빛에 반응하는 캐릭터 조명&알람시계

by 조혜인 | 2017-02-14 17:04
mp3 rtc 노래 시계 아두이노 알람 알람설정


특별한 캐릭터 알람시계를 만들어 보려고 합니다.

'빛에 반응하는 조명'이면서 '빛으로 깨우는 알람'입니다.


1. 기능

1) 어두운 공간에서 LED ON

밝을 때 LED OFF

버튼으로 LED OFF (어두울 때도 OFF 가능)

2) 알람 시 LED ON 

3) LED 밝기&색깔은 사용자가 블루투스로 조절 (0~255)

4) 주변 밝기 센싱 기준은 코드에서 셋팅


1. 회로 구성

자체제작한 PCB를 이용했습니다.




2. 코드

- 버튼 입력부와 빛센서값 입력부분이 있습니다.

- EEPROM을 이용해 핸드폰으로 설정한 빛의 색깔을 입력받아둡니다

- EEPROM을 이용해 알람시간을 입력받아둡니다.

EEPROM에 저장하는 이유는, 전원이 꺼져도 셋팅한 정보를 기억해놓기 위해서 입니다.

- RTC로 색깔을 체크합니다.

- 블루투스로 빛의 색깔을 설정합니다.

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#include <EEPROM.h>
#include <SoftwareSerial.h>
#include <Time.h>
#include <TimeLib.h>
#include <Wire.h>
#include <DS1307RTC.h>
#include <Adafruit_NeoPixel.h>
#ifdef __AVR__
#include <avr/power.h>
#endif
 
SoftwareSerial btSerial(7, 8);
 
#define neopixelPIN1    5
#define neopixelPIN2    6
#define NUMPIXELS      16
Adafruit_NeoPixel pixel1 = Adafruit_NeoPixel(NUMPIXELS, neopixelPIN1, NEO_GRB + NEO_KHZ800);
Adafruit_NeoPixel pixel2 = Adafruit_NeoPixel(NUMPIXELS, neopixelPIN2, NEO_GRB + NEO_KHZ800);
int delayval = 100;
 
//네오픽셀 RGB
int red;
int green;
int blue;
 
//TimeConverter 데이터
String inputString = "";
boolean stringComplete = false;
boolean stringYear = false;
String input_year = "";
String input_month = "";
String input_day = "";
String input_hour = "";
String input_min = "";
 
int year_int = 0;
int month_int = 0;
int day_int = 0;
int hour_int = 0;
int min_int = 0;
 
tmElements_t tm;
 
//bt bluetooth
char data_bt = 0;
char data_s = 0;
 
//button
#define btnPin A0
int isButtonOff = false;
int buttonPushCounter = 0;   // counter for the number of button presses
int buttonState = 0;         // current state of the button
int lastButtonState = 0;     // previous state of the button
 
//Light
#define sensorPin A1
int light_val = 0;
boolean lastLightState = true;
boolean currentLightState = false;
 
//EEPROM
int addr [] = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7};
 
void setup() {
  Serial.begin(9600);
  bluetoothInit();
  neopixelInit();
}
 
void loop() {
  //빛 입력
  light_val = analogRead(A1);
  Serial.print("light sensor : ");
  Serial.println(light_val);
  if (light_val > 100) { //빛이 밝을 때
    Serial.println("Light OFF!");
    isButtonOff = false;
    currentLightState = true;
  } else if ((lastLightState == true) && (light_val <= 200)) { //빛이 어두울 때
    currentLightState = false;
    delay(500);
    //EEPROM READ
    red = EEPROM.read(addr[0]);
    green = EEPROM.read(addr[1]);
    blue = EEPROM.read(addr[2]);
  }
  lastLightState = currentLightState;
 
  //버튼 입력 부분
  buttonState = digitalRead(btnPin);
  if (buttonState != lastButtonState) {
    // if the state has changed, increment the counter
    if (buttonState == HIGH) {
      isButtonOff = true;
      Serial.println("OFF");
    }
    // Delay a little bit to avoid bouncing
    delay(50);
  }
  lastButtonState = buttonState;
  Serial.print("Button State : ");
  Serial.println(isButtonOff);
 
  if (currentLightState == true || isButtonOff == true) {
    red = 0;
    green = 0;
    blue = 0;
  }
 
  neopixelOn(red, green, blue);
 
  //컨트롤 데이터 받는 부분 (빛, 소리, 각도) (시리얼, 블루투스 2가지 방식 구현)
  btSerial.listen();
  if (btSerial.isListening()) {
    //1. 시리얼 제어 ------------------------------
    if (Serial.available()) {
      inputString = Serial.readString();
      if (inputString.charAt(0) == '1') {//버튼 컨트롤 (끄기)
        isButtonOff = true;
      }
      if (inputString.charAt(0) == 'a') {
        Serial.println("Time Setting");
        timeConverter();
      } else if (inputString.charAt(0) == 'b') {
        Serial.println("Light Setting");
        String input_red = inputString.substring(1, 4);
        String input_green = inputString.substring(4, 7);
        String input_blue = inputString.substring(7, 10);
        red = input_red.toInt();
        green = input_green.toInt();
        blue = input_blue.toInt();
        //EEPROM Write
        EEPROM.write(addr[0], red);
        EEPROM.write(addr[1], green);
        EEPROM.write(addr[2], blue);
      }
    }
    Serial.print("InputString is : ");
    Serial.println(inputString);
  }
 
  //2. 블루투스 제어 ----------------------------------
  if (btSerial.available()) {
    inputString = btSerial.readString();
    isButtonOff = false; //시리얼 입력이 있을 경우 (버튼을 초기화)
    if (inputString.charAt(0) == 'a') {
      Serial.println("Time Setting");
      timeConverter();
    } else if (inputString.charAt(0) == 'b') {
      Serial.println("Light Setting");
      String input_red = inputString.substring(1, 4);
      String input_green = inputString.substring(4, 7);
      String input_blue = inputString.substring(7, 10);
      red = input_red.toInt();
      green = input_green.toInt();
      blue = input_blue.toInt();
      //EEPROM Write
      EEPROM.write(addr[0], red);
      EEPROM.write(addr[1], green);
      EEPROM.write(addr[2], blue);
      Serial.println();
    }  else if (inputString.substring(0, 3) == "off") {
      isButtonOff = true;
      Serial.println("OFF");
    }
    Serial.print("InputString is : ");
    Serial.println(inputString);
  }
 
  //알람 시간 체크 ---------------------------------------------------------------------------------------
  if (RTC.read(tm)) { //아두이노 RTC 체크
    year_int = EEPROM.read(addr[3]) + 2000;
    month_int = EEPROM.read(addr[4]);
    day_int = EEPROM.read(addr[5]);
    hour_int = EEPROM.read(addr[6]);
    min_int = EEPROM.read(addr[7]);
 
    Serial.print("Alarm Setting : ");
    Serial.print(year_int);
    Serial.print(" ");
    Serial.print(month_int);
    Serial.print(" ");
    Serial.print(day_int);
    Serial.print(" ");
    Serial.print(hour_int);
    Serial.print(" ");
    Serial.println(min_int);
 
 
    Serial.print("computer : ");
    Serial.print(tmYearToCalendar(tm.Year));
    Serial.print("/");
    Serial.print(tm.Month);
    Serial.print("/");
    Serial.print(tm.Day);
    Serial.print("  ");
    Serial.print(tm.Hour);
    Serial.print(":");
    Serial.print(tm.Minute);
    Serial.println();
    //정시 알람
    if (tmYearToCalendar(tm.Year) == year_int && tm.Month == month_int && tm.Day == day_int && tm.Hour == hour_int && tm.Minute == min_int) {
      Serial.println("Wake up!!!!!!");
      isButtonOff = false;
      //EEPROM READ
      red = EEPROM.read(addr[0]);
      green = EEPROM.read(addr[1]);
      blue = EEPROM.read(addr[2]);
    } else {
      Serial.println("Not yet");
    }
  }
  delay(500);
  Serial.println();
}
 
//bluetooth--------------------------------------------
void bluetoothInit() {
  btSerial.begin(9600);
  btSerial.println("Hello, world?");
}
 
//Data Check---------------------------------------------------------------
void timeConverter() { //읽어온 데이터를 알람시간으로 바꾸기
  //serial input to char
  Serial.print("Set Alarm Time : ");
  input_year = inputString.substring(1, 3);
  Serial.print(20 + input_year);
  Serial.print("/");
  input_month = inputString.substring(3, 5);
  Serial.print(input_month);
  Serial.print("/");
  input_day = inputString.substring(5, 7);
  Serial.print(input_day);
  Serial.print("   ");
  input_hour = inputString.substring(7, 9);
  Serial.print(input_hour);
  Serial.print(":");
  input_min = inputString.substring(9, 11);
  Serial.println(input_min);
  //to int
  year_int = input_year.toInt();
  month_int = input_month.toInt();
  day_int = input_day.toInt();
  hour_int = input_hour.toInt();
  min_int = input_min.toInt();
  EEPROM.write(addr[3], year_int);
  EEPROM.write(addr[4], month_int);
  EEPROM.write(addr[5], day_int);
  EEPROM.write(addr[6], hour_int);
  EEPROM.write(addr[7], min_int);
}
 
//neopixel---------------------
void neopixelInit() {
#if defined (__AVR_ATtiny85__)
  if (F_CPU == 16000000) clock_prescale_set(clock_div_1);
#endif
  pixel1.begin();
  pixel2.begin();
}
 
void neopixelOn(int red, int green, int blue) {
  pixel1.setPixelColor(0, pixel1.Color(red, green, blue));
  pixel1.setPixelColor(1, pixel1.Color(red, green, blue));
  pixel1.setPixelColor(2, pixel1.Color(red, green, blue));
  pixel1.setPixelColor(3, pixel1.Color(red, green, blue));
  pixel1.setPixelColor(4, pixel1.Color(red, green, blue));
  pixel1.setPixelColor(5, pixel1.Color(red, green, blue));
  pixel1.setPixelColor(6, pixel1.Color(red, green, blue));
  pixel1.show();
  pixel2.setPixelColor(1, pixel2.Color(red, green, blue));
  pixel2.setPixelColor(2, pixel2.Color(red, green, blue));
  pixel2.setPixelColor(3, pixel2.Color(red, green, blue));
  pixel2.setPixelColor(4, pixel2.Color(red, green, blue));
  pixel2.setPixelColor(5, pixel2.Color(red, green, blue));
  pixel2.setPixelColor(6, pixel2.Color(red, green, blue));
  pixel2.show();
}
 



3. 결과확인

- 어두워지면 자동으로 꺼지는 상태입니다.

어두운 공간에서 핸드폰 flash를 이용해 빛의 양을 조절했습니다.




- 버튼을 누르면 어두운 상태에서도 불이 켜지지 않습니다.


- 블루투스로 색깔 조정이 가능합니다.


- 캐릭터 프린팅으로 외관을 마무리하면 빛에 반응하는 무드등&알람시계가 됩니다.


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조혜인

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