DIY Wordclock Arduino: 7 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:30

Moja wersja zegara słownego nie będzie miała wyświetlacza LED-Matrix 12×12. Zamiast tego jest wykonany z taśm LED i tylko znaczące słowa na zegarze mogą się świecić. Dzięki tej metodzie nie możesz wyświetlać niestandardowych wiadomości, ale cała kompilacja też nie będzie Cię tak kosztować.

Ta instrukcja jest prawie dokładną kopią mojego artykułu, który został opublikowany tutaj.

Krok 1: Zbierz niezbędne materiały

Walizka

W przypadku będziesz potrzebować następujących elementów. Powinieneś być w stanie kupić większość tych komponentów w lokalnym sklepie ze sprzętem (wszystkie wymiary w mm!):

1. Front akryl/szkło (270×270 [mm])

2. Tarcza zegarka wycinana laserowo (czarny, matowy karton 1,5 mm)

Zamówiłem to z ponoko.com

3. Drewno:

2x 300x80x15 [mm]2x 270x80x15 [mm]2x 270x40x10 [mm]2x 250x40x10 [mm]

4. Panele ze sklejki

2x 270x270x5 [mm]

5. Płyty piankowe

Będzie używany jako przekładka i do tworzenia siatki na słowa na zegarze, aby światło nie przenikało do innych liter, które nie mają być oświetlone. Mogą być trudne do znalezienia, mam je z amazon.

Elektronika

Do elektroniki będziesz potrzebować:

1. Taśma LED z WS2812B lub podobnym zintegrowanym kontrolerem

1 metr (60 diod LED)

2. Rezystor 330 omów (lub coś w jego pobliżu, tylko dla ochrony przeciwzwarciowej)

3. Moduł RTC

Mam ten z banggood.com

Ważne! Możesz użyć dowolnej taśmy LED, pod warunkiem, że diody LED mogą być adresowane osobno lub zbudujesz własny kontroler, który włącza poszczególne segmenty. Skompilowałem listę z podobnymi kontrolerami taśm LED. Możesz go pobrać tutaj.

Krok 2: Pobieranie i Watchfaces

Czcionka szablonu

Najpierw musisz znaleźć ładną monospace, czcionkę szablonową. Co oznacza, że wszystkie postacie mają tę samą szerokość i są całkowicie połączone. Niestety nie pomyślałem o tym budując swój zegar, więc niektóre litery nie mają wewnętrznych części. Jednak lubię tę czcionkę. Ale możesz użyć dowolnej czcionki, którą lubisz.

Tarcza zegarka

Następnie musisz stworzyć tarczę zegarka. W tym procesie po prostu wypisałem 12 linijek bełkotu składającego się z 12 znaków w linijce. Potem dodałem niezbędne słowa (jest kwadrans, połowa, jeden, drugi, …, godzina i tak dalej). (patrz rys. 1).

Po zakończeniu skopiowałem cały tekst i wkleiłem go do Photoshopa. Możesz także użyć GIMP tutaj, jeśli nie masz Photoshopa. W Photoshopie trzeba zmienić czcionkę na czcionkę szablonową, którą pobraliśmy wcześniej i ułożyć wszystko tak, aby ładnie wyglądało na obrazie o wymiarach 270x270mm (będzie to rozmiar naszego frontu), jak pokazano na rysunkach 2 i 3.

Następnie przekonwertuj tekst na ścieżkę i wyeksportuj wszystko jako grafikę wektorową do cięcia laserowego. Zapoznaj się z wytycznymi swojej usługi cięcia laserowego, aby dowiedzieć się, jak to zrobić prawidłowo, ponieważ różni się to w zależności od usługi.

Oprogramowanie układowe

Po prostu pobierz go tutaj. Będziesz tego potrzebować później i omówię to później w tej instrukcji.

Krok 3: Złóż obudowę

Całość składa się z dwóch kwadratów, a wewnętrzny powinien idealnie pasować do kwadratu zewnętrznego. Razem tworzą kompletną sprawę. Wewnętrzna służy jako przekładka i miejsce do montażu tablic LED. Sklej kawałki drewna, jak pokazano na rysunku 1.

Na środku koperty powinna znajdować się pusta przestrzeń 250×250. To tam później zostaną umieszczone separatory piany. Zalecam, aby najpierw zbudować zewnętrzną powłokę, a następnie użyć przedniej płyty i tarczy zegarka jako prowadnic podczas budowania wewnętrznej ramy, aby uzyskać małą krawędź, w której te dwa elementy można zamontować później w procesie. W ten sposób będą one zrównane z krawędziami drewnianej koperty i będą wyglądać świetnie po zakończeniu, jak pokazano na rysunku 2. Nie zapomnij uwzględnić tutaj grubości wyciętej laserowo tarczy zegarka. Po prostu dodaj to, w zależności od wybranego materiału.

Z tyłu obudowa powinna wyglądać jak moja pokazana na rysunku 3. Nie zapomnij zrobić wycięcia na gniazdo prądu stałego lub kabel gdzieś na obudowie, najlepiej na spodzie.

Krok 4: Elektronika

To była część, której wykonanie zajęło mi dużo czasu. Nie było to trudne, ale będziesz musiał wykonać okablowanie ręcznie, więc przygotuj się na co najmniej dwie godziny lutowania!

Najpierw weź jeden z dwóch paneli ze sklejki i przednią stronę i wyrównaj je tak, aby przednia część znajdowała się na panelu. Następnie chwyć długopis i przenieś litery, które chcesz później podświetlić, na panel ze sklejki. Powinno to wyglądać jak pokazano na rysunku 1 później. (Uwaga: zamiast sklejki użyłem płyty piankowej, ale radzę używać drewna, ponieważ pianka ma tendencję do topienia się podczas lutowania i stanowi potencjalne zagrożenie pożarowe i zdrowotne).

Następnie rozłóż pasek LED na tym panelu. Staraj się równomiernie rozprowadzać diody LED na słowach. Użyłem wszystkich 60 diod LED, które były na pasku, ale możesz użyć mniej, jeśli chcesz. Jednak im więcej użyjesz na słowo, tym lepiej będzie wyglądał na końcu, ponieważ wszystkie litery tego jednego słowa będą świecić równomiernie. Rysunek 2 pokazuje, w jaki sposób je rozprowadzałem.

Kiedy jesteś zadowolony z układu, zdejmij folię ochronną z tyłu taśmy LED i zamontuj diody LED. Spróbuj umieścić je wyśrodkowane na każdym słowie. Jeśli pasek nie jest samoprzylepny, użyj zwykłego kleju i pozostaw do wyschnięcia.

Upewnij się, że umieściłeś je we właściwym kierunku. Mój pasek miał na sobie małą strzałkę, wskazującą drogę, jaką przyjmie sygnał sterujący (patrz rys. 3). Wyrównaj wszystkie paski tak, aby strzałka zawsze wskazywała ten sam kierunek.

Po wykonaniu tej czynności musisz wywiercić otwory o średnicy 2 mm. Po obu stronach każdej taśmy LED wywierć trzy otwory w pobliżu miedzianych styków na pasku, jak pokazano na rysunku 4. Od tyłu płyta montażowa powinna wyglądać jak moja na rysunku 5.

Teraz nadchodzi trudna część: będziesz musiał połączyć ze sobą kawałki taśmy LED, aby ponownie utworzyły jeden długi pasek. Oznacza to: Połącz ze sobą kawałki taśmy LED w każdym rzędzie (GND -> GND, 5V -> 5V, Dane -> Dane).

Jak widać na rysunku 5, podłączyłem wszystkie linie zasilające i wykonałem wspólną szynę +5V i wspólną GND po lewej i prawej stronie płyty montażowej. Tak więc kawałki taśmy są połączone razem w jedną linię, a ostatni kawałek każdej linii jest podłączony do GND po lewej stronie, a każdy pierwszy kawałek linii jest podłączony do +5V.

Następnie połączyłem ze sobą linie danych każdego kawałka paska jednej linii i ostatnie wyjście linii z pierwszym wejściem następnej linii. Następnie przetestowałem panel w etui. Widać to na rysunku 6.

Użyłem elastycznych żółtych przewodów do połączenia końca linii z następną, a przewodów z twardej miedzi do wykonania połączeń między kawałkami taśmy LED, które są na tej samej linii. Następnie przetestowałem połączenia uruchamiając test-script i gdy zobaczyłem, że wszystko działa, zabezpieczyłem żółte przewody gorącym klejem, żeby nie latały po całym miejscu w obudowie i dodałem czerwony i czarny przewód do szyny zasilające.

Jeśli używasz gniazda DC-Jack do podłączenia zasilania, podłącz go teraz. Użyłem ładowarki do telefonu i podłączyłem ją na miejscu.

Krok 5: Montaż końcowy

Gdy już upewnisz się, że wszystko działa, zamontuj płytkę z diodami w obudowie tak, aby diody były skierowane do przodu. Powinno to wyglądać tak, jak pokazano na rysunku 1.

Możesz zabezpieczyć go śrubami lub po prostu użyć kleju. Zdecydowałem się na drugą opcję, ponieważ nie planuję jej ponownie usuwać.

Po wykonaniu tych czynności zacząłem tworzyć siatkę z pianki, która zapobiegnie zapalaniu się niechcianych liter na przedniej powierzchni. Więc najpierw wyciąłem jedenaście kawałków 250 x 40 mm z płyt piankowych i przykleiłem je do płyty LED. Przyklej je pomiędzy pojedynczymi liniami tekstu na przedniej stronie, a twoja konstrukcja powinna wyglądać podobnie do mojej pokazanej na rysunku 2.

Teraz pokrój piankę na mniejsze kawałki, które przechodzą między liniami i umieść je tam, gdzie to konieczne. Powinien wyglądać jak mój na rysunku 3.

W ten sposób tworzysz pojedyncze komórki dla każdego słowa, które na końcu się zaświecą. Następnie pozwól, aby wszystko wyschło i wytnij kawałek pergaminu o wymiarach 250 x 250 mm lub coś podobnego. Użyłem go do rozproszenia światła pochodzącego z diod LED. umieść go na siatce piankowej i zabezpiecz kilkoma kroplami kleju. Staraj się nie kłaść go na drewnianych częściach.

Następnie przyklej wycinaną laserowo przednią powierzchnię, a następnie wykończ ją szklaną przednią powierzchnią. Pamiętaj, aby usunąć wszelkie folie ochronne. Gotowy produkt powinien wyglądać jak na rysunku 4.

Teraz włóż wszystkie pozostałe elementy elektroniczne i wykonaj niezbędne połączenia. Linia danych paska LED jest podłączona do mojego Arduino na drugim pinie (pin 2) i dodałem rezystor 330 Ohm dla dodatkowej ochrony.

Następnie podłącz moduł RTC do pinów SDA i SCL Arduino oraz do 5 V i GND w Arduino.

Następnie zamknij obudowę pozostałym panelem ze sklejki i gotowe!

Krok 6: Oprogramowanie układowe

Do firmware'u użyłem bibliotek fastled i Sodaq-DS3231 dla Arduino.

To oprogramowanie będzie działać poprawnie tylko wtedy, gdy użyjesz tego samego kontrolera taśm LED, co ja. Jeśli chcesz użyć innego, być może będziesz musiał zmienić kod, aby pasował do twoich części. Starałem się, aby kod był jak najłatwiejszy do zrozumienia, aby można było go szybko zmienić zgodnie z układem frontu lub diodami LED. Jeśli użyłeś tylko innego kontrolera LED, powinieneś być dobry, zmieniając tylko tę linię w metodzie setup():

FastLED.addLeds(diody, NUM_LEDS);

Jeśli jednak wykonałeś inną płytę czołową, zmień numery diod LED, które są zdefiniowane na początku programu. Uważam, że kod powinien być stosunkowo łatwy do zrozumienia i dodałem komentarze.

Przyznaję, że program nie jest ładnie napisany (wszystko jest zakodowane na sztywno) i nie jest w żaden sposób zoptymalizowany, ale starałem się, aby był tak prosty i zrozumiały, jak to tylko możliwe.

Krok 7: Wniosek

To była moja pierwsza instrukcja i mam nadzieję, że Ci się spodobała. Jak wspomniano powyżej, mam również stronę internetową, na której zamieszczam ciekawsze rzeczy, takie jak ta. Zapraszam do odwiedzenia.

W pierwszym kroku dołączony jest film, jeśli wolisz go oglądać zamiast czytać.

Dzięki temu instruktażowi chciałem pokazać, że nadal można zbudować tani zegar słowny w domu bez żadnych profesjonalnych narzędzi i materiałów. No dobrze, nadal będziesz potrzebować wyciętej laserowo przedniej strony, ale możesz to zrobić sam, jeśli masz cierpliwość i czas, aby wyciąć każdą literę indywidualnie.

Najlepsze w tym jest to, że z zewnątrz nikt nie może zobaczyć, jakie to proste od wewnątrz, więc nadal możesz udawać, że jesteś geniuszem inżynierii, gdy ludzie przychodzą do twojego domu, a nawet jeśli nie planujesz tego robić, nadal będziesz mieć dobry sposób na przedstawienie aktualnego czasu!