Rellotge d'alarma MP3 de nit: 6 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:12

Per a aquest projecte volia fer un despertador de paraula de nit còmode i totalment funcional.

Els meus requisits previs personals per al despertador de nit són:

1. Es pot llegir a qualsevol llum, però no encega la nit
2. Cançons d'alarma MP3
3. Atractiu i petit factor de forma
4. Funció Posposa
5. Funció de memòria, de manera que no es perdi l'hora, l'hora de l'alarma, el to de trucada i el volum en qualsevol moment que es talli l'alimentació.
6. Funció d'aniversari: el dia del meu aniversari (i dels membres de la meva família) vull que em despertin el "feliç aniversari" en lloc del to de trucada estàndard

No vaig trobar cap instructiu que combinés tots aquests; per tant, aquest instructiu.

El rellotge es construeix al voltant d’una matriu WS2812B de 8X8. A causa de la poca quantitat de LED, no totes les paraules poden estar formades per lletres consecutives. La majoria dels rellotges de 8x8 paraules (com aquest bonic) ho resolen agrupant més lletres sobre un sol LED, tot i que altres tenen solucions més creatives. Vaig decidir buscar una solució més semblant a aquesta, en què les paraules es fabriquen a partir de lletres no consecutives. Això li dóna un toc màgic, ja que no es veuen les paraules abans que s’encenguin. Per augmentar la llegibilitat, les lletres d’una mateixa paraula comparteixen el mateix color. Llegir al principi és una mica desconcertant, però al cap d’un temps el podeu llegir de cop. Per això també l’anomeno rellotge de lletres en lloc de rellotge de paraules. El rellotge em desperta cada matí i encara em sorprèn com es formen les paraules.

Subministraments

A part de l'electrònica, gairebé tots els components són articles reutilitzats o recuperats que ja tenia a casa. L’única eina que realment necessiteu i que probablement no teniu a l’abast per a la cara del rellotge és un tallador làser. Per sort, hi ha molts fablabs i makerspaces que us poden ajudar. Gràcies Makerspace De Prins!

Components electrònics:

• Matriu LED 8X8 WS2812B
• Arduino nano
• Mòdul de rellotge en temps real DS3231
• DFPlayer mini
• targeta micro SD per posar al DFPlayer mini (el més petit / més barat que pugueu trobar ho farà bé)
• Un díode fotogràfic
• Un LED RGB
• Capacitat de 1000 F
• un altaveu el més petit possible
• cables genèrics, connectors, resistències, botons
• Una mica de fusta, MDF,.. per a la caixa

Pas 1: feu la caixa

Per a la caixa mateixa vaig fer servir alguns talls del nostre terra de fusta. Es tracta de bonics taulers de roure de 9 mm de gruix. Amb una serra de mitra vaig tallar 4 trossos de 10,5 x 8,6 cm (en realitat n’he tallat un de recanvi per corregir els errors que vindrien!). Al llarg de la vora curta, es fa una ranura de 5 mm per amagar el panell frontal i posterior. Les vores llargues es tallen en un angle de 45 ° per formar una bonica caixa quadrada. Això no és un fet que els treballadors de la fusta es tornin salvatges a causa de la petita zona de cola de gra final. Però m'agrada l'aspecte de la junta amagada a la cantonada i encara és molt fort per a l'aplicació. Però aquesta és només la meva solució amb els materials que tenia a mà. Qualsevol quadre que contingui la matriu farà la feina bé. Abans d’enganxar les peces hem de fabricar i ajustar l’electrònica. Així que fins al següent pas.

Pas 2: el rellotge

Cap rellotge sense rellotge. Aquesta és una de les maneres més intel·ligents, ràpides i econòmiques de fer que les lletres siguin translúcides, tot bloquejant la resta de llum. Només necessiteu una petita peça (10 x 10 cm) de vidre acrílic (AKA plexi), una mica de pintura en aerosol i un tallador làser. Vaig començar amb un vidre d’acrílic transparent recuperat; el gruix no té importància, sempre que s’adapti al recés de la caixa. Per un costat, vaig desbastar una cantonada amb paper de vidre i el vaig cobrir amb una mica de pintura en aerosol negra. No us preocupeu per gotes de pintura, etc., ja que aquesta serà la part posterior. L’altra banda, en canvi, s’ha de mantenir el més verge possible. Ara necessiteu accedir a un tallador làser per eliminar la pintura i part del vidre acrílic, on les lletres han de venir utilitzant el SVG proporcionat; no oblideu que les lletres s’han de reflectir! Et voila: una forma barata, ràpida i senzilla de fer una placa frontal d’aspecte perfecte, pràcticament sense fuites de llum. Probablement haureu de canviar l'ordre de les lletres, ja que estan dissenyades per a un rellotge holandès.

Ara ja teniu accés al làser, també retalleu una matriu (fitxer adjunt també) d'alguns MDF de 6 mm. Això passa entre la matriu LED i la placa frontal per difondre la llum i evitar fuites de llum a les lletres veïnes.

Pas 3: Soldar l'electrònica

Ara és hora del nucli del nostre rellotge; l'electrònica.

El cor del nostre projecte és l'arduino nano. N’he utilitzat un de basat en Atmega328P. Això funciona, però durant el desenvolupament de programari sovint he tingut problemes de memòria. Per tant, probablement un nano cada o fins i tot un ESP32 pot ser més adequat.

Abans de soldar-ho tot, és aconsellable provar tots els components i connexions en una taula de treball. A causa de la gran quantitat de components i connexions necessàries, això es veurà desordenat. Després transfereixo tots els components un a un a una placa de circuits perforats. Si us plau, mantingueu els components junts ja que la caixa és relativament petita i orienteu-los de manera que es pugui accedir a coses com la targeta SD, la bateria, … traient la part posterior. Des de la part superior tot sembla bonic i endreçat, mentre que la part posterior és un espagueti al màxim. Però, fent i provant immediatament totes les connexions, també podeu fer-ho. Podeu trobar alguns consells sobre aquestes taules de prototipus aquí.

A continuació trobareu totes les connexions que s'han de fer per als diferents components:

RTC (rellotge en temps real) DS3231: es connecten directament 4 pins a l’arduino

• VCC a 5V
• GND a GND d'arduino
• SDA a A4
• SCL a A5

DFPlayer Mini: aquest és una mica diferent que en la majoria d’exemples. Per evitar problemes de bus I2C, el connecto al port sèrie de l'arduino, en lloc d'utilitzar un bus de programari. La targeta micro SD que entra al DFPlayer Mini ha de contenir 12 tons de trucada MP3 (anomenats 0001.mp3, 0002.mp3, …) i un to de trucada feliç d'aniversari anomenat 0014.mp3 (13 no volien funcionar!?!).

• VCC a 5V
• GND a GND
• RX a TX en arduino, no directament, sinó amb una resistència d'1 kohm; no connecteu el TX del DFPlayer mini, no estem utilitzant els comentaris del mòdul i desordenarà el correcte funcionament del rellotge.
• spk1 i spk2 a l’altaveu

Matriu LED WS2812:

• Positiu i negatiu es connecten directament a la presa de corrent
• El din del primer LED / lletra està connectat al pin D6 de l’arduino, no directament, sinó a través d’una resistència de 330 ohms

Capacitador de 1000 µF: per protegir els LED, probablement funcioni bé sense.

La pota positiva està connectada al costat positiu de la matriu LED (i, per tant, també a la presa de corrent continu); la pota negativa està connectada al costat negatiu de la matriu LED

LED RGB: el LED que faig servir, té resistències incorporades, la majoria no, per tant, inclogui-les si cal.

• La cama més llarga està connectada a terra
• Les altres potes es connecten als pins D8, D9 i D10 de l’arduino.

Fotodiode

• Una pota del fotodiode està connectada al 5V,
• l'altra pota està connectada al pin A0 de l'arduino i a terra a través d'un resitor de 4,7 kohm

Botons: necessiteu 3 botons; 1 botó gran d'alarma i 2 més petits per a la funció amunt i avall. Els botons estan connectats a pins digitals de l’arduino. També heu d'afegir resistències desplegables de 10 kohm, tal com s'explica molt bé en aquest instructiu.

• El botó d'alarma està connectat al pin D7
• Amunt està connectat al pin D12
• Els botons avall estan connectats al pin D11

Pas 4: Muntatge del rellotge

A causa de l'espai limitat per a tots els components, és important provar que s'adaptin a tots els components. Per tant, vaig connectar tots els components amb connectors per eliminar-los fàcilment de la placa principal. El botó d’alarma que he fet servir és massa llarg i l’he muntat d’una manera molt estranya. Això perquè no em va agradar el seu plàstic vermell. Ara es troba molt més profund al rellotge, per deixar lloc a un petit disc de fusta que actua de botó ara i s’adapta millor a l’aspecte del rellotge. El disc està realment tallat de la nansa d’un pinzell antic; veus que m'agrada reutilitzar coses antigues! La placa posterior també és un element reutilitzat: algun retall d’un plat de dibond daurat, que serveix de contraplat a la nostra cuina. Només heu de tallar la placa posterior a mida amb la serra de tallar i perforar un forat per a la presa de corrent continu. Es munta amb cargols per facilitar l'accés a la part interna més endavant. Quan tot sembla encaixar i funcionar, és hora d’enganxar la caixa. Enganxar és fàcil, només cal enganxar els 4 costats amb cinta adhesiva, aplicar la cola i embolicar-la. La matriu LED està gravada a la matriu de la coberta LED i aquesta fricció s’adapta a la seva posició. La placa frontal es munta a la part superior amb cinta adhesiva de doble cara. Les primeres nits vaig fer algunes "nits de prova" en què tot estava unit per gomes, i vaig sentir que fins i tot a la configuració més baixa els LED eren massa brillants. Això es va solucionar afegint 2 capes de paper entre la matriu de la coberta del LED i la placa frontal.

Pas 5: el programari

El programari és que aquest rellotge difereix de la majoria d'altres. Com que tinc la intenció d’utilitzar-lo com el meu despertador principal, necessito moltes funcions, que només es poden controlar amb 3 botons. També prefereixo un dispositiu autònom en lloc d’haver-hi de connectar per wifi, bluetooth, … per coses senzilles com canviar el to de trucada, l’hora, … etc.

Aquí teniu una visió general de totes les funcions que he inclòs.

• Si premeu breument el botó d’alarma s’activa / desactiva la funció d’alarma. Quan l'alarma està activa, el LED és vermell.
• Quan s'activa l'alarma, es mostra l'hora de l'alarma i es pot canviar l'hora de l'alarma amb els botons amunt i avall (hores en què el LED vermell parpelleja i després minuts en què el LED blau parpelleja)
• Per canviar el to de trucada i el volum; heu d'activar el menú de configuració prement simultàniament el botó amunt i avall durant la configuració de l'hora de l'alarma.
• Quan l’alarma s’activa, si premeu breument el botó d’alarma us donarà un temps de repetició de 5 minuts. Per apagar-se realment: torneu a prémer o premeu fins que el led d'alarma s'apagui.
• Per canviar l'hora, heu d'activar el menú de configuració prement simultàniament el botó amunt i avall durant el funcionament normal.
• Per canviar la data (utilitzada per a la funció d'aniversari), heu d'activar el menú de configuració prement simultàniament els botons amunt i avall durant la configuració de l'hora.
• I, per últim, un ou de Pasqua: si premeu llargament el botó d’alarma s’activa el mode arc de Sant Martí. Això no només sembla fresc, sinó que fins i tot pot servir de llum nocturna.

S'adjunta l'esbós d'arduino necessari. Però es podria beneficiar d’una reescriptura des de zero, ja que mostra massa el seu creixement orgànic i, per tant, manca una mica de lògica. Però com tot funciona, no vull dedicar-hi més temps del que ja feia.

La funció més important que diferencia aquest rellotge és aquesta:

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

Conté un algorisme que buscarà les lletres necessàries per il·luminar-vos i alternarà els colors en qualsevol espai del text d’entrada. En la majoria dels altres rellotges, totes les paraules tenen un codi dur, és a dir, quan canvieu la cara del rellotge, heu de tornar a codificar-ho tot. Aquí només es tracta de posar l’ordre de lletra correcte a la cadena

ClockFace = String ("HETMISDTKWARVIENTBIJFGNAVOORHALFDNTWZEVRPHIAGERNALJFCHTSDUURAPMY"). I és especialment convenient quan canvieu els noms de la funció d'aniversari.

Pas 6: Millores futures

Fins i tot després de diversos mesos d’ús, encara estic molt content de la versió. Per a la majoria dels meus projectes penso: "Això s'hauria de millorar, o hauria estat millor, …" Però aquest, no; se sent i funciona com volia. Un dels problemes pot ser el consum d’energia. Pot ser que sigui superior al despertador mitjà que compreu. Però depèn molt de la quantitat de llum durant el dia, ja que el LDR fa molt bé la seva feina. Quan és completament fosc, el meu rellotge passa al mode nocturn; això significa lletres vermelles i verdes a la configuració més fosca. En aquest mode, el rellotge pren 0,08 amperes i, per tant, consumeix uns 0,4 watts. En plena llum del dia, això augmenta fins a 0,3 amperes o aproximadament 1,5 watts, mentre que el mode arc de Sant Martí fins i tot consumeix 5 watts.

De totes maneres, mirant el resultat final, estic convençut que val la pena tota l’energia que he fet.

No oblideu votar-me al concurs de rellotges! Gràcies per llegir fins al final.