MP3-Alarm-Briefuhr am Bett - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:16

Für dieses Projekt wollte ich einen praktischen und voll funktionsfähigen Wordclock-Wortwecker am Bett machen.

Meine persönlichen Voraussetzungen für einen Nachttischwecker sind:

1. Lesbar bei jedem Licht, ohne nachts zu blenden
2. MP3-Alarmmelodien
3. Attraktiver und kleiner Formfaktor
4. Schlummerfunktion
5. Memory-Funktion, damit Uhrzeit, Weckzeit, Klingelton und Lautstärke bei jedem Stromausfall nicht verloren gehen.
6. Geburtstagsfunktion: An meinem Geburtstag (und dem meiner Familienmitglieder) möchte ich mit "Happy Birthday" geweckt werden und nicht mit dem Standardklingelton

Ich konnte keine instructable finden, die all dies kombiniert; daher dieses instructable.

Die Uhr ist um eine 8X8 WS2812B Matrix herum aufgebaut. Aufgrund der geringen Anzahl von LEDs können nicht alle Wörter aus aufeinanderfolgenden Buchstaben bestehen. Die meisten 8x8-Wortuhren (wie diese schöne) lösen dies, indem sie mehr Buchstaben über eine einzelne LED gruppieren, obwohl andere kreativere Lösungen haben. Ich habe mich für eine Lösung wie diese entschieden, bei der Wörter aus nicht aufeinanderfolgenden Buchstaben bestehen. Dies verleiht ihm eine magische Wendung, da Sie die Wörter nicht sehen, bevor sie beleuchtet sind. Um die Lesbarkeit zu erhöhen, haben Buchstaben aus demselben Wort dieselbe Farbe. Es ist anfangs etwas rätselhaft zu lesen, aber nach einer Weile kann man es im Handumdrehen lesen. Deshalb nenne ich es auch Letter Clock statt Wordclock. Die Uhr weckt mich jeden Morgen und ich bin immer noch erstaunt, wie sich die Worte bilden!

Lieferungen

Abgesehen von der Elektronik sind fast alle Komponenten wiederverwendete oder wiederaufbereitete Gegenstände, die ich bereits zu Hause hatte. Das einzige Werkzeug, das Sie für das Zifferblatt wirklich brauchen und wahrscheinlich nicht zur Hand haben, ist ein Laserschneider. Zum Glück gibt es viele Fablabs und Makerspaces, die dir dabei helfen können. Danke Makerspace De Prins!

Elektronische Bauteile:

• 8X8 WS2812B LED-Matrix
• Arduino Nano
• DS3231 Echtzeituhrmodul
• DFPlayer mini
• Micro-SD-Karte zum Einlegen in den DFPlayer mini (die kleinste/billigste, die Sie finden können, funktioniert gut)
• Eine Fotodiode
• Eine RGB-LED
• 1000 F Kondensator
• ein möglichst kleiner Lautsprecher
• generische Drähte, Anschlüsse, Widerstände, Tasten
• Etwas Holz, MDF,.. für die Kiste

Schritt 1: Machen Sie die Box

Für die Box selbst habe ich einige Zuschnitte von unserem Holzboden verwendet. Das sind schöne 9mm dicke Eichenbretter. Mit einer Gehrungssäge habe ich 4 Stücke von 10,5 x 8,6 cm geschnitten (eigentlich habe ich ein paar Ersatzstücke geschnitten, um Fehler zu korrigieren!). An der kurzen Kante ist eine 5 mm Nut angebracht, um die Vorder- und Rückwand zu verbergen. Die langen Kanten sind in einem 45°-Winkel geschnitten, um eine schöne quadratische Schachtel zu erhalten. Dies ist kein gemeinsames Holzwerk, wegen der kleinen Hirnholzleimfläche. Aber ich mag das Aussehen der Fuge, die in der Ecke versteckt ist, und sie ist immer noch ausreichend stark für die Anwendung. Aber das ist nur meine Lösung mit den Materialien, die ich zur Hand hatte. Jede Box, die die Matrix enthält, wird die Aufgabe erfüllen. Vor dem Zusammenkleben der Teile müssen wir die Elektronik herstellen und montieren. Also bis zum nächsten Schritt.

Schritt 2: Das Zifferblatt

Keine Uhr ohne Ziffernblatt. Dies ist eine der clevereren, schnelleren und kostengünstigeren Möglichkeiten, die Buchstaben durchscheinend zu machen und gleichzeitig alles andere Licht zu blockieren. Sie benötigen lediglich ein kleines Stück (10 x 10 cm) Acrylglas (AKA Plexi), etwas Sprühfarbe und einen Laserschneider. Ich habe mit einem wiedergewonnenen klaren Acrylglas begonnen; Die Dicke ist unwichtig, solange sie in die Aussparung Ihrer Box passt. Auf einer Seite habe ich eine Ecke mit etwas Sandpapier aufgeraut und mit schwarzer Sprühfarbe bedeckt. Machen Sie sich keine Sorgen über tropfende Farbe usw., da dies die Rückseite ist. Auf der anderen Seite müssen Sie jedoch so makellos wie möglich bleiben. Jetzt benötigen Sie Zugang zu einem Laserschneider, um die Farbe und einen Teil des Acrylglases, in den die Buchstaben kommen müssen, mit dem mitgelieferten SVG zu entfernen; Vergessen Sie nicht, dass die Buchstaben gespiegelt werden müssen! Et voila: eine kostengünstige, schnelle und einfache Möglichkeit, eine perfekt aussehende Frontblende praktisch ohne Lichtverlust herzustellen! Wahrscheinlich müssen Sie die Reihenfolge der Buchstaben ändern, da diese für eine niederländische Uhr ausgelegt sind.

Jetzt haben Sie Zugriff auf den Laser, schneiden auch eine Matrize (Datei im Anhang) aus etwa 6 mm MDF. Dieser befindet sich zwischen der LED-Matrix und der Frontplatte, um das Licht zu streuen und Lichtverluste zu benachbarten Buchstaben zu verhindern.

Schritt 3: Löten der Elektronik

Jetzt ist es Zeit für den Kern unserer Uhr; die Elektronik.

Das Herzstück unseres Projekts ist das Arduino Nano. Ich habe einen Atmega328P-basierten verwendet. Das funktioniert, aber während der Softwareentwicklung bin ich oft auf Speicherprobleme gestoßen. Also wahrscheinlich ein Nano jeder oder sogar ein ESP32 könnte besser geeignet sein.

Bevor Sie alles zusammenlöten, ist es ratsam, alle Komponenten und Verbindungen auf einem Steckbrett zu testen. Aufgrund der großen Menge an Komponenten und notwendigen Verbindungen sieht dies unordentlich aus. Dann übertrage ich alle Bauteile nacheinander auf eine Lochplatine. Bitte halten Sie die Komponenten nah beieinander, da die Box relativ klein ist und richten Sie sie so aus, dass Dinge wie SD-Karte, Akku, … durch Entfernen des Rückteils zugänglich sind. Von oben sieht alles schön aufgeräumt aus, während die Rückseite eine Spaghetti vom Feinsten ist. Aber indem Sie alle Verbindungen herstellen und sofort testen, können Sie dies auch tun! Hier finden Sie einige Ratschläge für diese Prototyping-Boards.

Nachfolgend finden Sie alle herzustellenden Anschlüsse für die verschiedenen Komponenten:

RTC (Echtzeituhr) DS3231: 4 Pins sind direkt mit dem Arduino verbunden

• VCC bis 5V
• GND zu GND von Arduino
• SDA auf A4
• SCL bis A5

DFPlayer Mini: Dieser ist etwas anders als in den meisten Beispielen. Um I2C-Busprobleme zu vermeiden, schließe ich es an den seriellen Port des Arduino an, anstatt einen Softwarebus zu verwenden. Die Micro-SD-Karte, die in den DFPlayer Mini passt, sollte 12 MP3-Klingeltöne (mit den Namen 0001.mp3, 0002.mp3, …) und einen Happy Birthday-Klingelton namens 0014.mp3 enthalten (13 wollten nicht funktionieren!?!).

• VCC bis 5V
• GND zu GND
• RX zu TX auf Arduino, nicht direkt, sondern über einen 1-kOhm-Widerstand; Schließen Sie nicht den TX des DFPlayer mini an, wir verwenden das Feedback vom Modul nicht und es wird die korrekte Funktion der Uhr durcheinander bringen!
• spk1 & spk2 an den Lautsprecher

WS2812 LED-Matrix:

• Plus und Minus sind direkt mit der Strombuchse verbunden
• Din der ersten LED / des ersten Buchstabens ist mit dem D6-Pin des Arduino verbunden, nicht direkt, sondern über einen 330-Ohm-Widerstand

Kondensator von 1000 µF: Dies dient zum Schutz der LEDs, wahrscheinlich funktioniert es auch ohne.

Der positive Schenkel ist mit der positiven Seite der LED-Matrix (und damit auch der DC-Buchse) verbunden; der negative Schenkel ist mit der Minusseite der LED-Matrix verbunden

RGB-LED: Die von mir verwendete LED hat eingebaute Widerstände, die meisten nicht, also fügen Sie sie bei Bedarf hinzu.

• Das längste Bein ist mit dem Boden verbunden
• Die anderen Beine sind mit Pin D8, D9 und D10 des Arduino verbunden.

Fotodiode

• Ein Bein der Fotodiode ist mit 5V verbunden,
• Das andere Bein ist mit dem A0-Pin des Arduino und über einen 4,7-kOhm-Widerstand mit dem Boden verbunden

Tasten: Sie benötigen 3 Tasten; 1 großer Alarmknopf und 2 kleinere für die Auf- und Ab-Funktion. Die Tasten sind mit digitalen Pins des Arduino verbunden. Sie müssen auch 10kOhm Pull-Down-Widerstände hinzufügen, wie in dieser Anleitung schön erklärt.

• Alarmtaste ist an Pin D7. angeschlossen
• Up ist mit Pin D12. verbunden
• Abwärtstaste ist mit Pin D11 verbunden

Schritt 4: Zusammenbau der Uhr

Aufgrund des begrenzten Platzes für alle Komponenten ist es wichtig, alle Komponenten zu testen. Daher habe ich alle Komponenten mit Steckern verbunden, um sie leicht von der Hauptplatine entfernen zu können. Der von mir verwendete Alarmknopf ist zu lang und ich habe ihn auf eine sehr seltsame Weise montiert. Dies, weil ich seinen roten Kunststoff nicht mochte. Jetzt ist es viel tiefer in der Uhr positioniert, um Platz für eine kleine Holzscheibe zu schaffen, die jetzt als Knopf fungiert und besser zum Aussehen der Uhr passt. Die Scheibe ist tatsächlich aus dem Griff eines alten Pinsels geschnitten; Sie sehen, ich mag es, alte Sachen wiederzuverwenden! Auch die Backplate ist ein wiederverwendeter Gegenstand: ein Ausschnitt aus einer goldenen Dibond-Platte, die in unserer Küche als Backsplash dient. Schneiden Sie einfach die Rückplatte mit Ihrer Gehrungssäge zu und bohren Sie ein Loch für die DC-Buchse. Es wird mit Schrauben befestigt, um später den Zugang zu den Einbauten zu ermöglichen. Wenn alles zu passen und zu funktionieren scheint, ist es Zeit, die Box zu kleben. Das Kleben ist einfach, einfach alle 4 Seiten mit Kreppband zusammenkleben, den Kleber auftragen und zusammenwickeln. Die LED-Matrix wird auf die LED-Abdeckungsmatrix geklebt und diese Reibung passt in Position. Die Frontplatte wird oben mit doppelseitigem Klebeband befestigt. In den ersten Nächten habe ich einige "Testnächte" gemacht, als alles von Gummibändern zusammengehalten wurde, und ich hatte das Gefühl, dass selbst bei der niedrigsten Einstellung die LEDs zu hell sind! Dies wurde durch Hinzufügen von 2 Lagen Papier zwischen der LED-Abdeckmatrix und der Frontplatte gelöst.

Schritt 5: Die Software

Die Software ist der Punkt, an dem sich diese Uhr von den meisten anderen unterscheidet. Da ich ihn als Hauptwecker verwenden möchte, benötige ich viele Funktionen, die mit nur 3 Tasten gesteuert werden können! Ich bevorzuge auch ein eigenständiges Gerät, anstatt sich über WLAN, Bluetooth usw. für einfache Dinge wie das Ändern des Klingeltons, der Uhrzeit usw. damit verbinden zu müssen.

Hier eine Übersicht aller Funktionen die ich eingebaut habe.

• Kurzes Drücken der Wecktaste aktiviert / deaktiviert die Weckfunktion. Wenn der Alarm aktiv ist, leuchtet die LED rot.
• Bei Aktivierung des Weckers wird die Weckzeit angezeigt und man kann die Weckzeit mit den Auf- und Ab-Tasten ändern (Stunden, wenn die rote LED blinkt, dann Minuten, wenn die blaue LED blinkt)
• Um den Klingelton und die Lautstärke zu ändern; Sie müssen das Einstellungsmenü aktivieren, indem Sie während der Einstellung der Weckzeit gleichzeitig die Auf- und Ab-Taste drücken.
• Wenn der Wecker klingelt, erhalten Sie durch kurzes Drücken der Weckertaste 5 Minuten Schlummerzeit. Um wirklich auszuschalten: erneut drücken oder lange drücken, bis die Alarm-LED erlischt.
• Um die Uhrzeit zu ändern, müssen Sie im Normalbetrieb das Einstellungsmenü durch gleichzeitiges Drücken der Auf- und Ab-Taste aktivieren.
• Um das Datum zu ändern (wird für die Geburtstagsfunktion verwendet), müssen Sie das Einstellungsmenü aktivieren, indem Sie während der Zeiteinstellung gleichzeitig die Auf- und Ab-Taste drücken.
• Und zum Schluss noch ein Osterei: Langes Drücken des Alarmknopfes aktiviert den Regenbogenmodus. Das sieht nicht nur cool aus, sondern kann sogar als Nachtlicht dienen!

Die notwendige Arduino-Skizze ist beigefügt. Könnte aber von einer Neufassung von Grund auf profitieren, da es zu sehr sein organisches Wachstum zeigt und daher ein wenig an Logik fehlt. Aber da alles funktioniert, möchte ich nicht mehr Zeit damit verbringen, als ich es bereits getan habe.

Die wichtigste Funktion, die diese Uhr auszeichnet, ist diese:

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

Es enthält einen Algorithmus, der die notwendigen Buchstaben zum Aufleuchten für Sie sucht und die Farben an jeder Stelle im InputText abwechselt. In den meisten anderen Uhren sind alle Wörter hartcodiert, was bedeutet, dass Sie beim Ändern des Zifferblatts alles neu codieren müssen. Hier geht es nur um die richtige Buchstabenreihenfolge in der Zeichenfolge

ClockFace = String("HETMISDTKWARVIENTBIJFGNAVOORHALFDNTWZEVRPHIAGERNALJFCHTSDUURAPMY"). Besonders praktisch ist es, wenn Sie die Namen für die Geburtstagsfunktion ändern.

Schritt 6: Zukünftige Verbesserungen

Auch nach mehreren Monaten Nutzung bin ich immer noch sehr zufrieden mit der Verarbeitung. Für die meisten meiner Projekte denke ich: "Das sollte verbessert werden, oder das wäre besser gewesen, …" Aber dieses hier, nein; es fühlt sich an und funktioniert so, wie ich es wollte. Ein Problem kann der Stromverbrauch sein. Dies kann höher sein als der durchschnittliche Wecker, den Sie kaufen. Es hängt aber stark von der Lichtmenge am Tag ab, da der LDR seinen Job sehr gut macht. Wenn es ganz dunkel ist, geht meine Uhr in den Nachtmodus; dies bedeutet rote und grüne Buchstaben bei der dunkelsten Einstellung. In diesem Modus nimmt die Uhr 0,08 Ampere auf und verbraucht somit etwa 0,4 Watt. Bei Tageslicht steigt dieser auf 0,3 Ampere oder etwa 1,5 Watt, während der Rainbow-Modus sogar 5 Watt verbraucht.

Wie auch immer, wenn ich mir das Endergebnis ansehe, bin ich überzeugt, dass es alle Energie wert ist, die ich investiert habe!

Vergesst nicht, beim Uhrenwettbewerb für mich zu stimmen! Vielen Dank für das Lesen bis zum Ende.