Mon-Reveil-Hack

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Introduction
Matériel
Assembler
Impression 3D
Programmer
- Bibliothèques
- Test
- Programmer
  Et explications...
Utiliser
Hacker / Personaliser
Où acheter
Acheter (accessoires)
- Power Switch Tail
- Alimentation 5V 10A

Introduction

Il est possible de changer le code facilement de manière à optimiser le réveil à vos besoins.

L'alarme n° 1 est tout spécialement destiné au hacking (personnalisation) du réveil.

Vous pourrez modifier la mélodie et ajouter un hack pour faire sonner un gong, une clochette, etc.

Le code du réveil est disponible, vous pourrez donc le modifier à votre guise.

Pour les Hack faisant intervenir du matériel complémentaire, nous avons prévu un connecteur complémentaire à l'arrière du réveil.

Celui-ci est raccordé sur différentes entrées/sorties encore libre sur notre Arduino.

Mélodies

Changer de mélodie

Il est possible de changer simplement de mélodie en changant le nom de celle-ci dant la variable MELODIE.

L'ensemble des mélodies sont définies dans le fichier melodie.h.

Pour modifier la mélodie, il faut changer la ligne portant la mention const int MELODIE[][2]

// --- Exemple ---
// Changer MARIO
const int MELODIE[][ 2 ] = MARIO;

Ou encore:

// Par AXEL_F
const int MELODIE[][ 2 ] = AXEL_F;

Créer une mélodie

Il est possible d'ajouter facilement une mélodie à la bibliothèque melodie.h.

Je vous invite à lire la bibliothèque de manière à comprendre son fonctionnement et si vous ne comprenez pas tout, je vous invite à lire le contenu suivant.

A quoi sert l'antislash ?

Comme vous pouvez voir dans la bibliothèque, chacune des mélodies contiennent un antislash à la fin de chaques lignes de code (excepté la dernière) :

#define ALARM1{  \
  {NOTE_A4,  20},\
  {NOTE_C4,  20}}

L'antislash (\) sert de remise à la ligne pour le define et son contenu. Si cet antislash n'est pas mit, il sera impossible de compiler le code.

Si vous ne désirez pas mettre d'antislash, il vous sera obligatoire d'écrire tout le contenu du define en une ligne de code.

Pour des raisons de mise en page, nous avons préféré mettre l'antislash à fin de chaques lignes de façon à rendre le code plus lisible.

Que contiennent les define ?

Le define est un tableau 2 dimensions contenant des nombres entiers (int).

#define ALARM1{  \
  {NOTE_A4,  20},\
  {NOTE_C4,  20}}

La première colonne contient les notes a jouer
- La note (exemple: NOTE_A4) fait référence à un nombre entier se trouvant dans la bibliothèque pitches.h. Cette bibliothèque provient du GitHub de nseidle.

La deuxièmre colonne contient la durée de chaques notes en milisecondes

Comment convertir une musique en mélodie ?

Malheureusement, nous avons pas trouvé un outil capable de convertir une musique (entière) en mélodie polyphonique.

Les 3 fonctions de contrôle d'alarmes

Premièrement, il est nécessaire de comprendre les 3 fonctions principales. Chacune de ces fonctions est appelée à chacune des phases des alarmes.

Chaque fois qu'une alarme change de phase, elle envoie comme argument l'index identifiant l'alarme (dans notre cas de 0 à 3, 0 étant la première alarme).

Il est donc facile de personnaliser chacune des alarmes. L'alarme 1 (index = 0) étant libre à la personnalisation, les 3 autres alarmes jouent la mélodie sur le piezo buzzer.

Voici les 3 fonctions:

/*
 * Fonction appelée lorsque l'Alarme doit commencer à sonner.
 */
void alarmeStart( int alarmePos ){
  activerMelodie();
}

/*
 * Fonction appelée répétitivement pendant que l'alarme sonne.
 * Cette fonction permet de réaliser des opérations à intervalle régulier.
*/
void alarmePulse( int alarmePos ){
  jouerMelodie();
}

/*
 * Fonction appelée lorsque l'alarme doit cesser de fonctionner
 */
void alarmeStop( int alarmePos ){
  arreterMelodie();
}

En résumé:

alarmeStart est appelée quand l'alarme doit démarrer.
alarmePulse est appelée répétitivement pendant que l'alarme est active.
alarmeStop est appelée quand une alarme doit s'arrête.

Hack d'alimentations

Parmi les hacks, nous utilisons un servo moteur (mais cela serait également vrai avec un solénoïde).

Un servo moteur consomme plus de courant que le régulateur de tension d'un Arduino peut délivrer (350mA).

Il est donc nécessaire:

soit d'utiliser une alimentation supplémentaire pour le servo moteur.
soit d'alimenter directement la carte Arduino en 5V.

Nous vous proposons ici plusieurs montages possibles, à vous de choisir celui qui vous convient le mieux.

Voici le schéma simplifié des connectiques des alimentations de l'Arduino :

Cliquez pour agrandir

Pont entre 5V et Vin

Ce moyen permet de contourner le régulateur de tension au niveau de l'entrée Jack et donc de fournir directement le courant nécessaire au circuit 5V de votre Arduino.

Cliquez pour agrandir

Avantages
- Propre niveau du câblages.
- Un seul fil nécessaire.
- Une seule alimentation 5V nécessaire (directement sur le connecteur Jack d'Arduino).
Inconvénients
- Risque d'endommager les composants de l'Arduino si vous appliquez une tension supérieur à 5V.
- Le circuit ne peut être alimenté que par une seule alimentation à la fois! Hors de question de brancher l'USB et l'alimentation 5V en même temps... au risque de détériorer votre Arduino.

Alimenter le moteur avec une seconde alimentation.

Cliquez pour agrandir

Avantages
- Ne risque pas d'endommager votre Arduino (si vous vous tromper de tension d'alimentation).
- Les plages des tensions pour alimenter le moteur se trouvent entre 4.8v et 6v.
Inconvénients
- Nécessite une deuxième alimentation.
- Nécessite de réaliser des connexions supplémentaires.

Alimenter l'arduino en 5V directement

Cliquez pour agrandir

Avantages
- L'ensemble de l'Arduino possède une entrée 5v avec plus d'intensité
Inconvénients
- Nécessite une alimentation de 5V. Toute tension supérieure détruira votre Arduino.
- Le circuit ne peut être alimenter que par une seule source d'alimentation ! Hors de question de brancher votre Arduino en USB en meêm temps que l'alimentation externe.

Faire sonner une clochette

Pour faire sonner une clochette, il sera nécessaire d'utiliser un servo moteur, une clochette, une alimentation supplémentaire et un support/pied.

Dans notre cas de figure, nous avons opté pour un pontage Vin -> 5V (décrit au point précédent) avec l'utilisation d'une alimentation externe 5V.

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Choix du matériel

Pour la clochette, nous avons choisi une clochette pour chats.
Pour le servo moteur, nous avons pris un micro servo moteur
Pour le support, nous avons utilisé des pièces du kit MakerBeam
Une alimentation 5V externe (avec le 5V injecté directement sur le 5V de l'Arduino).

Code

Code exemple de la clochette sur Github

Premièrement, il sera nécessaire d'ajouter dans l'entête :

... 

// ### ZONE HACK ###

// -- Clochette --
#include <Servo.h>          // Ajouter la bibliothèque
#define SERVO_MOTEUR   6    // Définit la broche du servo moteur du gong
Servo monServo;             // Initialisation du servo
unsigned long moteurTempsAvant = 0 ; // Délai
int sens = -1;              // Sens de rotation

...

Dans la fonction setup :

void setup() {
  ... 

  // ### ZONE HACK ###
  // Activer le servo
  monServo.attach( SERVO_MOTEUR ); 
 
  // Position de base du servo de base
  monServo.write( 1 );
  // laisser au servo le temps de se positionner
  delay( 500 );
  
  // Désactiver l'asservissement du servo 
  // pour qu'il ne fasse plus de bruit.
  monServo.detach();
}

Dans les différentes phases, seul l'alarme 1 (alarmPos=0) active la sonnette et les autres alarmes activent la mélodie.

/*
 * Alarme qui commence à sonner
 */
void alarmeStart( int alarmePos ){
  // Hack 
  if( alarmePos == 0)
    activerMoteur();
  // Sonnerie
  else 
    activerMelodie();
}

/*
 * Pendant que l'alarme sonne:
 * balancer la clochette -OU- jouer un morceau de la mélodie
 */
void alarmePulse( int alarmePos ){
  // Hack moteur
  if( alarmePos == 0)
    jouerMoteur();
  
  else 
    // Sonnerie
    jouerMelodie();
}

/*
 * Alarme qui cesse de sonner
 */
void alarmeStop( int alarmePos ){
  // Hack moteur
  if( alarmePos == 0)
    stopMoteur();
  // Sonnerie
  else 
    arreterMelodie();
}

activerMoteur(); dans cette fonction, il remettre le servo à l'angle zéro, au cas ou il n'est pas encore à cette position.
jouerMoteur(); dans cette fonction, il faut changer la position du servo moteur régulièrement de façon à faire sonner la clochette (ou un gong).
stopMoteur(); dans cette fonction, remettre le servo à l'angle zéro.

/*
 * Exemple servo moteur
 */
void activerMoteur(){
    // Remise à zéro du moteur
    moteurTempsAvant = 0;
    // Activation du servo
    monServo.attach( SERVO_MOTEUR ); 
}
void jouerMoteur(){
  // Tous les 0.1 secondes effectuer
  unsigned estIlTemps = effectuerAction( moteurTempsAvant, 10 );
  
  if( estIlTemps != 0 ){
    // Changer quand a été effectué l'action précédente
    moteurTempsAvant = estIlTemps;

    // Inverser le sens de rotation du servo
    sens *= -1;
    // Bouger le servo entre 1° à 61°
    monServo.write( 31 + (sens*30) );    
  }
}

void stopMoteur(){
  monServo.write( 1 );
  delay( 300 );
  monServo.detach();
}

La fonction effectuerAction, ci dessous, permet de répéter une tâche tous les x temps.

Cette fonction peut être réutiliser dans d'autres cas.

/*
 * Vérifier si c'est le moment d'effectuer l'action
 * 
 * ARGUMENTS
 * tempsAvant est temps précédent en millisecondes
 * dureeAttente est le temps avant de relancer l'exécution
 * 
 * RETURN
 * 0 Signifie pas maintenant
 * x valeur (unsigned long) : effectuer l'action + changer le tempsAvant (définie dans l'entête du code)
 */
unsigned long effectuerAction( unsigned long tempsAvant, int dureeAttente ){
  unsigned long maintenant = millis();

  if( maintenant - tempsAvant >= dureeAttente )
    return maintenant;
    
  return 0;
}

Activer une peluche qui danse et chante

Pour interagir avec la peluche, il sera nécessaire de posséder une peluche et deux relais (dans notre cas).

{{#Widget:Iframe |url=https://www.youtube.com/embed/L64j_Xo0hzs |width=420 |height=315 |border=0 }}

Choix du matériel

Pour la peluche, nous l'avons trouvé dans le commerce (elle se nomme "What Does The Fox Say")
Pour les relais, nous utilisons un module bi-relais Pololu.

Démontage/montage de la peluche

Nous avons démonté le pied où se trouvait l'ensemble des connectiques à hacker.

Les visses (en rouge) sont a retirer pour retirer le couvercle du pied. En bleu, se sont celle pour retirer l'interrupteur.

Cliquez pour agrandir

Hacks réalisés

Cliquez pour agrandir

Sortie des fils quand tout est fini

Cliquez pour agrandir

Connectique sur le module bi-relais de Pololu.

Cliquez pour agrandir

L'entrée IN1 du relais est utilisé pour activer l'interrupteur d'alimentation.

L'entrée IN2 du relais est utilisé pour activer la séquence musicale.

Pour activer la peluche:

Activer IN1 pour activer l'alimentation
Activer IN2 pendant 1 seconde pour activer la séquence musicale.

Pour d'activer la peluche:

S'assurer que la sortie IN2 soit désactivée (ce qui est normalement le cas)
Désactiver la sortie IN1 pour désactiver la peluche.

Code

Code exemple de la peluche sur Github

Premièrement, il sera nécessaire d'ajouter dans l'entête :

... 

// ### ZONE HACK ###

// -- Renard --
// Pin 6
#define RENARD_ACTIVE 6
// Pin 12
#define RENARD_JOUE   12

...

Dans la fonction setup :

  ...
  
  // ### ZONE HACK ###

  // Initialisation des entrées des relais
  pinMode( RENARD_ACTIVE, OUTPUT );
  pinMode( RENARD_JOUE, OUTPUT );

Dans les différentes phases, on va définir que uniquement l'alarme 1 possède l'activation de la peluche et les autres possèdent la mélodie.

  ...

  /*
   * Alarme qui commence à sonner
   */
  void alarmeStart( int alarmePos ){
    if( alarmePos == 0 )
      activerRenard();
    else
      activerMelodie();
  }

  /*
   * Pendant que l'alarme sonne, répéter une étape
   */
  void alarmePulse( int alarmePos ){
    // Renard
    if( alarmePos == 0 ){}
    // Mélodie
    else
      jouerMelodie();
  }

  /*
   * Alarme qui cesse de sonner
   */
  void alarmeStop(int alarmePos){
      arreterMelodie();
      stopRenard();
  }

  ...

activerRenard(); dans cette fonction, il faudrait activer le relais RENARD_ACTIVE et simuler la pression d'un bouton en laissant pendant 1 seconde le relais RENARD_JOUE actif.
stopRenard(); dans cette fonction, il faudrait arrêter le relais RENARD_ACTIVE.

void activerRenard(){
  // Activer le renard
  digitalWrite( RENARD_ACTIVE, HIGH );
  
  // Faire jouer le renard
  digitalWrite( RENARD_JOUE, HIGH );
  delay( 1000 );
  digitalWrite( RENARD_JOUE, LOW );
}

void stopRenard(){
  digitalWrite( RENARD_ACTIVE, LOW );
}

Activer un relais

Pour activer un matériel électronique, il sera nécessaire d'utiliser un relais. Dans notre cas, nous allons utiliser un Power Switch Tail pour allumer une lampe.

{{#Widget:Iframe |url=https://www.youtube.com/embed/pyNeF3LREjo |width=420 |height=315 |border=0 }}

Choix du matériel

Pour le relais, nous avons choisis le Power Switch Tail, qui est un relais protégé par un boîtier. Ce relais est alimenté directement par le secteur. Ensuite, le circuit base tension est isolé du circuit haute tension.

PowerSwitchTail	Arduino
1: +IN	12
2: -IN	GND (masse)

Code

Code exemple du relais sur Github

Premièrement, il sera nécessaire d'ajouter la broche utilisé (la N° 12) pour commander le PowerSwitchTail.

Faites la déclaration suivante dans l'entête du programme:

... 

// ### ZONE HACK ###

// -- Relais --
#define RELAIS   12    

...

Dans la fonction setup :

void setup() {
  ... 

  // ### ZONE HACK ###

  // Initialiser le relais
  pinMode( RELAIS , OUTPUT );
}

Dans les différentes phases, on va définir que uniquement l'alarme 1 possède l'activation du relais et les autres possèdent la mélodie.

/*
 * Alarme qui commence à sonner
 */
void alarmeStart( int alarmePos ){
  // Hack relais
  if( alarmePos == 0)
    activerRelais();
  // Sonnerie
  else 
    activerMelodie();
}

/*
 * Pendant que l'alarme sonne, répéter une étape
 */
void alarmePulse( int alarmePos ){
  // Hack relais
  if( alarmePos == 0){}
  // Sonnerie
  else 
    jouerMelodie();
}

/*
 * Alarme qui cesse de sonner
 */
void alarmeStop( int alarmePos ){
  // Hack relais
  if( alarmePos == 0)
    stopRelais();
  // Sonnerie
  else 
    arreterMelodie();
}

activerRelais(); dans cette fonction, il faudrait simplement activer le relais.
stopRelais(); dans cette fonction, il faudrait simplement stopper le relais.

void activerRelais(){
  digitalWrite( RELAIS , HIGH );
}
void stopRelais(){
  digitalWrite( RELAIS , LOW );
}

La boîte à musique

Pour jouer la mélodie de la boîte à musique, il sera nécessaire d'utiliser un servo moteur, un régulateur pwm et d'utiliser deux entrées de l'arduino, dont une en PWM.

Voir la vidéo sur YouTube.

{{#Widget:Iframe |url=https://www.youtube.com/embed/-50OEOMNhro |width=420 |height=315 |border=0 }}

Choix du matériel

Nous avons trouvé la boîte à musique dans le commerce (site officiel).
Pont-H L293D permettant de commander un moteur à partir d'un Arduino. L'utilisation d'un signal PWM sur une broche Arduino permettra de contrôler plus finement la vitesse du moteur. Voir aussi le tutoriel sur le pont-H L293
Un mini moteur avec boîte de réduction disponible chez MC Hobby.

Branchement

Pour brancher le moteur avec le régulateur :

Petit erratum: La broche Enable est branchée sur Arduino #12 (et non pas #2 comme libellé sur le breadboard).

Pour plus d'informations, visitez tutoriel L293D sur notre wiki.

Code

Code exemple de la boîte à musique sur Github

Premièrement, il sera nécessaire d'ajouter dans l'entête :

... 

// ### ZONE HACK ###

// -- Boite à musique --
#define BOITE_ENABLE  11
#define BOITE_INPUT   6  

...

Dans la fonction setup :

void setup() {
  ... 

  // ### ZONE HACK ###
  pinMode( BOITE_ENABLE, OUTPUT );
  pinMode( BOITE_INPUT, OUTPUT );
  digitalWrite( BOITE_ENABLE , LOW );

}

Dans les différentes phases, on va définir que uniquement l'alarme 1 joue la musique de la boîte et les autres alarmes jouent la mélodie.

/*
 * Alarme qui commence à sonner
 */
void alarmeStart( int alarmePos ){
  // Boite à musique
  if( alarmePos == 0)
    activerBoite();
  // Sonnerie
  else 
    activerMelodie();
}

/*
 * Pendant que l'alarme sonne, répéter une étape
 */
void alarmePulse( int alarmePos ){
  // Boite à musique
  if( alarmePos == 0)
    jouerBoite();
  // Sonnerie
  else 
    jouerMelodie();
}

/*
 * Alarme qui cesse de sonner
 */
void alarmeStop( int alarmePos ){
  // Boite à musique
  if( alarmePos == 0)
    stopBoite();
  // Sonnerie
  else 
    arreterMelodie();
}

activerBoite(); dans cette fonction, il faudrait simplement activer l'entrée enable 2.
jouerBoite(); dans cette fonction, on définira la vitesse (en pwm) du moteur.
stopBoite(); dans cette fonction, il faudrait simplement désactiver l'entrée enable 2.

void activerBoite(){
  digitalWrite( BOITE_ENABLE , HIGH );
}
void jouerBoite(){
  // La vitesse en pwm, dans notre cas 220, peut varier de 0 à 255
  analogWrite( BOITE_INPUT , 220);
}
void stopBoite(){
  digitalWrite( BOITE_ENABLE , LOW );
}

Idées de hacks possibles

Couper l'écran après un certains temps et le rallumer avec le bouton snooze

Faire sonner un GONG

Faire sonner un audio FX

Faire tourner une main en mousse de façon à se giffler

Créé par Stefan pour MCHobby.be

Toute référence, mention ou extrait de cette traduction doit être explicitement accompagné du texte suivant : « Traduction par MCHobby (www.MCHobby.be) - Vente de kit et composants » avec un lien vers la source (donc cette page) et ce quelque soit le média utilisé.

L'utilisation commercial de la traduction (texte) et/ou réalisation, même partielle, pourrait être soumis à redevance. Dans tous les cas de figures, vous devez également obtenir l'accord du(des) détenteur initial des droits. Celui de MC Hobby s'arrêtant au travail de traduction proprement dit.

Mon-Reveil-Hack

Sommaire

Introduction

Mélodies

Changer de mélodie

Créer une mélodie

A quoi sert l'antislash ?

Que contiennent les define ?

Comment convertir une musique en mélodie ?

Les 3 fonctions de contrôle d'alarmes

Hack d'alimentations

Pont entre 5V et Vin

Alimenter le moteur avec une seconde alimentation.

Alimenter l'arduino en 5V directement

Faire sonner une clochette

Choix du matériel

Code

Activer une peluche qui danse et chante

Choix du matériel

Démontage/montage de la peluche

Code

Activer un relais

Choix du matériel

Code

La boîte à musique

Choix du matériel

Branchement

Code

Idées de hacks possibles

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