Sveglia LED Sunrise: 5 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:03

Problemi ad alzarsi la mattina? Odi il suono aspro e penetrante di un allarme? Preferiresti fare qualcosa da solo che potresti probabilmente acquistare per meno tempo e denaro? Allora dai un'occhiata a questa sveglia LED Sunrise!

Gli allarmi per l'alba sono progettati per fornire un'esperienza di risveglio più rilassante aumentando lentamente la luminosità intorno all'orario di sveglia impostato. L'idea è che questo fa appello alla nostra naturale inclinazione a svegliarci con il sole e "inganna" il corpo in un ritmo circadiano equilibrato rendendo più facile alzarsi. Questo potrebbe non essere il caso di tutti, ma personalmente l'ho trovato utile e trovo particolarmente confortanti i colori caldi al mattino.

Molti degli orologi all'alba che puoi acquistare tentano di simulare la luce solare con lampadine speciali che cercano di abbinare la tonalità e la temperatura del colore del sole mattutino. Tuttavia, per questa build sono stati utilizzati solo LED RGB che possono approssimare approssimativamente una sensazione di luce solare, ma consentono anche combinazioni ed effetti di colori fantastici e unici. Questa build si basa su un Arduino UNO essenziale con modulo Real Time Clock (RTC) e orologio LED a 7 segmenti.

Passaggio 1: BOM

• Baule in tiglio
• Arduino UNO o equivalente barebone
• Regolatore lineare LM7805 5V
• Caps, diversi 1uF, 10uF per LED.
• Modulo orologio in tempo reale (RTC)
• Display dell'orologio a LED a 7 segmenti
• Potenziometro
• Encoder rotativo
• Manopole per pot ed encoder. Ho usato alcune manopole di chitarra che avevo in giro
• Interruttore a pulsante momentaneo con LED
• Aste in acrilico (6x 10 mm dia. 250 mm di lunghezza)
• 8 LED RGB WS2812B
• Distanziali e dadi a vite M3
• Mini magneti
• PCB o scheda prototipo + fili
• Tinta per legno del colore desiderato

Passaggio 2: progettazione

Lo schema della costruzione è incluso di seguito. Controlla. L'elemento chiave dell'orologio è il modulo RTC. Ciò fornisce un cronometraggio affidabile e ha una piccola batteria che gli consente di mantenere il tempo se l'intera sveglia è spenta. Il modulo RTC e il display dell'orologio a 7 segmenti si interfacciano ad Arduino tramite il protocollo I2C.

L'input dell'utente al dispositivo è ottenuto da un encoder rotativo con pulsante tattile che viene utilizzato per configurare l'ora dell'orologio e la sveglia, nonché le modalità e la luminosità dei LED. Il potenziometro viene utilizzato per variare la luminosità del display dell'orologio a 7 segmenti. In retrospettiva, l'utilizzo di un altro encoder rotativo avrebbe reso l'interfaccia un po' più semplice e avrei potuto aggiungere più funzionalità ma diventa un po' più complicato gestire i due encoder rotativi utilizzando gli interrupt di Arduino (non mi sono davvero immerso nell'aggiunta di due encoder rotativi, quindi non sono del tutto sicuro di quanto sia difficile). Un pulsante momentaneo viene utilizzato per accendere i LED. Ho un pulsante di metallo più carino con LED, ma qualsiasi pulsante andrà bene. Puoi usare il pulsante sull'encoder rotante secondario se lo aggiungi.

Ho usato un adattatore di alimentazione da 9 V con un jack da 5,5 mm x 2,5 mm alla scheda. È stato utilizzato un LM7805 per abbassarlo a 5V per l'elettronica. Il mio è stato valutato a 0,75 A a 9 V e probabilmente non vorrei andare più in basso poiché i LED WS2812B possono assorbire un po' alla massima luminosità. Alla massima luminosità l'intero dispositivo consumava circa 450 mA.

Tutto si inserisce in un baule in tiglio che puoi macchiare per un aspetto più rifinito. I LED utilizzati sono gli 8 LED indirizzabili digitalmente WS2812B. Questi sono fantastici e mi piace usarli in molti progetti poiché sono facilmente programmabili per produrre effetti fantastici e possono diventare abbastanza luminosi. I LED si diffondono attraverso le aste a bolle acriliche montate nella parte superiore della scatola. Ho usato un sudario di plastica stampato in 3D per sostenere le aste, che toccherò in seguito. Puoi usare qualsiasi altra cosa ti piaccia come diffusore a LED. Questo articolo ha alcune idee interessanti.

Passaggio 3: cablaggio e custodia

Vedere il file. ZIP per i Gerber del PCB. L'ho realizzato utilizzando il software DipTrace Schematic e PCB Design e ho incluso anche il file DipTrace se sei interessato. Se non vuoi fare un PCB, puoi semplicemente usare la scheda perf o collegare direttamente a un Arduino UNO. Per lo più si tratta solo di collegare i moduli, gli interruttori e i LED ad Arduino.

Il potenziometro ha un'estremità a GND, l'altra a 5V e il centro al pin di ingresso analogico. Il cablaggio dell'encoder rotativo deve essere collegato a GND e ai due pin di interrupt (2 e 3) dell'Arduino. Questo Instructable può essere utile. Il pulsante del codificatore rotante e il pulsante superiore sono collegati a GND e al rispettivo pin di ingresso digitale (questi utilizzeranno i pullup dei pin interni). Inoltre, non dimenticare di collegare l'alimentazione al LED nel pulsante superiore (il mio non aveva bisogno di un resistore di limitazione di corrente). Il display e il modulo RTC sono cablati a 5V, GND e ai rispettivi pin SDA, SCL di Arduino. Ho usato 1uF sui condensatori di ingresso e uscita per l'LM7805 e altri 10uF sulla guida 5V per supportare i LED.

È possibile collegare la maggior parte di questi connettori direttamente al PCB o alla scheda perf, ma preferisco utilizzare connettori standard con passo da 100 mil (2,54 mm) con guaina termorestringente sul cablaggio da collegare ai pin sulla scheda in quanto ciò semplifica eventuali modifiche o correzioni.

Il prossimo è il montaggio nella scatola del bagagliaio e il taglio delle regioni appropriate per il potenziometro, l'encoder rotativo, il display, il jack di alimentazione e il pulsante superiore. Ho usato distanziali e dadi a vite M3 per il montaggio della scheda. Se ridimensioni correttamente i tuoi fori dovresti essere in grado di mantenere i connettori e le cose al sicuro da soli, altrimenti incollali a caldo, piccola.

Una cosa da considerare quando si taglia/fora nella scatola di tiglio è che ti consigliamo di andare dall'esterno verso l'interno e utilizzare punte da trapano affilate e come il legno si scheggia facilmente. Questo è parte del motivo per il supporto in plastica del rivestimento per le aste acriliche poiché praticare i fori grandi per loro ha incasinato un po' il legno.

Passaggio 4: LED e colorazione

Collegare la linea 5V, GND e dati alla striscia di 8 LED WS2812B. Preferisco anche applicare resina epossidica alla connessione del filo alla striscia poiché tendono a strappare i cuscinetti sotto forza ed è un grosso problema da risolvere. Li ho semplicemente attaccati alla scatola inferiore.

Le aste acriliche sono state tagliate, due pezzi per ciascuna delle seguenti lunghezze: 2,5" 3,25" 4" 4,75". Non avevo uno strumento eccezionale per farlo e ho semplicemente segnato dove volevo tagliare con il Dremel e l'ho staccato. Ho quindi usato carta vetrata e una punta per lucidare Dremel per pulire le estremità. Per montare le aste acriliche è probabilmente più semplice praticare correttamente i fori senza rovinare il legno. Non sono riuscito a farlo, quindi ho stampato in 3D un semplice rivestimento per contenere i LED. È curvato di conseguenza per adattarsi alla parte superiore della scatola del bagagliaio (un modo semplice per farlo è tracciare la curvatura della scatola su carta, quindi misurare il centro del cerchio che produce la curva in modo da replicare la curva in CAD). Nel complesso, la parte ha funzionato abbastanza bene e ha tenuto saldamente le aste a filo contro i LED in modo tale che non avessi nemmeno bisogno di colla. Penso anche che il sudario aggiunga una bella estetica contrastante all'aspetto generale dell'orologio.

Per tenere chiusa la scatola ho incollato un piccolo magnete all'interno della parte superiore e inferiore della custodia.

Quindi tutto ciò che resta dal lato hardware è macchiarlo, assicurandosi di mascherare le aree su cui non si desidera macchiare (o meglio ancora macchiare il tutto prima di inserire l'elettronica…) e aggiungere un po' di quei piccoli feltri o piedini in gomma pad cose.