar det bra utan.

Det positiva benet är anslutet till den positiva sidan av LED -matrisen (och därför även DC -uttaget); det negativa benet är anslutet till minussidan av LED -matrisen

RGB LED: Lysdioden jag använder har inbyggda motstånd, de flesta har inte, så inkludera dem om det behövs.

• Det längsta benet är anslutet till marken
• De andra benen ansluts till stift D8, D9 och D10 på arduino.

Fotodiod

• Ett fotodiodens ben är anslutet till 5V,
• det andra benet är anslutet till A0 -stiftet på arduino och till marken över en 4,7 kohm resitor

Knappar: du behöver 3 knappar; 1 stor larmknapp och 2 mindre för upp och ner -funktionen. Knapparna är anslutna till digitala stift på arduino. Du måste också lägga till 10kohm neddragningsmotstånd som fint beskrivs i denna instruerbara.

• Larmknappen är ansluten till stift D7
• Upp är ansluten till stift D12
• Nedknapparna är anslutna till stift D11

Steg 4: Montera klockan

På grund av det begränsade utrymmet för alla komponenter är det viktigt att testa alla komponenter. Därför anslöt jag alla komponenter med kontakter för att enkelt ta bort dem från huvudkortet. Larmknappen jag använde är för lång och jag monterade den på ett väldigt konstigt sätt. Detta för att jag ogillade den röda plasten. Nu är den mycket djupare placerad i klockan för att ge plats för en liten träskiva som fungerar som knapp nu och passar bättre ut ur klockan. Skivan är faktiskt skuren från handtaget på en gammal pensel; du ser att jag gillar att återanvända gamla saker! Bakplattan är också ett återanvändt föremål: något snitt från en gulddibondplatta, som fungerar som backsplash i vårt kök. Skär bara bakplattan i storlek med din geringssåg och borra ett hål för DC -uttaget. Den är monterad med skruvar för att ge åtkomst till invändigt material senare. När allt verkar passa och fungera är det dags att limma lådan. Limning är enkelt, tejpa bara alla fyra sidorna med maskeringstejp, applicera limet och linda ihop. LED -matrisen är tejpad på LED -kåpmatrisen och denna friktion passar på plats. Frontplattan monteras ovanpå med dubbelsidig tejp. De första nätterna gjorde jag några "testkvällar" när allt hölls ihop av gummiband, och jag kände att även vid den lägsta inställningen är lysdioderna för ljusa! Detta löstes genom att lägga till 2 lager papper mellan LED -lockets matris och frontplattan.

Steg 5: Programvaran

Programvaran är om den här klockan skiljer sig från de flesta andra. Eftersom jag tänker använda den som min huvudsakliga väckarklocka behöver jag många funktioner, som bara kan styras med 3 knappar! Jag föredrar också en fristående enhet, snarare än att behöva ansluta till den via wifi, bluetooth, … för enkla saker som att ändra ringsignal, tid, … och så vidare.

Här en översikt över alla funktioner jag inkluderade.

• Kort tryckning på larmknappen aktiverar / inaktiverar larmfunktionen. När larmet är aktivt lyser lysdioden.
• Vid aktivering av larmet visas larmtiden och man kan ändra larmtiden med upp- och nedknapparna (timmar när den röda lysdioden blinkar, sedan minuter när den blå lysdioden blinkar)
• För att ändra ringsignal och volym; du måste aktivera inställningsmenyn genom att samtidigt trycka på upp- och nedknappen under inställningen av alarmtiden.
• När larmet går kommer ett kort tryck på alarmknappen att ge dig 5 minuters snooze -tid. För att verkligen stänga av: tryck igen, eller tryck länge tills larmlampan släcks.
• För att ändra tiden måste du aktivera inställningsmenyn genom att samtidigt trycka på upp- och nedknappen under normal drift.
• För att ändra datum (används för födelsedagsfunktionen) måste du aktivera inställningsmenyn genom att samtidigt trycka på upp- och nedknappen under tidsinställningen.
• Och sista lite påskägg: ett långt tryck på alarmknappen aktiverar regnbågsläget. Det här ser inte bara coolt ut, men kan till och med fungera som nattlampa!

Den nödvändiga arduino -skissen bifogas. Men kan dra nytta av en omskrivning från grunden eftersom den visar för mycket sin organiska tillväxt och därför saknar lite logik. Men eftersom allt fungerar vill jag inte lägga mer tid på det än jag redan gjort.

Den viktigaste funktionen som skiljer denna klocka från är den här:

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

Den innehåller en algoritm som letar upp de nödvändiga bokstäverna för att lysa upp för dig och växlar färgerna i valfritt utrymme i InputText. I de flesta andra klockor är alla ord hårdkodade, vilket betyder att när du ändrar klockytan måste du koda om allt. Här är det bara att sätta rätt bokstavsordning i strängen

ClockFace = String ("HETMISDTKWARVIENTBIJFGNAVOORHALFDNTWZEVRPHIAGERNALJFCHTSDUURAPMY"). Och det är särskilt bekvämt när du ändrar namnen på födelsedagsfunktionen.

Steg 6: Framtida förbättringar

Även efter flera månaders användning är jag fortfarande mycket nöjd med bygget. För de flesta av mina projekt tänker jag: "Detta borde förbättras, eller det här hade varit bättre, …" Men det här, nej; det känns och fungerar som jag ville att det skulle göra. En fråga kan vara strömförbrukning. Detta kan vara högre än den genomsnittliga väckarklockan du köper. Men det beror mycket på mängden ljus under dagen, eftersom LDR gör sitt jobb mycket bra. När det är helt mörkt går min klocka till nattläge; detta betyder röda och gröna bokstäver vid den svagaste inställningen. I detta läge tar klockan 0,08 ampere och förbrukar alltså cirka 0,4 Watt. I dagsljus ökar detta till 0,3 ampere eller cirka 1,5 watt, medan regnbågsläget till och med förbrukar 5 watt.

Hur som helst när jag tittar på slutresultatet är jag övertygad om att det är värt all energi jag lagt ner!

Glöm inte att rösta på mig i klocktävlingen! Tack för att du läste till slutet.