Jam Penggera Matahari Terbit Dengan Arduino: 9 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:12

Musim sejuk boleh menjadi sedih. Anda bangun, gelap dan anda mesti bangun dari katil. Perkara terakhir yang anda ingin dengar ialah bunyi jam penggera anda. Saya tinggal di London dan saya sukar bangun pada waktu pagi. Juga, saya terlepas bangun dari cahaya semula jadi.

Dalam tutorial ini, kita akan membina Jam Penggera Matahari Terbit. Ini adalah jam penggera seperti yang lain kerana anda dapat mengatur jam dan minit yang anda mahu bangun, tetapi dengan faedah tambahan menggunakan cahaya untuk menerangi bilik tidur anda dalam jangka masa seperti matahari terbit untuk membangunkan anda secara lebih semula jadi.

Lampu matahari terbit ada di pasaran tetapi harganya mahal (carian pantas di Amazon mengembalikan produk dalam lingkungan £ 100), rapuh dan agak klinikal. Kami akan membuat sesuatu yang jauh lebih murah dan jauh lebih baik.

Semua bahagian akan disenaraikan pada langkah seterusnya. Kodnya boleh dimuat turun dari jam emas-matahari terbit repo Github saya. Semua skema dan fail binaan untuk kes itu tersedia untuk dimuat turun dalam tutorial ini.

Mari pergi:)

Sekiranya anda menghadapi masalah atau ingin bertanya khabar, tinggalkan saya talian [email protected] atau ikuti saya di Instagram @celinechappert.

Langkah 1: Mengumpulkan Komponen

Sebagai permulaan, kami akan menggunakan jam sebagai input kami dan LED ultra terang sebagai output kami untuk mensimulasikan matahari terbit kami.

Untuk membina litar, kita memerlukan:

- sebuah jam. Kami akan menggunakan RTC DS3231 (£ 5)

- MOSFET untuk mengawal kecerahan cahaya (£ 9)

- LED super terang (£ 1)

- Bateri 9V untuk menghidupkan LED (£ 3)

- papan roti untuk pemasangan yang mudah (£ 3)

- Arduino Uno (£ 20)

- butang tekan (pilihan - hanya untuk tujuan demo)

Jumlah harga = £ 41

Sekiranya anda sudah mempunyai Arduino, papan roti dan bateri 9V di rumah, keseluruhan projek akan menelan belanja kurang dari £ 15.

Untuk membuat sarung akrilik, anda memerlukan:

- 2 helai lembaran akrilik Perspex 0.3mm, 1 helai setiap warna untuk cahaya matahari dan casingnya.

- akses ke pemotong laser.

Saya bernasib baik kerana mendapat akses ke bengkel sekolah saya sehingga kos ini sebahagian besarnya ditanggung. Saya membeli lembaran akrilik tambahan kerana reka bentuk saya memerlukan warna oren untuk cahaya matahari, yang berharga £ 14 / helai (Perspex mahal!).

Langkah 2: Memasang Litar

Anda boleh merujuk lakaran hitam & putih litar saya (maafkan keadaan tidak kemas) dan gambar rajah yang menampilkan Arduino (dilakukan dengan Fritzing).

Intinya di sini adalah perincian mengenai apa yang berkaitan dengan apa:

Jam:

(-) menyambung ke GND

NC bermaksud 'Tidak Bersambung' dan tidak berhubung dengan apa-apa

C / SCL menyambung ke pin A5 di Arduino

D / SDA menyambung ke pin A4 di Arduino

(+) menyambung ke 5V di Arduino

MOSFET

Pin pintu masuk ke pin ~ 9 di Arduino Uno kerana ia adalah PWM

Pin longkang menuju ke sisi negatif LED

Pin sumber menuju ke GND di Arduino

LED

Bahagian negatif disambungkan ke pin saliran pada MOSFET

Bahagian positif disambungkan ke 5V di papan roti

Bateri 9V

(+) hingga (+) di papan roti, sama dengan (-).

Arduino Uno

Ingatlah untuk menyambungkan 5V ke (+) pada papan roti dan GND ke (-). Ingatlah untuk menyambungkan (-) di satu sisi papan roti ke (-) di sisi lain.

Selanjutnya kita akan mengatur jam menggunakan perpustakaan DS3231.

Langkah 3: Memasang dan Menetapkan Jam

Perpustakaan yang saya gunakan untuk menjalankan jam ini boleh didapati di Rinky-Dink Electronics (tangkapan skrin di atas). Klik pada pautan dan pastikan anda berada di halaman DS3231. Muat turun fail zip, simpan dan letakkan di folder Arduino / perpustakaan anda.

Sekarang untuk menetapkan waktu yang betul pada jam, buka Arduino dan pergi ke Contoh / DS3231 / Arduino / DS3231_Serial_Easy.

Tanggalkan tiga baris kod (digariskan dengan warna jingga dalam tangkapan skrin), periksa waktu dan tempat yang betul pada ketiga baris kod tersebut dalam format ketenteraan.

Tekan Muat Naik.

Sekarang anda boleh melepaskan ketiga baris tersebut dan tekan Muat naik sekali lagi.

Buka Serial Monitor anda dan periksa bahawa masa anda betul.

Jam kami sudah siap! Kami mempunyai litar kami, sekarang mari mulakan pengekodan. Sekali lagi, repo boleh didapati di Github.

Langkah 4: Pengekodan

Muat turun kod dan pastikan perpustakaan untuk DS3231 dipasang dengan betul.

Pertama, kami ingin menentukan tetapan kami.

fadeTime adalah berapa lama cahaya akan pudar dari 0 hingga kecerahan maksimum dalam beberapa minit. setHour / setMin sesuai dengan waktu yang kita mahu bangun (nota: ini membaca format ketenteraan, jadi diperlukan 24 jam). Kami juga menentukan pin 9 di Arduino sebagai OUTPUT kami.

Dalam persediaan (), pastikan nombor SerialBegin (di sini 96000 baud) sesuai dengan nombor Monitor Serial.

Dalam gelung (), pernyataan if memeriksa untuk melihat apakah sudah waktunya bangun. Kod berjalan pada satu gelung, memeriksa setiap masa jika nilai jam dan minit yang dikembalikan oleh jam sesuai dengan pemboleh ubah setHour / setMin kami. Sekiranya demikian, pernyataan if mengembalikan fungsi aktif ().

Fungsi aktif () terdiri daripada dua bahagian. Mula-mula kita mula memudar cahaya secara beransur-ansur: fungsi kelewatan ada di sini untuk mengelakkan LED menjadi terlalu terang terlalu cepat pada peringkat 'awal' fadeTime. Kemudian a untuk gelung mengawal kelajuan di mana cahaya harus lebih terang dan lebih terang bergantung pada masa pudar. Akhirnya, kami mematikan lampu dengan menyampaikan nilai 0 ke LED kami dalam fungsi analogWrite ().

Video di atas menunjukkan litar berfungsi dalam salah satu prototaip kes akrilik.

Langkah 5: Prototaip kadbod (pilihan)

Sebelum projek ini, saya tidak pernah bekerja dengan pemotong laser. Membuat prototaip kadbod membolehkan saya membiasakan diri dengan mesin sambil menguji seberapa baik objek itu kelihatan (ukuran, rupa dll) di ruang nyata. Rancangan kes untuk dimuat turun.