Despertador LED Sunrise: 5 etapas (com imagens)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:38

Problemas para se levantar de manhã? Odeio o som estridente e penetrante de um alarme? Você prefere fazer algo por conta própria que possa comprar com menos dinheiro e tempo? Então confira este despertador LED Sunrise!

Os alarmes do nascer do sol são projetados para fornecer uma experiência de despertar mais calmante, aumentando lentamente o brilho em torno do seu horário de despertar definido. A ideia é que isso apele à nossa inclinação natural para acordar com o sol e 'engane' o corpo em um ritmo circadiano equilibrado, tornando o levantar mais fácil. Isso pode não ser o caso para todos, mas pessoalmente descobri que é útil e, particularmente, acho as cores quentes reconfortantes pela manhã.

Muitos dos relógios do nascer do sol que você pode comprar tentam simular a luz do sol com lâmpadas especiais que tentam combinar a tonalidade e a temperatura da cor do sol da manhã. No entanto, para esta construção, usamos apenas LEDs RGB, que podem se aproximar de uma sensação de luz solar, mas também permitem combinações de cores e efeitos únicos. Esta construção é baseada em um simples Arduino UNO com módulo Real Time Clock (RTC) e relógio de LED de 7 segmentos.

Etapa 1: BOM

• Basswood Trunk Box
• Arduino UNO ou equivalente básico
• Regulador Linear LM7805 5V
• Tampas, vários 1uF, 10uF para LEDs.
• Módulo de relógio em tempo real (RTC)
• Tela de relógio LED de 7 segmentos
• Potenciômetro
• Codificador rotativo
• Botões para potenciômetro e codificador. Eu usei alguns botões de guitarra que tinha por aí
• Interruptor de botão de pressão momentâneo com LED
• Hastes acrílicas (6x 10 mm diâm. 250 mm de comprimento)
• 8 LEDs RGB WS2812B
• Separadores e porcas de parafuso M3
• Mini ímãs
• PCB ou placa protótipo + fios
• Mancha de madeira da cor desejada

Etapa 2: Design

O esquema da construção está incluído abaixo. Confira. O elemento chave do relógio é o módulo RTC. Isso fornece uma cronometragem confiável e possui uma pequena bateria que permite manter a hora se todo o despertador estiver desligado. O módulo RTC e a interface de exibição do relógio de 7 segmentos para o Arduino via protocolo I2C.

A entrada do usuário no dispositivo é obtida por um codificador rotativo com botão tátil que é usado para configurar a hora do relógio e o alarme, bem como os modos e brilho do LED. O potenciômetro é usado para variar o brilho da tela do relógio de 7 segmentos. Em retrospec, usar outro codificador rotativo teria tornado a interface um pouco mais fácil e eu poderia ter adicionado mais funcionalidades, mas fica um pouco mais complicado lidar com os dois codificadores rotativos usando as interrupções do Arduino (não mergulhei realmente na adição de dois codificadores rotativos, então não tenho certeza de quão difícil é). Um botão momentâneo é usado para ligar os LEDs. Eu tenho um botão de metal mais legal com LED, mas qualquer botão serve. Você pode usar o botão no codificador rotativo secundário se adicioná-lo.

Usei um adaptador de alimentação de 9V com um conector de 5,5 mm x 2,5 mm para a placa. Um LM7805 foi usado para diminuir isso para 5 V para os componentes eletrônicos. O meu foi avaliado em 0,75A a 9V e eu provavelmente não gostaria de ir mais baixo porque os LEDs WS2812B podem desenhar um pouco com o brilho máximo. Quase com brilho total, o dispositivo inteiro estava consumindo cerca de 450 mA.

Tudo cabe em uma caixa de baú Basswood que você pode pintar para um visual mais acabado. Os LEDs usados são os 8 LEDs endereçáveis digitalmente WS2812B. Eles são ótimos e gosto de usá-los em muitos projetos, pois são facilmente programados para produzir efeitos interessantes e podem ficar bastante brilhantes. Os LEDs se difundem através das hastes de bolhas de acrílico montadas na parte superior da caixa. Usei uma cobertura de plástico impressa em 3D para apoiar as hastes, que tocarei mais tarde. Você pode usar o que quiser como um difusor de LED. Este artigo tem algumas idéias interessantes.

Etapa 3: Fiação e gabinete

Veja o arquivo. ZIP para os Gerbers do PCB. Fiz isso usando DipTrace Schematic e PCB Design Software e também incluí o arquivo DipTrace se você estiver interessado. Se você não quiser fazer um PCB, você pode apenas usar a placa perf ou conectar diretamente a um Arduino UNO. Principalmente, é apenas conectar os módulos, interruptores e LEDs ao Arduino.

O potenciômetro tem uma extremidade para GND a outra para 5 V e o meio para o pino de entrada analógica. A fiação do codificador rotativo precisa ser conectada ao GND e aos dois pinos de interrupção (2 e 3) do Arduino. Este Instructable pode ser útil. O botão rotativo do codificador e o botão superior são conectados ao GND e ao respectivo pino de entrada digital (eles usarão os pullups de pinos internos). Também não se esqueça de conectar a alimentação ao LED no botão superior (o meu não precisava de um resistor limitador de corrente). O display e o módulo RTC são conectados a 5V, GND e os respectivos pinos SDA e SCL do Arduino. Usei 1uF nos capacitores de entrada e saída do LM7805 e outro 10uF no trilho de 5V para suportar os LEDs.

Você pode conectar a maioria desses conectores diretamente ao seu PCB ou perfboard, mas eu prefiro usar conectores padrão de 100mil (2,54 mm) com tubo termorretrátil na minha fiação para anexar aos pinos na placa, pois isso torna as alterações ou consertos mais fáceis.

Em seguida, é feita a montagem na caixa do porta-malas e o corte das regiões apropriadas para o potenciômetro, o codificador rotativo, o visor, o conector de força e o botão superior. Usei parafusos e porcas M3 para montar a placa. Se você dimensionar seus orifícios corretamente, deverá ser capaz de manter os conectores e as coisas seguras por conta própria, caso contrário, cole-os com cola quente, baby.

Uma coisa a se considerar ao cortar / furar na caixa de tília é que você vai querer ir de fora para dentro e usar brocas afiadas e, por exemplo, lascas de madeira facilmente. Isso é parte da razão para a montagem da cobertura de plástico para as hastes de acrílico, já que a perfuração de grandes orifícios para elas bagunçou um pouco a madeira.

Etapa 4: LEDs e coloração

Conecte 5V, GND e linha de dados à faixa de 8 LEDs WS2812B. Eu também prefiro usar epóxi na conexão do fio à tira, pois eles tendem a arrancar as almofadas com força e é muito difícil consertar. Simplesmente colei-os com fita adesiva na caixa de baixo.

As hastes de acrílico foram cortadas, duas peças para cada um dos seguintes comprimentos: 2,5 "3,25" 4 "4,75". Eu não tinha uma ótima ferramenta para fazer isso e simplesmente marquei onde queria cortar com a Dremel e quebrei. Em seguida, usei uma lixa e uma ponta de polimento Dremel para limpar as pontas. Para montar as hastes de acrílico, provavelmente é mais fácil fazer os furos corretamente sem estragar a madeira. Não consegui fazer isso, então, em vez disso, imprimi em 3D uma cobertura simples para segurar os LEDs. Ela é curvada de acordo para se encaixar na parte superior da caixa do porta-malas (uma maneira fácil de fazer isso é traçar a curvatura da caixa no papel, em seguida, meça o centro do círculo que produz a curva para replicar a curva no CAD). No geral, a parte funcionou muito bem e segurou com segurança as hastes rentes aos LEDs de forma que eu nem precisei de cola. Eu também acho que a cobertura adiciona uma estética contrastante agradável ao visual do relógio em geral.

Para manter a caixa fechada, colei um pequeno ímã nas partes superior e inferior internas do gabinete.

Então, tudo o que resta do lado do hardware é manchá-lo, certificando-se de mascarar as áreas que você não quer manchar (ou melhor ainda, manchar a coisa toda antes de colocar os componentes eletrônicos …) e adicionar um pouco daquele pequeno feltro ou pés de borracha almofada de coisinhas.