Đồng hồ báo thức MP3 đầu giường: 6 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:31

Đối với dự án này, tôi muốn làm một chiếc đồng hồ báo thức đầu giường tiện lợi và đầy đủ chức năng.

Điều kiện tiên quyết cá nhân của tôi đối với đồng hồ báo thức cạnh giường ngủ là:

1. Có thể đọc được ở mọi ánh sáng, trong khi không bị chói mắt vào ban đêm
2. Giai điệu báo thức MP3
3. Yếu tố hình thức hấp dẫn và nhỏ
4. Chức năng báo lại
5. Chức năng bộ nhớ, do đó thời gian, thời gian báo thức, nhạc chuông và âm lượng không bị mất bất cứ khi nào nguồn điện bị cắt.
6. Chức năng sinh nhật: Vào sinh nhật của tôi (và của các thành viên trong gia đình tôi), tôi muốn được đánh thức bằng "chúc mừng sinh nhật" chứ không phải nhạc chuông tiêu chuẩn

Tôi không thể tìm thấy bất kỳ hướng dẫn nào kết hợp tất cả những điều này; do đó điều này có thể hướng dẫn.

Đồng hồ được xây dựng dựa trên Ma trận 8X8 WS2812B. Do số lượng đèn LED thấp, không phải tất cả các từ đều có thể được tạo thành từ các chữ cái liên tiếp. Hầu hết các đồng hồ chữ 8x8 (như đồng hồ đẹp mắt này) giải quyết vấn đề này bằng cách nhóm nhiều chữ cái hơn trên một đèn LED duy nhất, mặc dù những đồng hồ khác có nhiều giải pháp sáng tạo hơn. Tôi quyết định đi tìm một giải pháp giống như giải pháp này hơn, trong đó các từ được tạo ra từ các chữ cái không liên tiếp. Điều này mang lại cho nó một số bước ngoặt kỳ diệu, vì bạn không nhìn thấy các từ trước khi chúng được thắp sáng. Để tăng tính dễ đọc, các chữ cái từ cùng một từ có cùng màu. Lúc đầu đọc thì hơi khó hiểu, nhưng sau một thời gian thì bạn có thể đọc nó một cách nhanh chóng. Đây cũng là lý do tại sao tôi gọi nó là đồng hồ chữ cái hơn là đồng hồ chữ. Đồng hồ đánh thức tôi mỗi sáng và tôi vẫn ngạc nhiên bởi cách các từ được hình thành!

Quân nhu

Ngoài các thiết bị điện tử, hầu hết tất cả các thành phần đều là đồ tái sử dụng hoặc đồ mà tôi đã có ở nhà. Công cụ duy nhất bạn thực sự cần và có thể không có cho mặt đồng hồ là máy cắt laser. May mắn thay, có rất nhiều fablabs và makerpaces có thể giúp bạn làm điều đó. Cảm ơn Makerspace De Prins!

Linh kiện điện tử:

• Ma trận LED 8X8 WS2812B
• Arduino nano
• Mô-đun đồng hồ thời gian thực DS3231
• DFPlayer mini
• thẻ micro SD để đặt trong DFPlayer mini (nhỏ nhất / rẻ nhất bạn có thể tìm thấy sẽ hoạt động tốt)
• Một diode ảnh
• Một đèn LED RGB
• Tụ điện 1000 F
• loa càng nhỏ càng tốt
• dây chung, đầu nối, điện trở, nút
• Một số gỗ, MDF,.. cho hộp

Bước 1: Làm hộp

Đối với chính chiếc hộp, tôi đã sử dụng một số vết cắt từ sàn gỗ của chúng tôi. Đây là những tấm ván gỗ sồi dày 9mm đẹp. Sử dụng một cái cưa, tôi đã cắt được 4 miếng có kích thước 10,5 x 8,6 cm (Thực ra tôi đã cắt một số phụ tùng để sửa cho những sai lầm sắp xảy ra!). Dọc theo cạnh ngắn, một rãnh 5 mm được tạo để ẩn mặt trước và mặt sau. Các cạnh dài được cắt một góc 45 ° để tạo thành hình hộp vuông đẹp mắt. Đây không phải là điều mà những người thợ làm đồ gỗ liên kết có được, vì diện tích keo ở cuối hạt nhỏ. Nhưng tôi thích giao diện của khớp được ẩn trong góc và nó vẫn rất mạnh mẽ cho ứng dụng. Nhưng đây chỉ là giải pháp của tôi với những vật liệu tôi có trong tay. Bất kỳ ô nào chứa ma trận sẽ hoạt động tốt. Trước khi dán các bộ phận lại với nhau, chúng ta phải chế tạo và lắp các thiết bị điện tử. Vì vậy, tùy thuộc vào anh ta bước tiếp theo.

Bước 2: Mặt đồng hồ

Không có đồng hồ nào mà không có mặt đồng hồ. Đây là một trong những cách thông minh, nhanh chóng và rẻ tiền để làm mờ các chữ cái, đồng thời chặn tất cả các ánh sáng khác. Bạn chỉ cần một mảnh nhỏ (10 x 10 cm) kính acrylic (AKA plexi), một ít sơn xịt và máy cắt laser. Tôi đã bắt đầu với một tấm kính acrylic trong suốt đã được tái chế; độ dày không quan trọng, miễn là nó vừa với phần lõm của hộp. Ở một mặt, tôi đã làm nhám một góc bằng giấy nhám và phủ một ít sơn phun màu đen lên. Đừng lo lắng về việc sơn nhỏ giọt, v.v., vì đây sẽ là mặt sau. Mặt khác, mặt khác, bạn phải giữ nguyên sơ nhất có thể. Bây giờ bạn cần truy cập vào máy cắt laser để loại bỏ sơn và một phần của kính acrylic, nơi các chữ cái phải xuất hiện bằng cách sử dụng SVG được cung cấp; Đừng quên rằng các chữ cái phải được nhân đôi! Et thì đấy: một cách rẻ tiền, nhanh chóng và dễ dàng để tạo ra một tấm che mặt hoàn hảo, hầu như không bị rò rỉ ánh sáng! Có lẽ bạn phải thay đổi thứ tự của các chữ cái, vì chúng được thiết kế cho đồng hồ Hà Lan.

Bây giờ bạn có quyền truy cập vào tia laser, cũng có thể cắt ma trận (Tệp đính kèm) từ một số MDF 6mm. Điều này đi vào giữa ma trận LED và tấm mặt để khuếch tán ánh sáng và ngăn chặn sự rò rỉ ánh sáng sang các chữ cái lân cận.

Bước 3: Hàn điện tử

Bây giờ là thời gian cho cốt lõi của đồng hồ của chúng ta; điện tử.

Trọng tâm của dự án của chúng tôi là arduino nano. Tôi đã sử dụng dựa trên Atmega328P. Điều này hoạt động, nhưng trong quá trình phát triển phần mềm, tôi đã thường xuyên gặp phải các vấn đề về bộ nhớ. Vì vậy, có lẽ một nano mỗi hoặc thậm chí một ESP32 có thể phù hợp hơn.

Trước khi hàn mọi thứ lại với nhau, bạn nên kiểm tra tất cả các thành phần và kết nối trên bảng mạch chính. Bởi vì số lượng lớn các thành phần và kết nối cần thiết, điều này sẽ trông lộn xộn. Sau đó, tôi chuyển tất cả các thành phần một vào một bảng mạch đục lỗ. Vui lòng giữ các thành phần gần nhau vì hộp tương đối nhỏ và định hướng chúng sao cho có thể tiếp cận được những thứ như thẻ SD, pin, … bằng cách tháo phần mặt sau. Từ phía trên, mọi thứ trông đẹp và gọn gàng, trong khi phía sau là một món mì spaghetti ở mức tốt nhất. Nhưng bằng cách tạo và kiểm tra ngay lập tức tất cả các kết nối, bạn cũng có thể làm được điều này! Bạn có thể tìm thấy một số lời khuyên cho bảng tạo mẫu này tại đây.

Dưới đây, bạn có thể tìm thấy tất cả các kết nối sẽ được thực hiện cho các thành phần khác nhau:

RTC (đồng hồ thời gian thực) DS3231: 4 chân được kết nối trực tiếp với arduino

• VCC đến 5V
• GND sang GND của arduino
• SDA sang A4
• SCL đến A5

DFPlayer Mini: Cái này hơi khác so với hầu hết các ví dụ. Để tránh các vấn đề về bus I2C, tôi gắn nó vào cổng nối tiếp của arduino, thay vì sử dụng bus phần mềm. Thẻ micro SD đi vào DFPlayer Mini phải chứa 12 nhạc chuông MP3 (có tên 0001.mp3, 0002.mp3,…) và một nhạc chuông chúc mừng sinh nhật có tên 0014.mp3 (13 không muốn hoạt động!?!).

• VCC đến 5V
• GND sang GND
• RX đến TX trên arduino, không trực tiếp mà qua điện trở 1 kohm; không kết nối TX của DFPlayer mini, chúng tôi không sử dụng phản hồi từ mô-đun và nó sẽ làm rối loạn chức năng chính xác của đồng hồ!
• spk1 & spk2 ra loa

Ma trận dẫn WS2812:

• Tích cực và tiêu cực được kết nối trực tiếp với giắc cắm nguồn
• Din của đèn LED / chữ cái đầu tiên được kết nối với chân D6 của arduino, không trực tiếp mà qua điện trở 330 ohm

Tụ điện 1000 µF: Cái này để bảo vệ đèn LED, có thể nó hoạt động tốt nếu không.

Chân dương được kết nối với cực dương của ma trận LED (và do đó cũng là giắc cắm DC); chân âm được kết nối với mặt trừ của ma trận LED

Đèn LED RGB: Đèn LED tôi sử dụng có điện trở tích hợp, hầu hết chúng không có, vì vậy hãy bao gồm chúng nếu cần.

• Chân dài nhất được nối với mặt đất
• Các chân còn lại kết nối với chân D8, D9 và D10 của arduino.

Điốt quang

• Một chân của diode quang được kết nối với 5V,
• chân còn lại được kết nối với chân A0 trên arduino và nối đất qua bộ chuyển đổi 4,7 kohm

Các nút: bạn cần 3 nút; 1 nút báo lớn và 2 nút nhỏ hơn cho chức năng lên xuống. Các nút được kết nối với các chân kỹ thuật số trên arduino. Bạn cũng phải thêm điện trở kéo xuống 10kohm như được giải thích độc đáo trong hướng dẫn này.

• Nút báo động được kết nối với chân D7
• Up được kết nối với chân D12
• Các nút xuống được kết nối với chân D11

Bước 4: Lắp ráp đồng hồ

Vì không gian hạn chế cho tất cả các thành phần, điều quan trọng là phải kiểm tra sự phù hợp của tất cả các thành phần. Do đó, tôi đã kết nối tất cả các thành phần bằng các đầu nối, để dễ dàng tháo chúng khỏi bo mạch chính. Nút báo thức tôi đã sử dụng quá lâu và tôi đã gắn nó theo một cách rất lạ. Điều này bởi vì tôi không thích nhựa màu đỏ của nó. Giờ đây, nó được định vị sâu hơn nhiều trong đồng hồ, để nhường chỗ cho một đĩa gỗ nhỏ đóng vai trò như nút bấm và phù hợp hơn với giao diện của đồng hồ. Đĩa thực sự được cắt ra từ tay cầm của một chiếc chổi sơn cũ; bạn thấy tôi thích sử dụng lại đồ cũ! Tấm nền cũng là một vật dụng được tái sử dụng: một số được cắt từ tấm dibond bằng vàng, đóng vai trò như tấm nền trong nhà bếp của chúng ta. Chỉ cần cắt tấm sau theo kích thước bằng cưa thước của bạn và khoan một lỗ cho giắc cắm DC. Nó được gắn bằng vít để cung cấp quyền truy cập vào bên trong sau này. Khi tất cả có vẻ phù hợp và hoạt động, đó là lúc bạn cần dán hộp. Việc dán keo rất dễ dàng, bạn chỉ cần dán băng dính cả 4 mặt lại với nhau bằng băng keo dán mặt nạ, bôi keo và quấn lại với nhau. Ma trận LED được dán vào ma trận vỏ LED và ma sát này khớp vào vị trí. Tấm mặt được gắn lên trên bằng băng keo hai mặt. Những đêm đầu tiên tôi đã thực hiện một số "đêm thử nghiệm" khi mọi thứ được giữ với nhau bằng dây cao su và tôi cảm thấy rằng ngay cả ở cài đặt thấp nhất, đèn LED cũng quá sáng! Điều này đã được giải quyết bằng cách thêm 2 lớp giấy giữa ma trận vỏ đèn LED và tấm che mặt.

Bước 5: Phần mềm

Phần mềm là đồng hồ này khác với hầu hết các đồng hồ khác. Vì tôi định sử dụng nó làm đồng hồ báo thức chính của mình, nên tôi cần nhiều chức năng, chỉ được điều khiển bằng 3 nút! Tôi cũng thích một thiết bị độc lập hơn là phải kết nối với nó bằng wifi, bluetooth,… cho những việc đơn giản như thay đổi nhạc chuông, thời gian,….v.v.

Đây là tổng quan về tất cả các chức năng tôi đã đưa vào.

• Nhấn nhanh nút báo động sẽ kích hoạt / tắt chức năng cảnh báo. Khi cảnh báo hoạt động, đèn LED màu đỏ.
• Khi kích hoạt báo thức, thời gian báo thức được hiển thị và người ta có thể thay đổi thời gian báo thức bằng các nút lên và xuống (giờ khi đèn LED màu đỏ nhấp nháy, sau đó là phút khi đèn LED màu xanh nhấp nháy)
• Để thay đổi nhạc chuông và âm lượng; bạn phải kích hoạt menu cài đặt bằng cách nhấn đồng thời nút lên và xuống trong khi cài đặt thời gian báo thức.
• Khi báo thức đang phát, nhấn nhanh vào nút báo thức sẽ cho bạn thời gian báo lại 5 phút. Để thực sự tắt: nhấn lại hoặc nhấn và giữ cho đến khi đèn led báo động tắt.
• Để thay đổi thời gian, bạn phải kích hoạt menu cài đặt bằng cách nhấn đồng thời nút lên và xuống trong quá trình hoạt động bình thường.
• Để thay đổi ngày (được sử dụng cho chức năng sinh nhật), bạn phải kích hoạt menu cài đặt bằng cách nhấn đồng thời nút lên và xuống trong khi cài đặt thời gian.
• Và cuối cùng là một số quả trứng Phục sinh: nhấn và giữ nút báo động sẽ kích hoạt chế độ cầu vồng. Điều này trông không chỉ tuyệt vời, mà thậm chí có thể dùng như một chiếc đèn ngủ!

Bản phác thảo arduino cần thiết được đính kèm. Nhưng có thể được lợi từ việc viết lại từ đầu vì nó cho thấy quá nhiều sự phát triển hữu cơ của nó và do đó thiếu một chút logic. Nhưng khi mọi thứ hoạt động, tôi không muốn dành nhiều thời gian cho nó hơn những gì tôi đã làm.

Chức năng quan trọng nhất làm nên sự khác biệt của đồng hồ này là chức năng này:

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

Nó chứa một thuật toán sẽ tra cứu các chữ cái cần thiết để làm sáng cho bạn và thay thế các màu ở bất kỳ khoảng trống nào trong InputText. Trong hầu hết các đồng hồ khác, tất cả các từ đều được mã hóa cứng, có nghĩa là khi bạn thay đổi mặt đồng hồ, bạn phải mã hóa lại mọi thứ. Ở đây nó chỉ là một vấn đề của việc đặt đúng thứ tự chữ cái trong chuỗi

ClockFace = Chuỗi ("HETMISDTKWARVIENTBIJFGNAVOORHALFDNTWZEVRPHIAGERNALJFCHTSDUURAPMY"). Và đặc biệt thuận tiện khi thay đổi tên cho chức năng sinh nhật.

Bước 6: Cải tiến trong tương lai

Ngay cả sau vài tháng sử dụng, tôi vẫn rất hài lòng với bản dựng. Đối với hầu hết các dự án của tôi, tôi nghĩ: "Cái này nên được cải thiện, hoặc cái này sẽ tốt hơn, …" Nhưng cái này, không; nó cảm thấy và hoạt động như tôi muốn nó làm. Một vấn đề có thể là tiêu thụ điện năng. Mức này có thể cao hơn đồng hồ báo thức trung bình mà bạn mua. Nhưng nó phụ thuộc rất nhiều vào lượng ánh sáng trong ngày, vì LDR thực hiện rất tốt nhiệm vụ của nó. Khi trời tối hẳn, đồng hồ của tôi chuyển sang chế độ ban đêm; điều này có nghĩa là các chữ cái màu đỏ và xanh lá cây ở cài đặt mờ nhất. Ở chế độ này, đồng hồ sử dụng 0,08 amp và do đó tiêu thụ khoảng 0,4 Watt. Trong ánh sáng ban ngày, điều này tăng lên 0,3 amp hoặc khoảng 1,5 Watt, trong khi chế độ cầu vồng thậm chí tiêu thụ 5 watt.

Dù sao khi nhìn vào kết quả cuối cùng, tôi tin rằng nó xứng đáng với tất cả năng lượng tôi đã bỏ ra!

Đừng quên bình chọn cho tôi trong cuộc thi đồng hồ! Cảm ơn bạn đã đọc cho đến khi kết thúc.