अपसाइकल अलार्म क्लॉक स्मार्ट लाइट: 8 कदम (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:19

इस परियोजना में मैं पूरी तरह से टूटी हुई विंड-अप अलार्म घड़ी को अपसाइकल करता हूं। क्लॉक फेस को 12 एल ई डी से बदल दिया जाता है, जो घड़ी के रिम के चारों ओर एक एलईडी पट्टी द्वारा प्रकाशित होता है। 12 एल ई डी समय बताते हैं और एलईडी पट्टी को अलार्म के रूप में कार्य करने के लिए प्रोग्राम किया जाता है, जो निर्धारित समय पर पूर्ण चमक में बदल जाता है। सब कुछ एक रास्पबेरी पाई ज़ीरो द्वारा नियंत्रित किया जाता है जो अनगिनत एकीकरण और विस्तार की संभावनाओं की अनुमति देता है जैसे कि आपके फोन अलार्म के साथ लाइट अलार्म को स्वचालित रूप से सिंक्रनाइज़ करना या जब आप एक ईमेल प्राप्त करते हैं तो एल ई डी फ्लैश करना।

परियोजना अपेक्षाकृत सस्ते या पुन: उपयोग किए गए घटकों का उपयोग करती है - केवल एक चीज जिसे मैंने खरीदना समाप्त किया वह था वोल्टेज नियामक। मेरे पास बाकी सब कुछ पड़ा हुआ था जैसे कि एलईडी पट्टी का एक ऑफ-कट। यह निर्देश आपको मार्गदर्शन करेगा कि कैसे मैंने अपनी टूटी हुई घड़ी को एक नया जीवन दिया और उम्मीद है कि आप अपने खुद के कुछ को अपसाइकल करने के लिए प्रेरित कर सकते हैं।

चरण 1: भाग

सब कुछ नियंत्रित करने के लिए हम रास्पबेरी पाई ज़ीरो का उपयोग करने जा रहे हैं क्योंकि यह छोटा है, इसकी लागत बहुत कम है और इसे वाईफाई से जोड़ा जा सकता है जिसका अर्थ है कि हमें वास्तविक समय घड़ी की आवश्यकता नहीं है और इसलिए आसानी से एक लैपटॉप से दूर से कोड को अपडेट कर सकते हैं। जब तक आपके पास Pi Zero W न हो, हम USB WiFi डोंगल का उपयोग करके WiFi नेटवर्क से कनेक्ट करेंगे।

यहां उन हिस्सों की सूची दी गई है जिनका मैंने उपयोग किया है लेकिन उपयुक्त विकल्पों के लिए अधिकांश चीजों की अदला-बदली की जा सकती है। उदाहरण के लिए रास्पबेरी पाई के बजाय आप परियोजना को नियंत्रित करने के लिए एक वास्तविक समय घड़ी के साथ एक Arduino का उपयोग कर सकते हैं।

इस्तेमाल किए गए हिस्से

• एक पुरानी अलार्म घड़ी
• 30 सेमी गर्म सफेद एलईडी पट्टी
• 1x रास्पबेरी पाई जीरो + माइक्रो एसडी कार्ड
• 1x यूएसबी वाईफाई डोंगल + माइक्रो यूएसबी से यूएसबी कनवर्टर
• 12x एलईडी
• 12x 330ohm रेसिस्टर्स (यदि आप डिमर एलईडी चाहते हैं तो अधिक उपयोग करें)
• 1x TIP31a (या अन्य npn पावर ट्रांजिस्टर या MOSFET)
• 1x 1k रोकनेवाला
• 1x LM2596 DC-DC समायोज्य हिरन कनवर्टर (रास्पबेरी पाई के लिए 5V के लिए 12V नीचे कदम)
• 1x 12v बिजली की आपूर्ति (+ आपकी परियोजना में शामिल होने का तरीका)
• घड़ी के चेहरे के लिए 10cm x 10cm लकड़ी (अपने एल ई डी को माउंट करने के लिए उपयुक्त रूप से पतली होनी चाहिए)
• विभिन्न रंग तार के विभिन्न टुकड़े

उपयोगी चीजें

• सोल्डरिंग आयरन + सोल्डर
• गर्म गोंद
• मल्टीमीटर
• ब्रेड बोर्ड
• महिला हैडर पिन
• माइक्रो एसडी कार्ड रीडर या कनवर्टर
• एक कंप्यूटर
• मिनी एचडीएमआई एडेप्टर + एचडीएमआई स्क्रीन यदि आप पाई के डेस्कटॉप वातावरण का उपयोग करना चाहते हैं

चरण 2: रास्पबेरी पाई की स्थापना

ऑपरेटिंग सिस्टम

क्योंकि रास्पबेरी पाई एक स्क्रीन से कनेक्ट नहीं होगी, मैंने रास्पियन बस्टर लाइट का उपयोग करना चुना जो डेस्कटॉप वातावरण के साथ नहीं आता है। यदि आप रास्पबेरी पाई के लिए नए हैं तो आप मानक रास्पियन बस्टर से चिपके रहना चाहेंगे जो डेस्कटॉप के साथ आता है। यदि आप सुनिश्चित नहीं हैं कि अपने ऑपरेटिंग सिस्टम को कैसे स्थापित किया जाए, तो यह एक बेहतरीन संसाधन है। दोनों ऑपरेटिंग सिस्टम को रास्पबेरी पाई वेबसाइट से डाउनलोड किया जा सकता है।

फिलहाल, पाई को उसके माइक्रो यूएसबी पावर इनपुट के जरिए पावर दें। यूएसबी वाईफाई डोंगल भी कनेक्ट करें।

रास्पबेरी पाई से बात कर रहे हैं

एक बार सब कुछ पैक हो जाने के बाद यदि आप कोड आदि बदलना चाहते हैं तो पाई तक पहुंचना काफी कठिन है। एसएसएच का उपयोग करके पीआई से कनेक्ट करें और इसे किसी अन्य कंप्यूटर से नियंत्रित करें। यह डिफ़ॉल्ट रूप से चालू नहीं होता है, लेकिन हम आपके एसडी कार्ड के बूट पार्टीशन में केवल ssh नामक फ़ोल्डर बनाकर ऐसा कर सकते हैं। यदि आप पहले से ही अपने पाई में लॉग इन कर चुके हैं तो आप टर्मिनल में sudo raspi-config टाइप करके और इंटरफेसिंग विकल्प> एसएसएच पर नेविगेट करके और इसे सक्षम करने के लिए हां चुनकर भी ऐसा कर सकते हैं।

अब आप अपने पाई को दूसरे कंप्यूटर से कनेक्ट कर सकते हैं। Mac या Linux पर आप अपने टर्मिनल एप्लिकेशन का उपयोग कर सकते हैं लेकिन Windows के अधिकांश संस्करणों पर आपको PuTTY जैसे SSH क्लाइंट को इंस्टॉल करना होगा। एसएसएच पीआई @ टाइप करके पीआई से कनेक्ट करें जहां होस्टनाम को आपके पीआई के आईपी पते के होस्टनाम से बदल दिया गया है। डिफ़ॉल्ट होस्टनाम raspberrypi.local है। यह आपसे एक पासवर्ड मांगेगा, यदि आपने इसे अभी तक नहीं बदला है, तो यह रास्पबेरी है।

आवश्यक सामान स्थापित करना

पहले सुनिश्चित करें कि sudo apt update और फिर sudo apt full-upgrade चलाकर सब कुछ अद्यतित है।

यह सुनिश्चित करने के लिए कि हमें Pi प्रकार sudo apt-get install python-rpi.gpio और sudo apt-get install python3-rpi.gpio पर GPIO पिन को नियंत्रित करने की क्या आवश्यकता है। इन्हें पहले से ही रास्पियन के पूर्ण संस्करण पर स्थापित किया जाना चाहिए।

कोड

यह सब काम करने के लिए डाउनलोड करने के लिए कोड यहां दिया गया है। यदि आप डेस्कटॉप वातावरण का उपयोग कर रहे हैं तो इन्हें अपने दस्तावेज़ फ़ोल्डर में पेस्ट करें।

यदि आप SSH की कमांड लाइन का उपयोग कर रहे हैं, तो cd ~/Documents टाइप करके और एंटर दबाकर अपने होम फोल्डर में नेविगेट करें। नैनो test1.py के साथ test1.py नामक एक नई फ़ाइल बनाएं। इससे नैनो टेक्स्ट एडिटर खुल जाएगा जहां आप डाउनलोड की गई test1.py फ़ाइल के कोड में पेस्ट कर सकते हैं। फ़ाइल को सहेजने के लिए CTRL-O और एंटर दबाएं और संपादक को छोड़ने के लिए CTRL-X दबाएं। शेष फ़ाइलों के लिए प्रक्रिया को दोहराएं।

चरण 3: एलईडी पट्टी स्थापित करना

सबसे पहले एलईडी पट्टी को घड़ी में लगाएं, यह देखने के लिए कि आपको कितनी आवश्यकता होगी, इस लंबाई को चिह्नित करें और दिखाए गए अनुसार अगले कट बिंदु पर पट्टी को काटें। पट्टी के फंसने से पहले तारों को पट्टी में मिलाप करना बहुत आसान है। यह कैसे करना है, इस बारे में यह एक बहुत अच्छा मार्गदर्शक है, लेकिन यदि आप अनिश्चित हैं तो मैं केवल उस टुकड़े पर मिलाप पर अभ्यास करूंगा, जिससे आपने अपनी पट्टी को काटा है। एक तार को पॉजिटिव सोल्डर पॉइंट और एक वायर को नेगेटिव में मिलाएं। सुनिश्चित करें कि आप अपनी एलईडी पट्टी को अपनी घड़ी में चिपकाने से पहले उसके कार्यों का परीक्षण कर लें।

चूंकि मेरे द्वारा उपयोग की जाने वाली एलईडी पट्टी का उपयोग अपने स्वयं के चिपकने वाले समर्थन को खोने से पहले किया गया था, इसलिए मुझे घड़ी के किनारे के चारों ओर पट्टी को ठीक करने के लिए गर्म गोंद का उपयोग करना पड़ा। यदि आपके पास अधिक लंबाई है, तो उस बिंदु को कवर करें जहां तार जुड़े होते हैं। आप पट्टी को बाद में स्थापित करना चाह सकते हैं, लेकिन मुझे इसे घड़ी में दूर रखना आसान लगा।

चरण 4: एलईडी पट्टी को नियंत्रित करना

एलईडी पट्टी को जोड़ना

एलईडी पट्टी 12V पर चलती है इसलिए इसे सीधे पाई से संचालित नहीं किया जा सकता है। उन्हें नियंत्रित करने के लिए हम ऊपर दिखाए गए अनुसार पाई से जुड़े एक पावर ट्रांजिस्टर (जैसे TIP31a) का उपयोग करेंगे। मैं अनुशंसा करता हूं कि पहले यह सब एक ब्रेडबोर्ड पर काम करता है।

• 1k रोकनेवाला के माध्यम से GPIO 19 को आधार से कनेक्ट करें
• एमिटर को GND. से जोड़ा जाना चाहिए
• कलेक्टर को एलईडी पट्टी के नकारात्मक टर्मिनल से कनेक्ट करें
• पॉजिटिव LED स्ट्रिप टर्मिनल को +12V. से कनेक्ट करें

परिक्षण

कमांड लाइन में अपने दस्तावेज़ फ़ोल्डर (सीडी ~/दस्तावेज़) पर नेविगेट करें और python test1.py टाइप करें और दर्ज करें। आपको एलईडी पट्टी की चमक में वृद्धि और कमी देखनी चाहिए। प्रोग्राम से बाहर निकलने के लिए CTRL-C दबाएँ। आप प्रोग्राम में गति और चमक को बदलने के लिए फ़ाइल (नैनो test1.py) को संपादित कर सकते हैं।

RPI. GPIO को GPIO के रूप में आयात करें। (ledStripPin, GPIO. OUT) # LEDStripPin को आउटपुट के रूप में सेट करें pwm = GPIO. PWM(ledStripPin, 100) # LEDStripPin पर आवृत्ति 100Hz ड्यूटी साइकिल = 0 के रूप में PWM ड्यूटी साइकिल इन रेंज (0, 101, 1): # फेड अप pwm. ChangeDutyCycle(ड्यूटीसाइकल) टाइम.स्लीप (0.05) dc इन रेंज (95, -1, -1): # फेड डाउन pwm. ChangeDutyCycle(dc) टाइम.sleep(0.05) कीबोर्ड इंटरप्ट को छोड़कर: # बाहर निकलने के लिए CTRL-C दबाएं, और फिर: pwm.stop() # pwm बंद करें GPIO.cleanup() # GPIO पिन को साफ करें

चरण 5: घड़ी का चेहरा बनाना

अपनी घड़ी के लिए लकड़ी के टुकड़े को नीचे की ओर काटें ताकि वह आपकी घड़ी में फिट हो जाए। मैंने सामने से लगभग 3 सेमी की दूरी पर आराम करने के लिए खदान बनाई। अपने एल ई डी (आमतौर पर 3 मिमी या 5 मिमी) के व्यास में 12 छेद ड्रिल करें जो एक दूसरे से 30 डिग्री की दूरी पर हों। सामने के चेहरे को नीचे करें और अपनी पसंद का फिनिश लगाएं। पीछे की तरफ से एलईडी लगाएं ताकि वे सामने की ओर इशारा करें। मैंने एलईडी को सकारात्मक टर्मिनल (लंबे तार) के साथ अंदर की ओर रखने के लिए गर्म गोंद का उपयोग किया। मेरे घड़ी के चेहरे के आकार का मतलब था कि मैं सभी नकारात्मक टर्मिनलों को एक साथ मिला सकता हूं (ऊपर देखें) इसलिए सभी 12 एल ई डी को जीएनडी से जोड़ने के लिए केवल एक तार की आवश्यकता थी। अगला, प्रत्येक एलईडी को एक तार मिलाप करें।

यदि आप इसे ब्रेडबोर्ड पर परीक्षण करना चाहते हैं, तो पहले प्रत्येक एलईडी के साथ श्रृंखला में एक रोकनेवाला (330ohm सुंदर मानक) का उपयोग करना याद रखें, इससे पहले कि आप इसे Pi GPIO पिन में से एक से कनेक्ट करें। आप जिस चमक स्तर से खुश हैं उसे प्राप्त करने के लिए आपके द्वारा उपयोग किए जाने वाले अवरोधक के मूल्य के साथ खेलें। एक टी-मोची वास्तव में पाई के पिन को ब्रेडबोर्ड पर तोड़ने के लिए उपयोगी है, हालांकि आपको इसके लिए हेडर पिन को मिलाप करने की आवश्यकता होगी। test2.py का उपयोग करें (पायथन test2.py का उपयोग करके चलाएं) लेकिन सुनिश्चित करें कि आप पहले प्रोग्राम को संपादित करते हैं और प्रत्येक एलईडी के लिए आपके द्वारा उपयोग किए गए पीआई के जीपीआईओ पिन दर्ज करते हैं।

RPI. GPIO को GPIO के रूप में आयात करें

आयात समय GPIO.setmode(GPIO. BCM) # BCM पिनआउट का उपयोग करें GPIO.setwarnings(False) # अन्य सामान के लिए उपयोग किए जा रहे पिन के बारे में चेतावनियों को अनदेखा करें # एक, दो, … को संबंधित पिन नंबर से बदलें।, चार, पांच, छह, सात, आठ, नौ, दस, ग्यारह, बारह] # एल ई डी पिन 1-12 से मैं रेंज में (0, 12) से जुड़े हैं: GPIO.setup(hourPin, GPIO. OUT) # सभी घंटे के पिन को आउटपुट के रूप में सेट करें GPIO.output(hourPin, 0) # सुनिश्चित करें कि सभी LED बंद हैं कोशिश करें: जबकि सही है: i रेंज में (0, 12) GPIO.output(hourPin, 1): टाइम.स्लीप(0.05) के लिए मैं रेंज में(0, 12) GPIO.output(hourPin, 0): time.sleep(0.05) कीबोर्डइंटरप्ट को छोड़कर: # छोड़ने के लिए CTRL-C दबाएं, और फिर: GPIO.cleanup() # GPIO पिन को साफ करें

चरण 6: पाई को शक्ति देना

हमें पाई ज़ीरो में 5V प्राप्त करने का एक आसान तरीका चाहिए ताकि हम उस माइक्रो USB केबल से छुटकारा पा सकें जिसका हम अब तक उपयोग कर रहे हैं। ऐसे कई समाधान हैं जो 12V से 5V तक नीचे जाते हैं जैसे कि LM7805 रैखिक वोल्टेज नियामक लेकिन ये बहुत कुशल नहीं हैं, इसलिए मैंने LM2596 चिप का उपयोग करके अधिक कुशल समायोज्य हिरन कनवर्टर का उपयोग करने का विकल्प चुना। एनबी इसके साथ आपको पोटेंशियोमीटर को तब तक मोड़ना होगा जब तक कि आउटपुट वोल्टेज आवश्यकतानुसार 5V तक कम न हो जाए, इसलिए आपको वोल्टेज मापने के किसी तरीके की आवश्यकता होगी।

LM2596 का उपयोग करना सरल है: +12V को IN+ से, ग्राउंड को IN- से कनेक्ट करें। Pi के 5V पिन में से किसी एक को OUT+ से जोड़कर Pi को सीधे 5V से जोड़ा जा सकता है, लेकिन ऐसा करने से पहले सुनिश्चित करें कि आपने आउटपुट वोल्टेज को 5V में बदल दिया है या आप अपने Pi को फ्राई करेंगे!

चरण 7: सर्किट और पैकेजिंग को पूरा करें

अब हमने सर्किट के सभी तीन तत्वों को कवर कर लिया है जो ऊपर के समग्र सर्किट में एक साथ दिखाए गए हैं। अंतरिक्ष बचाने और सर्किट को साफ-सुथरा बनाने के लिए अपने सर्किट को स्ट्रिप बोर्ड या प्रोटोटाइप बोर्ड पर रखें। पहले सबसे छोटे घटकों, प्रतिरोधों, फिर बिजली ट्रांजिस्टर, किसी भी कनेक्टर और अंत में तारों को मिलाप करें। यह सुनिश्चित करने के लिए कि आपके पास हर चीज के लिए जगह है, सोल्डर करने से पहले अपने सर्किट की योजना बनाएं।

मैंने एक प्रोटोटाइप पीसीबी पर सब कुछ जोड़ा और महिला हेडर पिन का इस्तेमाल किया ताकि पाई सीधे पीसीबी पर माउंट हो सके। क्लॉक फेस पर एल ई डी बोर्ड के एक तरफ प्रतिरोधों के माध्यम से जुड़े हुए हैं और मैंने पावर ट्रांजिस्टर के लिए बोर्ड के दूसरी तरफ जगह रखी है और किसी भी अन्य सर्किटरी के लिए मुफ्त है जिसे मैं बाद में जोड़ना चाहता हूं।

घड़ी के चेहरे को घड़ी के साथ संलग्न करें और सुनिश्चित करें कि इलेक्ट्रॉनिक्स सभी में फिट हैं। सब कुछ मेरे लिए काफी चुस्त था इसलिए आपको कुछ पुनर्व्यवस्थित करने की आवश्यकता हो सकती है। बिजली की आपूर्ति कनेक्ट करें और एसएसएच से test1.py और test2.py चलाएं ताकि सब कुछ वापस संलग्न करने से पहले काम कर सके।

चरण 8: कोड अपलोड करें + समाप्त करें

कोड

अंत में यदि आपने पहले से नहीं किया है, तो कोड अपलोड करें और इसे अपनी पसंद के अनुसार अनुकूलित करें (नैनो filename.py का उपयोग करके)। SSH पर Pi से कनेक्ट होने का लाभ यह है कि आप घड़ी को खोले बिना कोड को अपडेट कर सकते हैं।

चरण 2 से ये अजगर कार्यक्रम निम्नलिखित कार्य करते हैं:

• light_clock_simple.py केवल एल ई डी पर घंटे प्रदर्शित करता है और निश्चित समय पर एलईडी पट्टी को ऊपर और नीचे फीका करता है
• light_clock_pwm.py ऊपर जैसा ही है, लेकिन एल ई डी की चमक को कम करने की अनुमति देता है और मिनटों को एक अलग चमक में घंटों तक प्रदर्शित करता है। आपको दोनों के ब्राइटनेस लेवल के साथ खेलना होगा ताकि दोनों के बीच कंट्रास्ट ध्यान देने योग्य हो

इन्हें कोड में जोड़ने के लिए एक ठोस आधार प्रदान करना चाहिए, उदाहरण के लिए आप लाइट अलार्म को स्नूज़ करने के लिए एक बटन जोड़ना चाह सकते हैं।

प्रोग्राम को लॉन्च करने के लिए जब पाई बूट्स हमें crontab फ़ाइल के अंत में ' @reboot nohup python light_clock_pwm.py & 'जोड़ने की आवश्यकता होती है जिसे टर्मिनल से crontab -e के साथ खोला जा सकता है। अपने रास्पबेरी पाई को फिर से शुरू करें यह जांचने के लिए कि यह sudo shutdown -r now के साथ काम कर रहा है।

संभावित जोड़

यहां अतिरिक्त कार्यक्षमता के कुछ विचार दिए गए हैं जिन्हें जोड़ा जा सकता है

• स्नूज़ बटन जोड़ना
• लैंप मोड जोड़ना
• आईएफटीटीटी से कनेक्ट करना (उदाहरण के लिए, जब आप फोन अलार्म बंद करते हैं तो प्रकाश चालू हो सकता है/ईमेल प्राप्त होने पर फ्लैश हो सकता है)
• क्षमता स्पर्श क्षमता जोड़ना यानी घड़ी को टच लैंप में बनाना

पीडब्लूएम का उपयोग करते समय आप देख सकते हैं कि कभी-कभी, विशेष रूप से कम चमक के साथ, एलईडी थोड़ा झिलमिलाता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि पीआई सॉफ्टवेयर पीडब्लूएम का उपयोग करता है इसलिए सीपीयू प्रक्रियाएं कर्तव्य चक्र को प्रभावित कर सकती हैं। कम प्रक्रियाओं के चलने से इससे मदद मिलती है इसलिए मैंने ऑपरेटिंग सिस्टम रास्पियन लाइट को कम किया। हार्डवेयर पीडब्लूएम कुछ पिनों पर भी उपलब्ध है, इसलिए यदि झिलमिलाहट एक समस्या साबित हो रही है, तो यह देखने के लिए कुछ हो सकता है।

मुझे आशा है कि आपको यह निर्देश योग्य जानकारीपूर्ण लगा होगा और या तो आप एक पुरानी अलार्म घड़ी को अपसाइकल करने के लिए प्रेरित महसूस करेंगे या अपने स्वयं के प्रोजेक्ट के लिए कोड के तत्वों का उपयोग करेंगे।

एलईडी स्ट्रिप स्पीड चैलेंज में दूसरा पुरस्कार