LED -sonsopkoms wekker met aanpasbare liedalarm: 7 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:28

My motivering Hierdie winter het my vriendin baie moeite gehad om soggens wakker te word en het dit skynbaar aan SAD (Seasonal Affective Disorder) gely. Ek sien selfs hoeveel moeiliker dit is om in die winter wakker te word, aangesien die son nog nie opgekom het nie. Simptome van ernstige SAD kan insluit prikkelbaarheid, oorslaap, maar steeds moegheid, nie uit die bed kan kom nie, depressie en selfs fisiese probleme soos gewrigspyn en verminderde weerstand teen infeksie. Ek het gehoor van sonsopkomsalarms wat die sonsopkoms simuleer en het gedink dat dit 'n moontlike oplossing vir haar probleem kan wees. for-Soleil-Sun-Alarm/) oor die wysiging van 'n sonsopkomsalarm om blou lig te verskaf met behulp van LED's, aangesien blou die goeie lig is om te help. Ek hou van die idee, maar die manier waarop die mikrobeheerder in hierdie instruksies gebruik word, het my geïntimideer, aangesien ek beperkte ondervinding het met die programmering van een nadat die kode ontwikkel is. Dit het ook nie die ander probleem van my opgelos nie: $ 80 op 'n wekker bestee en dit verander, nie dat my vriendin nie die moeite werd is nie: D Ek het eers daaraan gedink om 'n horlosie van nuuts af te ontwikkel met 'n mikrobeheerder. Ons het 'n binêre telklok in een van my universiteitsklasse gebou, so ek was vertroud met die logika. Ek het later die idee opgegee, aangesien ek nie dieselfde programmeertaal sou gebruik nie, en ek baie tyd sou neem om die kode te ontwikkel. Ek het toe die idee gehad om 'n goedkoop digitale wekker te gebruik wat hopelik 'n spanning kan gee as die alarm afgaan. Ek kan hierdie spanning aanneem en dit as 'n skakelaar met 'n mikrobeheerder gebruik. As die alarm afgaan en die spanning hoog is, begin die verduisteringsproses. As die snooze -knoppie ingedruk word of die alarm afgeskakel word, sal die spanning laag word en die verduisteringsproses stop, wat die ligte afskakel. Ek het hierdie idee ondersoek en uitgevind dat dit moontlik is om 'n spanning van 'n horlosie te gebruik en dit met 'n mikrokontroller te gebruik! 'N Man het 'n soortgelyke projek voltooi wat die oggend outomaties sy blindings oopgemaak het (https://hackaday.com/2008/11/18/alarm-clock-automated-blinds/). The Microcontroller Die idees het begin vloei en alles wat ek het om 'n mikrobeheerder te kies. Ek het 'n artikel op sparkfun.com gesien wat die proses ondergaan het om 'n stroombaan te bou om 'n ATMega168 te laat loop. Ek het aandagtig gelees en besluit dat dit eenvoudig genoeg lyk en dat dit die mikrobeheerder is wat ek wil gebruik. By verdere navorsing het ek hierdie Arduino -ding gevind wat almal vir hul selfdoenprojekte gebruik het. Dit het die ATMega168 gebruik, was open source en het talle hulpforums en voorbeelde gehad; perfek vir die beginner. Ek het besluit om dit te gebruik om my ATMega168 te programmeer en oor te plant in 'n uitbreekbord wat die noodsaaklike items bevat om die ATMega168 te laat loop. Met die laaste stuk van die legkaart in die hand, kon ek begin. Vinnige kantopmerking: voordat ek begin, wil ek net dankie sê aan al die bronne wat ek gebruik het. Ek het probeer om seker te maak dat ek enige verwysing wat ek gebruik het binne die instruksies gekoppel het. Die kode is slegs manipulasies van die voorbeelde in die Arduino -omgewing en 'n bietjie van my eie, dankie aan die mense wat dit gekodeer het! Dit is ook my eerste mikrobeheerder -projek. Ek is seker dat ek nie alles heeltemal korrek gedoen het nie, soos om filterdeksels op plekke en ander dele in my stroombane te voeg. Laat weet my as u iets sien wat verbeter kan word! Ek sal dit seker opdateer of aantekeninge maak. Geniet dit!

Stap 1: ondersoek die horlosie- en alarmuitgangskring

Die klok ondersoek Dit is die klok wat ek gekies het. Ek het dit by Walmart gekry en dit was goedkoop, so as ek dit nie kon gebruik nie, sou ek nie te ontsteld wees nie. Dit het ook 'n 9v -battery -rugsteun as die krag onderbreek. Ek het later uitgevind dat die alarmvolgorde van die ATMega168 steeds afgaan! Dit sal u dus steeds wakker maak as daar nie krag is nie! As die battery nie meer gebruik word nie, skakel die voorste skerm uit en skakel dit oor na 'n ander interne klok wat minder akkuraat is, maar steeds goed werk. As die krag weer aangeskakel word, moet die klok moontlik aangepas word, maar die alarminstellings bly. Die horlosie kom redelik maklik uitmekaar. Daar is vier skroewe aan die onderkant en drie skroewe waarmee die printplaat met die knoppie aan die bokant van die horlosiekas vasgemaak word. Om die bokant af te haal en beter toegang tot die LCD te kry, moet u die 9v -snit deur die gat in die onderste helfte trek. Die voorste LCD -skerm verskyn en by inspeksie was daar 'n paar dele. Ek het 'n transformator, 'n piëzo -elektriese luidspreker vir die alarm gevind, 'n paar diodes vir die gelykrigterkring, 'n paar knoppies vir die ingange en 'n horlosie wat al die horlosiekringe daaronder het. Ek het die grond gekry en begin wegkyk. Wees versigtig terwyl u dit op u klok doen, daar is 'n blootgestelde transformator wat 'n stewige skok sal lewer. Ek het kennis geneem van die spannings op elke pen wanneer die alarm af is en wanneer die alarm aan is. Ek het gehoop op 'n pen wat 'n goeie logiese spanning van 5v bied as die alarm aan is en 0v wanneer die alarm af is. Ek was nie so gelukkig nie, maar die spanning wat na die luidspreker gegaan het, het 'n spanning gegee wat wissel van 9.5v-12.5v. Ek het gedink ek kan dit gebruik. Ek het ook 'n pen met die naam VCC gevind wat 'n spanning verskaf wat wissel van 10v-12v. Dit kom later ter sprake by die bou van die kragtoevoer vir die mikrobeheerder. Alarmuitgangskring het ek 'n draad aan die grond en een aan die alarmpen gesoldeer en aan 'n stroombaan begin werk om die spanning uit te skakel. Ek het gedink ek kan 'n 5V -reguleerder gebruik, maar ek het net 'n verstelbare reguleerder laat lê. Ek het rekenskap gedoen en my waardes verskaf 'n spanning effens onder 5v. Ek het 'n bietjie gekniehalter en weerstanders verruil totdat dit die 5v voorsien wat ek nodig gehad het. Ek het 'n 470uF -kondensator op die ingang gebruik om die spanning glad te maak. Met die kondensator het die spanning slegs gewissel van 10.5v-10v. Hieronder is die skema van die stroombaan wat ek gebruik het om my alarmuitset te kondisioneer en 'n foto van die dele saam op 'n broodbord.

Stap 2: Kragvoorsieningskring, LED -bestuurerskring en bedrading

Kragtoevoer As ek die mikrobeheerder reguit aan die Vcc van die klok sou koppel, sou ek dit opblaas (wel nie regtig nie, maar dit nutteloos maak). Ek moes die spanning kondisioneer en dit tot 5V verlaag. Ek het 'n eenvoudige reguleerkring gebruik wat slegs twee kapasitors en 'n 5v -reguleerder gebruik. Ek het na die skool se laboratorium gegaan en 'n 5V -reguleerder in die asblik gevind. Ek het die kring aangesluit en dit getoets. Dit het 'n goeie en bestendige 4.99v. LED -bestuurdersstroombaan verskaf, aangesien die ATMega168 slegs ongeveer 16mA stroom aan elk van sy digitale uitsette kan lewer, is 'n stroomreguleerder nodig om die LED's aan te dryf. Ek het hierdie stroombaan op die Arduino -hulpforums gevind, en dit lyk na 'n redelik algemene en eenvoudige kring. Om die lig van die LED's te rig, het ek besluit om 'n reflektor van 'n flitslig te gebruik. Die flitslig wat ek gekoop het, het drie gate vir drie LED's. Ek het besluit om hulle groter te maal en vier in elke gaatjie te sit en sodoende die manier waarop die stroombaan getrek word, te verduidelik. Bedrading Sodra ek agtergekom het dat ek die klok se Vcc en die alarmuitset suksesvol kon gebruik, het ek besluit om 'n paar dun drade en draad op te soldeer. hulle deur 'n gat in die sy. Ek het ook die idee gehad om 'n lus in my mikrobeheerderprogram by te voeg om 'n liedjie te speel in plaas van die oorspronklike alarm. Ek het twee langer drade aan die piëzo -elektriese luidspreker gesoldeer en dit ook aan die kant geryg. Ek het 'n paar draadknippers gebruik om 'n klein kerf in die boonste helfte van die horlosie uit te sny en alles weer aanmekaar te skroef.

Stap 3: Sluit die ATMega168 aan en bou die prototipe

ATMega168 aansluit Daar is slegs 'n paar penne wat gekoppel moet word om die ATMega168 te laat loop. Ek het hierdie pinout van die ATMega168 gevind op https://www.moderndevice.com/Docs/RBBB_Instructions_05.pdf-verbindings is soos volg: na Vcc-Pin 1 na Vcc met 'n 10k-weerstand. -Pin 7 en Pin 20 tot VccTo Ground-Pin 8 and Pin 22 to Ground-Pin 21 to Ground with a.1uF electrolytic capacitor Input-Pin 4 (Digital pin 2) is connected to my alarm wire Output-Pin 15 to NEGATIVE Lead of piezoelectric luidspreker-pen 16 op die ingang van die LED-bestuurder-klok-16Mhz-kristal-een been tot pen 9, die ander been tot pen 10-11 in alle aansluitings-let wel: ek glo ek kon 'n paar kappies aan die bene van die kristal, maar aangesien my program nie 'n baie akkurate klok nodig het nie, het ek dit net so gelaat. Ek het die ingang van die alarm se digitale pen willekeurig gebruik; enige ander digitale pen moet werk. Die piëzo -elektriese luidspreker en LED's moet aan 'n digitale PWM -pen gekoppel word, anders werk dit nie. Ek kon ook nie 'n goeie model in Eagle vind vir die 28 -pins model nie, so ek het dit net alles geverf: D Jammer as dit verwarrend lyk. Stel vrae indien nodig! Ek het ook 'n blokdiagram gemaak om te help om te verstaan waar alles vandaan kom. Bou die prototipe --- onderdele lys --- alarmuitgangskring -LM317T verstelbare positiewe spanningsreguleerder (u kan 'n 5v-reguleerder gebruik, ek het dit net gehad een) -1k Ohm Weerstand -3.8k Ohm Weerstand -470uF Elektrolitiese kondensator Kragtoevoer -UA7805C 5v reguleerder -100uF elektrolitiese kondensator -10uF elektrolitiese kondensator LED bestuurder kring -2N3904 -150 Ohm (u kan eksperimenteer met laer of hoër weerstandswaardes, afhangende van u LED's) -1k Ohm ResistorMicrocontroller -28 Pin Socket (opsioneel, maar ek het my ATMega168 talle kere herprogrammeer met my Arduino) -ATMega168 -.1uF elektrolitiese kondensator -16 MHz Crystal -10k Ohm ResistorMisc. Benodigdhede -Prototyping Perf Board -Prototyping Board Legs and Screws -Wire Toe ek my kring prototipe het, het ek elke afdeling op 'n broodbord gebou, dit getoets en na die perf board oorgeplaas. Ek het begin met die alarmuitgangskring en seker gemaak dat dit korrek werk. Ek het toe oorgegaan na die kragtoevoer, dan die LED -bestuurder, en ek het klaargemaak met die mikrobeheerkring. Maar, aangesien u nie die kring hoef te toets en seker te maak dat die konsepte werk nie, aangesien ek dit reeds gedoen het, kan u die hele kring bou. Maak seker dat u die regte spanning op die regte plekke kry. 0v by die uitset van die alarmuitgangskring wanneer die alarm af is en 5v wanneer dit aan is. 5v by die uitset van die kragtoevoerstroombaan. Steek die ATMega168 nog nie in die sok nie, dit moet geprogrammeer word. Ek kon 'n kleiner perf board gebruik of myne afkap, maar ek het besluit om dit met rus te laat. Dit is nie uiters groot nie. Nadat die kring ontwerp is, kan die konstruksie van die LED -gloeilamp begin.

Stap 4: Bou die LED "Bulb"

Die Triple Quad LED -lamp !!!! "'As u wil, kan u hierdie stap oorslaan en 'n enkele LED gebruik om u stroombaan te toets. U kan hierop terugkom as u die kring bevestig en werk. Ek gebruik ook wit LED's omdat ek nie meer blues met 'n hoë helderheid oorgehad het nie. Ek het gehoor blou help beter met die SAD. Ek het na die dollarwinkel gegaan om 'n goedkoop flitslig te gaan haal, want ek het 'n reflektor nodig gehad om die LED's se lig te rig. Die flitslig I Ek het besluit om vier LED's in elke gat te plaas, en ek het 'n manier nodig gehad om hulle almal op te dra. is parallel, hou die spanning dieselfde as een LED en verhoog die stroom. Dit is wat die LED -dryfbaan bied. Protip: Klein naaldtang help Stap1: Hou twee LED's bymekaar terwyl die gronddrade aanraak. Die plat rande van die LED's moet langs mekaar sit. Laai die punt van jou soldeerbout op n met 'n bietjie soldeer sodat daar 'n vloeibare soldeersel op die punt val. Raak die twee gronddrade vinnig met u soldeerbout so na as moontlik aan die LED. As u die punt lank daar laat staan, word die leidrade warm en dit voel nie baie goed nie Stap 2: Skuur die rande van die een kant van 'n paar plat met 'n dremel -gereedskap, vyl of sandpapier. sit langs 'n ander paar spoel. Ek het die LED's geskuur om die lig 'n bietjie te versprei. Buig nou die leidings soos aangedui. Dit is nogal moeilik om foto's van die proses te neem, maar buig basies die positiewe leidrade na buite. Buig die negatiewe leidrade na die afgeplatte sye en reguit, sodat as u twee pare bymekaar sit, die vier negatiewe leidrade as een groot voorsprong bymekaar kom. Neem twee pare en hou hulle bymekaar. Die negatiewe penne sal almal in die middel wees. Raak hulle aan met u soldeerbout om hulle almal saam te smelt. Stap: Nou dat die vier negatiewe leidings aanmekaar gesoldeer is, knip drie daarvan af en laat net een. Buig nou een van die positiewe leidings om die buitekant van die vierkantige LED en soldeer by elke verbinding. Knip alles behalwe een van die positiewe leidrade en laat een positiewe en een negatiewe leiding agter. U is klaar! Maak nou nog twee:] Sodra u drie vier -LED's het, is dit tyd om dit in die flitsligreflektor te plaas. Ek het hierdie flitslig vir $ 3 by die dollarwinkel gekoop. Dit is 'n dorcey en al die dele draai uitmekaar, so dit is maklik om toegang tot al die dele te kry. Ek gebruik die silwer reflektor en die swart keël terug. Die swart kegel kan van die metaalonderdele verwyder word, net die plastiekstuk. Dit word later gebruik om die gloeilamp aan die verstelbare nek vas te maak. Afhangende van die flitslig wat u vind, moet u u LED's anders op die verstelbare nek pas. Ek het probeer om 'n generiese flitslig te vind wat op baie plekke beskikbaar sou wees. Stap 4: Ek het 'n dremel geneem om die drie gate in die reflektor te verbreed. Ek druk toe elk van die vier vier -LED's in hul gate met die negatiewe leidrade na binne. Buig en soldeer die negatiewe en positiewe leidrade saam om die TRIPLE QUAD LED BOLB te voltooi! Ek het daarna aan twee lang, dun drade gesoldeer wat later langs die verstelbare nek gevoer sal word en aan die hoofbord gesoldeer word. Ek het ook 'n bietjie gom op elke vierkante LED -pakkie gesit om seker te maak dat hulle op hul plek bly.

Stap 5: Verstelbare nek en basis

Die verstelbare nek Om die "sonlig" wat die wekker genereer, te rig, het ek gekies om 'n verstelbare nek by te voeg. Aanvanklik het ek gedink ek kan 'n buis vir die nek gebruik, maar omdat ek beperkte gereedskap en hardeware op die universiteit het, kon ek dit nie baie goed aan die basis vasmaak nie. Boonop was dit taai om te buig en het dit nie te goed aangepas nie. Ek het uiteindelik net een van die drade in die buis gebruik. Dit het redelik goed gegaan. Ek kon dit sonder hardeware vasmaak, net 'n gat in die basis. Ek het begin deur een draad uit die buis te haal en dit om die buitekant te draai en 'n lekker spiraal te skep. Toe draai ek net die draad van die kanaal af. Ek rek dit toe uit en verbind dit met die swart kegel wat ek vroeër genoem het. Die swart kegel het 'n paar stroombane van die flitslig daaraan, maar dit kan maklik verwyder word. Noudat u net die plastiese keëlstuk het, maak twee gate aan die rande, elk groot genoeg sodat die draad daardeur kan pas. Ek het dit gevoed en toe aan die anderkant afgegaan en dit onderkant gekrul. Ek gebruik toe die dun, buigsame draad van die buis om dit verder vas te maak. Die twee lang drade wat vroeër gesoldeer is, kan deur die swart kegel terug gevoer word en die gloeilamp kan op sy plek gedraai word. Ek het 'n bietjie gom bygevoeg om dit vas te hou. Die basis Om die verstelbare nek vas te maak, het ek 'n gat van 7/64 duim in die houtbasis geboor en die draad vasgesteek. Dit pas redelik styf sodat geen gom nodig is nie, maar dit is los genoeg sodat die nek gedraai en gedraai kan word. Die twee LED -drade kan om die nek gedraai en aan die prototipe bord gesoldeer word. Om die bord vas te maak, het ek vier PCB -houers gebruik. Ek het 'n draadboor beskikbaar, maar dit was nie nodig nie. As u nie 'n skroefdraad het nie, boor net 'n gat wat kleiner is as die skroef en draai dit met 'n tang in. Ek het die klok met 'n klittenband aan die basis vasgemaak. Ek het dit nie afgeskroef nie, aangesien my klok 'n battery -rugsteun het, en as die battery doodgaan, moet dit vervang word. Laastens het ek 'n paar rubber voete by die hoeke gevoeg.

Stap 6: Die program

Die program Om u ATMega168 te programmeer met die USB -verbinding en Arduino -kaart, benodig u 'n ATMega168 -chip wat die Arduino -laaiprogram reeds bevat. Dit was die eenvoudigste manier om die mikrobeheerder te programmeer. Toe ek my bord koop, het ek 'n ekstra ATMega168 met die selflaaiprogram by dieselfde verskaffer opgetel. Miskien moet u 'n bietjie meer betaal vir die vooraf geprogrammeerde chip, maar dit was vir my die moeite werd, want ek wou nie met seriële kabeladapters mors nie. Ek het die kode as 'n.txt-lêer en 'n.pde aangeheg lêer. Ek wou dit nie lank leer nie, deur al die kode te plaas. Ek het die nuutste Arduino-programmeeromgewing gebruik: arduino-0015. Wat ek van die Arduino -borde hou, is dat daar baie voorbeelde in die omgewing is, dat die programomgewing gratis is en dat daar baie projek- en hulpbladsye is. Dit is ook baie maklik om 'n uitbreekbord te bou om u program alleen te bestuur. Ek het probeer om die kode na my beste verstaan te lewer, sodat ek die beskrywings tot die minimum beperk. Ek het drie "as" stellings. Die eerste vervaag in die laer dimmerheidsvlakke (0-75 uit 255) stadiger, aangesien die hoër vlakke dieselfde lyk. Die tweede vervaag vinniger in die boonste duisternis. Die hele vervaagproses duur 15 minute. Sodra die LED's die volle helderheid bereik het, speel die songlus totdat die alarm afgeskakel word. Die oorspronklike alarm was redelik irriterend. Dit was net die tipiese wekkergeluid wat almal haat. Ek het gedink, waarom nie die luidspreker gebruik om 'n aangename liedjie te maak om mee wakker te word nie? Aangesien my vriendin van The Beatles hou en ek geweet het Hey Jude het 'n redelik eenvoudige melodie, besluit ek om dit te gebruik. 'N Vierkantsgolf word gegenereer en dan word PWM gebruik om die note van Hey Jude op die piëzo -elektriese luidspreker te speel. Om die liedjie te programmeer, het ek die 'Melody' -voorbeeld uit die Arduino -omgewing voorbeelde gemanipuleer. Ek het 'n paar eenvoudige bladmusiek gevind en dit in note in die kode vertaal. Ek moes die aantal note wat gespeel word, verhoog tot 41 en die wiskunde doen om 'n laer noot uit te vind as die 'c' wat verskaf word. Ek het die kode dan in my hoofkode ingeplant. Om die chip te programmeer, moet u eers die USB -stuurprogramma's wat by die Arduino -omgewing is, installeer. Kies dan u bord in die keuselys en kies die toepaslike COM -poort. Hierdie hele proses word hier breedvoerig beskryf: https://arduino.cc/en/Guide/WindowsAs dit gaan daaroor! Nadat u die ATMega168 geprogrammeer het, kan dit uit die Arduino gehaal word en in die prototipe kring geplaas word!

Stap 7: Gevolgtrekking

Moontlike verbeterings Nadat ek met die sonsopkomsalarm klaar was, het ek 'n paar verbeterings of ekstra funksies wat ek kon bygevoeg het. Een van die idees waarmee ek vorendag gekom het, was 'n skakelaar om die gloeilamp vol helderheid aan te skakel sodat dit as leeslamp gebruik kan word. 'N Ander skakelaar kan gebruik word om die alarmklank aan of uit te skakel. Die printbord kon ook baie kleiner gewees het. Ek het hierdie een net laat lê en besluit om dit in een stuk te laat. Die finale produk Hier is dit! Ek het 'n paar foto's bygevoeg van hoe dit lyk as die ligte vervaag. Ek het ook 'n video geneem van die alarm wat Hey Jude speel. Weereens, as u enige vrae het oor hierdie projek, vra net: ek help graag!