Как да изградите гигантски часовник със скрити рафтове: 27 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:50

Имахме голямо пространство на част от стената на хола, за което никога не можахме да намерим правилното „нещо“, за да го закачим. След няколко години опити решихме да направим нещо свое. Това се оказа доста добре (според нас), така че го превърнах в проект в моя канал в Youtube и в писмена инструкция, която четете в момента!

Това е гигантски цифров LED часовник, дискретно скрит в краищата на геометрична стелажна система. Той също така включва интегрирани LED свещи за показване на любимите ви артикули по рафтовете.

Тъй като осветлението е LED (използвайки WS2821B „Неопиксели“), можете да избирате свои собствени цветове - както за циферблата, така и за светещите лампи. В горния десен ъгъл е скрит дискретен фоторезистор, който затъмнява светодиодите, когато нивата на околната светлина спаднат - чудесно за вечерна атмосфера във всяка стая.

Консумативи

Ще ви трябват някои консумативи, за да създадете свой собствен. По -долу има връзки, където можете да намерите частите на Amazon.

■ Arduino Nano (x1):

■ 5 -метрова ролка WS2812B LED, която има 60 светодиода на метър:

■ Фоточувствителен резисторен модул:

■ DS3231:

■ Някои свързващи проводници - в идеалния случай три различни цвята:

■ Няколко 470 ома резистора:

■ Няколко електрически клемни ленти - всяка с дължина 5 блока:

■ Няма 8 винта за дърво:

■ 5v захранване с винтови клеми:

■ Някакъв по -дебел двужилен кабел

■ Някои нишки за 3D отпечатаните части:

■ PLA нишка, напоена с дърво:

■ Дървена дъска с размери най -малко 112 x 39 cm, която използвах, е 138 x 60 cm (това ще даде на готовия проект 10 см рамка отвън).

Стъпка 1: Видео ръководство

Създадох видео с подробности за изграждането на този проект. В началото на видеото се вижда скритият часовник в действие, ако искате да го видите да работи. Ако предпочитате писмени инструкции, разделени на стъпки, вие сте на правилното място! Прочетете и аз ще ви обясня как да създадете свой собствен.

Стъпка 2: Отпечатайте основните поддръжки

Основните опори осигуряват рамката на рафтовете, управляват прокарването на проводниците и действат като противодействие на светодиодите.

Ще трябва да отпечатате 3D от 31 от тях. Файлът е прикачен, за да го използвате във вашата програма за нарязване.

Отпечатах моя с височина на слоя 0,2 мм в смес от ABS и PLA. Тъй като няма да се види в окончателния проект, това е чудесна възможност да се използват всички цветове, които се нуждаят от използване. Имах няколко ролки с нишки с останало малко количество, така че ги използвах първо, преди да завърша повечето от тях в доста яркозелени и ярко жълти нюанси, показани на горните изображения.

Стъпка 3: Монтиране на основните опори

Има два различни начина, по които можете правилно да разпределите основните опори на таблото си

Първо ще обясня как да го направя с шаблон за 3D разпечатване, а след това втората опция е да използвате машина с ЦПУ, ако имате достъп до такава (или някой друг, който би могъл).

Ако използвате шаблона за 3D отпечатване, прочетете нататък. Ако ще използвате CNC машина за определяне на дупките, пропуснете следната стъпка ….

Стъпка 4: Монтиране на основните опори: Вариант 1 - Използване на шаблона

3D отпечатване на шаблонен файл, прикрепен към тази стъпка.

След това можете да завиете първата опора на сърцевината към таблото си, като използвате някои винтове за дърво M8 (или подобни). Уверете се, че тя е равна и успоредна на ръба на дъската. След като първата поддръжка е осигурена, можете да спуснете 3D отпечатания шаблон върху нея. Това ще ви покаже къде да пробиете пилотните отвори за следващите три опори.

След като пробиете пилотните отвори, отстранете шаблона и поставете още няколко опори. Уверете се, че прорезът на хоризонталните опори е обърнат към долната част на часовника, когато ги завиете на място. Тук по -късно в проекта ще залепим нашите светодиоди за осветяване.

Дръжте монтиращите опори, докато стане шест дълги и две високи, горната дясна засега ще бъде изоставена.

Ако сте използвали 3D шаблона, както е споменато в тази стъпка и няма да използвате CNC машина, можете да пропуснете следващата стъпка.

Стъпка 5: Монтиране на основните опори: Вариант 2 - Използване на CNC машина

Ако имате достъп до машина с ЦПУ, можете да имате някой предварително да пробие пилотни отвори, за да можете бързо и лесно да позиционирате и монтирате 3D отпечатаните опори. Това е маршрутът, който поех, докато работех за местен производител на мебели.

Тук можете да намерите технически чертеж, показващ позиционирането на отворите, наличен за изтегляне:

diy-machines.selz.com/item/5e6408ec701f5d0…

След като пилотните отвори са пробити, можете да продължите с инсталирането на опорите на сърцевината.

Уверете се, че прорезът на хоризонталните опори е обърнат към долната част на часовника, когато ги завиете на място. Тук по -късно в проекта ще залепим нашите светодиоди за осветяване.

Дръжте монтиращите опори, докато стане шест дълги и две високи, горната дясна засега ще бъде изоставена.

Стъпка 6: Инсталиране на основната поддръжка на „electronics Hub“

Последната основна поддръжка, която трябва да отиде в горния десен ъгъл, е модифицирана версия на останалите. Той е проектиран да побере електрониката (главно Arduino Nano, Часовник в реално време - DS3231 и фоторезистор).

Това е 3D отпечатано със същите настройки като останалите основни опори.

Поставете го временно в други пилотни отвори и използвайте химикалка или молив, за да маркирате правоъгълния отвор в основата му. След това можете да използвате бормашина, за да създадете достатъчно голям отвор, за да прокарате захранващия проводник. Ще използваме това за захранване на часовника, след като приключим с изграждането му.

След като приключите, можете да инсталирате опората с помощта на винтове за дърво.

Стъпка 7: Отпечатване и инсталиране на LED стойки

Използваме малки 3D печатни раздели, за да прикрепим светодиодите към носещата структура. Отпечатах ги в бяло и ви предлагам да направите същото, за да предотвратите показването на всякакъв цвят през предните ръбове на рафтовете и да увеличите тяхната отразяваща способност.

Отпечатах моя в PLA на височина на слоя 0,3 мм.

Трябва да отпечатате 23 от тях. (Отпечатах моите три наведнъж).

След като бъдат отпечатани, използвайте някакъв знак, за да ги прикрепите към горната част на опорите, както е показано на приложената диаграма.

Стъпка 8: Подгответе светодиодите за часовника

Трябва да подготвим 23 дължини от 9 светодиода от нашата ролка светодиоди.

За да направите това, използвайте ножица, за да прорежете центъра на първия комплект медни подложки, като по този начин премахнете щепсела. Повторете това отново след 9 светодиода, за да ни даде първата ни лента. След това трябва да повторите това още 22 пъти.

След като това бъде направено, можем да „калайдим“подложките на светодиодите. Въпреки че това не е задължително, улеснява свързването на проводниците по -късно. Консервирането на подложките означава използване на поялник за добавяне и оставяне на малко количество спойка върху всяка подложка.

Стъпка 9: Подгответе кабелите за лицевия часовник

Подгответе някои дължини тел в комплекти от три. По една за захранването, данните и заземяването на нашите LED ленти.

Ще имаш нужда:

• 20 комплекта с дължина 22 см
• 2 комплекта с дължина 37 см
• 1 комплект с дължина 50 см

Както преди, калайдисването на двата края на всеки проводник ще улесни свързването им към светодиодите.

Стъпка 10: Инсталиране на първата LED лента

Сега, когато светодиодите и техните проводници са подготвени, можем да започнем да ги сглобяваме в предната част на циферблата ни. Редът, в който лентите са свързани, и тяхната ориентация са много важни. По дължината на LED лентите има малки стрелки, които представляват посоката на потока от данни. Обърнете добро внимание на тях, докато сглобявате часовника си.

Първата ни LED лента ще седи върху бялата LED стойка над уникалната опора, която отпечатахме, за да помести електрониката в горния десен ъгъл. Прикрепете два отделни комплекта кабели с дължина 23 см към двата края на една от 9 -те дълги LED ленти от по -рано.

Отстранете самозалепващата се подложка от задната страна на светодиодите и също нанесете малко лепило върху горната част на светодиодната стойка (за допълнително захващане, тъй като открих, че понякога моята ще се отлепи без допълнителното лепило), след което можете да поставите лентата на място, гарантирайки че стрелките за посока на данните сочат към горната част на часовника.

Сега направете проводниците в ъгъла на часовника с лицето надолу през проводника на опората, върху която са, през и в съседната опора и нагоре. Когато прокарвате проводници по външния периметър на часовника, уверете се, че използвате вътрешните отвори на проводниците. Това ще означава, че проводниците са напълно скрити, когато приключим с часовника, като добавим 3D отпечатаните ръкава към рафтовете (които все още не сме отпечатали, така че не се паникьосвайте!).

Стъпка 11: Инсталиране на останалите LED ленти

За следващата лента вземете друг комплект кабели с дължина 23 см и ги запоявайте към изходящата страна (края на стрелките за потока данни сочат) към свежа лента от девет светодиода.

Запоявайте входящата страна на LED лентата към проводниците, току -що насочени зад ъгъла от предишната лента. След това залепващата подложка може да бъде отстранена от тази лента, малко лепило, нанесено върху бялата LED стойка и лентата, монтирана на върха.

Проводниците, идващи от този, се прекарват през опората и се завъртат на 90 градуса наляво нагоре в следващата опора.

Повторете същите стъпки още четири пъти, следвайки денонощния път, както е показано на диаграмата по -горе. Когато стигнете до седмата LED лента, трябва да прикрепите 37 -сантиметров проводник към изходящата му страна вместо обичайните 23 -сантиметрови проводници.

След като ви обясних и показах първите няколко връзки, можете да следвате останалите, като използвате диаграмата, която добавих по -горе (тази на тъмен фон). Той ви показва кои дължини на проводника да използвате къде, посоката на LED лентите и как да насочите всичко. За вас е много по -лесно да следвате това, отколкото за мен да обясня всяка връзка с думи. (Освен това не би било много забавно да се чете).

След като приключите с инсталирането на светодиодите на часовника, той трябва да изглежда като крайното изображение.

Стъпка 12: Отпечатване на рафтове

Нека да си починем от електрониката и да се върнем към 3D принтирането. Има пет различни стила на рафтове за печат в зависимост от това къде отиват на часовника.

За всеки ръкав отпечатах първите няколко слоя в бяло и след това преминах към напълнена с дърво PLA нишка за останалата част от отпечатъка. Тази тънка бяла предна страна е това, което позволява на разсеяната светлина от светодиодите да свети.

Отпечатването им отнема около седем часа при височина на слоя 0,2 мм. Обикновено печатате по три наведнъж за една нощ. Добавих и периферия, за да предотвратя отлепването им от печатното легло. Те лесно се отстраняват след приключване на отпечатването.

Трябва да отпечатате:

• 9x Sleeve1.stl - Този има изрези само от едната страна.
• 6x Sleeve2.stl - Това има изрези от едната страна и отвор за LED светещото устройство.
• 10x Sleeve3.stl - Това има изрези от двете страни.
• 6x Sleeve4.st - Това има изрези от двете страни и отвор за LED светещото устройство.
• 1x Sleeve5.stl - Този е специално проектиран да побере електрониката и включва въздушни отвори за вентилация и отвор за фоторезистора.

Стъпка 13: Поставяне на рафтовите ръкави

Рафтовете се монтират чрез внимателно плъзгане върху опорите и светодиодите, като същевременно се гарантира, че проводниците преминават през изрезите.

Деветте ръкави 1, които сте отпечатали, се плъзгат върху опорите по долната и страничната част на часовника (с изключение на специалната електроника, съдържаща опора), както е показано на горната снимка.

Всичките шест ръкави 2 вървят по горната част на часовника с LED отвора надолу.

Десетте ръкави 3 отиват в останалите вертикални позиции.

Шестте ръкави 4 запълват хоризонталите, преминаващи по средата, с отвора за светодиода, насочен отново надолу.

Последният ръкав 5 преминава през останалата опора в горния десен ъгъл.

Стъпка 14: Свързване на DS3231 към Arduino

За тази стъпка ще трябва да подготвите следното:

• Чифт 8 см проводници
• Чифт 12 см проводници
• DS3231 - Часовник в реално време (RTC)
• Arduino Nano

Започнете, като запоите 8 см проводник към SCL и друг проводник към SDA на RTC. След това запойте 12 см проводник към VCC и друг към GND (заземяване). Отсега нататък ще използвам червени проводници за положителните/VCC връзки и черни проводници за заземяващите/GND връзките, за да улесня разбирането кой проводник трябва да бъде свързан към какво.

Вземайки Arduino, запоявайте проводника, идващ от SCL към A5 на Arduino, след това свържете проводника от SDA към A4. Ще свържем захранващите проводници по -късно

Стъпка 15: Свързване на фоторезистор (светлинен сензор) към Arduino

За тази стъпка ще ви трябва следното:

• Фоторезисторен модул
• Една единична тел с дължина 10 см
• Чифт 14см жици

Запоявайте 10 -сантиметровия проводник към AO на модула и всеки от 14 -сантиметровите проводници към GND и VCC.

След това 10 -сантиметровият AO проводник е свързан към A0 на платката Arduino Nano. Отново ще свържем захранващите проводници по -късно.

Стъпка 16: Подгответе Nano за свързване към захранване

За тази стъпка подгответе:

Две жици с дължина 12 см

Запоявайте един от проводниците към някоя от GND връзките на Arduino, а другия проводник към 5V щифта.

Стъпка 17: Свържете светодиодите

Ще имаш нужда:

Един 470 омов резистор

Съкратете леко краката на резистора, тъй като те са много по -дълги от необходимото. Запояйте едната страна на резистора към проводника, който вече е свързан с DIN от входящата страна на първата LED лента, която инсталирахме. Това е тази над 3D отпечатаната поддръжка, предназначена да побере цялата електроника.

След това другият край на резистора е запоен към D6 на Arduino.

Стъпка 18: Предупреждение за захранване …

Кратко предупреждение за споделяне с вас. Не свързвайте захранващия кабел по едно и също време, когато използвате USB връзката Arduinos. Рискувате да повредите устройството, което е свързано към вашия Arduino. Ето защо все още не сме свързали захранването и няма да го правим, докато проектът не приключи и вече не е необходимо да се свързваме чрез USB.

Стъпка 19: Свързване на захранващите проводници

За тази стъпка ще искате:

• Вашите две ленти от клемни блокове
• 8 къси дължини тел (направих четири в червено и четири в черно)

Използвайте всеки къс кабел по дължината от едната страна на клемния блок като свързващи проводници, за да ги свържете всички заедно. След като ги завиете в клемните блокове, дръпнете ги, за да се уверите, че се държат добре от винта. Повторете това за двете клемни ленти.

Сега можем да вземем всички проводници VCC/5V към нашите компоненти и да ги свържем към една и съща клемна лента. След това направете същото за всички проводници GND/Ground с другата лента на клемния блок.

Трябва да ги намерите от всеки от следните компоненти:

• Arduino
• Първа LED лента
• DS3231
• Фоторезистор

Стъпка 20: Качване на кода

Свържете вашия Arduino към вашия компютър чрез неговата USB връзка и отворете кода за този проект в Arduino IDE. Можете да изтеглите кода от Github:

Трябва да имате две различни библиотеки, инсталирани във вашата Arduino IDE за този проект; „Adafruit Neopixel“и „DS3231 Simple“.

Ако все още нямате такива, ще трябва да ги инсталирате.

За да инсталирате библиотеката Adafruit:

В IDE на Arduino отидете на Sketch> Include Library> Manage Libraries След това в Library Manager потърсете Neopixel strip с помощта на лентата за търсене. Натиснете install.

За библиотеката DS3231 отидете на https://github.com/sleemanj/DS3231_Simple и следвайте простите инструкции на страницата.

Първо можем да настроим часа на часовника, като стартираме малък скрипт, предоставен от автора на библиотеката. Трябва да го стартираме само веднъж. За да направите това, отидете на „Файл“>> „Примери“>> „DS3231_Simple“>> „Z1_TimeAndDate“>> „SetDateTime“задайте желаната дата и час и след това ги качете на вашия Arduino. Това ще зададе правилното време на вашия RTC, което ще продължи, когато Arduino загуби захранване, докато батерията на бутона издържи. Този прозорец вече може да бъде затворен и основният скрипт на проекта да бъде качен на негово място.

Ако всичко е минало както трябва досега, циферблатът ви трябва да оживее и да освети текущото време.

Стъпка 21: Добавяне на LED запалки

За LED свещите ще трябва да подготвите следното:

• 11 комплекта проводници с дължина 29 см
• Един комплект с дължина 48 см
• 12 отделни светодиода, изрязани от ролката, която използвахме по -рано
• Резистор 470 ома

Не забравяйте, че калайдисването на подложките на светодиодите и краищата на проводниците ще направи запояването им много по -лесно по -късно.

3D отпечатаните ръкави за горната половина и централния ред на часовника ще трябва да бъдат премахнати, за да можем да инсталираме окабеляването за downlighter -ите. За да ги премахнете, просто внимателно ги издърпайте право нагоре.

Първият светодиоден свещ ще бъде монтиран към хоризонталната опора в горния десен ъгъл на циферблата. Запоявайте набор от проводници с дължина 29 см от двете страни на един от отделните светодиоди и след това го залепете на място в прореза на централната опорна колона. Все още трябва да обърнете внимание на посоката на потока от данни, а за горния ред светодиодни свещи трябва да е обърнат далеч от Arduino, както е подчертано в изображението.

След това можете да прокарате проводниците през водачите на проводниците в двата края на опората. Запоявайте резистор 470 ома към DIN кабела, който е от страната на Arduino на светодиода. След това другият край на резистора е свързан към D5 на Arduino.

След това връзката VCC и GND към светодиода може да бъде добавена към съответните клеми.

Продължете да добавяте LED свещи по горния ред, като използвате 29см комплекти проводници между всеки един. В края на реда (6 -ти светодиод) прикрепете 48 см набор от проводници, така че да стигнем до следващия ред и след това да продължим да добавяме светодиоди с проводници с дължина 29 см между тях.

Създадох диаграма, която е прикрепена по -горе и която ясно показва кои проводници да се използват между светодиодите, по какъв начин трябва да е обърната стрелката с данни и как да се насочат проводниците през водачите на проводниците в основата на 3D печатните опори на сърцевината.

Стъпка 22: Тествайте Downlighters

Вече можете да смените всички рафтове с изключение на тази, която ще покрива електрониката.

Свържете USB порта на Arduino към USB захранване и ще откриете, че имате напълно работещ проект!

Стъпка 23: Свържете захранването

Изключете USB кабела от Arduino.

Прокарайте основния захранващ кабел през отвора в платката, който направихме под 3D печатната опора по -рано. След това можете да свържете положителния проводник към положителната лента на захранващия блок и земята към лентата за заземяване.

Проверете дали всички проводници все още се държат здраво, като ги дърпате внимателно.

Стъпка 24: Поставете фоторезистора

Нанесете малко лепило върху задната част на фоторезистора. След това той се позиционира така, че изпъкналият от него кръгъл сензор е прикрепен към U -образния изрез, вече направен в 3D отпечатаната подложка. Предната част на сензора трябва да бъде изравнена с предната част, така че да не пречи на втулката, когато се спусне над тази опора.

Стъпка 25: Подредете електрониката

В този момент можем да гледаме да подредим електрониката, така че тя да може да се побере добре в този рафт.

Използвах лепило, за да задържа различните части вътре в рафта, като използвах голямото табло на 3D отпечатаната част, за да ги прикрепя. Можете да ги поставите във всяко устройство, което ви подхожда, но внимавайте да не натоварвате прекалено много проводниците.

Снимките по -горе показват преди и след като подредих моята. След като приключите, можете да плъзнете ръкава над опората.

Стъпка 26: Завършване на захранването и монтажа

Другият край на захранващия кабел може да се монтира на винтовите клеми. Обърнете внимание коя е положителната и отрицателната страна на винтовите клеми, тъй като тя може да се отложи към моята.

За да монтирам часовника на ръба на рафта на стената, използвах някои скоби за кухненски стени. Едната половина е прикрепена към таблото на часовника, а другата към стената. Двамата просто се плъзгат заедно.

Използвах и силно лепило, за да запазя захранващия кабел да излиза от задната страна на платката и да предотвратява собственото му тегло да опъва кабелите, където те са свързани към лентите на клемните блокове.

Последното нещо, което добавих преди поставянето на рафтовете на стената, бяха два малки купчини парчета ластик, които бях залепил. Това действа като малък буфер, който помага за предотвратяване на долната част на рафта, маркиращ стената, като същевременно я държи еднакво „отделена“от стената.

Малка дължина на подредена кабелна пластмаса беше използвана, за да скрие иначе черния захранващ кабел. След това тя може да бъде боядисана, за да съответства на цвета на стената.

Стъпка 27: Проектът е завършен

Хубаво, време е да си направите чаша чай и да се полюбувате на удобната си работа.:)

Надявам се да ви е харесало да си направите своя собствена. Не забравяйте да разгледате някои от другите ми проекти.

Абонирайте се тук за Instructables и YouTube, за да разберете кой е следващият ми проект. Моля, не се колебайте да споделите този проект с всеки, когото познавате, който би искал да изгради свой собствен и ако го направите, бих искал да видя негова снимка.

Иначе до следващия път хай за сега!

Абонирайте се за моя канал в YouTube:

Подкрепете ме в Patreon:

Facebook:

Люис

Голяма награда в конкурса за часовници