ساعة منبه شروق الشمس مع اردوينو: 9 خطوات (مع صور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:41

يمكن أن يكون فصل الشتاء حزينًا. تستيقظ ، الجو مظلم وعليك النهوض من السرير. آخر شيء تريد سماعه هو صوت المنبه الخاص بك. أعيش في لندن وأجد صعوبة في الاستيقاظ في الصباح. كما أنني أفتقد الاستيقاظ على الضوء الطبيعي.

في هذا البرنامج التعليمي ، سنقوم ببناء Sunrise Alarm Clock. إنها منبه مثل أي ساعة أخرى حيث يمكنك ضبط الساعة والدقيقة التي تريد أن تستيقظ فيها ، ولكن مع فائدة إضافية تتمثل في استخدام الضوء لإضفاء السطوع على غرفة نومك على مدار فترة زمنية مثل شروق الشمس لإيقاظك بشكل طبيعي.

توجد مصابيح شروق الشمس في السوق ولكنها قد تكون باهظة الثمن (البحث السريع عن Amazon يعيد منتجات في نطاق 100 جنيه إسترليني) وهشة وذات مظهر سريري تمامًا. سنجعل شيئًا أرخص كثيرًا وأجمل كثيرًا.

سيتم سرد جميع الأجزاء في الخطوة التالية. يمكن تنزيل الكود من Github repo gold-sunrise-clock. تتوفر جميع المخططات وملفات الإنشاء الخاصة بالحالة للتنزيل في هذا البرنامج التعليمي.

لنذهب:)

إذا واجهت مشاكل أو تريد أن تقول مرحبًا ، أرسل لي سطرًا [email protected] أو تابعني على Instagramcelinechappert.

الخطوة 1: تجميع المكونات

للبدء ، سنستخدم ساعة كمدخلات لدينا ومصباح LED فائق السطوع كمخرجنا لمحاكاة شروق الشمس لدينا.

لبناء الدائرة سوف نحتاج:

- ساعة. سنستخدم RTC DS3231 (5 جنيهات إسترلينية)

- MOSFET للتحكم في سطوع الضوء (9 جنيهات إسترلينية)

- مصباح LED فائق السطوع (1 جنيه إسترليني)

- بطارية 9V لتشغيل LED (3 جنيهات إسترلينية)

- لوح توصيل لسهولة التجميع (3 جنيهات إسترلينية)

- Arduino Uno (20 جنيهًا إسترلينيًا)

- زر ضغط (اختياري - لأغراض العرض التوضيحي فقط)

السعر الإجمالي = 41 جنيهًا إسترلينيًا

إذا كان لديك بالفعل Arduino ولوحة توصيل وبطارية 9 فولت في المنزل ، فإن المشروع بأكمله سيكلفك أقل من 15 جنيهًا إسترلينيًا.

لصنع علبة الأكريليك ، ستحتاج إلى:

- ورقتان من صفائح الأكريليك البرسبيكس 0.3 مم ، ورقة واحدة لكل لون للشمس والعلبة.

- الوصول إلى قاطع الليزر.

أنا محظوظ لأنني تمكنت من الوصول إلى ورشة عمل مدرستي لذلك تمت تغطية هذه التكاليف في معظمها. لقد اشتريت ورقة إضافية من الأكريليك لأن تصميمي تطلب صبغة برتقالية للشمس ، والتي تكلف 14 جنيهًا إسترلينيًا للورقة (برسبيكس باهظ الثمن!).

الخطوة 2: تجميع الدائرة

يمكنك الرجوع إلى الرسم التخطيطي بالأبيض والأسود لدارتي (عذرًا عن الفوضى) وإلى الرسم التخطيطي الذي يظهر Arduino (تم باستخدام Fritzing).

يوجد هنا بشكل أساسي تفصيل لما يرتبط بما يلي:

ساعة:

(-) يتصل بـ GND

يرمز NC إلى "غير متصل" ولا يتصل بأي شيء

يتصل C / SCL بالدبوس A5 على Arduino

يتصل D / SDA بالدبوس A4 على Arduino

(+) يتصل بـ 5V على Arduino

موسفيت

يذهب دبوس البوابة إلى دبوس ~ 9 على Arduino Uno لأنه PWM

يذهب دبوس الصرف إلى الجانب السلبي من LED

يذهب دبوس المصدر إلى GND على Arduino

قاد

يتم توصيل الجانب السلبي بمسمار التصريف الموجود في MOSFET

الجانب الإيجابي متصل بـ 5V على اللوح

بطارية 9 فولت

(+) إلى (+) على اللوح ، نفس الشيء مع (-).

اردوينو اونو

تذكر توصيل 5 فولت بـ (+) على اللوح و GND بـ (-). تذكر توصيل (-) على جانب واحد من اللوح بـ (-) على الجانب الآخر.

بعد ذلك سنقوم بإعداد ساعتنا باستخدام مكتبة DS3231.

الخطوة الثالثة: تثبيت الساعة وضبطها

يمكن العثور على المكتبة التي أستخدمها لتشغيل هذه الساعة في Rinky-Dink Electronics (لقطات الشاشة أعلاه). انقر فوق الارتباط وتأكد من أنك في صفحة DS3231. قم بتنزيل الملف المضغوط وحفظه ووضعه في مجلد / مكتبات Arduino.

الآن لضبط الوقت الصحيح على مدار الساعة ، افتح Arduino وانتقل إلى Examples / DS3231 / Arduino / DS3231_Serial_Easy.

قم بإلغاء التعليق على الأسطر الثلاثة من التعليمات البرمجية (الموضحة باللون البرتقالي في لقطة الشاشة) ، وتحقق من الوقت والمكان الصحيحين في تلك الأسطر الثلاثة من التعليمات البرمجية بتنسيق عسكري.

اضغط تحميل.

يمكنك الآن إلغاء تعليق هذه الأسطر الثلاثة والضغط على "تحميل" مرة أخرى.

افتح جهاز Serial Monitor الخاص بك وتحقق من صحة وقتك.

تم ضبط ساعتنا! لدينا دائرتنا ، فلنبدأ الآن في الترميز. مرة أخرى ، الريبو متاح على جيثب.

الخطوة 4: التشفير

قم بتنزيل الكود وتأكد من تثبيت مكتبة DS3231 بشكل صحيح.

أولاً نريد تحديد إعداداتنا.

fadeTime هي المدة التي سيتلاشى فيها الضوء من 0 إلى أقصى سطوع في دقائق. setHour / setMin تتوافق مع الوقت الذي نريد الاستيقاظ فيه (ملاحظة: هذا يقرأ التنسيق العسكري ، لذا يلزم 24 ساعة). نحدد أيضًا الرقم 9 على Arduino باعتباره الإخراج الخاص بنا.

في الإعداد () ، تأكد من أن رقم SerialBegin (هنا 96000 باود) يتوافق مع رقم Serial Monitor.

في الحلقة () ، يتحقق عبارة if لمعرفة ما إذا كان وقت الاستيقاظ قد حان. يعمل الكود في حلقة ، ويتحقق في كل مرة مما إذا كانت قيم الساعة والدقيقة التي ترجعها الساعة تتوافق مع متغيرات setHour / setMin الخاصة بنا. إذا كان الأمر كذلك ، فإن تعليمة if ترجع الدالة active ().

تتكون الوظيفة النشطة () من جزأين. أولاً نبدأ في تلاشي الضوء تدريجيًا: وظائف التأخير موجودة هنا لمنع LED من أن يصبح ساطعًا في وقت مبكر جدًا في المراحل "المبكرة" من fadeTime. ثم تتحكم حلقة for في السرعة التي يجب أن يصبح فيها الضوء أكثر سطوعًا وإشراقًا حسب وقت التلاشي. أخيرًا ، قمنا بإغلاق الضوء عن طريق تمرير قيمة 0 إلى مؤشر LED الخاص بنا في وظيفة analogWrite ().

يُظهر الفيديو أعلاه الدائرة تعمل في إحدى حالات الأكريليك النموذجية.

الخطوة 5: نموذج Cardboard (اختياري)

قبل هذا المشروع ، لم أعمل مطلقًا مع قاطع ليزر. مكنني صنع نموذج أولي من الورق المقوى من التعرف على الماكينة أثناء اختبار مدى جودة مظهر الكائن (الحجم والشكل وما إلى ذلك) في مساحة حقيقية. خطط حالة للتنزيل.