Đồng hồ báo thức LED Sunrise: 5 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:34

Bạn gặp khó khăn khi thức dậy vào buổi sáng? Bạn ghét âm thanh xuyên thấu chói tai của chuông báo động? Bạn có muốn tự tay làm một thứ gì đó mà bạn có thể mua được với ít tiền và thời gian hơn không? Sau đó, hãy kiểm tra Đồng hồ báo thức Mặt trời mọc LED này!

Báo thức khi mặt trời mọc được thiết kế để mang lại trải nghiệm đánh thức êm dịu hơn bằng cách tăng từ từ độ sáng xung quanh thời gian thức đã đặt của bạn. Ý tưởng là điều này hấp dẫn khuynh hướng tự nhiên của chúng ta là thức dậy với ánh nắng mặt trời và 'đánh lừa' cơ thể vào một nhịp sinh học cân bằng để thức dậy dễ dàng hơn. Điều này có thể không đúng với tất cả mọi người nhưng cá nhân tôi thấy nó hữu ích và đặc biệt nhận thấy màu sắc ấm áp dễ chịu vào buổi sáng.

Nhiều đồng hồ mặt trời mọc bạn có thể mua cố gắng mô phỏng ánh sáng mặt trời bằng các bóng đèn đặc biệt để cố gắng khớp với màu sắc và nhiệt độ màu của ánh nắng ban mai. Tuy nhiên, đối với bản dựng này, chúng tôi chỉ sử dụng đèn LED RGB có thể gần giống với cảm giác ánh sáng mặt trời nhưng cũng cho phép các hiệu ứng và kết hợp màu sắc mát mẻ và độc đáo. Bản dựng này dựa trên Arduino UNO trần trụi với mô-đun Đồng hồ thời gian thực (RTC) và đồng hồ LED 7 đoạn.

Bước 1: BOM

• Hộp thân cây Basswood
• Arduino UNO hoặc tương đương với xương trần
• Bộ điều chỉnh tuyến tính 5V LM7805
• Mũ, vài 1uF, 10uF cho đèn LED.
• Mô-đun Đồng hồ thời gian thực (RTC)
• Hiển thị đồng hồ LED 7 đoạn
• Chiết áp
• Bộ mã hóa quay
• Núm cho nồi và bộ mã hóa. Tôi đã sử dụng một số nút đàn guitar mà tôi đã đặt xung quanh
• Công tắc nút bấm tạm thời với đèn LED
• Thanh acrylic (đường kính 6x 10mm dài 250mm)
• Đèn LED RGB 8x WS2812B
• Đai ốc và đai ốc M3
• Nam châm mini
• PCB hoặc bảng nguyên mẫu + dây
• Vết gỗ có màu sắc mong muốn

Bước 2: Thiết kế

Sơ đồ của bản dựng được bao gồm bên dưới. Kiểm tra nó ra. Yếu tố quan trọng của đồng hồ là mô-đun RTC. Điều này cung cấp khả năng giữ thời gian đáng tin cậy và có một pin nhỏ cho phép nó duy trì thời gian nếu toàn bộ đồng hồ báo thức bị tắt nguồn. Mô-đun RTC và giao diện hiển thị đồng hồ 7 đoạn với Arduino thông qua giao thức I2C.

Đầu vào của người dùng vào thiết bị được thực hiện bằng một bộ mã hóa quay với nút nhấn xúc giác được sử dụng để định cấu hình thời gian và báo thức của đồng hồ cũng như các chế độ và độ sáng của đèn LED. Chiết áp được sử dụng để thay đổi độ sáng màn hình đồng hồ 7 đoạn. Trong retrospec bằng cách sử dụng một bộ mã hóa quay khác sẽ làm cho việc giao tiếp dễ dàng hơn một chút và tôi có thể đã thêm nhiều chức năng hơn nhưng nó sẽ phức tạp hơn một chút khi xử lý hai bộ mã hóa quay bằng cách sử dụng các ngắt Arduino (tôi chưa thực sự đi sâu vào việc thêm hai bộ mã hóa quay nên không hoàn toàn chắc chắn rằng nó khó như thế nào). Một nút nhấn tạm thời được sử dụng để bật đèn LED. Tôi có một nút kim loại đẹp hơn với đèn LED trong đó nhưng bất kỳ nút nào cũng vậy. Bạn có thể sử dụng nút trên bộ mã hóa vòng quay thứ cấp nếu bạn thêm nó.

Tôi đã sử dụng bộ chuyển đổi nguồn điện 9V với giắc cắm 5,5mm x 2,5mm cho bảng. Một LM7805 đã được sử dụng để giảm mức này xuống 5V cho các thiết bị điện tử. Của tôi được đánh giá ở mức 0,75A ở 9V và tôi có thể sẽ không muốn thấp hơn nữa vì đèn LED WS2812B có thể giảm khá nhiều ở độ sáng tối đa. Ở khoảng sáng đầy đủ, toàn bộ thiết bị được vẽ khoảng ~ 450mA.

Tất cả mọi thứ đều vừa vặn với một chiếc hộp gỗ Basswood mà bạn có thể nhuộm màu để có vẻ ngoài hoàn thiện hơn. Đèn LED được sử dụng là đèn LED định địa chỉ kỹ thuật số 8x WS2812B. Đây là những điều tuyệt vời và tôi thích sử dụng chúng trong nhiều dự án vì chúng dễ dàng được lập trình để tạo ra các hiệu ứng tuyệt vời và có thể trở nên khá sáng. Các đèn LED khuếch tán qua các thanh bong bóng acrylic được gắn trên đầu hộp. Tôi đã sử dụng một tấm vải liệm bằng nhựa in 3D để đỡ các thanh mà tôi sẽ chạm vào sau này. Bạn có thể sử dụng bất kỳ thứ gì khác mà bạn thích làm bộ khuếch tán đèn LED. Bài viết này có một số ý tưởng thú vị.

Bước 3: Đi dây và bao vây

Xem tệp. ZIP cho các Gerbers của PCB. Tôi đã thực hiện điều này bằng phần mềm DipTrace Schematic và PCB Design Software và tôi cũng đã bao gồm tệp DipTrace nếu bạn quan tâm. Nếu bạn không muốn làm PCB, bạn có thể sử dụng bảng điều khiển hoặc dây trực tiếp đến Arduino UNO. Chủ yếu là nó chỉ kết nối các mô-đun, công tắc và đèn LED với Arduino.

Potentiometer có một đầu để GND đầu kia đến 5V và giữa với chân đầu vào tương tự của bạn. Hệ thống dây của bộ mã hóa quay cần được nối với GND và hai chân ngắt (2 và 3) của Arduino. Hướng dẫn này có thể hữu ích. Nút bộ mã hóa quay và nút nhấn trên cùng được kết nối với GND và chân đầu vào kỹ thuật số tương ứng (những nút này sẽ sử dụng bộ kéo chân bên trong). Cũng đừng quên đấu dây nguồn cho đèn LED ở nút nhấn trên cùng (tôi không cần điện trở hạn chế dòng điện). Màn hình hiển thị và mô-đun RTC được kết nối với 5V, GND và các chân SDA, SCL tương ứng của Arduino. Tôi đã sử dụng 1uF trên các tụ điện đầu vào và đầu ra cho LM7805 và 10uF khác trên đường ray 5V để hỗ trợ các đèn LED.

Bạn có thể đấu dây hầu hết các đầu nối này trực tiếp vào PCB hoặc bảng điều khiển của mình nhưng tôi thích sử dụng các đầu nối tiêu đề cao độ 100mil (2,54mm) tiêu chuẩn với ống co nhiệt trên hệ thống dây của tôi để gắn vào các chân trên bảng vì điều này làm cho mọi thay đổi hoặc sửa chữa dễ dàng hơn.

Tiếp theo là lắp vào hộp thân và cắt ra các vùng thích hợp cho nồi, bộ mã hóa vòng quay, màn hình hiển thị, giắc cắm nguồn và nút trên cùng. Tôi đã sử dụng chân đế và đai ốc vít M3 để gắn bảng. Nếu bạn đặt đúng kích thước lỗ của mình, bạn sẽ có thể giữ các đầu nối và đồ đạc cố định theo cách riêng của chúng, nếu không thì hãy dán keo nóng lên, em bé.

Một điều cần cân nhắc khi cắt / khoan trong hộp gỗ trầm là bạn sẽ muốn đi từ ngoài vào trong và sử dụng các mũi khoan sắc bén và chẳng hạn như gỗ dễ bị vụn. Đây là một phần lý do giải thích cho việc lắp tấm che bằng nhựa cho các thanh acrylic vì việc khoan các lỗ lớn cho chúng làm xáo trộn gỗ một chút.

Bước 4: Đèn LED và nhuộm

Nối dây 5V, GND và đường dữ liệu vào dải đèn LED 8x WS2812B. Tôi cũng thích sơn epoxy kết nối dây với dải vì chúng có xu hướng xé toạc miếng đệm dưới lực và đó là một nỗi đau lớn cần khắc phục. Tôi chỉ cần dán chúng vào hộp bên dưới.

Người ta đã cắt các thanh acrylic, mỗi thanh có độ dài như sau: 2,5 "3,25" 4 "4,75". Tôi không có một công cụ tuyệt vời để làm điều này và chỉ đơn giản là ghi bàn ở nơi tôi muốn cắt bằng Dremel và bắt nó đi. Sau đó, tôi sử dụng giấy nhám và đầu đánh bóng Dremel để làm sạch các phần cuối. Để gắn các thanh acrylic, có lẽ dễ nhất là khoan các lỗ đúng cách mà không làm hỏng gỗ. Tôi đã không làm được điều này nên thay vào đó, tôi đã in 3D một tấm vải liệm đơn giản để giữ các đèn LED ở trong. Nó được làm cong tương ứng để vừa khít với mặt trên của hộp thân cây (một cách dễ dàng để làm điều này là tìm ra độ cong của hộp trên giấy, sau đó đo tâm của vòng tròn tạo ra đường cong để tái tạo đường cong trong CAD). Nhìn chung, bộ phận này hoạt động khá tốt và giữ chặt các thanh ngang với đèn LED đến mức tôi thậm chí không cần keo. Tôi cũng nghĩ rằng tấm vải liệm bổ sung thêm tính thẩm mỹ tương phản đẹp mắt cho giao diện của đồng hồ tổng thể.

Để giữ cho chiếc hộp đóng kín, tôi đã dán một miếng nam châm nhỏ vào bên trong phía trên và dưới cùng của chiếc hộp.

Sau đó, tất cả những gì còn lại ở mặt phần cứng là làm bẩn nó, đảm bảo che đi những chỗ bạn không muốn bị ố (hoặc tốt hơn là làm bẩn toàn bộ trước khi bạn đặt thiết bị điện tử vào…) và thêm một số phớt nhỏ đó hoặc miếng đệm chân cao su.