ساعت مچی LED طلوع آفتاب: 5 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:56

برای بیدار شدن از خواب مشکل دارید؟ از صدای شدید زنگ خطر زنگ متنفر هستید؟ آیا ترجیح می دهید به تنهایی چیزی بسازید که بتوانید با پول و زمان کمتری آن را خریداری کنید؟ سپس این ساعت زنگ دار LED طلوع آفتاب را بررسی کنید!

هشدارهای طلوع آفتاب طوری طراحی شده اند که با افزایش تدریجی روشنایی در اطراف زمان بیداری ، تجربه بیداری آرام تری را ارائه می دهند. ایده این است که این امر به تمایل طبیعی ما برای بیدار شدن با خورشید و کشاندن بدن به یک ریتم شبانه روزی متعادل کمک می کند تا بیدار شدن آسان تر شود. این ممکن است برای همه صادق نباشد ، اما من شخصاً آن را مفید می دانم و به ویژه رنگهای گرم را آرامش بخش صبح می دانم.

بسیاری از ساعت های طلوع آفتاب را می توانید خریداری کنید تا با استفاده از لامپ های مخصوص که سعی می کنند رنگ و دمای رنگ خورشید صبح را مطابقت دهند ، نور خورشید را شبیه سازی کنند. با این حال ، برای ساخت این دستگاه ، ما فقط از LED های RGB استفاده می کنیم که تقریباً می توانند احساس نور خورشید را تخمین بزنند ، اما ترکیب و جلوه های رنگی خنک و منحصر به فرد را نیز ممکن می سازند. این ساختار در اطراف Arduino UNO با استخوانهای برهنه با ماژول ساعت زمان واقعی (RTC) و ساعت LED 7 قسمتی است.

مرحله 1: BOM

• جعبه تنه باس وود
• آردوینو UNO یا معادل استخوانهای برهنه
• LM7805 5V تنظیم کننده خطی
• درپوش ، چندین 1uF ، 10uF برای LED ها.
• ماژول ساعت واقعی (RTC)
• صفحه نمایش ساعت LED 7 بخش
• پتانسیومتر
• رمزگذار روتاری
• دستگیره های قابلمه و رمزگذار. من از دستگیره های گیتار استفاده کردم
• کلید دکمه ای لحظه ای با LED
• میله های اکریلیک (6x 10 میلی متر قطر. طول 250 میلی متر)
• 8 عدد LED WS2812B RGB
• پیچ و مهره M3 پیچ و مهره
• مینی آهن ربا
• PCB یا نمونه اولیه برد + سیم
• لکه چوب به رنگ دلخواه

مرحله 2: طراحی

طرح کلی ساخت در زیر آمده است. آن را بررسی کنید. عنصر اصلی ساعت ماژول RTC است. این امر زمان قابل اطمینان را فراهم می کند و دارای یک باتری کوچک است که در صورت خاموش بودن کل زنگ ساعت می تواند زمان را حفظ کند. ماژول RTC و رابط نمایش 7 قسمتی ساعت به Arduino از طریق پروتکل I2C.

ورودی کاربر به دستگاه توسط یک رمزگذار دوار با دکمه لمسی قابل دستیابی است که برای پیکربندی زمان و زنگ ساعت و همچنین حالت های LED و روشنایی استفاده می شود. از پتانسیومتر برای تغییر روشنایی صفحه نمایش ساعت 7 سگمنت استفاده می شود. در گذشته با استفاده از یک رمزگذار دوار دیگر ، رابط کاربری را کمی ساده تر کرده و می توانستم قابلیت های بیشتری را نیز اضافه کنم ، اما کار با دو رمزگذار دوار با استفاده از وقفه های آردوینو کمی پیچیده تر می شود (در مورد افزودن دو رمزگذار دوار به هیچ وجه تلاش نکرده ام. کاملاً مطمئن نیستم که چقدر دشوار است). برای روشن کردن LED ها از دکمه فشار لحظه ای استفاده می شود. من یک دکمه فلزی بهتر با LED در آن دارم اما هر دکمه ای کار خواهد کرد. اگر آن را اضافه کنید ، می توانید از دکمه رمزگذار چرخشی ثانویه استفاده کنید.

من از آداپتور منبع تغذیه 9V با جک 5.5mm x 2.5mm روی برد استفاده کردم. از LM7805 برای کاهش این ولتاژ تا 5 ولت برای وسایل الکترونیکی استفاده شد. ماین من در 0.75A در 9V رتبه بندی شده است و من احتمالاً نمی خواهم پایین بیایم زیرا LED های WS2812B می توانند در حداکثر روشنایی تا حد زیادی طراحی کنند. تقریباً با روشنایی کامل ، کل دستگاه حدود 450 میلی آمپر پوند می کشید.

همه چیز در یک صندوق عقب باس وود جای می گیرد که می توانید برای یک ظاهر کامل رنگ آمیزی کنید. LED های مورد استفاده 8x WS2812B LED های قابل آدرس دهی دیجیتالی هستند. اینها عالی هستند و من دوست دارم از آنها در بسیاری از پروژه ها استفاده کنم زیرا به راحتی برای ایجاد جلوه های جالب برنامه ریزی می شوند و می توانند نسبتاً روشن شوند. LED ها از طریق میله های حباب اکریلیک نصب شده در بالای جعبه پخش می شوند. من از یک کفن پلاستیکی چاپ سه بعدی برای حمایت از میله ها استفاده کردم ، که بعداً آن را لمس می کنم. می توانید از هر چیز دیگری که دوست دارید به عنوان پخش کننده LED استفاده کنید. این مقاله ایده های جالبی دارد.

مرحله 3: سیم کشی و محوطه سازی

فایل. ZIP مربوط به Gerbers PCB را مشاهده کنید. من این کار را با استفاده از DipTrace Schematic و PCB Design Software انجام دادم و در صورت علاقه فایل DipTrace را نیز قرار داده ام. اگر نمی خواهید PCB انجام دهید ، فقط می توانید از پرف برد یا سیم مستقیم به Arduino UNO استفاده کنید. بیشتر آن فقط سیم کشی ماژول ها ، کلیدها و LED ها به آردوینو است.

پتانسیومتر یک سر آن GND سر دیگر آن 5 ولت و وسط آن پین ورودی آنالوگ شماست. سیم کشی روتاری باید به GND و دو پین وقفه (2 و 3) آردوینو متصل شود. این دستورالعمل ممکن است مفید باشد. دکمه رمزگذار چرخشی و دکمه فشار بالا به GND و پین ورودی دیجیتالی مربوطه متصل می شوند (در این قسمت از کشش های داخلی پین استفاده می شود). همچنین فراموش نکنید که در بالا دکمه را به LED وصل کنید (من به مقاومت محدود کننده جریان احتیاج نداشتم). صفحه نمایش و ماژول RTC با سیم 5V ، GND و پین های SDA ، SCL مربوط به آردوینو متصل می شوند. من از 1uF در خازن های ورودی و خروجی LM7805 و 10uF دیگر در ریل 5 ولت برای پشتیبانی از LED ها استفاده کردم.

می توانید اکثر این اتصالات را مستقیماً به PCB یا ورق ورق خود وصل کنید ، اما من ترجیح می دهم از اتصالات هدر استاندارد 100 میلی متری (2.54 میلی متری) با لوله کاهنده حرارتی روی سیم کشی خود استفاده کنم تا به پین های روی برد متصل شود ، زیرا این امر هرگونه تغییر یا رفع را آسان تر می کند.

مرحله بعدی نصب روی صندوق عقب و برش مناطق مناسب برای گلدان ، رمزگذار چرخشی ، صفحه نمایش ، جک پاور و دکمه بالا است. من برای نصب برد از پیچ و مهره پیچ M3 استفاده کردم. اگر سوراخ های خود را درست اندازه بندی کنید ، باید بتوانید اتصالات و وسایل را به تنهایی ایمن نگه دارید ، در غیر این صورت عزیزم آنها را چسب داغ بزنید.

نکته ای که هنگام برش/حفاری در جعبه چوب باسیه باید در نظر بگیرید این است که شما می خواهید از بیرون به داخل بروید و از مته های تیز مته و مانند چوب به راحتی خرد کنید. این بخشی از دلیل نصب کفن پلاستیکی برای میله های اکریلیک است زیرا حفر سوراخ های بزرگ برای آنها چوب را کمی خراب کرده است.

مرحله 4: LED ها و رنگ آمیزی

خط 5V ، GND و داده را به نوار LED های 8x WS2812B وصل کنید. من همچنین ترجیح می دهم اتصال سیم به نوار را اپوکسی کنم ، زیرا آنها به سختی پدها را جدا می کنند و رفع آن درد بزرگی است. من آنها را به سادگی به جعبه زیر چسباندم.

میله های اکریلیک ، دو قطعه برای هر یک از طول های زیر بریده شد: 2.5 "3.25" 4 "4.75". من ابزار فوق العاده ای برای این کار نداشتم و به سادگی در جایی که می خواستم با Dremel برش بزنم و آن را قطع کردم. سپس از کاغذ سنباده و نوک پرداخت Dremel برای تمیز کردن انتهای آن استفاده کردم. برای نصب میله های اکریلیک ، احتمالاً ساده ترین کار این است که سوراخ ها را بدون خراب کردن چوب به درستی سوراخ کنید. من نتوانستم این کار را انجام دهم ، در عوض یک کفن ساده برای نگه داشتن LED ها در آن چاپ کردم. بر این اساس منحنی است تا در بالای جعبه صندوق عقب قرار بگیرد (یک راه آسان برای انجام این کار این است که انحنای جعبه را روی کاغذ پیدا کنید. ، سپس مرکز دایره ای که منحنی تولید می کند را اندازه گیری کنید تا منحنی را در CAD تکرار کنید). به طور کلی ، این قسمت کاملاً خوب کار می کرد و میله ها را محکم در برابر LED ها نگه می داشت به طوری که حتی نیازی به چسب نداشتم. من همچنین فکر می کنم کفن زیبایی زیبایی متضاد را به ظاهر ساعت کلی می افزاید.

برای بسته نگه داشتن جعبه ، یک آهنربای کوچک را به قسمت بالا و پایین محفظه چسباندم.

سپس تنها چیزی که در قسمت سخت افزار باقی می ماند این است که آن را لکه دار کنید ، مطمئن شوید که نقاطی را که نمی خواهید لکه (یا بهتر است قبل از قرار دادن وسایل الکترونیکی در داخل آن را لکه دار کنید) ماسک کنید و برخی از نمد کوچک یا پد لاستیکی پد چیزهایی.