Jak stworzyć minimalistyczny zegar LED: 9 kroków

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:27

Wszystkie te cyfrowe zegary ścienne mogą być tak zajęte, prawda? Nie chcesz, żeby duży, jasny, 7-cyfrowy wyświetlacz zaśmiecał twoją ścianę i przeszkadzał, prawda? Nawet zegary analogowe, choć prostsze, wciąż mają brzydkie czarne cyfry i wskazówki na twoich obrzeżach. A tykanie czasami doprowadza do szału.

Czy mogę przedstawić zegar led, aby rozwiązać wszystkie twoje problemy. Zamiast brzydkiego ekranu lub głośnych i niezgrabnych dłoni, na obwodzie krążą ciche kropki światła, oznaczające sekundy, minuty i godziny. W pełni konfigurowalny, możesz zrobić twarz z czegokolwiek. Drewno, akryl, a nawet marmur. Niezależnie od domu, zegar LED może pasować do estetyki. Czy chciałbyś czystego białego łupka z delikatnym błękitem przesuwającym się po krawędzi? Możesz. A może wolisz bardziej rustykalny wygląd, drewnianą twarz z pomarańczowymi światłami? Czarna twarz z zielonymi światłami? Wszystko, co możesz sobie wyobrazić, możesz stworzyć za pomocą tego prostego projektu.

Poniższy proces jest przewodnikiem. Jeśli chcesz, możesz stworzyć zegar na zdjęciu. Jeśli chcesz coś większego, możesz. Kontynuuj wiernie lub stwórz swój projekt. W końcu to twój zegar.

Kieszonkowe dzieci

Materiały użyte do zegarka to:

Biały akryl (przezroczysty, chociaż sprawdzi się równie dobrze z nieprzezroczystymi materiałami)

Taśma LED WS2812B, 144 diody na metr

Arduino Pro Mini, 16Mhz, 5V

Adapter USB na TTL (do programowania Arduino)

Przycisk dotykowy (x2)

USB (więcej informacji w kroku okablowania)

Podłączyć przewód

Przewód wielożyłowy (z dwoma przewodami w środku)

Tabliczka czekolady. Niekoniecznie używane do zegara, ale ważne jednak…

Potrzebne narzędzia to (w dowolnej kolejności):

Układanka

Lutownica, lut i gąbka

Pistolet do klejenia na gorąco

Kompas

Super klej

Krok 1: Przegląd i proces projektowania

Będę szczery, ramy zegara LED to coś, co zrobiłem w ciągu dwóch tygodni, z tym, co miałem w domu, gdy byłem w zamknięciu. W żadnym wypadku nie jest idealny i na pewno wrócę do niego jeszcze w tym roku. Biorąc to pod uwagę, przejdźmy do dlaczego.

Podstawową zasadą jest to, że chociaż zegary NeoPixel LED istnieją, wszystkie świecą swoimi diodami prosto (wprost na twoją twarz). Uważam, że jest to trochę agresywne (nie wspominając o rozpraszaniu), więc wpadłem na lepszy pomysł: świecić światło na ścianie. Tworzy to bardzo ładne efekty świetlne, a także ma niezamierzony efekt uboczny tworzenia miękkiego oświetlenia na twarzy.

Framework jest w pełni konfigurowalny i chociaż nie polecam posiadania więcej niż 60 diod LED, jeśli chcesz mieć większy zegar, oprogramowanie jest w stanie go obsłużyć. Dostosowanie go powinno być proste dla większości ludzi, nawet początkujących, a w następnym kroku wyjaśnię, jak to zrobić. Dla tych z Was, którzy mają trochę doświadczenia z Arduino, wiele z tego, co powiem, będzie oczywiste, ale dla tych, którzy nigdy w życiu nie dotknęli żadnego, starałem się, aby było to tak proste, jak to tylko możliwe.

Czytanie zegara jest tym samym, co odczytywanie zegara analogowego, co dla wielu nastolatków (takich jak ja) wymaga pewnej praktyki. Różne kolory reprezentują różne wskazówki, przy czym domyślnie jest to niebieski dla godzin, zielony dla minut, czerwony dla sekund. To powiedziawszy, zacznijmy!

Krok 2: Programowanie, część 1: Konfiguracja

Programowanie zegara jest stosunkowo proste, trudną część zrobiłem za Ciebie i napisałem ją. Przejdź na stronę Arduino i pobierz instalator. Nie aplikacja. To jest ważne. Po pobraniu zainstaluj go. Wypij szklankę wody, gdy to się stanie, musisz być nawodniony. Po zainstalowaniu powinieneś być w stanie otworzyć załączony plik "ClockV2.ino".

Krok 3: Programowanie, część 2: Instalowanie bibliotek

Po sprawdzeniu, czy oprogramowanie Arduino jest zainstalowane, musisz pobrać bibliotekę FastLED.zip stąd. Jeśli korzystasz z systemu Windows, umieść folder w folderze Documents/Arduino/libraries.

Na komputerze Mac otwórz oprogramowanie Arduino i u góry okna kliknij „szkic”. W rozwijanym menu najedź na „Dołącz bibliotekę” i kliknij „Dodaj bibliotekę ZIP”. Wybierz właśnie pobrany plik ZIP i kliknij Otwórz.

To już ten krok. To było łatwe, prawda?

Krok 4: Programowanie, część 3: Dostosowywanie kodu

Teraz nadchodzi zabawna część: personalizacja! Wszystko w kodzie zostało skomentowane, więc nawet jeśli masz najbardziej podstawową wiedzę na temat programowania, będziesz w stanie zobaczyć, co się dzieje. Części, które możesz chcieć zmienić, są następujące.

#define NUM_LEDS 60

Ten jest dość prosty, ile diod LED znajduje się w twojej listwie? Osobiście polecam przycięcie do 60 bo to ładne i proste. jest to również jedyna liczba z jedną diodą na sekundę (dla ładnej, gładkiej liczby).

FastLED.setJasność(255);

Regulacja jasności znajduje się u góry. Zaakceptuje to liczbę od 1 do 255, gdzie 1 oznacza najdelikatniejszą, a 255 pełną jasność.

diody [ledMin] = CRGB::Zielony;

diody[ledSecs] = CRGB::Ciemnoczerwony; diody[ledHrs] = CRGB::Niebieski;

Można je znaleźć na samym dole kodu. Wszystko, co robią, to informowanie programu, jaki kolor ma ustawić każda „ręka”. Eksperymentuj, zobacz, co lubisz. Jeśli nie chcesz drugiej ręki (z powodów, które mi umykają), możesz nawet usunąć drugą linię i całkowicie pozbyć się tej „ręki”.

Krok 5: Programowanie, część 4: Wgrywanie

Prawie skończyliśmy z aspektem kodu tego projektu, jeszcze tylko jeden krok: pobranie kodu z komputera do Arduino. Na początku może to wydawać się trochę zniechęcające, ale jeśli potrafisz połączyć kropki, możesz to zrobić. Najpierw przylutuj piny do Arduino. Potrzebujesz tylko dolnego rzędu, który będzie wygięty pod kątem 90 stopni.

Na przejściówce USB na TTL znajdź piny RX, TX, 5V, RST i GND. Podłącz piny adaptera do pinów na spodzie Arduino. RX do RX, TX do TX, 5 V (lub VCC) do VCC, GND do GND. Uwaga: niektóre adaptery będą miały małą zworkę do kontrolowania napięcia. Ustaw to w pozycji 5V.

Gdy to zrobisz, śmiało podłącz go do komputera. Poczekaj kilka minut, aż sterowniki zainstalują się (ponownie wypij trochę wody). Po zakończeniu otwórz oprogramowanie Arduino. U góry kliknij „narzędzia” (lub „szkic” na Macu) i zmień „płytę” na „Arduino Pro lub Pro Mini”. Następnie zmień „procesor” na „ATmega328P (5 V, 16 MHz.)”

„Port” to kwestia eksperymentów. Po odłączeniu adaptera, który port znika? Czy po podłączeniu pojawia się ponownie? Użyj tego. Gdy wszystko jest połączone, naciśnij strzałkę w lewym górnym rogu ekranu i naciśnij przycisk w górnej części Arduino. Poczekaj około minuty, a na dole ekranu pojawi się komunikat „zakończono przesyłanie”. Jeśli z jakiegoś powodu się nie powiedzie, spróbuj ponownie, naciskając przycisk po różnym czasie, aż zadziała. I to wszystko! oprogramowanie jest gotowe!

Krok 6: Elektronika

Istnieją cztery główne kroki do uporządkowania elektroniki. Podstawa, diody LED, okablowanie i wtyczka. Najpierw jednak pierwsze rzeczy.

Pierścień

Są na to dwie możliwości: możesz wydrukować podstawę w 3D lub wyciąć ją z drewna. Drukowanie 3d jest znacznie mniej uciążliwe, ale oczywiście niewygodne, jeśli nie masz drukarki 3d. Jeśli jednak masz taki plik, dołączony jest plik.stl.

Aby to też było proste. To po prostu pierścień wycięty ze sklejki o grubości 12 mm i średnicy 132 mm (jeśli używasz więcej niż 60 diod LED, średnicę musisz obliczyć samodzielnie). Następnie na górnej ćwiartce przykleja się płytkę z wycięciem z niego, aby pomieścić gwóźdź (lub pasek poleceń, jeśli sobie tego życzysz), na którym wisi. Zobacz model poniżej, aby uzyskać wizualną reprezentację.

Wystarczająco proste, prawda? Zauważ, że grubość ścianki nie jest szczególnie ważna, jeśli robisz ją z drewna, zrobiłem ją tylko cienką, aby zaoszczędzić włókno.

Pasek LED

Taśma LED to sedno projektu. Chociaż jest wyposażony w klej przemysłowy nałożony z tyłu, stwierdziłem, że nie był wystarczająco mocny, aby utrzymać go na miejscu. To może działać idealnie dla Ciebie, ale zalecam użycie superglue, aby go utrzymać. W razie czego.

Normalne długości, które możesz kupić, to 50 cm i 1 m, w każdym przypadku będziesz musiał przyciąć pasek na wymiar. Odlicz 60 diod LED i przetnij wzdłuż czarnej linii. Licz BARDZO ostrożnie, nie chcesz kupować więcej diod LED.

Zwróć uwagę na strzałki na pasku. W tym kierunku zwrócą się „ręce”. Odwróć pierścień tak, aby płytka z nacięciem była skierowana w dół. Dopasuj pierwszą diodę LED do górnej części wiszącego nacięcia i mocno ją dociśnij. Owiń diody LED w kierunku zgodnym z ruchem wskazówek zegara, wkładając przewody przez wycięcie. Diody LED powinny się całkowicie zawinąć, kończąc się tuż przed pierwszą diodą LED. Dioda LED na godzinie szóstej wymaga pewnych modyfikacji. Chwyć nóż rzemieślniczy i bardzo ostrożnie wytnij nacięcie w pasku. Wycięcie powinno być wystarczająco szerokie, aby pomieścić kabel zasilający (dwużyłowy przewód), ale nie szersze niż przestrzeń pomiędzy dwoma miedzianymi stykami. Zasadą, której używam, jest próba wycięcia strzały z paska. Konieczne jest również, aby nie przecinać punktów lutowniczych diod LED.

Okablowanie

Okablowanie zegara jest tak proste, jak to tylko możliwe. W grę wchodzą trzy rodzaje przewodów: przewód przyłączeniowy, w samym zegarze, grubszy przewód, który jest wstępnie przylutowany do diod LED oraz przewód dwużyłowy, który przenosi zasilanie do zegara.

Powyższy schemat może na początku wyglądać trochę przytłaczająco, ale wystarczy połączyć kropki. Poniżej znajduje się moje zdjęcie procesu, dzięki czemu masz wrażenie, jak ma wyglądać. Połączenie USB jest prowadzone przez dwurdzeniowy przewód, dzięki czemu wygląda tak schludnie, jak to możliwe.

Wtyczka

Ze względu na duży pobór mocy systemu musimy go gdzieś podłączyć. Mam nadzieję, że później to naprawię, ale na razie musimy sobie poradzić. Wybrałem wtyczkę USB, bo jest wygodna, każdy ma zapasową kostkę zasilającą i nie musimy demontować żadnych transformatorów (czytaj: nie chcę, żeby ktokolwiek zrobił sobie krzywdę, będąc głupim i liżąc kondensator).

Po jakimś polowaniu znalazłem stary kabel ładujący z helikoptera-zabawki. Z pewnością każdy miał jeden z tych helikopterów RC za 15 dolarów, które zepsuły się po miesiącu?

Jeśli tego nie zrobisz, z jakiegokolwiek powodu, będziesz musiał kupić męskie złącze USB i osłonę. W każdym razie ściągnąłem obudowę z mojej ładowarki i oto łatwo się rozpadło.

Po wylutowaniu dwóch połączeń wtyczka odpadła od razu. Teraz wystarczy przylutować go do przewodu dwurdzeniowego. Jeśli trzymasz USB ze stykami skierowanymi do siebie i wypustkami skierowanymi w dół, okablowanie przebiega w następujący sposób: Zasilanie, Sygnał, Sygnał, Uziemienie. Ponieważ nie będziemy używać dwóch złącz sygnałowych, podłączymy przewody tylko do dwóch zewnętrznych. Przewód, który przechodzi do GND na Arduino, idzie do złącza uziemienia (po prawej), a VCC do zasilania (po lewej).

Te dwa zwinięte druty były po prostu tam, ponieważ kabel, który znalazłem, był czterordzeniowy, a nie dwurdzeniowy, nie zwracaj na to uwagi. Pozostało już tylko założyć obudowę z powrotem na wtyczkę i napompować ją gorącym klejem.

Podłącz go, aby go przetestować. Sprawdź, czy pojawiają się wskazówki minut, godzin i sekund. Jeśli tak, to idealnie.

DALEJ! Do następnego kroku!

Krok 7: Tarcza zegara

Nadchodzi naprawdę trudna rzecz: ręczne wycinanie idealnego koła. Cóż, ideał jest opcjonalny, ale oboje wiemy, że nie będziesz w stanie żyć ze sobą, jeśli zrobisz chwiejny zegar. Tarcza ma tylko okrąg o średnicy 162 mm (lub około 15 mm większy niż pierścień po obu stronach, jeśli robisz większy zegar). Chwyć kompas, zaznacz go i przygotuj się do cięcia.

Jeśli zdecydujesz się użyć innego materiału niż akryl, życzę powodzenia. Mogę powiedzieć z pierwszej ręki, że akryl 6 mm jest twardy. Zraniłem się w łokieć odkrywając to. Po około dwudziestu minutach solidnego cięcia, w końcu skończyłem z imponująco równym (jeśli tak mówię) dyskiem z akrylu. Dwie rady. Najpierw zwolnij. Nie spiesz się, jeśli schrzanisz, będziesz musiał zacząć wszystko od nowa. Po drugie, załóż maskę. Wycinasz związek, którego prawdopodobnie nie chcesz w swoich płucach.

Teraz nadszedł czas, aby po ciężkiej pracy mieć tę tabliczkę czekolady. Zasługujesz na to. Skorzystaj też z okazji, aby wypić jeszcze trochę. Po wycięciu wszystko, co naprawdę potrzebne, to montaż. Ale przed kontynuowaniem spiłuj krawędź dysku, aby upewnić się, że jest odpowiednio zaokrąglony.

Krok 8: Klejenie (i dużo)

Jesteśmy teraz w drodze do domu, zostało jeszcze tylko kilka rzeczy. Najpierw weź dysk, który wyciąłeś w ostatnim kroku. Narysuj na nim okrąg, nieco większy niż średnica twojego pierścionka (lub nieco mniejszy niż wewnętrzna średnica, jeśli wydrukowałeś go w 3D).

(Tak wiem, to piękna i umiejętnie narysowana linia)

Dopasuj do niego swój pierścionek jak najlepiej, często dobrym pomysłem jest posiadanie jasnego światła świecącego tuż nad twoją pracą, aby wyeliminować wszelkie cienie, które mogą cię zmylić. Gdy upewnisz się, że jest we właściwym miejscu, po prostu przyklej go do środka, aby zmniejszyć ryzyko zaparowania diod LED.

Ostatnim krokiem jest przyklejenie elementów, aby zminimalizować ryzyko złamania czegokolwiek. Tutaj wystarczy gorący klej.

Aaa i gotowe! pozostało tylko to przetestować! Następny krok to obejmuje.

Krok 9: Wykończenie

Ostatnią rzeczą, jaką należy zrobić z tym zegarem, jest zastosowanie bardzo zaawansowanej technicznie poprawki do problemu. Być może zauważyłeś, że Arduino ma niezwykle jasne, niezwykle czerwone światło zasilania, które świeci przez akryl (jeśli rzeczywiście masz akryl). Możesz to rozwiązać za pomocą niezwykle prostego sposobu wycięcia małego kwadratu taśmy elektrycznej i przyklejenia go dioda LED. Blu-Tack też by działał. Albo malować. Po prostu zakryj światło. Aby ustawić zegar, wystarczy nacisnąć górny przycisk, aby zwiększyć godziny, a dolny, aby zwiększyć minuty.

Może się okazać, że zegar zyskuje lub traci czas, jest to spowodowane faktem, że kryształ w Arduino jest niezawodny tylko przez około 90% czasu. Zwykle możesz to dostosować, zmieniając „drugą” zmienną, znajdującą się u góry. U mnie zadziałało 1013 milisekund, ale może się okazać, że trzeba to poprawić. Po zmianie prześlij go ponownie i poczekaj jeden dzień, aby sprawdzić, czy jest nadal dokładny.

To wszystko ode mnie, teraz wiesz, jak zrobić unikalny, minimalistyczny zegar, który, szczerze mówiąc, wygląda naprawdę, naprawdę dobrze. Zdjęcia nie oddają tego sprawiedliwie, na żywo jest o wiele bardziej hipnotyzujący. Zdecydowanie planuję wrócić do niego w przyszłości, z funkcjami takimi jak dedykowany układ zegara, przyciemnianie w nocy, tryb wartownika (w którym włącza się tylko wtedy, gdy ktoś jest w pobliżu) i pełna moc baterii. Czekać na dalsze informacje.