DIY Arduino बाइनरी अलार्म घड़ी: 14 कदम (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:20

यह फिर से क्लासिक बाइनरी घड़ी है! लेकिन इस बार और भी अतिरिक्त सुविधाओं के साथ! इस निर्देश में, मैं आपको दिखाऊंगा कि Arduino के साथ एक बाइनरी अलार्म घड़ी कैसे बनाई जाती है जो आपको न केवल समय, बल्कि तारीख, महीना, यहां तक कि टाइमर और अलार्म फ़ंक्शन के साथ भी दिखा सकती है, जिसे बेडसाइड लैंप के रूप में भी इस्तेमाल किया जा सकता है! आगे की हलचल के बिना चलिए शुरू करते हैं!

नोट: यह प्रोजेक्ट RTC मॉड्यूल का उपयोग नहीं करता है, इसलिए सटीकता आपके द्वारा उपयोग किए गए बोर्ड पर निर्भर करती है। मैंने एक सुधारात्मक तंत्र शामिल किया है जो निश्चित अवधि में समय के बहाव को सही करेगा लेकिन आपको समय की अवधि के लिए सही मूल्य खोजने के लिए चारों ओर प्रयोग करने की आवश्यकता होगी (नीचे इस पर और अधिक), और सुधारात्मक तंत्र के साथ भी यह अभी भी बहाव होगा लंबे समय से (जब बिना किसी की तुलना में)। यदि कोई इच्छुक है तो इस परियोजना में आरटीसी मॉड्यूल के उपयोग को लागू करने के लिए स्वतंत्र महसूस करें।

आपूर्ति

5 मिमी एलईडी (किसी भी रंग का, मैंने संकेतक के रूप में एक आरजीबी एलईडी के साथ 13 सफेद एलईडी का उपयोग किया) --- 14 पीसी

Arduino नैनो (अन्य काम कर सकते हैं) --- 1 पीसी

माइक्रो-स्विच --- 1 पीसी

एल्यूमीनियम पन्नी का छोटा टुकड़ा

बढ़ते बोर्ड (बाड़े के लिए, लेकिन अपना खुद का डिजाइन करने के लिए स्वतंत्र महसूस करें)

श्वेत पत्र का टुकड़ा (या कोई अन्य रंग)

कुछ प्लास्टिक की फिल्म (जिसे किताब के कवर के रूप में इस्तेमाल किया जाता है)

तारों का गुच्छा

बजर --- 1 पीसी

एनपीएन ट्रांजिस्टर --- 1 पीसी

प्रतिरोधक 6k8 --- 14 पीसी, 500R --- 1 पीसी, 20R (10Rx2) --- 1 पीसी, 4k7 --- 1 पीसी

परियोजना के लिए बिजली की आपूर्ति (मैंने ली-ऑन बैटरी का इस्तेमाल किया)

5050 एलईडी पट्टी और एक स्लाइड स्विच (वैकल्पिक)

चरण 1: सर्किट कनेक्ट करें

मैं इस चरण को इसमें विभाजित करूँगा:

1) बजर भाग

2) एलईडी पैनल

3) स्विच (पुश बटन)

4) एलईडी पट्टी

5) कैपेसिटेंस सेंसर

6) बिजली की आपूर्ति

7) उन सभी को Arduino से कनेक्ट करें

ज्यादातर समय, यह सिर्फ एक "योजनाबद्ध का पालन करें" कदम है। तो ऊपर दिए गए योजनाबद्ध को देखें या इसे डाउनलोड और प्रिंट भी करें!

चरण 2: बजर भाग तैयार करना

यदि आपने पहले Arduino के साथ बजर का उपयोग किया है, तो आपको पता चल जाएगा कि अगर हम इसे सीधे Arduino से जोड़ते हैं तो यह पर्याप्त जोर से नहीं होगा। तो हमें एक एम्पलीफायर की जरूरत है। एम्पलीफायर के निर्माण के लिए, हमें एक एनपीएन ट्रांजिस्टर की आवश्यकता होती है (मूल रूप से कोई भी एनपीएन काम करेगा, मैंने एस 9013 का उपयोग किया क्योंकि मुझे यह पुराने प्रोजेक्ट से मिला था), और कुछ रोकनेवाला वर्तमान को सीमित करने के लिए। शुरू करने के लिए, पहले ट्रांजिस्टर के कलेक्टर, एमिटर और बेस की पहचान करें। इसके लिए डेटाशीट को थोड़ा सा गुगल करना काम करेगा। फिर, ट्रांजिस्टर के कलेक्टर को बजर के नकारात्मक टर्मिनल में मिलाप करें। बजर के धनात्मक टर्मिनल पर, हम इसमें तार का एक टुकड़ा मिलाते हैं ताकि हम इसे बाद में अपने Arduino में मिलाप कर सकें। इसके बाद, ट्रांजिस्टर के आधार पर 500R (या रोकनेवाला का कोई समान मूल्य) रोकनेवाला और रोकनेवाला से, भविष्य में उपयोग के लिए तार का एक और टुकड़ा मिलाप करें। अंत में, ट्रांजिस्टर के उत्सर्जक के लिए श्रृंखला में दो 10R रोकनेवाला मिलाप करें और प्रतिरोधों से एक और तार कनेक्ट करें।

वास्तव में, योजनाबद्ध देखें।

पी/एस: मैं अभी भी वास्तव में नहीं जानता कि इसे लिखते समय ट्रांजिस्टर के लिए प्रतिरोधी कैसे चुनना है। मेरे द्वारा उपयोग किया जाने वाला मूल्य अनुभवजन्य रूप से चुना गया है।

चरण 3: एलईडी पैनल तैयार करना

एलईडी और रोकनेवाला को प्रोटोटाइप बोर्ड में तदनुसार और मिलाप में प्लग करें। बस, इतना ही। योजनाबद्ध का पालन करें। यदि आप मेरे द्वारा उपयोग की जाने वाली रिक्ति में रुचि रखते हैं, तो प्रत्येक कॉलम के लिए ३ छेद अलग हैं, और प्रत्येक पंक्ति के लिए दो छेद अलग हैं (चित्र देखें)। और संकेतक एलईडी? मैंने इसे बेतरतीब ढंग से प्लग किया।

एलईडी और रोकनेवाला को बोर्ड से मिलाने के बाद, एलईडी के सभी सकारात्मक टर्मिनलों को एक साथ जोड़ दें। फिर, एल ई डी के नकारात्मक टर्मिनलों पर एक-एक करके प्रत्येक अवरोधक को मिलाप तार करता है ताकि हम उन्हें बाद में Arduino में मिलाप कर सकें।

नोट: आप इस चरण में भ्रमित हो सकते हैं। याद रखें कि सभी ग्राउंड को एक साथ जोड़ने के बजाय, हम सभी पॉजिटिव टर्मिनल को एक साथ और नेगेटिव टर्मिनल को Arduino पर अलग-अलग पिन से जोड़ते हैं। इस प्रकार हम Arduino GPIO पिन का उपयोग जमीन के रूप में कर रहे हैं, Vcc का नहीं। यदि आप गलती से इसे पीछे से जोड़ देते हैं, तो चिंता न करें। आप एलईडी कंट्रोल फ़ंक्शन में सभी हाई से लो और लो से हाई को संशोधित कर सकते हैं।

चरण 4: स्विच तैयार करना (वास्तव में पुशबटन)

स्विच के लिए (मैं इसे स्विच कहूंगा क्योंकि मैंने माइक्रो-स्विच का उपयोग किया था, लेकिन आप जानते हैं कि यह पुशबटन है), हमें 4k7 पुल-डाउन रेसिस्टर और निश्चित रूप से स्विच की आवश्यकता है। आह, कुछ तार तैयार करना न भूलें। माइक्रो-स्विच के कॉमन ग्राउंड (COM) में रेसिस्टर और तार के एक टुकड़े को सोल्डर करके शुरू करें। फिर, माइक्रो-स्विच के सामान्य रूप से खुले (NO) में तार का एक और टुकड़ा मिलाप करें। अंत में, रोकनेवाला के लिए एक और तार संलग्न करें। इसे किसी गर्म गोंद से सुरक्षित करें।

नॉलेज कॉर्नर: हमें पुल-डाउन रेसिस्टर की आवश्यकता क्यों है?

"यदि आप डिजिटल I/O पिन को सब कुछ से डिस्कनेक्ट कर देते हैं, तो एलईडी गलत तरीके से झपका सकती है। ऐसा इसलिए है क्योंकि इनपुट "फ़्लोटिंग" है - अर्थात, यह बेतरतीब ढंग से उच्च या निम्न लौटाएगा। इसलिए आपको पुल-अप की आवश्यकता है या सर्किट में पुल-डाउन रोकनेवाला।" -- स्रोत: अरुडिनो वेबसाइट

चरण 5: एलईडी पट्टी तैयार करना

एलईडी पट्टी बेड साइड लैंप के लिए है, जो वैकल्पिक है। बस श्रृंखला में एलईडी पट्टी और स्लाइड स्विच को एक साथ कनेक्ट करें, कुछ खास नहीं।

चरण 6: कैपेसिटेंस सेंसर तैयार करना

ठीक है तस्वीर को देखें। मूल रूप से हम तार को एल्यूमीनियम पन्नी के एक छोटे से टुकड़े से जोड़ने जा रहे हैं (क्योंकि एल्यूमीनियम पन्नी को मिलाप नहीं किया जा सकता है) फिर इसे बढ़ते बोर्ड के एक छोटे टुकड़े पर टेप करें। कृपया याद दिलाएं, सुनिश्चित करें कि आप एल्यूमीनियम पन्नी को पूरी तरह से टेप नहीं करते हैं। इसमें से कुछ को सीधे संपर्क के लिए खुला छोड़ दें।

चरण 7: बिजली की आपूर्ति की तैयारी

चूंकि मैंने बिजली की आपूर्ति के रूप में ली-ऑन बैटरी का उपयोग किया है, इसलिए मुझे चार्जिंग और सुरक्षा के लिए एक TP4056 मॉड्यूल और वोल्टेज को 9v में बदलने के लिए एक बूस्ट कन्वर्टर की आवश्यकता है। यदि आपने 9V वॉल एडॉप्टर का उपयोग करने का निर्णय लिया है, तो आपको DC जैक की आवश्यकता हो सकती है, या बस इसे सीधे कनेक्ट कर सकते हैं। ध्यान दें कि एम्पलीफायर के लिए प्रतिरोधी मान 9वी के लिए डिज़ाइन किया गया है और यदि आप अन्य वोल्टेज का उपयोग करना चाहते हैं, तो आपको प्रतिरोधी को बदलने की आवश्यकता हो सकती है।

चरण 8: उन्हें Arduino से जोड़ना

योजनाबद्ध का पालन करें! योजनाबद्ध का पालन करें! योजनाबद्ध का पालन करें!

गलत पिन कनेक्ट न करें या चीजें अजीब हो जाएंगी।

चरण 9: संलग्नक

मेरे डिजाइन का आयाम 6.5cm*6.5cm*8cm है, इसलिए यह थोड़ा भारी है। इसमें एलईडी डिस्प्ले के लिए फ्रंट विंडो और बेडसाइड लैंप के लिए टॉप विंडो शामिल है। मेरे डिजाइन के लिए, चित्रों को देखें।

चरण 10: प्रोग्रामिंग समय

नीचे मेरा स्केच डाउनलोड करें और अपने Arduino पर अपलोड करें। यदि आप नहीं जानते कि यह कैसे करना है, तो इस परियोजना को करने के लिए परेशान न हों! नाह सिर्फ मजाक कर रहा है, यहाँ इस पर एक अच्छा ट्यूटोरियल है: arduino पर स्केच अपलोड करें

फिर सीरियल मॉनिटर खोलें, और आपको इसे वर्तमान समय में आउटपुट देखना चाहिए। समय निर्धारित करने के लिए, यह कैसे करना है।

घंटा सेट करने के लिए: h, XX -- जहां xx वर्तमान घंटा है

मिनट सेट करने के लिए: मिनट, XX -- xx वर्तमान मिनट है

दूसरा सेट करने के लिए: s, XX

तिथि निर्धारित करने के लिए: d, XX

महीना सेट करने के लिए: सोम, XX

जब उपरोक्त टिप्पणी निष्पादित की जाती है, तो यह आपको वह मान लौटा देगी जो आपने अभी निर्धारित किया है। (उदाहरण के लिए जब आप घंटे को h, 15 के साथ सेट करते हैं, तो उसे घंटे: 15 को सीरियल मॉनिटर में वापस करना चाहिए।

कैपेसिटेंस सेंसर के लिए, काम करने से पहले आपको इसे कैलिब्रेट करने की आवश्यकता हो सकती है। ऐसा करने के लिए, माइक्रो-स्विच को दो बार दबाएं, और सीरियल मॉनीटर को देखें। इसे संख्या का एक गुच्छा आउटपुट करना चाहिए। अब अपनी उंगली को कैपेसिटेंस सेंसर पर रखें, और देखें कि संख्या की सीमा का ध्यान रखें। इसके बाद, वेरिएबल "captrigger" को संशोधित करें। मान लें कि दबाए जाने पर आपको 20-30 मिलते हैं, फिर कैप्ट्रिगर को 20 पर सेट करें।

स्केच ADC Touch लाइब्रेरी का उपयोग करता है, सुनिश्चित करें कि आपने इसे इंस्टॉल किया है।

चरण 11: सुधारात्मक तंत्र

मेरे कोड में सुधारात्मक तंत्र के लिए समय की अवधि मेरे लिए सटीक है। यदि समय अभी भी सटीक नहीं है, तो आपको चर "corrdur" के मान को बदलने की आवश्यकता है

नवीनतम अद्यतन में corrdur अब 0 पर डिफ़ॉल्ट है।

corrdur के मान का अर्थ है कि एक सेकंड को धीमा करने में कितने मिलीसेकंड लगते हैं

गलियारा का मान ज्ञात करने के लिए सूत्र का प्रयोग करें:

2000/(y-x)/x)

जहाँ x = समय की वास्तविक अवधि और y = घड़ी के बीता समय की अवधि, दोनों सेकंड में

x और y का मान ज्ञात करने के लिए आपको एक छोटा सा प्रयोग करना होगा।

घड़ी के समय को वास्तविक समय पर सेट करें और प्रारंभिक समय रिकॉर्ड करें (वास्तविक प्रारंभिक समय और घड़ी का प्रारंभिक समय समान होना चाहिए)। थोड़ी देर (कुछ घंटे) के बाद, अंतिम वास्तविक समय और घड़ी का अंतिम समय रिकॉर्ड करें।

x=वास्तविक अंतिम समय-प्रारंभिक समय और y=घड़ी अंतिम समय-प्रारंभिक समय

फिर कोड में corrdur का मान बदलें और Arduino पर पुनः अपलोड करें।

फिर परीक्षण दोहराएं और इस बार सूत्र बदल गया:

2000/((2/z)+(y-x/x))

जहाँ x और y पहले की तरह ही हैं, जबकि z वर्तमान corrdur मान है।

दोबारा अपलोड करें और परीक्षण तब तक करें जब तक कि यह आपके लिए पर्याप्त सटीक न हो।

मामले में अगर आपकी घड़ी अभी भी तेज हो रही है, यहां तक कि corrdur 0 पर सेट है (मतलब कोई सुधारात्मक तंत्र नहीं), तो आपको कोड के सुधारात्मक तंत्र भाग में दूसरे ++ को दूसरे में बदलने की आवश्यकता है (मैंने इसे टिप्पणी की), corrdur को 0 पर सेट करें, फिर नंबर खोजें। मिलीसेकंड में इसे एक सेकंड की गति देने में समय लगता है।

चरण 12: सभी कार्यों का उपयोग कैसे करें

आप माइक्रो-स्विच दबाकर मोड बदल सकते हैं।

पहले मोड पर, यह केवल समय प्रदर्शित करता है। यदि संकेतक 1 बार प्रति सेकंड पर फ्लैश करता है, तो अलार्म बंद हो जाता है। यदि प्रति सेकंड 2 बार, अलार्म चालू है। आप कैपेसिटेंस सेंसर को दबाकर अलार्म को पहले मोड में 10 मिनट के लिए स्नूज़ कर सकते हैं।

दूसरे मोड पर, यह दिनांक प्रदर्शित करता है। कैपेसिटेंस सेंसर दबाने से कुछ नहीं होता है।

तीसरे मोड पर, आप टाइमर सेट कर सकते हैं। कैपेसिटेंस सेंसर दबाने से टाइमर चालू हो जाएगा और आपको संकेतक लाइट चमकने लगती है। Capacitance sensor का उपयोग Timer Time सेट करने के लिए भी किया जाता है। टाइमर की सीमा 1 मिनट से 59 मिनट तक है।

चौथे मोड पर, आप कैपेसिटेंस सेंसर का उपयोग करके अलार्म घंटे सेट कर सकते हैं

पांचवें मोड पर, आप कैपेसिटेंस सेंसर का उपयोग करके अलार्म मिनट सेट कर सकते हैं।

छठे मोड पर, कैपेसिटेंस सेंसर को दबाने पर बिना घंटे बदले मिनट को 30 और सेकंड को 0 पर रीसेट कर दिया जाएगा। इसका मतलब है कि जब तक आपकी घड़ी ३० मिनट से अधिक नहीं चलती है, तब तक आप इस मोड का उपयोग करके इसे पुन: कैलिब्रेट कर सकते हैं।

सातवां मोड डू नथिंग मोड है अगर चार्ज करते समय कैपेसिटेंस सेंसर गड़बड़ हो जाता है।

ओह, अलार्म ख़ारिज करने के लिए, बस माइक्रो-स्विच दबाएँ। (अलार्म स्नूज़ शामिल करने के लिए नवीनतम अद्यतन)

अच्छा, घड़ी पढ़ने के बारे में क्या? यह आसान है! बाइनरी क्लॉक पढ़ना -- विकिहो आपको पहली बार में अजीब लग सकता है, लेकिन आपको इसकी आदत हो जाएगी!

चरण 13: निष्कर्ष

मैंने यह प्रोजेक्ट क्यों शुरू किया। प्रारंभ में ऐसा इसलिए है क्योंकि मेरे पास एक पुरानी डिजिटल घड़ी है जो चारों ओर पड़ी है और मैं इसे अलार्म घड़ी में बदलना चाहता हूं। दुर्भाग्य से पुरानी घड़ी टूट गई। तो मैं ऐसा था कि क्यों न Arduino का उपयोग करके एक का निर्माण किया जाए? थोड़ी सी गूगल सर्च के साथ, मुझे यह बाइनरी क्लॉक प्रोजेक्ट बिना आरटीसी के सेलो 62 द्वारा इंस्ट्रक्शनल पर मिला। हालांकि, इसमें अलार्म घड़ी की सुविधा नहीं है जो मुझे चाहिए, इसलिए मैं कोड लेता हूं और इसे स्वयं संशोधित करता हूं। और परियोजना का जन्म होता है। इसके अलावा, मैंने हाल ही में इंस्ट्रक्शनल पर चलने वाली क्लॉक प्रतियोगिता देखी, जिसने मुझे ऐसा करने के लिए और भी अधिक प्रेरणा दी। वैसे भी, यह अभी भी Arduino का उपयोग करके मेरी पहली परियोजना है, इसलिए संभावित सुधारों का समूह।

भविष्य में सुधार:

1) आरटीसी का प्रयोग करें

2) वायरलेस तरीके से अलार्म या समय या टाइमर सेट करें!

3) जो भी फीचर मैं सोचता हूं

चरण 14: अद्यतन: उपयोग के एक सप्ताह के बाद

स्पष्ट समस्या के अलावा - समय का बहाव, अगला मैं कहूंगा कि बिजली की खपत है। सबसे पहले, मैं वोल्टेज को 9v तक बढ़ाता हूं, जिसे तब Arduino में रैखिक नियामक द्वारा नीचे ले जाया जाएगा। रैखिक नियामक बहुत अक्षम है। घड़ी केवल एक दिन तक चलती है। यानी मुझे इसे हर दिन रिचार्ज करना होगा। यह तब तक सबसे बड़ा सौदा नहीं है जब तक आप यह महसूस नहीं करते कि पूरी प्रणाली केवल 50% कुशल है। यह देखते हुए कि मेरी बैटरी 2000mAh की है, मैं हर दिन बर्बाद होने वाली बिजली की गणना कर पाऊंगा।

बिजली बर्बाद = (7.4Wh*10%)+(7.4Wh*90%*50%)=4.07Wh एक दिन

यानी 1.486kWh प्रति वर्ष! इसका उपयोग उबालने के लिए किया जा सकता है, उह, २८३ ग्राम पानी (२५ सी से १०० सी तक)? लेकिन वैसे भी, मैं घड़ी की दक्षता में सुधार करने जा रहा हूं। ऐसा करने का तरीका रैखिक नियामक का उपयोग बिल्कुल नहीं करना है। इसका मतलब है कि हमें बूस्ट कनवर्टर को 5V को सीधे Arduino पर 5V पिन में आउटपुट करने के लिए समायोजित करना होगा। इसके बाद, बर्बाद होने वाली बिजली को और भी कम करने के लिए, मुझे बोर्ड पर एलईडी (पिन 13 और पावर) को हटाना होगा, क्योंकि वे प्रति दिन 0.95Wh बर्बाद कर देंगे। दुर्भाग्य से, मैं एसएमडी सोल्डरिंग में पूरी तरह से नोब हूं इसलिए मेरे लिए ऐसा करने का एकमात्र तरीका बोर्ड पर रेल को काट देना है। इसके बाद, मुझे बजर और बेडसाइड लैंप पर एमिटर रेसिस्टर को हटाना होगा (एलईडी पट्टी 5V पर काम नहीं करती है)। लेकिन क्या इसका मतलब यह है कि आपको उस अद्भुत विशेषता को छोड़ना होगा? नहीं! यहां आपके पास दो विकल्प हैं: सामान्य 5 मिमी एलईडी डायोड का उपयोग करें, या 5V एलईडी पट्टी का उपयोग करें। लेकिन मेरे लिए, मैं पहले से ही पिछले पूरे हफ्ते इस परियोजना को करने के लिए थका हुआ महसूस कर रहा था, इसलिए मैंने इस सुविधा को छोड़ने का फैसला किया। हालाँकि, मैंने मूल रूप से ऊर्जा की बचत करने के लिए क्लॉक पैनल को चालू या बंद करने के लिए प्रकाश सुविधा के लिए स्विच का उपयोग किया था, लेकिन जब मैं इसे बंद करता हूं तो एलईडी फ्लैशिंग समाप्त हो जाती है। बग फीचर बन गया? मुझे नहीं पता (किसी को पता है कृपया मुझे नीचे बताएं)।

संशोधन के अंत में, घड़ी अब 2 दिनों से अधिक समय तक चलती है!

आगे मुझे घड़ी के साथ कम गंभीर समस्या है। चार्जिंग के दौरान, कैपेसिटेंस सेंसर पागल हो जाएगा, इसलिए मैं एक और मोड जोड़ता हूं जो पूरी तरह से कुछ नहीं करता है।

समय के बहाव के लिए, चूंकि इसे रीसेट करने के लिए हर रोज कंप्यूटर में प्लग इन करना बहुत असुविधाजनक है, मैंने एक और मोड जोड़ा है जो मिनट को 30 और सेकंड को 0 पर सेट करेगा। इसका मतलब है कि आप इसे किसी भी घंटे के आधे बजे रीसेट कर सकते हैं!