LED Sunrise Alarm Clock: 5 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:45

Har du svårt att gå upp på morgonen? Hatar det hårda genomborrande ljudet av ett larm? Skulle du hellre göra något själv som du utan tvekan kunde köpa för mindre pengar och tid? Kolla sedan in denna LED Sunrise Alarm Clock!

Soluppgångslarm är utformade för att ge en mer lugnande uppvakningsupplevelse genom att långsamt öka i ljusstyrka runt din inställda väckningstid. Tanken är att detta tilltalar vår naturliga benägenhet att vakna upp med solen och "lura" kroppen till en balanserad dygnsrytm som gör det lättare att gå upp. Detta kanske inte är fallet för alla, men personligen har jag tyckt att det är till hjälp och särskilt tycker de varma färgerna är tröstande på morgonen.

Många av de soluppgångsklockor du kan köpa försöker simulera solljus med speciallampor som försöker matcha morgonsolens nyans och färgtemperatur. Men för denna konstruktion använder vi bara RGB -lysdioder som ungefär kan approximera en solljuskänsla men också möjliggör svala och unika färgkombinationer och effekter. Denna byggnad är baserad på en Arduino UNO med bara ben med Real Time Clock (RTC) -modul och 7 -segment LED -klocka.

Steg 1: BOM

• Basswood bagagerumslåda
• Arduino UNO eller bara benekvivalenter
• LM7805 5V linjär regulator
• Kepsar, flera 1uF, 10uF för lysdioder.
• RTC -modul (Real Time Clock)
• 7 segment LED -klockdisplay
• Potentiometer
• Rotary Encoder
• Vred för gryta och pulsgivare. Jag använde några gitarrknoppar som jag hade liggande
• Momentan tryckknappsbrytare med LED
• Akrylstavar (6x 10 mm dia. 250 mm långa)
• 8x WS2812B RGB -lysdioder
• M3 skruvavstånd och muttrar
• Minimagneter
• PCB eller prototypkort + trådar
• Träfläck i önskad färg

Steg 2: Design

Schemat över byggnaden ingår nedan. Kolla in det. Klockans nyckelelement är RTC -modulen. Detta ger tillförlitlig tidshållning och har ett litet batteri som gör det möjligt att hålla tiden om hela väckarklockan är avstängd. RTC -modulen och 7 -segmentsklockans visningsgränssnitt till Arduino via I2C -protokoll.

Användarinmatning till enheten uppnås med en roterande kodare med taktil tryckknapp som används för att konfigurera klockans tid och larm samt LED -lägen och ljusstyrka. Potentiometern används för att variera 7 -segmentsklockans ljusstyrka. I efterhand skulle en annan roterande kodare ha gjort gränssnittet lite enklare och jag kunde ha lagt till mer funktionalitet men det blir lite mer komplicerat att hantera de två roterande kodarna med Arduino -avbrotten (har inte riktigt tänkt lägga till två roterande kodare så är inte helt säker på hur svårt det är). En tillfällig tryckknapp används för att slå på lysdioderna. Jag fick en snyggare metallknapp med LED i men vilken knapp som helst kommer att göra. Du kan använda knappen på den sekundära roterande kodaren om du lägger till den.

Jag använde en 9V nätadapter med ett 5,5 mm x 2,5 mm uttag till kortet. En LM7805 användes för att sänka detta till 5V för elektroniken. Min var betygsatt till 0,75A vid 9V och jag skulle förmodligen inte vilja gå något lägre eftersom WS2812B -lysdioderna kan dra ganska mycket vid maximal ljusstyrka. Vid ungefär full ljusstyrka drog hela enheten omkring ~ 450mA.

Allt passar in i en Basswood bagagerumslåda som du kan fläcka för ett mer färdigt utseende. Lysdioderna som används är 8x WS2812B digitalt adresserbara lysdioder. Dessa är fantastiska och jag gillar att använda dem i många projekt eftersom de är lätt programmerade för att producera coola effekter och kan bli ganska ljusa. Lysdioderna diffunderar genom akrylbubblestavarna monterade i toppen av lådan. Jag använde ett 3D -tryckt plasthölje för att stödja stavarna, som jag berör senare. Du kan använda vad du än vill som en LED -diffusor. Denna artikel har några intressanta idéer.

Steg 3: Kabeldragning och kapsling

Se. ZIP -filen för kretskortets Gerbers. Jag gjorde detta med DipTrace Schematic och PCB Design Software och jag har också inkluderat DipTrace -filen om du är intresserad. Om du inte vill göra ett kretskort kan du bara använda perf -kort eller leda direkt till en Arduino UNO. Mestadels är det bara att koppla ihop moduler, switchar och lysdioder till Arduino.

Potentiometern har ena änden till GND den andra till 5V och mitten till din analoga ingångsstift. Rotationsgivarkablar måste kopplas till GND och de två avbrottsstiftarna (2 och 3) på Arduino. Denna instruerbara kan vara till hjälp. Den roterande givarknappen och den övre tryckknappen är anslutna till GND och respektive digital ingångsstift (dessa använder de interna stiftpulpen). Glöm inte heller att koppla ström till lysdioden i den övre tryckknappen (min behövde inget strömbegränsande motstånd). Displayen och RTC -modulen är anslutna till 5V, GND och respektive SDA, SCL -stift på Arduino. Jag använde 1uF på ingångs- och utgångskondensatorerna för LM7805 och ytterligare 10uF på 5V -skenan för att stödja lysdioderna.

Du kan koppla de flesta av dessa kontakter direkt till din PCB eller perfboard men jag föredrar att använda standard 100mil (2,54mm) pitch header -kontakter med värmekrympslang på mina ledningar för att fästa på stift på brädet, eftersom detta gör alla ändringar eller korrigeringar enklare.

Därefter monteras i bagagerumslådan och skär ut lämpliga områden för grytan, roterande givare, display, strömuttag och toppknapp. Jag använde M3 skruvavstånd och muttrar för att montera brädet. Om du storlek dina hål rätt bör du kunna hålla kontakterna och sakerna säkra på egen hand, annars hett lim det, baby.

En sak att tänka på när du skär/borrar i basswood -lådan är att du vill gå utifrån och in och använda vassa borrbitar och som träet lätt flisar. Detta är en del av anledningen till plastskyddsfästet för akrylstavarna eftersom borrning av de stora hålen för dem förstörde träet lite.

Steg 4: Lysdioder och färgning

Koppla 5V, GND och datalinjen till remsan med 8x WS2812B lysdioder. Jag föredrar också att epoxa trådanslutningen till remsan eftersom de tenderar att slita av kuddarna under kraft och det är en stor smärta att fixa. Jag tejpade dem helt enkelt på lådan på undersidan.

Akrylstavarna skars, två bitar för var och en av följande längder: 2,5 "3,25" 4 "4,75". Jag hade inte ett bra verktyg för att göra detta och gjorde bara det där jag ville klippa med Dremel och knäppte av det. Jag använde sedan sandpapper och en Dremel -poleringstipp för att rengöra ändarna. För montering av akrylstavarna är det förmodligen lättast att borra hålen ordentligt utan att förstöra träet. Jag misslyckades med att göra detta, så istället 3D -utskrivet ett enkelt hölje för att hålla lysdioderna i. Det är böjt i enlighet med detta så att det passar i linje med ovansidan av bagagelådan (ett enkelt sätt att göra detta är att spåra lådans krökning på papper, mät sedan mitten av cirkeln som producerar kurvan för att replikera kurvan i CAD). Sammantaget fungerade delen ganska bra och höll stavarna säkert mot lysdioderna så att jag inte ens behövde lim. Jag tycker också att höljet lägger till en fin kontrasterande estetik i utseendet på den övergripande klockan.

För att hålla lådan stängd superlimmade jag en liten magnet på insidan av övre och nedre delen av höljet.

Sedan är allt som återstår på hårdvarusidan att fläcka det, se till att maskera bort områden du inte vill ha fläckar på (eller ännu bättre fläcka det hela innan du sätter i elektroniken …) och lägga till några av de där lilla filtarna eller gummifötter pad saker.