Dopisní hodiny MP3 s nočním alarmem: 6 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:20

Pro tento projekt jsem chtěl vyrobit pohodlný a plně funkční noční budík s budíkem.

Moje osobní předpoklady pro noční budík jsou:

1. Čitelné za jakéhokoli světla, v noci neoslepující
2. MP3 budíky
3. Atraktivní a malý formát
4. Funkce odložení
5. Funkce paměti, takže čas, čas budíku, vyzváněcí tón a hlasitost se neztratí při každém vypnutí napájení.
6. Funkce narozenin: K narozeninám (a narozeninám mých rodinných příslušníků) mě chce probudit „všechno nejlepší k narozeninám“než standardní vyzváněcí tón

Nemohl jsem najít žádné instruktážní kombinace všech těchto; proto toto instruktážní.

Hodiny jsou postaveny na matici 8X8 WS2812B. Kvůli nízkému počtu LED diod nelze všechna slova skládat z po sobě jdoucích písmen. Většina slovních hodin 8x8 (jako tento pěkný) to řeší seskupením více písmen na jednu LED, i když ostatní mají kreativnější řešení. Rozhodl jsem se jít pro řešení více podobné tomuto, kde jsou slova tvořena z nesouvislých písmen. To dává magický nádech, protože slova nevidíte, než se rozsvítí. Pro zvýšení čitelnosti mají písmena od stejného slova stejnou barvu. Zpočátku je to trochu záhadné, ale po nějaké době se to dá číst naplno. To je také důvod, proč tomu říkám spíše hodinové hodiny než slovní hodiny. Hodiny mě každé ráno probudí a já stále žasnu nad tím, jak ta slova vznikají!

Zásoby

Kromě elektroniky jsou téměř všechny součásti znovu použité nebo regenerované předměty, které jsem již měl doma. Jediným nástrojem, který pro ciferník opravdu potřebujete a pravděpodobně nemáte po ruce, je laserová řezačka. Naštěstí existuje mnoho fablabs a makerspaces, které vám s tím mohou pomoci. Děkuji Makerspace De Prins!

Elektronické komponenty:

• Matice LED 8X8 WS2812B
• Arduino nano
• Modul hodin reálného času DS3231
• DFPlayer mini
• micro SD karta vložená do DFPlayer mini (nejmenší/nejlevnější, co najdete, bude fungovat dobře)
• Fotodioda
• Jedna RGB LED
• 1000 F kondenzátor
• reproduktor co nejmenší
• generické vodiče, konektory, odpory, tlačítka
• Trochu dřeva, MDF,.. do krabice

Krok 1: Vytvořte krabici

Na samotnou krabici jsem použil několik řezů z naší dřevěné podlahy. Jedná se o pěkné dubové desky o tloušťce 9 mm. Pomocí pokosové pily jsem nařezal 4 kusy o rozměrech 10,5 x 8,6 cm (ve skutečnosti jsem nařízl nějaký náhradní, abych opravil chyby, které přijdou!). Podél krátké hrany je vytvořena drážka 5 mm, která skrývá přední a zadní panel. Dlouhé hrany jsou vyříznuty pod úhlem 45 °, aby vznikl pěkný čtvercový box. Kvůli malé ploše lepidla na obilí se nejedná o společný dřevorobot. Ale líbí se mi vzhled spoje skrytého v rohu a stále je pro aplikaci dost silný. Ale to je jen moje řešení s materiály, které jsem měl po ruce. Jakékoli pole, které obsahuje matici, bude fungovat dobře. Před slepením dílů k sobě musíme vyrobit a namontovat elektroniku. Takže až k dalšímu kroku.

Krok 2: Clockface

Žádné hodiny bez ciferníku. Toto je jeden z chytřejších, nejrychlejších a nejlevnějších způsobů, jak udělat písmena průsvitnými a současně blokovat veškeré ostatní světlo. Potřebujete pouze malý kousek (10 x 10 cm) akrylového skla (AKA plexi), trochu barvy ve spreji a laserovou řezačku. Začal jsem s regenerovaným čirým akrylovým sklem; tloušťka není důležitá, pokud se vejde do vybrání vaší krabice. Na jedné straně jsem zdrsnil roh nějakým brusným papírem a překryl ho černou barvou ve spreji. Nebojte se kapající barvy a tak dále, protože to bude zadní strana. Na druhé straně se musíte zachovat co nejčistší. Nyní potřebujete přístup k laserové řezačce k odstranění barvy a části akrylového skla, kam musí písmena přijít pomocí dodaného SVG; nezapomeňte, že písmena musí být zrcadlena! Et voila: levný, rychlý a snadný způsob, jak vytvořit dokonale vypadající čelní panel, prakticky bez úniku světla! Pravděpodobně budete muset změnit pořadí písmen, protože jsou určena pro holandské hodiny.

Nyní máte přístup k laseru a také vyřízněte matici (také připojený soubor) z 6 mm MDF. To se dostává mezi matici LED a čelní desku, aby rozptýlilo světlo a zabránilo úniku světla do sousedních písmen.

Krok 3: Pájení elektroniky

Nyní je čas na jádro našich hodin; elektronika.

Srdcem našeho projektu je arduino nano. Použil jsem jeden na bázi Atmega328P. To funguje, ale během vývoje softwaru jsem často narazil na problémy s pamětí. Takže pravděpodobně by mohl být vhodnější nano každý nebo dokonce ESP32.

Před pájením všeho dohromady je rozumné vyzkoušet všechny součásti a připojení na prkénku. Vzhledem k velkému množství komponent a nezbytných připojení to bude vypadat chaoticky. Poté přenesu všechny součásti jeden po druhém na perforovaný obvod. Uchovávejte součásti blízko u sebe, protože krabice je relativně malá a orientujte je tak, aby byly věci jako SD karta, baterie, … přístupné po sejmutí zadní části. Z vrchu vše vypadá hezky a upraveně, zatímco záda jsou špagety v celé své kráse. Ale provedením a okamžitým testováním všech připojení to také můžete udělat! Nějaké rady pro tyto prototypovací desky najdete zde.

Níže naleznete všechna připojení, která je třeba provést pro různé součásti:

RTC (hodiny reálného času) DS3231: 4 piny jsou připojeny přímo k arduinu

• VCC až 5V
• GND až GND arduina
• SDA na A4
• SCL až A5

DFPlayer Mini: Tenhle je trochu jiný než ve většině příkladů. Abych se vyhnul problémům se sběrnicí I2C, připojuji jej spíše k sériovému portu arduina než pomocí softwarové sběrnice. Karta micro SD vložená do DFPlayer Mini by měla obsahovat 12 vyzváněcích tónů MP3 (pojmenovaných 0001.mp3, 0002.mp3, …) a vyzváněcí tón k narozeninám s názvem 0014.mp3 (13 nechtělo fungovat!?!).

• VCC až 5V
• GND až GND
• RX až TX na arduinu, ne přímo, ale přes odpor 1 kohm; nepřipojujte TX DFPlayer mini, nepoužíváme zpětnou vazbu z modulu a bude to narušovat správnou funkci hodin!
• spk1 a spk2 do reproduktoru

Matice LED WS2812:

• Pozitivní a negativní jsou přímo připojeny k napájecímu konektoru
• Din první LED/písmeno je připojen ke kolíku D6 arduina, nikoli přímo, ale přes odpor 330 ohmů

Kondenzátor 1000 µF: Toto má chránit LED diody, bez toho to pravděpodobně funguje dobře.

Kladná noha je připojena k kladné straně LED matice (a tedy i DC konektoru); negativní noha je připojena k mínusové straně LED matice

RGB LED: LED, kterou používám, má vestavěné odpory, většina z nich ji nemá, proto je v případě potřeby zahrňte.

• Nejdelší noha je spojena se zemí
• Ostatní nohy se připojují ke kolíku D8, D9 a D10 arduina.

Fotodioda

• Jedna noha fotodiody je připojena k 5V,
• druhá noha je připojena ke kolíku A0 na arduinu a k zemi přes odpor 4,7 kohm

Tlačítka: potřebujete 3 tlačítka; 1 velké tlačítko alarmu a 2 menší pro funkci nahoru a dolů. Tlačítka jsou připojena k digitálním pinům na Arduinu. Musíte také přidat 10kohm stahovací odpory, jak je pěkně vysvětleno v tomto návodu.

• Tlačítko alarmu je připojeno ke kolíku D7
• Nahoru je připojen na pin D12
• Tlačítka dolů jsou připojena ke kolíku D11

Krok 4: Sestavení hodin

Vzhledem k omezenému prostoru pro všechny součásti je důležité otestovat, zda všechny součásti vyhovují. Proto jsem všechny komponenty spojil konektory, abych je snadno odstranil z hlavní desky. Tlačítko alarmu, které jsem použil, je příliš dlouhé a připojil jsem ho velmi zvláštním způsobem. To proto, že se mi nelíbil jeho červený plast. Nyní je umístěn mnohem hlouběji v hodinách, aby vytvořil prostor pro malý dřevěný kotouč, který nyní funguje jako tlačítko a lépe odpovídá vzhledu hodin. Disk je ve skutečnosti vyříznut z rukojeti starého štětce; vidíte, rád znovu používám staré věci! Zadní deska je také opakovaně použitým předmětem: výřez ze zlaté dibondové desky, který slouží jako backsplash v naší kuchyni. Stačí pokosovou pilou rozříznout zadní desku a vyvrtat otvor pro DC konektor. Je namontován pomocí šroubů, aby později poskytl přístup k vnitřním součástem. Když se zdá, že vše sedí a funguje, je čas krabici slepit. Lepení je snadné, stačí všechny 4 strany slepit maskovací páskou, nanést lepidlo a zabalit. LED matice je nalepena na krycí matici LED a toto tření zapadá do své polohy. Čelní deska je nahoře připevněna oboustrannou páskou. První noci jsem absolvoval několik „testovacích nocí“, kdy vše držely pohromadě gumičky, a cítil jsem, že i při nejnižším nastavení jsou LED diody příliš jasné! To bylo vyřešeno přidáním 2 vrstev papíru mezi krycí matici LED a čelní desku.

Krok 5: Software

Software je, pokud se tyto hodiny liší od většiny ostatních. Protože jej hodlám používat jako svůj hlavní budík, potřebuji mnoho funkcí, které lze ovládat pouze třemi tlačítky! Také dávám přednost samostatnému zařízení, než abych se k němu musel připojovat pomocí wifi, bluetooth, … pro jednoduché věci, jako je změna vyzváněcího tónu, času, … atd.

Zde je přehled všech funkcí, které jsem zahrnul.

• Krátkým stisknutím tlačítka alarmu aktivujete / deaktivujete funkci alarmu. Když je alarm aktivní, LED dioda je červená.
• Po aktivaci alarmu se zobrazí čas alarmu a lze jej změnit pomocí tlačítek nahoru a dolů (hodiny, když bliká červená LED, poté minuty, když bliká modrá LED)
• Změna vyzváněcího tónu a hlasitosti; nabídku nastavení musíte aktivovat současným stisknutím tlačítka nahoru a dolů během nastavování času budíku.
• Když se spustí budík, krátkým stisknutím tlačítka budíku získáte 5 minut odložení. Chcete -li skutečně vypnout: znovu stiskněte nebo dlouze stiskněte, dokud se kontrolka alarmu nevypne.
• Chcete -li změnit čas, musíte během normálního provozu aktivovat nabídku nastavení současným stisknutím tlačítka nahoru a dolů.
• Chcete -li změnit datum (používané pro funkci narozenin), musíte aktivovat nabídku nastavení současným stisknutím tlačítka nahoru a dolů během nastavování času.
• A poslední velikonoční vajíčko: dlouhým stisknutím tlačítka alarmu aktivujete duhový režim. Vypadá nejen skvěle, ale může dokonce sloužit jako noční světlo!

Přiložený potřebný náčrtek arduina. Ale mohlo by těžit z přepisu od nuly, protože ukazuje příliš mnoho svého organického růstu, a proto postrádá trochu logiky. Ale protože všechno funguje, nechci tomu věnovat více času, než jsem už udělal.

Nejdůležitější funkcí, která tyto hodiny odlišuje, je tato:

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

Obsahuje algoritmus, který vyhledá potřebná písmena, která se vám rozsvítí, a střídá barvy na libovolném místě v InputTextu. Ve většině ostatních hodin jsou všechna slova pevně kódována, což znamená, že když změníte tvar hodin, musíte vše překódovat. Zde jde jen o to, abyste do řetězce zadali správné pořadí písmen

ClockFace = String ("HETMISDTKWARVIENTBIJFGNAVOORHALFDNTWZEVRPHIAGERNALJFCHTSDUURAPMY"). A je to zvláště výhodné při změně jmen pro funkci narozenin.

Krok 6: Budoucí vylepšení

I po několika měsících používání jsem s konstrukcí stále velmi spokojen. U většiny svých projektů si myslím: „To by se mělo zlepšit, nebo by to bylo lepší,…“Ale tento ne; cítí a funguje tak, jak jsem chtěl. Jedním problémem může být spotřeba energie. To může být vyšší než průměrný budík, který si koupíte. Ale hodně to závisí na množství světla během dne, protože LDR dělá svou práci velmi dobře. Když je úplná tma, moje hodiny přejdou do nočního režimu; to znamená červená a zelená písmena při nejtmavším nastavení. V tomto režimu hodiny potřebují 0,08 A a spotřebují přibližně 0,4 Watt. Za denního světla se to zvýší na 0,3 A nebo přibližně 1,5 W, zatímco duhový režim dokonce spotřebuje 5 W.

Každopádně při pohledu na konečný výsledek jsem přesvědčen, že to stojí za veškerou energii, kterou jsem do toho vložil!

Nezapomeňte pro mě hlasovat v soutěži o hodiny! Děkuji za přečtení až do konce.