Jam Alarm Matahari Terbit LED: 5 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:57

Susah bangun pagi? Benci suara alarm yang menusuk tajam? Apakah Anda lebih suka membuat sesuatu sendiri yang bisa dibilang bisa Anda beli dengan lebih sedikit uang dan waktu? Kemudian lihat Jam Alarm Matahari Terbit LED ini!

Alarm matahari terbit dirancang untuk memberikan pengalaman bangun yang lebih menenangkan dengan meningkatkan kecerahan secara perlahan di sekitar waktu bangun yang Anda tetapkan. Idenya adalah bahwa ini menarik kecenderungan alami kita untuk bangun dengan matahari dan 'menipu' tubuh menjadi ritme sirkadian yang seimbang sehingga membuat bangun lebih mudah. Ini mungkin tidak berlaku untuk semua orang tetapi secara pribadi saya merasa ini sangat membantu dan terutama menemukan warna-warna hangat yang nyaman di pagi hari.

Banyak jam matahari terbit yang dapat Anda beli mencoba mensimulasikan sinar matahari dengan bohlam spesial yang mencoba mencocokkan rona dan suhu warna matahari pagi. Namun untuk bangunan ini kami hanya menggunakan LED RGB yang kira-kira dapat memperkirakan nuansa sinar matahari tetapi juga memungkinkan kombinasi dan efek warna yang keren dan unik. Build ini didasarkan pada Arduino UNO dengan modul Real Time Clock (RTC) dan jam LED 7 segmen.

Langkah 1: BOM

• Kotak Batang Kayu Basswood
• Arduino UNO atau setara tulang telanjang
• Regulator Linier LM7805 5V
• Caps, beberapa 1uF, 10uF untuk LED.
• Modul Jam Waktu Nyata (RTC)
• Tampilan Jam LED 7 Segmen
• Potensiometer
• Rotary Encoder
• Kenop untuk pot dan encoder. Saya menggunakan beberapa tombol gitar yang saya miliki tergeletak di sekitar
• Sakelar Tombol Tekan Sesaat dengan LED
• Batang akrilik (diameter 6x 10mm. Panjang 250mm)
• 8x WS2812B RGB LED
• Kebuntuan dan mur sekrup M3
• magnet mini
• PCB atau papan prototipe + kabel
• Noda kayu dengan warna yang diinginkan

Langkah 2: Desain

Skema pembangunan disertakan di bawah ini. Coba lihat. Elemen kunci dari jam adalah modul RTC. Ini memberikan penjagaan waktu yang andal dan memiliki baterai kecil yang memungkinkannya mempertahankan waktu jika seluruh jam alarm dimatikan. Modul RTC dan antarmuka tampilan jam 7 segmen ke Arduino melalui protokol I2C.

Masukan pengguna ke perangkat dicapai dengan encoder putar dengan tombol tekan taktil yang digunakan untuk mengonfigurasi waktu jam dan alarm serta mode dan kecerahan LED. Potensiometer digunakan untuk memvariasikan kecerahan tampilan jam 7 segmen. Dalam retrospeksi menggunakan rotary encoder lain akan membuat antarmuka sedikit lebih mudah dan saya bisa menambahkan lebih banyak fungsionalitas tetapi menjadi sedikit lebih rumit menangani dua rotary encoder menggunakan interupsi Arduino (belum benar-benar terjun ke dalam menambahkan dua rotary encoder jadi tidak sepenuhnya yakin betapa sulitnya itu). Tombol tekan sesaat digunakan untuk menyalakan LED. Saya mendapat tombol logam yang lebih bagus dengan LED di dalamnya tetapi tombol apa pun bisa digunakan. Anda dapat menggunakan tombol pada rotary encoder sekunder jika Anda menambahkannya.

Saya menggunakan adaptor catu daya 9V dengan jack 5.5mm x 2.5mm ke papan. Sebuah LM7805 digunakan untuk menjatuhkan ini ke 5V untuk elektronik. Milik saya diberi peringkat 0,75A pada 9V dan saya mungkin tidak ingin turun lebih rendah karena LED WS2812B dapat menggambar sedikit pada kecerahan maksimal. Pada kecerahan penuh, seluruh perangkat menggambar sekitar ~450mA.

Semuanya cocok dengan kotak bagasi Basswood yang dapat Anda warnai untuk tampilan yang lebih selesai. LED yang digunakan adalah LED 8x WS2812B yang dapat dialamatkan secara digital. Ini bagus dan saya suka menggunakannya di banyak proyek karena mudah diprogram untuk menghasilkan efek keren dan bisa menjadi cukup terang. LED menyebar melalui batang gelembung akrilik yang dipasang di bagian atas kotak. Saya menggunakan selubung plastik cetak 3D untuk menopang batang, yang saya sentuh nanti. Anda dapat menggunakan apa pun yang Anda suka sebagai diffuser LED. Artikel ini memiliki beberapa ide menarik.

Langkah 3: Pengkabelan dan Enklosur

Lihat file. ZIP untuk Gerber PCB. Saya membuat ini menggunakan DipTrace Schematic and PCB Design Software dan saya juga menyertakan file DipTrace jika Anda tertarik. Jika Anda tidak ingin membuat PCB, Anda bisa menggunakan papan perf atau kabel langsung ke Arduino UNO. Sebagian besar hanya menghubungkan modul, sakelar, dan LED ke Arduino.

Potensiometer memiliki satu ujung ke GND yang lain ke 5V dan bagian tengah ke pin input analog Anda. Pengkabelan encoder putar perlu disambungkan ke GND dan dua pin interupsi (2 dan 3) Arduino. Instruksi ini dapat membantu. Tombol rotary encoder dan tombol tekan atas dihubungkan ke GND dan masing-masing pin input digital (ini akan menggunakan pullup pin internal). Juga jangan lupa untuk menghubungkan daya ke LED di tombol tekan atas (milik saya tidak memerlukan resistor pembatas arus). Tampilan dan modul RTC dihubungkan ke 5V, GND dan masing-masing pin SDA, SCL dari Arduino. Saya menggunakan 1uF pada kapasitor input dan output untuk LM7805 dan 10uF lainnya pada rel 5V untuk mendukung LED.

Anda dapat menyambungkan sebagian besar konektor ini langsung ke PCB atau perfboard Anda, tetapi saya lebih suka menggunakan konektor header pitch 100mil (2,54mm) standar dengan tabung heat shrink pada kabel saya untuk dipasang ke pin di papan karena ini membuat perubahan atau perbaikan lebih mudah.

Selanjutnya adalah pemasangan ke dalam kotak bagasi dan memotong daerah yang sesuai untuk panci, rotary encoder, layar, colokan listrik dan tombol atas. Saya menggunakan baut dan mur sekrup M3 untuk memasang papan. Jika Anda mengukur lubang Anda dengan benar, Anda harus bisa menjaga konektor dan barang-barangnya aman dengan sendirinya, jika tidak lem panas, sayang.

Satu hal yang perlu dipertimbangkan saat memotong/mengebor kotak basswood adalah Anda ingin masuk dari luar ke dalam dan menggunakan mata bor yang tajam dan seperti kayu yang mudah terkelupas. Ini adalah bagian dari alasan pemasangan selubung plastik untuk batang akrilik karena mengebor lubang besar untuk mereka sedikit mengacaukan kayu.

Langkah 4: LED dan Pewarnaan

Hubungkan 5V, GND, dan jalur data ke strip LED 8x WS2812B. Saya juga lebih memilih untuk mengepoxy sambungan kawat ke strip karena mereka cenderung merobek bantalan di bawah kekuatan dan itu adalah rasa sakit yang besar untuk diperbaiki. Saya hanya menempelkannya ke kotak bawah.

Batang akrilik dipotong, dua potong untuk masing-masing panjang berikut: 2,5" 3,25" 4" 4,75". Saya tidak memiliki alat yang hebat untuk melakukan ini dan hanya mencetak di mana saya ingin memotong dengan Dremel dan mematikannya. Saya kemudian menggunakan amplas dan ujung pemoles Dremel untuk membersihkan ujungnya. Untuk memasang batang akrilik, mungkin paling mudah untuk mengebor lubang dengan benar tanpa merusak kayu. Saya gagal melakukan ini, jadi alih-alih 3D mencetak selubung sederhana untuk menahan LED. Ini melengkung sesuai agar pas dengan bagian atas kotak bagasi (cara mudah untuk melakukannya adalah dengan menelusuri lengkungan kotak di atas kertas, kemudian ukur pusat lingkaran yang menghasilkan kurva untuk mereplikasi kurva dalam CAD). Secara keseluruhan, bagian tersebut bekerja dengan cukup baik dan menahan batang dengan aman pada LED sehingga saya bahkan tidak membutuhkan lem. Saya juga berpikir kafan menambahkan estetika kontras yang bagus untuk tampilan jam secara keseluruhan.

Untuk menjaga agar kotak tetap tertutup, saya menempelkan magnet kecil ke bagian dalam atas dan bawah selungkup.

Kemudian semua yang tersisa di sisi perangkat keras adalah untuk menodainya, pastikan untuk menutupi area yang tidak ingin Anda nodai (atau lebih baik lagi menodai semuanya sebelum Anda memasukkan elektronik…) alas kaki karet.