Überkopf-Wecker / Montage & Tests

Montage & Tests

Alle Bauteile sind hier gelistet: Standardteile, Spezial- & Kleinteile

Gehäuse vorbereiten

• Deckel mitsamt Scharnieren abschrauben.
• Die beiden Fußleisten durch vorsichtiges Hin-und-Her-Biegen mit einer Zange entfernen. Darauf achten, dass die Seitenwände dabei nicht beschädigt werden.
• Bohrungen einbringen
  • für den Lautsprecher: mittig an der Rückwand
  • für den Lautstärkepoti: auf Höhe des Alarmdrehschalters
  • für die (USB-)Kabeleinführung
  • für die beiden Schlagmuttern: mittig an den Seitenwänden
• Das Loch für den Lautstärkepoti unter Berücksichtigung der Gewindelänge des Potis mit einem Flachsenker nachbearbeiten.
• Schlagmuttern einbringen.
• Den Holzboden ausschneiden; am linken Rand (Vorderansicht) 10 mm stehen lassen; an den anderen Rändern 20 mm; auch hier darauf achten, die Seitenwände nicht zu beschädigen.

Untere Frontplatte vorbereiten und mit dem Gehäuse verbinden

• Acht Löcher für M4-Senkkopfschrauben in Frontplatte und Gehäuseboden bohren.
• Darauf achten, dass diese in etwa mittig im 20-mm-Rand des Bodens zu liegen kommen.
• Frontplatte verschrauben.
• Die Drehschalter und Potis haben eine „Nase“, die das Mitdrehen ihres Gehäuses verhindern soll. Die untere Frontplatte entsprechend nachbearbeiten.

Anzeige­elemente vorbereiten und einbauen

• Die Befestigungslöcher des Backpacks vorsichtig auf Ø 2,5 mm aufbohren.
• Die Displays in das Backpack einlöten.
• Die 5-poligen Anschlussleitungen einlöten.
• Das gelbe Display mit einer Lötbrücke über "A0" versehen, so dass es die I²C-Adresse 0x71 erhält.
• Befestigungsbohrungen in der unteren Frontplatte für die M2-Senkkopfschrauben senken.
• Displays mit der Frontplatte verbinden; dabei darauf achten, dass die Oberfläche der Displays bündig mit der Oberfläche der unteren Frontplatte zu liegen kommt.

RTC-Modul vorbereiten

• Stiftleiste anlöten und Knopfzelle einsetzen.

DFPlayer-Modul und SD-Karte vorbereiten

• Eine beliebige MP3-Datei (Lied oder Klang, mit dem man geweckt werden möchte) so umbenennen, dass am Anfang „0001-“ und am Ende „.mp3“ steht (z.B. „0001-mein-song.mp3“) und ins Wurzelverzeichnis einer FAT32-formatierten SD-Karte kopieren.
• Karte in den Slot des DFPlayers stecken.

FRAM-Modul vorbereiten

• Stiftleiste anlöten.

Bedienelemente vorbereiten

• 2-polige Anschlussleitungen an die 8 Taster anlöten.

• 3-polige Anschlussleitungen an die 3 Drehpotis anlöten. Belegung siehe Foto.
• Betätigungswellen der Potis so weit kürzen, dass die Drehknöpfe im geeigneten Abstand zur Frontplatte bzw. der Holzwand der Box darauf passen.

• Eine 2-polige Anschlussleitung an einen der beiden Drehschalter anlöten. Eine 3-polige Anschlussleitung an den anderen Drehschalter anlöten. Belegung siehe Foto.

Tipp 1

Die Anschlusskabel können zwar direkt angelötet werden, bei den Schaltern und Potis ist es jedoch leichter, zunächst Crimp-Steckbuchsen an die Kabel anzubringen, diese auf die Pins aufzustecken und dann erst zu verlöten.

Tipp 2

Um die Verbindung elektrisch zu schützen und mechanisch robuster zu machen kann man Schrumpfschlauch (hier in den Bildern: transparent) verwenden.

Lautsprecher und Lautstärke­regler einbauen

• Lautsprecher einsetzen, Lautstärkepoti befestigen und Drehknopf aufstecken.

Einlegeblatt vorbereiten

• Beschriftungsblatt auf möglichst dickes Papier ausdrucken und die Ränder abschneiden.
• Mit einem scharfen Messer die Rechtecke für die Displays und die Löcher für die Schalter, Potis und Taster ausschneiden. Am besten auf einer Schneidmatte.

Obere Frontplatte anbringen und Bedienelemente einbauen

• Tönungsfolie zur Abdeckung der Displays zusammen mit dem Beschriftungsblatt einlegen.
• Frontplatte einsetzen.
• Die Löcher für Schalter, Potentiometer und Taster in die Tönungsfolie schneiden.
• Den Uhrzeitschalter mit Hilfe des Einstellrings auf zwei Schaltpositionen begrenzen.
• Schalter, Potis und Taster einsetzen und verschrauben.

Platine (PCB) vorbereiten, einbauen und verkabeln

• Bauteile in dieser Reihenfolge einlöten
  • Widerstände
  • 2- bis 5-polige Buchsen
  • Headerleisten
  • Terminal-Blocks
  • Stapelleisten (PCB zuvor auf den Arduino Mega stecken)
• PCB mit Distanzhülsen an der Box-Vorderwand (Tasterseite) so anschrauben, dass rechts davon noch genügend Platz für das kleine Relais-PCB bleibt.
• DFPlayer, FRAM und RTC DS3231 aufstecken.
• Gemäß der PCB-Beschriftung bzw. des Anschlussplans (siehe Verkabelung) anstecken.
  • 2- und 3-polige Stecker der Schalter und Taster
  • 3-polige Stecker der Potis
  • 5-polige Stecker der Displays

Relais-PCB einbauen und anschließen

• Relais-PCB rechts von der Hauptplatine an die Vorderwand schrauben.
• Eine Ader des Lautsprechers an der Relais-PCB, die andere am Terminal-Block der Hauptplatine anschließen.
• Die restlichen Verbindungen zwischen Relais-PCB und Hauptplatine herstellen (siehe Verkabelung).

USB-Kabel anstecken und sichern

• USB-Kabel durch die Gehäuserückwand führen und am Arduino anstecken.
• Zugentlastung an der Seitenwand anbringen.

Bibliotheken (Libraries) herunterladen und installieren

• Adafruit FRAM I²C Lib
• Adafruit LED Backpack Lib
• Adafruit GFX Lib
• Adafruit RTC Lib
• DFPlayer Lib
• IDE schließen. Bibliotheken ggf. entpacken, ggf. umbenennen und in den Ordner „[Arduinosketchbook]/libraries“ kopieren.

Sketch und Parameterset herunterladen und aufspielen

• Aktuelle Version des Sketchs und Parametersets herunterladen und im Arduino-Sketchbook-Ordner speichern.
• USB-Kabel mit dem PC, auf dem die Arduino-IDE installiert ist, verbinden.
• Das Sketch öffnen, ggf. Board-Typ und COM-Port auswählen und Sketch hochladen.

Funktionen testen

• Prüfen, ob
  • sich die Helligkeit der Anzeigen einstellen lässt
  • sich die Uhrzeit und Alarmzeit einstellen lassen
  • der Alarm-Sound abgespielt wird
  • sich die Lautstärke einstellen lässt
  • sich die MP3-Datei komplett abspielen lässt
  • sich die MP3-Datei durch Umschalten auf „Alarm aus“ oder „Alarm einstellen“ unterbrechen lässt
  • das Relais nur während des Abspielens der MP3-Datei angezogen hat
• Nach Beenden der IDE
  • das USB-Kabel vom PC trennen,
  • Anschluss desselben an die Powerbank
  • und prüfen, ob Uhrzeit und Alarmzeit nach Trennung der Powerbank vom Netzteil und Trennung des USB-Kabels von der Powerbank erhalten bleiben

Konstanten ändern

Das Arduino-Program besteht aus zwei Dateien

• parameterset4clock1.h (Header)
• ueko-wecker-180325.ino (Sketch)

In "parameterset4clock1.h" kann man dann einige Konstanten setzen, mit denen man das Verhalten der Displays, des DFPlayers und der Minutentaster der Alarmzeit anpassen kann.

Displays: Um Helligkeitsunterschiede zwischen den Displays auszugleichen oder die Helligkeit gemäß eigener Vorlieben anzupassen, dienen die Konstanten MIN_C und MAX_C. Mit ihrer Hilfe kann der niedrigste und der höchste Helligkeitswert für die Uhrzeitanzeige festgelegt werden. Zulässige Werte sind 0 bis 15. Das Gleiche gilt für MIN_A und MAX_A, die für das Alarm-Display zuständig sind.

DFPlayer: MIN_V und MAX_V geben den niedrigsten und höchsten Lautstärkewert an. Erlaubt sind Werte zwischen 0 und 30. Die Einstellung sollte sich nach Art und Lautstärke der MP3-Datei richten. Der untere Wert sollte immer etwas höher als 0 sein, damit der Alarm nicht (versehentlich) lautlos eingestellt werden kann. Der obere Wert sollte den Punkt nicht überschreiten, ab dem der Lautsprecher ggf. zu dröhnen anfangen würde.

Minuten-Tasten der Alarmzeit: Mit MIN_STEP_WIDTH lässt sich das Intervall wählen, mit welchem die Minuten-Taster die Alarmzeit erhöhen bzw. erniedrigen. Es sollte ein ganzzahliger Teiler von 60 sein, also 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10, 12, 15, 20 oder 30. Standardwert ist 1.

Wandmontage

Ideale Montagehöhe: der Benutzer sollte in Rückenlage und auf seinem gewohnten Kissen liegend die Arme leicht angewinkelt nach oben strecken. Diese Höhe ist optimal für die Unterseite, das Bedienfeld des Weckers. Das Befestigungsblech entsprechend mit Dübeln und Schrauben an der Wand anbringen.

Kabelkanal, Netzteil und Power Bank

Um das USB-Kabel nach unten oder zur Seite weg zu führen, kann optional ein Kabelkanal (Baumarkt) verwendet werden.

Netzteil und Power Bank entsprechend der räumlichen Gegebenheiten platzieren und darauf achten, dass beide frei von Staub und Gegenständen (Bettdecken, Plüschtieren, Zeitschriften etc.) bleiben, die deren Wärmeabfuhr behindern könnten. Andernfalls besteht Brandgefahr!