Вот и настала осень…
Впереди неумолимо маячит зима – утром темно, вечером темно.
Просыпаться по будильнику в полной темноте равносильно нырянию под лед. Стресс с утра – гарантированно унылый день.

Решение-то есть, светобудильник называется, но цена этой штуки от 5000   Колется, однако. К тому же, алгоритм работы жестко запрограммирован, а ведь совершенно очевидно, что, по результатам просыпания, захочется что-то подкорректировать или расширить функционал.
А что, если на основе подручных средств соорудить что-то в этом духе? Хорошая задачка для DIY!

светобудильник своими руками, мастер кит, ардуино, arduino

Для решения были использованы следующие материалы:

— прототип отладочной платы набора для изучения программирования Ардуино (входит в будущий набор NR05), рассчитанная на установку Arduino Nano;
— часы реального времени MP1095;
— светодиоды разные;
— пьезопищалка со встроенным генератором;
— белая полупрозрачная штука, когда-то напечатанная при отладке 3D-принтера (можно приспособить еще что-нибудь полупрозрачное в качестве рассеивателя, а у кого есть 3D принтер, то напечатать что нибудь свое);
— желание все это соединить и запрограммировать подходящий алгоритм работы.

Белую штуку захотелось взгромоздить на какой-нибудь постамент, чтобы смонтировать туда светодиод и подключить его кабелем к плате. Недолго думая, рисуем в SketchUp и печатаем на 3D принтере оранжевую подставочку. При сильном желании можно напечатать корпус для платы-прототипа, но прототип и так немыслимо красив!
К тому же, его можно использовать и под разработку других проектов, а будильничек, по результатам эксплуатации опытного образца, можно оформить в более компактную конструкцию на основе той же платы Arduino Nano.

Сначала воткнули один светодиод. Он был приклеен к основанию инновационным клеем, отверждающимся под воздействием ульрафиолета. Называется Bondic. Полезная в хозяйстве штучка, надо сказать! Держит крепко.

светобудильник своими руками, мастер кит, ардуино, arduino

делаем светобудильник своими руками, мастер кит, ардуино, arduino

Светоотверждаемый пластик Bondic купить в Мастер Кит

делаем светобудильник своими руками, мастер кит, ардуино, arduino

Тем же клеем приклеили разъем.

делаем светобудильник своими руками, мастер кит, ардуино, arduino

собираем светобудильник своими руками, мастер кит, ардуино, arduino

Посмотрели, как светиться. Не понравилось. В темноте, конечно, видно, но для активации мозга через оптические рецепторы не хватает. По сусекам набрали несколько ярких белых светодиодов. Объединенные параллельно в такую вот веточку, они дают вполне пробуждающий в максимуме яркости свет.

собираем светобудильник своими руками, мастер кит, ардуино, arduino

Потребляют в максимуме порядка 100 мА, напрямую к порту Ардуино не подсоединишь, но на отладочной плате имеется усилитель тока на транзисторе, обеспечивающий 200 мА.

мастер кит, светобудильник своими руками, ардуино, arduino

Также на плате есть пять кнопок для всяких экспериментов, их задействуем для управления режимами и настройки будильника.

В целом, отладочная плата интересна наличием маркированных разъемов-штырей для подключения различных датчиков и исполнительных устройств, обеспечивая хороший функционал и дружелюбный интерфейс – можно, особо не задумываясь (разъемы подписаны) подключить датчики температуры, давления, сервомашинки, реле, устройства с интерфейсом I2C и т.п. Для подключение нужны только провода с разъемами-розетками.

мастер кит, светобудильник своими руками, ардуино, arduino, NR05, 3d принте

Яркость будем регулировать ШИМом с девятого пина Ардуино, разведенного на плате к усилителю. Пищалку подсоединим к разъему SOUND, на DAT плюсом, на GND минусом. Часы реального времени – к разъему I2C_5V, поскольку 5В им и надо для питания. На плате уже установлен двухстрочный LCD индикатор, весьма контрастный, с приятными белыми знаками на синем фоне.

Собственно, все железо на месте, теперь дело за софтом.

Алгоритм был задуман так:

— при совпадении текущего времени с временем, на которое установлен будильник, яркость светильника должна медленно повышаться по полной;
— при этом несколько раз по нарастающей должны подаваться звуковые сигналы, не дающие wakeUp-объекту начихать на лампочку и уснуть при свете;
— надо дать возможность выключить в конце-концов надоедливый звук, а также включить полный свет вручную, или выключить его, уже будучи в полном сознании.
— должна быть возможность ставить время на часах и будильнике.
Получившийся скетч приведен в конце материала и снабжен подробными комментариями. Его несложно модифицировать под ваши желания и предпочтения.

Всем приятного пробуждения!

делаем светобудильник своими руками с мастер кит

Скетч программы светобудильника
// Подключаем библиотеки вывода кириллицы на индикатор
#include <LiquidCrystalRus.h>
#include <LiquidCrystalExt.h>
#include <LineDriver.h>
// Подключаем библиотеку последовательной шины I2C
#include <Wire.h>
// Подключаем библиотеку часов реального времени RTC
#include «RTClib.h»
// Подключаем библиотеку для использование встроенного таймера 2
// для управления временными интервалами сигнала
#include <MsTimer2.h>

//-----------------------------------------------------------------------
#define NUM_KEYS 5
// Для каждой кнопки заносим калибровочные значения (выведены экспериментально)
int adcKeyVal[NUM_KEYS] = {30, 150, 360, 535, 760};
//-----------------------------------------------------------------------

int led13 = 13; // встроенный в Arduino Nano светодиод
int alarmPin = 3; // пин для управления сигналом будильника
int led = 9; // пин вывода ШИМ на светодиодную лампу
int brightness = 0; // начальная яркость
int riseAmount = 1; // шаг увеличения яркости 0-255
int timeAmount = 500; // шаг времени, мс
int beepCount = 0; // служебные переменные
int numberOfBeeps = 0;
unsigned long time_old;
unsigned long time_curr;
int alarm = 0; // флаг срабатывания будильника
int Step; // служебные переменные
unsigned long tSetOld;
unsigned long tTickOld;

// Создаем программный объект дисплей lcd, объясняя программе куда подключены линии RS,EN,DB4,DB5,DB6,DB7
LiquidCrystalRus lcd(A1, A2, A3, 2, 4, 7);

// Создаем программный объект RTC
RTC_DS1307 RTC;

int Year; // переменные для хранения данных с RTC
int Month;
int Day;
int Hour;
int Minute;
int Second;
int alarmHour = 0;
int alarmMinute = 0;
int setAlarm = 0; // будильник вкл./выкл.
int SetMode = 0; // режим установки часов/будильника вкл./выкл.
int AlarmOn; // сигнал вкл./выкл.

void setup() {
pinMode(led13, OUTPUT);
pinMode(3, OUTPUT);
lcd.begin(16, 2);
Wire.begin(); // инициализируем 1Wire (необходио для RTC)
RTC.begin(); // инициализируем RTC
RTC.writenvram(2, 0); // секунды сигнала устанавливаем в 00 (ячейка 2 постоянной памяти RTC)
tTickOld = millis(); // запомнаем число мс с момента запуска микроконтроллера для отсчета интервалов времени
// если нажата кнопка 5, установить текущее время из компьюьера на момент компиляции программы
// и сбросить будильник в 0
if (get_key() == 5) {
RTC.adjust(DateTime(__DATE__, __TIME__));
for (int i = 0; i < 5; i++) RTC.writenvram(i, 0);
}

}

void loop() {

AlarmOn = RTC.readnvram(3); // читаем 3-ю ячейку памяти RAM RTC: будильник включен (1) или выключен (0)
if (get_key() == 2) { // если нажата кнопка 2
SetMode++; // вход в режим установки часов
delay(500);
tSetOld = millis();
}

while (SetMode) { // установка показаний часов и будильника
if (get_key() == 2) {
SetMode++;
delay(200);
tSetOld = millis();
}
if (SetMode > 4) { // выход из режима установки
SetMode = 0;
lcd.noBlink();
lcd.noCursor();
}
switch (SetMode) { // установка мигающего курсора
case 1:
lcd.setCursor(12, 1); lcd.blink();
break;
case 2:
lcd.setCursor(9, 1); lcd.blink();
break;
case 3:
lcd.setCursor(12, 0); lcd.blink();
break;
case 4:
lcd.setCursor(9, 0); lcd.blink();
break;
}

if (get_key() == 1 or get_key() == 3) { // если нажата кнопка 1 или 3
tSetOld = millis(); // обнуляем счетчик нахождения в режиме установки
if (get_key() == 3) Step = 1; // если кнопка 3 — увеличиваем
if (get_key() == 1) Step = -1; // если кнопка 1 — уменьшаем
switch (SetMode) {
case 1:
SetMinuteAlarm(Step); // минуты будильника
break;
case 2:
SetHrAlarm(Step); // часы будильника
break;
case 3:
SetMinute(Step); // минуты текущего времени
break;
case 4:
SetHr(Step); // часы текущего времени
break;

}
}

if ((millis() — tTickOld) > 1000) {
displayTime(); // раз в секунду отображаем время на индикаторе в режиме установки
tTickOld = millis();
}
if ((millis() — tSetOld) > 10000) {
SetMode = 0; // автовыход из режима установки через 10 сек.
lcd.noBlink();
}
} // end SetMode

if (get_key() == 4) { // включаем/выключаем будильник
int alarm_ram = RTC.readnvram(3);
RTC.writenvram(3, !alarm_ram);
delay(50);
AlarmOn = alarm_ram;
delay(500);
}

if (get_key() == 5) { // выключение света вручную
alarm = 0;
digitalWrite(led13, LOW);
lightDown();
}

if (get_key() == 5 && brightness >= 0) { // включение света вручную
lightUp();
}

if (get_key() == 1 && !SetMode) { // выключение звука сработавшего будильника
//alarm = 0;
MsTimer2::stop();
digitalWrite(alarmPin, LOW);
}

if ((millis() — tTickOld) > 1000) {
displayTime(); // раз в секунду отображаем время на индикаторе
tTickOld = millis();
}

if (alarm == 1) // если будильник сработал
{
digitalWrite(led13, HIGH);
time_curr = millis();
if ((time_curr — time_old) > timeAmount) {
if (brightness < 255) {
brightness = brightness + riseAmount;
time_old = time_curr;
if (brightness > 255) brightness = 255;
analogWrite(led, brightness); // медленно повышаем яркость с помощью ШИМ
switch (brightness) { // пищим пьезодинамиком по мере повышения яркости
case 60:
numberOfBeeps = 4;
alarmRun();
break;
case 120:
numberOfBeeps = 4;
alarmRun();
break;
case 180:
numberOfBeeps = 8;
alarmRun();
break;
case 220:
numberOfBeeps = 14;
alarmRun();
break;
}
if (brightness >= 255) {
numberOfBeeps = 32000; // пищим непрерывно (32000 раз)
alarmRun();
}
}
else digitalWrite(led13, LOW);
}
}

} // end loop

//----------------------------------------------
int get_key() // функция считывания номера нажатой кнопки
{
int input = analogRead(A6);
int k;
for (k = 0; k < NUM_KEYS; k++)
if (input < adcKeyVal[k])
return k + 1;
return 0;
}

void SetMinuteAlarm(int Step) { // установка минут будильника
alarmMinute = RTC.readnvram(1);
alarmMinute += Step;
if (alarmMinute > 59) alarmMinute = 0;
if (alarmMinute < 0) alarmMinute = 59;
RTC.writenvram(1, alarmMinute);
delay(300);
}

void SetHrAlarm(int Step) { // установка часов будильника
alarmHour = RTC.readnvram(0);
alarmHour += Step;
if (alarmHour > 23) alarmHour = 0;
if (alarmHour < 0) alarmHour = 23;
RTC.writenvram(0, alarmHour);
delay(300);
}

void SetMinute(int Step) { // установка минут времени
DateTime now = RTC.now();
Year = now.year();
Month = now.month();
Day = now.day();
Hour = now.hour();
Minute = now.minute();
Second = now.second();
Minute += Step;
if (Minute > 59) Minute = 0;
if (Minute < 0) Minute = 59;
RTC.adjust(DateTime(Year, Month, Day, Hour, Minute, Second));
delay(300);
}

void SetHr(int Step) { // установка часов часов
DateTime now = RTC.now();
Year = now.year();
Month = now.month();
Day = now.day();
Hour = now.hour();
Minute = now.minute();
Second = now.second();
Hour += Step;
if (Hour > 23) Hour = 0;
if (Hour < 0) Hour = 23;
RTC.adjust(DateTime(Year, Month, Day, Hour, Minute, Second));
delay(300);
}

void displayTime() { // вывод на индикатор
DateTime now = RTC.now();
Year = now.year() — 2000;
Month = now.month();
Day = now.day();
Hour = now.hour();
Minute = now.minute();
Second = now.second();

lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print(«Время: „);
if (Hour < 10) lcd.print(' ');
lcd.print(Hour);
lcd.print(':');
if (Minute < 10) lcd.print('0');
lcd.print(Minute);
lcd.print(':');
if (Second < 10) lcd.print('0');
lcd.print(Second);

int h = RTC.readnvram(0);
int m = RTC.readnvram(1);
int s = RTC.readnvram(2);

if (AlarmOn) {
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print(“Сигнал: „);
if (h < 10) lcd.print(' ');
lcd.print(h);
lcd.print(':');
if (m < 10) lcd.print('0');
lcd.print(m);
lcd.print(':');
if (s < 10) lcd.print('0');
lcd.print(s);
}
else {
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print(“Сигнал: --:--:--»);
}

if (Hour == h && Minute == m && Second == s && AlarmOn) { // срабатывание будильника!
alarm = 1;
numberOfBeeps = 2;
alarmRun();
}

}

void lightDown() { // плавное выключение светодиода
while (brightness > 0) {
time_curr = millis();
if ((time_curr — time_old) > 10) {
if (brightness > 0) {
brightness = brightness — 1;
time_old = time_curr;
if (brightness < 1) brightness = 0;
analogWrite(led, brightness);
}
}
}
}

void lightUp() { // плавное выключение светодиода
while (brightness < 255) {
time_curr = millis();
if ((time_curr — time_old) > 10) {
if (brightness < 255) {
brightness++;
time_old = time_curr;
if (brightness > 255) brightness = 255;
analogWrite(led, brightness);
}
}
}
}

void alarmRun() { // включение сигнала 1 раз (один бип)
digitalWrite(alarmPin, HIGH);
beepCount = 0;
MsTimer2::set(500, beep); // 500ms period
MsTimer2::start();
}

void beep() { // выключение сигнала через 500 мс по прерыванию от таймера 2
if (beepCount < numberOfBeeps) {
static boolean output = HIGH;
digitalWrite(alarmPin, output);
output = !output;
beepCount++;
}
else {
MsTimer2::stop();
digitalWrite(alarmPin, LOW);
}
}

.

Новинки

Вы недавно смотрели

              
Рейтинг@Mail.ru Яндекс.Метрика