LED saullēkta modinātājs ar pielāgojamu dziesmu modinātāju: 7 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 11:00

Mana motivācija Šoziem manai draudzenei bija daudz grūtību pamosties no rīta, un šķita, ka viņa cieš no SAD (sezonālie afektīvie traucējumi). Es pat ievēroju, cik daudz grūtāk ir pamosties ziemā, jo saule vēl nav uzlēkusi. Smagas VAD simptomi var būt aizkaitināmība, pārgulēšana, bet joprojām nogurums, nespēja izkāpt no gultas, depresija un pat dažas fiziskas problēmas, piemēram, locītavu sāpes un samazināta izturība pret infekcijām. Es biju dzirdējis par saullēkta signalizācijām, kas imitēja saullēktu, un sapratu, ka tas varētu būt iespējamais viņas problēmas risinājums. Plāns, ko atcerējos, redzēja pamācāmu (https://www.instructables.com/id/Blue-LED-dawn-simulator- for-Soleil-Sun-Alarm/) par saullēkta trauksmes modificēšanu, lai nodrošinātu zilu gaismu, izmantojot gaismas diodes, jo zilai vajadzētu būt labajai gaismai. Ideja man patika, bet veids, kādā mikrokontrolleris tiek izmantots šajā pamācībā, mani iebiedēja, jo man ir bijusi ierobežota pieredze programmēšanā pēc koda izstrādes. Tas arī neatrisināja citas manas bažas: iztērēt 80 dolārus modinātājpulkstenim un to pārveidot, nevis to, ka mana draudzene nav tā vērta: D Vispirms es domāju par pulksteņa izstrādi no nulles, izmantojot mikrokontrolleri. Mēs izveidojām bināro skaitīšanas pulksteni vienā no manām koledžas klasēm, tāpēc es biju pazīstams ar loģiku. Vēlāk es atteicos no šīs idejas, jo es neizmantotu to pašu programmēšanas valodu, un man būtu nepieciešams daudz laika, lai izstrādātu kodu. Tad man radās ideja izmantot lētu digitālo modinātāju, kas, cerams, varētu nodrošināt spriegumu, kad modinātājs atskanēja. Es varētu ņemt šo spriegumu un izmantot to kā slēdzi ar mikrokontrolleri. Kad modinātājs atskanēja un spriegums paaugstinājās, sākās aptumšošanas process. Ja tiktu nospiesta atlikšanas poga vai izslēgta signalizācija, spriegums pazeminātos un aptumšošanas process apstātos, izslēdzot gaismas. Es izpētīju šo ideju un uzzināju, ka ir iespējams izmantot spriegumu no pulksteņa un izmantot to ar mikrokontrolleri! Kāds puisis bija pabeidzis līdzīgu projektu, kas no rīta automātiski atvēra žalūzijas (https://hackaday.com/2008/11/18/alarm-clock-automated-blinds/). Mikrokontrolieris Idejas sāka plūst un viss, kas man bija jāizvēlas izmantojamais mikrokontrolleris. Es redzēju rakstu vietnē sparkfun.com, kurā tika veikts ķēdes izveides process, lai palaistu ATMega168. Es uzmanīgi izlasīju un nolēmu, ka tas šķiet pietiekami vienkārši un ka tas ir mikrokontrolleris, kuru vēlos izmantot. Pēc turpmākiem pētījumiem es atklāju šo Arduino lietu, ko visi ir izmantojuši saviem DIY projektiem. Tā izmantoja ATMega168, bija atvērtā koda, un tai bija daudz palīdzības forumu un sākuma piemēru; ideāls iesācējam. Es nolēmu to izmantot, lai ieprogrammētu savu ATMega168 un pārstādītu to sadalīšanas panelī, kurā bija viss nepieciešamais, lai ATMega168 darbotos. Ar pēdējo puzles gabalu rokā es varētu sākt. Ātrā sānu piezīme: Pirms sākt, es tikai vēlos pateikties visiem izmantotajiem avotiem. Es mēģināju pārliecināties, vai norādītajā saitē esmu saistījis jebkuru izmantoto atsauci. Kods ir tikai manipulācijas ar piemēriem, kas iekļauti Arduino vidē, un mazliet mans, tāpēc paldies cilvēkiem, kuri tos iekodēja! Turklāt šis ir mans pirmais mikrokontrollera projekts. Esmu pārliecināts, ka neesmu darījis visu pilnīgi pareizi, piemēram, pievienojis filtru vāciņus vietām un citām dažādām ķēdes daļām. Ja redzat kaut ko, ko varētu uzlabot, dariet man zināmu! Es noteikti to atjaunināšu vai pierakstīšu. Izbaudi!

1. darbība: pulksteņa un modinātāja izejas ķēdes pārbaude

Pulksteņa zondēšana Šis ir pulkstenis, kuru es izvēlējos. Es to saņēmu Walmart, un tas bija lēts, tādēļ, ja es nevarētu to izmantot, es nebūtu pārāk satraukts. Tam ir arī 9 V akumulatora rezerves kopija gadījumam, ja strāva pazūd. Vēlāk es uzzināju, ka trauksmes secība no ATMega168 joprojām darbojas! Tātad tas joprojām pamodinās jūs, ja nebūs spēka! Kad akumulators tiek izlādēts, priekšējais displejs izslēdzas un pārslēdzas uz citu iekšējo pulksteni, kas ir mazāk precīzs, bet joprojām darbojas labi. Pēc barošanas pievienošanas pulkstenis, iespējams, būs jāpielāgo, taču modinātāja iestatījumi paliks. Pulkstenis atdalās diezgan viegli. Apakšā ir četras skrūves un trīs skrūves, ar kurām pogas PCB plāksne ir piestiprināta pie pulksteņa korpusa augšdaļas. Lai noņemtu augšpusi un iegūtu labāku piekļuvi LCD, 9v saspraude jāievada caur caurumu apakšējā pusē. Priekšējais LCD ekrāns izlec ārā, un, pārbaudot, bija dažas detaļas. Es atradu transformatoru, pjezoelektrisko skaļruni trauksmei, dažas diodes taisngrieža ķēdei, dažas pogas ieejām un pulksteņa displeju, kurā, šķiet, bija visa pulksteņa shēma. Es atradu zemi un sāku pētīt. Esiet piesardzīgs, to darot uz sava pulksteņa, ir eksponēts transformators, kas radīs sešdesmit triecienu. Es ņēmu vērā spriegumus katrā tapā, kad modinātājs bija izslēgts un kad bija ieslēgts. Es cerēju uz tapu, kas nodrošināja jauku 5 V loģisko spriegumu, kad modinātājs bija ieslēgts, un 0 V, kad modinātājs bija izslēgts. Man nebija tik paveicies, bet spriegums, kas nonāca skaļrunī, nodrošināja spriegumu, kas svārstījās no 9,5 līdz 12,5 V. Es izdomāju, ka varu šo izmantot. Es arī atradu tapu ar apzīmējumu VCC, kas nodrošināja spriegumu, kas svārstījās no 10v-12v. Tas sāk darboties vēlāk, veidojot mikrokontrollera barošanas avotu. Signalizācijas izejas ķēde I pielodēja vadu pie zemes un vienu pie trauksmes tapas un sāka strādāt pie ķēdes, lai noturētu spriegumu. Es sapratu, ka varu izmantot 5V regulatoru, bet man bija tikai regulējams regulators. Es veicu kādu matemātiku, un manas vērtības nodrošināja spriegumu nedaudz zem 5v. Es mazliet papīpēju un samainīju rezistorus, līdz tas nodrošināja vajadzīgo 5v. Ievadā es izmantoju 470uF kondensatoru, lai izlīdzinātu spriegumu. Ar kondensatoru spriegums mainījās tikai no 10,5 V līdz 10 V. Zemāk ir shēmas shēma, ko izmantoju, lai kondicionētu trauksmes izeju, un detaļu attēls kopā uz maizes dēļa.

2. darbība: barošanas ķēde, LED draivera ķēde un elektroinstalācija

Strāvas padeves ķēde Ja es pieslēgtu mikrokontrolleri tieši pie pulksteņa Vcc, es to uzspridzinātu (nu ne īsti, bet padarītu to bezjēdzīgu). Man vajadzēja kondicionēt spriegumu un samazināt to līdz 5 V. Es izmantoju vienkāršu regulatora ķēdi, kurā tiek izmantoti tikai divi kondensatori un 5 V regulators. Es devos uz skolu laboratoriju un atkritumu kaudzē atradu 5V regulatoru. Es pievienoju ķēdi un pārbaudīju. Tā nodrošināja jauku un stabilu 4.99v. LED draivera ķēdi Tā kā ATMega168 var piegādāt tikai aptuveni 16mA strāvas uz katru savu digitālo izvadi, gaismas diodēm ir nepieciešams strāvas regulators. Es atklāju šo shēmu Arduino palīdzības forumos, un šķiet, ka tā ir diezgan izplatīta un vienkārša shēma. Lai virzītu gaismas diodes, es nolēmu izmantot atstarotāju no lukturīša. Lukturim, ko es nopirku, bija trīs caurumi trim gaismas diodēm. Es nolēmu tos sasmalcināt lielākus un katrā caurumā ievietot četrus, tādējādi izskaidrojot ķēdes vilkšanas veidu. Elektroinstalācija Kad es sapratu, ka varu veiksmīgi izmantot pulksteņa Vcc un modinātāja izeju, es nolēmu pielodēt dažus plānus vadus un pavedienus izvelciet tos caur caurumu sānos. Man arī radās ideja pievienot cilpu savā mikrokontrollera programmā, lai atskaņotu dziesmu, nevis sākotnējo modinātāju. Es pielodēju divus garākus vadus pie pjezoelektriskā skaļruņa un vītņoju tos arī no sāniem. Es izmantoju dažus stieples griezējus, lai izgrieztu nelielu iegriezumu pulksteņa augšējā pusē, un visu atkal pieskrūvēju kopā.

3. darbība: pievienojiet ATMega168 un izveidojiet prototipu

ATMega168 savienošana Lai varētu darboties ATMega168, ir jāpievieno tikai dažas tapas. Es atradu šo ATMega168 kontaktu vietnē https://www.moderndevice.com/Docs/RBBB_Instructions_05.pdf. Savienojumi ir šādi: Lai Vcc-Pin 1 to Vcc ar 10 k rezistoru. -Pin 7 un Pin 20 līdz Vcc Lai iezemētu 8. tapu un 22. tapu līdz 21. zemējuma tapu zemē ar.1uF elektrolītisko kondensatoru Ievades tapa 4 (digitālā tapa 2) ir pievienota manam trauksmes vadam Izvades pin 15 uz NEGATĪVO pjezoelektriskā vadu skaļrunis-pin 16 uz LED draivera ķēdes ieejas Pulkstenis-16Mhz Crystal-viena kāja, lai piespraustu 9 otru kāju līdz 10.-10. pieslēgumam. Piezīme: es uzskatu, ka es varētu būt piestiprinājis dažus vāciņus pie kājām kristāls, bet tā kā manai programmai nav vajadzīgs ļoti precīzs pulkstenis, es to atstāju tādu, kāds tas ir. Es nejauši izmantoju trauksmes ievades digitālo tapu, jebkurai citai digitālajai tapai vajadzētu darboties. Pjezoelektriskajam skaļrunim un gaismas diodēm jābūt savienotām ar digitālo PWM tapu, pretējā gadījumā tās nedarbosies. Arī es nevarēju atrast labu modeli Eagle 28 pin modelim, tāpēc es vienkārši MS to visu nokrāsoju: D Atvainojiet, ja tas izskatās mulsinoši. Ja nepieciešams, uzdodiet jautājumus! Es arī izveidoju blokshēmu, lai palīdzētu saprast, no kurienes viss nāk vai nāk. viens) -1k Ohm rezistors -3,8k Ohm rezistors -470uF elektrolītiskais kondensators Barošanas avots -UA7805C 5v regulators -100uF elektrolītiskais kondensators -10uF elektrolītiskais kondensators -1k Ohm ResistorMicrocontroller -28 Pin Socket (pēc izvēles, bet es daudzkārt pārprogrammēju savu ATMega168 ar savu Arduino) -ATMega168 -.1uF elektrolītiskais kondensators -16 MHz Crystal -10k Ohm ResistorMisc. Izejmateriāli -Prototipēšana Perf Board -Prototyping Board kājas un skrūves -Wire Kad es prototipēju savu ķēdi, es izveidoju katru sadaļu uz maizes dēļa, pārbaudīju to un pārsūtīju uz perf -board. Es sāku ar trauksmes izejas ķēdi un pārliecinājos, ka tā darbojas pareizi. Pēc tam es pārgāju uz barošanas daļu, pēc tam uz LED draiveri un pabeidzu ar mikrokontrollera ķēdi. Bet, redzot, ka jums nav jāpārbauda ķēde un jāpārliecinās, ka koncepcijas darbojas, jo es to jau esmu izdarījis, jūs varat vienkārši izveidot visu ķēdi. Pārliecinieties, ka pareizos spriegumus iegūstat pareizajās vietās. 0v pie trauksmes izejas ķēdes izejas, kad modinātājs ir izslēgts, un 5v, kad tas ir ieslēgts. 5v pie barošanas ķēdes izejas. Neievietojiet ATMega168 kontaktligzdā, tas ir jāprogrammē. Es būtu varējis izmantot mazāku perf dēli vai samazināt manējo, bet es nolēmu atstāt to mierā. Tas nav ārkārtīgi liels. Pēc ķēdes prototipa izveidošanas var sākt LED spuldzes konstrukciju.

4. solis: LED spuldzes izveide

Trīskāršā četrvietīgā LED spuldze !!!! "'Ja vēlaties, varat izlaist šo soli un izmantot vienu gaismas diodi, lai pārbaudītu ķēdi. Jūs varat atgriezties pie šī, kad ķēde ir apstiprināta un darbojas. Arī es izmantoju baltu Gaismas diodes, jo man vairs nebija palicis augsts spilgtuma blūzs. Esmu dzirdējis, ka zils palīdz labāk ar SAD. Es devos uz dolāru veikalu, lai paņemtu lētu lukturīti, jo man bija nepieciešams atstarotājs, kas novirzīja gaismas diodes. iegādātajā bija trīs gaismas diodes. Es nolēmu katrā caurumā iebāzt četras gaismas diodes, un man bija nepieciešams veids, kā tos visus pieslēgt. Es izdomāju šo procesu, kurā tiek lodētas četras gaismas diodes kopā un pēc tam kopā savienotas trīs no šīm četrām gaismas diodēm. ir paralēli, turot spriegumu tādu pašu kā viena gaismas diode un paaugstinot strāvu. To nodrošina LED draivera ķēde. vajadzētu sēdēt blakus. Uzlieciet lodāmura galu n ar kādu lodmetālu, tāpēc uz tā gala ir šķidra lodēšanas piliens. Ātri pieskarieties abiem zemējuma vadiem ar lodāmuru tik tuvu gaismas diodei, cik vien iespējams. Ja jūs atstājat galu ilgi tur, vadi sakarst un tas nejūtas lieliski. 2. solis. Izmantojot dremel rīku, failu vai kursa smilšpapīru, noslīpējiet pāra vienas puses malas līdzenām. sēdēt blakus citam pārim flush. Es slīpēju gaismas diodes, lai palīdzētu mazliet izkliedēt gaismu. Tagad salieciet vadus, kā parādīts attēlā. Grūti nofotografēt procesu, bet būtībā saliec pozitīvos vadus uz āru. Salieciet negatīvos vadus pret saplacinātām malām un taisni uz augšu, lai, saliekot kopā divus pārus, četri negatīvie vadi sanāktu kopā kā viens liels vads. Ņemot divus pārus, turiet tos kopā. Visas negatīvās tapas būs centrā. Pieskarieties tiem ar lodāmuru, lai tos visus sakausētu kopā. 3. solis. Tagad, kad četri negatīvie vadi ir pielodēti kopā, piestipriniet trīs no tiem, atstājot tikai vienu. Tagad salieciet vienu no pozitīvajiem vadiem ap četrkodolu gaismas diodes ārpusi, lodējot pie katra savienojuma. Izgrieziet visus pozitīvos vadus, izņemot vienu, atstājot vienu pozitīvu un vienu negatīvu vadu. Jūs esat pabeidzis! Tagad izveidojiet vēl divus:] Kad jums ir trīs četrkodolu gaismas diodes, ir pienācis laiks tos ievietot zibspuldzes atstarotājā. Es nopirku šo lukturīti par USD 3 dolāru veikalā. Tas ir izveicīgs, un visas detaļas izgriežas, tāpēc ir viegli piekļūt visām detaļām. Es izmantoju sudraba atstarotāju un melno konusu. Melno konusu var noņemt no metāla detaļām, atstājot tikai plastmasas gabalu. To izmanto vēlāk, lai piestiprinātu spuldzi pie regulējamā kakla. Atkarībā no atrastā kabatas lukturīša, iespējams, būs atšķirīgi jāpieliek gaismas diodes uz regulējamā kakla. Es mēģināju atrast vispārēju lukturīti, kas būtu pieejams daudzviet. 4. solis. Es izmantoju dremel, lai paplašinātu trīs caurumus atstarotājā. Pēc tam es iespiedu katru no četrām četrkodolu gaismas diodēm savos caurumos ar negatīvajiem vadiem uz iekšpusi. Salieciet un pielodējiet negatīvos un pozitīvos vadus kopā, aizpildot TRIPLE QUAD LED BULB! Pēc tam es lodēju uz diviem gariem, plāniem vadiem, kas vēlāk tiks padoti pa regulējamo kaklu un pielodēti pie galvenās shēmas plates. Es arī uzliku nedaudz līmes uz katras četrstūrveida LED paketes, lai pārliecinātos, ka tās paliks vietā.

5. solis: regulējams kakls un pamatne

Regulējams kakls Lai novirzītu modinātāja radīto "saules gaismu", es izvēlējos pievienot regulējamu kaklu. Sākumā es domāju, ka es varētu izmantot cauruļvadu kaklam, bet, tā kā man ir ierobežoti instrumenti un aparatūra koledžā, es nevarēju to ļoti labi nostiprināt pie pamatnes. Turklāt to bija diezgan grūti saliekt un pārāk labi nepielāgojās. Es beidzot izmantoju tikai vienu no vadiem caurules iekšpusē. Izrādījās diezgan labi. Es varēju to piestiprināt bez aparatūras, tikai caurumu pamatnē. Es sāku ar to, ka izņēmu vienu vadu no cauruļvada un aptinu to ap ārpusi, izveidojot jauku spirāli. Tad es izgriezu tikai vadu no caurules. Pēc tam es to izstiepju un savienoju ar iepriekš minēto melno konusu. Melnajam konusam ir pievienotas dažas shēmas no tam pievienotā lukturīša, bet tas ir viegli noņemams. Tagad, kad jums ir tikai plastmasas konusa gabals, malās izveidojiet divus caurumus, katrs pietiekami liels, lai vads varētu iziet cauri. Es to paēdu un pēc tam uz leju un ārā no otras puses, saritinot to zemāk. Pēc tam es izmantoju plānu, elastīgu vadu no caurules, lai to vēl vairāk nostiprinātu. Divus garos vadus, kas bija pielodēti agrāk, var padot caur melno konusu un spuldzi var savīt vietā. Es pievienoju nedaudz līmes, lai tā būtu piestiprināta. Pamatne Lai piestiprinātu regulējamo kaklu, es koka pamatnē izurbju 7/64 collu caurumu un iestrēdzu vadu. Tas ir diezgan cieši pieguļošs, tāpēc nav nepieciešama līme, bet tā ir pietiekami vaļīga, lai kakls tiktu pagriezts un savīts. Abus LED vadus var aptīt ap kaklu un pielodēt pie prototipēšanas plates. Lai piestiprinātu plāksni, es izmantoju četrus PCB stiprinājumus. Man bija pieejams urbšanas urbis, bet tas nebija nepieciešams. Ja jums nav vītņotāja, vienkārši urbiet caurumu, kas ir mazāks par skrūvi, un pagrieziet to ar dažām knaiblēm. Es piestiprināju pulksteni pie pamatnes, izmantojot kādu velcro. Es to neskrūvēju, jo manam pulkstenim ir rezerves akumulators, un, kad akumulators izlādējas, tas būs jāmaina. Visbeidzot, es stūriem pievienoju dažas gumijas kājas.

6. solis: programma

Lai ieprogrammētu savu ATMega168 ar USB savienojumu un Arduino plati, jums būs nepieciešama ATMega168 mikroshēma, kurā jau ir Arduino sāknēšanas ielādētājs. Tas bija vienkāršākais veids, kādu es varēju atrast, lai ieprogrammētu mikrokontrolleru. Kad es iegādājos savu dēli, es paņēmu papildu ATMega168 ar tā paša piegādātāja sāknēšanas ielādētāju. Jums, iespējams, būs jāmaksā nedaudz vairāk par iepriekš ieprogrammētu mikroshēmu, taču man tas bija tā vērts, jo es negribēju sajaukt ar seriālo kabeļu adapteriem utt. Es esmu pievienojis kodu kā.txt failu un.pde failu. Es negribēju to padarīt par pamācāmu ilgi, ievietojot visu kodu. Es izmantoju jaunāko Arduino programmēšanas vidi: arduino-0015. Arduino dēļos man patīk tas, ka videi ir pievienoti daudzi piemēri, programmas vide ir bezmaksas, un tur ir daudz projektu un palīdzības lapu. Ir arī ļoti viegli izveidot sadalīšanas dēli, lai programma darbotos pati. Es centos komentēt kodu pēc iespējas labāk, tāpēc apraksti būs minimāli. Es izmantoju BARRAGAN piemēru "Izbalējošais LED", lai iepazītos ar impulsa platuma modulāciju (PWM), ko spēj ATMega168. Man ir trīs “ja” paziņojumi. Pirmais izbalēja zemākā blāvuma līmenī (0–75 no 255) lēnāk, jo augstākie līmeņi izskatās vienādi. Otrais izbalē augšējā blāvuma līmenī ātrāk. Visa izbalēšana procesā aizņem 15 minūtes. Kad gaismas diodes ir sasniegušas pilnu spilgtumu, dziesmu cilpa tiks atskaņota, līdz modinātājs tiks izslēgts. Sākotnējais modinātājs bija diezgan kaitinošs. Tā bija tikai tipiska modinātāja skaņa, ko visi ienīst. Es domāju, kāpēc gan neizmantot skaļruni, lai uzmundrinātu patīkamu dziesmu? Tā kā mana draudzene mīl The Beatles un es zināju, ka Hey Jude ir diezgan vienkārša melodija, es nolemju to izmantot. Tiek ģenerēts kvadrātveida vilnis, un pēc tam PWM tiek izmantots, lai atskaņotu Hey Jude piezīmes uz pjezoelektriskā skaļruņa. Lai ieprogrammētu dziesmu, es manipulēju ar "Melody" piemēru no Arduino vides piemēriem. Es atradu dažas vienkāršas nošu lapas un tulkoju to koda piezīmēs. Man bija jāpalielina atskaņoto piezīmju skaits līdz 41 un jāmēra matemātika, lai noskaidrotu zemāku noti nekā piedāvātā “c”. Pēc tam es ievietoju šo kodu savā galvenajā kodā. Lai ieprogrammētu mikroshēmu, vispirms jāinstalē USB draiveri, kas piegādāti kopā ar Arduino vidi. Pēc tam nolaižamajā izvēlnē atlasiet savu dēli un atlasiet atbilstošo COM portu. Viss process ir detalizēti aprakstīts šeit: https://arduino.cc/en/Guide/WindowsAnd viss! Pēc ATMega168 programmēšanas to var izņemt no Arduino un ieiet prototipa ķēdē!

7. solis. Secinājums

Iespējamie uzlabojumi Pēc tam, kad biju pabeidzis saullēkta trauksmi, es pamanīju dažus uzlabojumus vai papildu funkcijas, kuras es būtu varējis pievienot. Viena no manām idejām bija slēdzis, lai ieslēgtu spuldzi pilnā spilgtumā, lai to varētu izmantot kā lasīšanas lampu. Modinātāja skaņas ieslēgšanai vai izslēgšanai var izmantot citu slēdzi. Arī shēmas plate varēja būt daudz mazāka. Man tikko bija šis viens, un es nolēmu to atstāt vienā gabalā. Galaprodukts Šeit tas ir! Esmu pievienojis dažas bildes, kā tas izskatās, kad gaismas izgaist. Es arī paņēmu kādu video no modinātāja, kas spēlē Hei Džūdu. Atkal, ja jums ir kādi jautājumi par šo projektu, vienkārši jautājiet, man patīk palīdzēt!