Word Clock: 21 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:51

Друг възглед за популярната дума часовник. Захранван от клонинг на arduino и светодиоди WS2812B, дизайнът беше вдъхновен първо от този пример, след което пренаписах фърмуера, включващ някои идеи от тази инструкция, използвайки ускорената библиотека.

Моите цели за този дизайн бяха да имам:

• Най -големите/най -близките възможни букви без светлина между тях
• Контрол над отделни букви, а не една дума наведнъж
• Подходящ за окачване на стена или сядане на маса
• Удобни за потребителя контроли
• Впечатление от качеството
• Лазерно рязане

Опитах се да сведем до минимум обичайните сигнали за „направи си сам“като повърхностното покритие на 3D отпечатан обект или следите от изгаряне/ставите на пръстите/живите панти на лазерно изрязан проект. Оценявам, когато някой ме попита къде съм купил нещо, което сам съм проектирал и изградил.

Може да направя лазерно изрязаните части достъпни от време на време тук, на Etsy.

Стъпка 1: Инструменти, материали и консумативи

Основното изискване за този дизайн е достъпът до лазерен нож, който има площ на рязане 9 "x 9" или по -голяма. Използвам вездесъщия китайски 40w CO2 лазер "K40", който се предлага навсякъде в ebay и други чуждестранни сайтове. Моят е модифициран, за да може да изреже по -голяма площ (наред с други подобрения), в противен случай не би бил подходящ за този проект веднага. Ако използвате K40, силно препоръчвам да използвате K40 шепот вместо софтуера, с който е приложен; моите SVG файлове са изготвени с това предвид.

Инструменти:

• Лазерна резачка (площ 9 "x 9" или по -голяма, трябва да реже дърво)
• Компютър с Arduino IDE
• Щипки
• Общи неща за електрониката (ножове за тел, стриптизьори и др.)
• Поялник
• Пистолет за горещо лепило
• Трион

Консумативи:

• Лепило за дърво
• Спринцовка (за нанасяне на лепило за дърво, потърсете извития пластмасов връх на спринцовка за зъби/напояване)
• Горещо лепило
• Самозалепваща лента
• Боя (циферблат)
• Петно или боя (рамка)
• Чаши за еднократна употреба и пръчка за разбъркване (за епоксидно лице)
• Шкурка
• Тел (използвах твърдо ядро от 22 габарита)

Материали:

• 1x Arduino Nano - $ 5 (клон на ebay) до $ 22+ (официално)
• 1x DS3231 RTC модул - $ 1 (ebay)
• 1x 10k резистор - $ 1 за 50 (ebay)
• 3x тактилни превключватели 10 мм - $ 1 за 20 (ebay)

• 1x WS2812B LED лента 60 LED/метър - $ 15 до $ 23 (ebay)

  • Трябва да има 60 светодиода на метър, за да има правилно разстояние, обикновено се продава като 300 светодиодни ролки с дължина 5 метра.
  • Потърсете неводоустойчивата версия
• 1x Micro USB пробивна платка (по избор) - $ 1,25 за 5 (ebay)
• 1x фоторезистор 10-20k ohm диапазон - $ 1 за 20 (ebay)
• 1x батерия CR2032 - 2 долара за 10 (ebay)
• Прозрачен епоксид - 20 долара за литър (Home Depot)
• Изискват се само няколко унции

• 1x 3 мм шперплат - 12 долара за лист 4 'x 8' (Home Depot)

  Това обикновено се нарича подложка или Luaun

• 1x 1/4 "x 1,5" x 48 "дъбова дъска $ 5 (Home Depot)

  Потърсете най -правия и хубав

• Хартия (хартия за принтер или нещо полупрозрачно)

Това е приблизително 70 долара общо, но в крайна сметка ще получите достатъчно светодиоди за два часовника, така че може да си струва да вземете друг Arduino и парче дъб и да направите два едновременно. Защо не?

Стъпка 2: Изрежете части от шперплат

Това трябва да е доста ясно. Изрежете по един от SVG файловете, които започват с "3 мм шперплат" от прикачения цип файл. Първо използвайте трион, за да превърнете листа 4x8 в нещо, което да се побере във вашия лазерен нож (ако това не беше очевидно)

Може да забележите, че циферблатът на часовника е огледален - открих, че с моя лазер получавам по -отчетлив ръб в долната част на дъската, така че оставих най -хубавото лице на дървото. Ако това не е така за вас, просто отразявайте файла и го изрежете с дясната страна нагоре. Малките плаващи части на буквите ще бъдат крехки, затова се опитайте да избегнете избиването на някое от тях. Препоръчвам да коригирате настройките си за изрязване, така че буквите да изпаднат сами - много е лесно да прекъснете средата на буквата О, ако избутвате заседнали части от листа.

Ако все пак разчупите парче писмо - всичко не е загубено. Задръжте малките парченца и погледнете напред към стъпката, на която подготвяме лицето, и ще видите, че можем да ги поставим там, където им е мястото, без прекалено много проблеми.

Не забравяйте да гравирате синия слой, преди да изрежете червения.

Стъпка 3: Изрежете дъбови части

Обикновено правя това преди да започна или след като приключа с рязането на парчетата шперплат, защото това изисква различни настройки на рязане и малко настройка на лазера. Имаме нужда от по едно от парчетата с файловете, наречени „Дъбова рамка“тук. Ще забележите, че във файла има син правоъгълник с червените линии. Идеята тук е да използваме борда за отпадъци като джиг/приспособление в лазера, за да можем да изрежем пръстовите стави в краищата на дъските по последователен начин.

1. С помощта на трион изрежете дъбовата дъска на 9 "дължини
2. Закрепете скрап върху лазерното легло, така че да не може лесно да се движи.
3. Изрежете синия правоъгълник. Не рестартирайте и не прибирайте отново лазера след това, новата дупка в скрапа е нашата отправна точка за останалите разфасовки.
4. Поставете дъбовото парче в изреза и го натиснете нагоре в горния ляв ъгъл (ако приемем, че вашият произход е горният ляв ъгъл. Ако не … ключът е да поставите крайните разфасовки върху дъба и горният ръб да е постоянно прав, така че може да бъди ОК, където и да си произход). Правете всичко възможно да не премествате скрапа, докато правите това.
5. Разрез!

Открих, че K40 реже дъб доста добре, но ще трябва да коригирате настройките си, докато не получите добър резултат.

Стъпка 4: Сглобете рамката

Дайте на дъбовите части бързо шлайфане, за да подобрите повърхността, след това ги разстелете и нанесете малко лепило върху ставите на пръстите. Важно е рамката да завърши квадратна (или да съответства на формата на лицето, ако лазерът изрязва трапец или паралелограм), добър начин да се уверите, че сте го направили правилно, е да използвате лицето като водач, преди лепилото да изсъхне.

Проверете отново разположението на функциите, отзад (с лицето надолу):

• Трите отвора за бутоните трябва да са от лявата страна и към задната част на часовника
• Единичният отвор за фоторезистора трябва да е отгоре и към задната част на часовника
• Прорезът за захранващия кабел трябва да е отдолу и към задната част на часовника

Ако имате несъответствие с горния или долния ръб на рамката, това е ОК, стига да не са огромни. Примерът, който имам на снимката, не е проблем, бързото шлайфане ще го накара да се изплакне преди оцветяване.

Можете да използвате скоби, ако ги имате, или маскиращата лента също работи доста добре.

Стъпка 5: Боядисвайте и подгответе лицето

Първо: Боядисване.

Предпочитам да използвам спрей боя върху лицето с доста неутрален цвят. Досега съм използвал различни сиви, сребърни и златни за лицето с добри резултати. По -тъмните цветове дават по -добър контраст с буквите, когато са осветени. Избягвайте да шлайфате лицето поради крехката природа на буквите. Ако сте имали счупени букви, нарисувайте ги едновременно.

Второ: Нанесете маскираща лента

Маскиращата лента ще ни позволи да напълним лицето с епоксидна смола, без всичко да избяга през дупките. Нанесете слой върху задната част на лицето и натиснете надолу по цялата повърхност, за да сте сигурни, че той е добре залепен.

Трето: Нарежете маскиращата лента на 1/4 от ръба. Трябва да поддържаме това ясно, за да можем да залепим лицето в рамката, без да правим маскиращата лента постоянна характеристика.

Четвърто: По избор - ако сте имали счупени букви, обърнете лицето и ги залепете върху маскиращата лента на правилното място.

Стъпка 6: Инсталирайте светодиодите

Първо вземете вашата LED лента и я нарязайте на посочените марки на 11 парчета, по 11 светодиода всяка. Трябва да има линия, която показва къде да се реже точно в средата на откритите медни подложки. Ножиците или ножовете са добре.

След това отстранете подложката и залепете всяка лента надолу към задната плоча „решетка“. Ако сте гравирали насоките по тази част по -рано, можете да ги използвате като справка, за да поддържате нещата ясни. Разстоянието тук не е супер критично, вероятно ще забележите, че се измества, ако в крайна сметка получите лента, която вече има спойка, мисля, че ще получите фуга на метър или повече, когато купувате ролката от 5 метра.

Важно: забележете малката стрелка и Din/Dout. Искаме стрелката на горния ред да върви отляво надясно, а след това да се обърне на следващия ред. Той трябва да се движи зиг-заг от горния ляв ъгъл и да завършва в долния десен ъгъл.

Стъпка 7: Запоявайте светодиодите

Това е може би най -досадната стъпка. Използвам гола жица с 22 габарита, за да спестя усилията да сваля двата края на тези къси проводници.

Изрежете 10 всяка от тези три дължини:

• 3/4"
• 1-1/8"
• 1-1/2"

Всеки проводник трябва да бъде огънат, така че да може да осъществи връзката от края на една лента до началото на следващата. Обикновено хващам няколко предмета, около които мога да огъна жицата - химикалка работи добре за най -късата, дръжката на отвертка за средната и малка стоманена линийка за най -дългата. Можете да проверите завоите си, като ги поставите на дъската и видите дали те достигат до подложките и остават в рамките на указанията.

Запоявайте тези проводници между краищата на лентите, за да образувате една непрекъсната пътека от горния ляв до долния десен ъгъл - това трябва да е доста обяснително на снимките.

Задържането на тези проводници е сложно и определено не трябва да използвате пръстите си, защото те се нагряват изключително бързо. Успех с клип от алигатор, както и с гаджето, което ще видите на снимката. Може да е по -лесно първо да калайдите подложката, след това също да държите жицата с пинсета.

След като запоите проводниците, можете да регулирате хлабината между тях, като ги огънете с отвертка или нещо подобно - разбира се, те не трябва да се допират.

Тествам светодиодите, преди да продължа, но тази стъпка е по избор.

Стъпка 8: Прикрепете входни проводници

След това ще прикачим захранване, земя и данни към началото на нашата LED лента и само захранване и заземяване към далечния край. Проводниците за входната страна трябва да бъдат отрязани с дължина около 13 инча - аз избрах червено за 5v, жълто за данни и голият проводник за земята.

Премахнете част от изолацията в горната част/центъра на 5v проводника сега (вижте снимката); ще използваме това за фоторезистора по -късно.

В далечния край на лентата (долу вляво) отзад просто използвайте два проводника за 5v и заземяване, те могат да бъдат с дължина около 5 инча.

Препоръчвам да закрепите проводниците, както е показано, с горещо лепило, за да предотвратите движение. Припоите с LED ленти са особено крехки.

Стъпка 9: Сглобете решетката

Има четири различни типа решетка, те са етикетирани, ако сте ги гравирали по -рано:

• 2x хоризонтален край
• 2x вертикален край
• 10x вертикално
• 10x хоризонтално

Лепилото не е задължително, но се препоръчва. Харесва ми да използвам лепило, защото можем да приложим тежест към целия монтаж, докато изсъхне и да коригира всяка неравност, което прави нещата по-лесни като цяло.

Първо инсталирайте вертикалните части. Парчетата „Край“минават от дясната и лявата страна, след което запълват средата с останалите.

След това монтирайте хоризонталните части. Парчетата „End“вървят отгоре и отдолу, ще забележите, че те нямат допълнителния малък изрез по тях. Останалите хоризонтални части имат този допълнителен прорез, за да изчистят свързващите проводници, които запоехме по -рано. Подравнете прореза с проводниците и алтернативните страни, докато вървите.

И накрая, ако сте използвали лепило, обърнете монтажа с лицето надолу върху равна повърхност и поставете върху него нещо тежко, докато изсъхне.

Стъпка 10: Оцветете рамката и инсталирайте лицето

Това е подходящ момент за оцветяване на дъбовата рамка, в зависимост от финала, който искате. Трябва да залепим лицето на място и в този пример планирам да използвам маслено покритие върху дървото - което ще пречи на лепилото за дърво, така че ще го нанеса по -късно. Като алтернатива използвайте различен вид лепило, което няма да бъде засегнато.

След това трябва да поставим лицето в рамката. Най -важното тук е да настроите дълбочината така, че задната част на часовника да се изравнява или под задната повърхност на рамката и да не стърчи. Има много начини да направите това:

Малките правоъгълни дистанционни елементи са точно подходящи за задаване на разстоянието от предната страна на рамката до лицето.

Друг начин да постигнете това е да поставите рамката с лицето нагоре върху равна повърхност, след това да подредите всички вътрешни части (прескочете напред, за да видите как вървят) и накрая да притиснете лицето надолу към тях. Уверете се обаче, че проводниците не влизат между слоевете.

Можете също така да подредите частите и да използвате шублери, каквото искате!

Стъпка 11: Изсипете епоксидна смола

Подкрепете гърба по цялата повърхност, за да помогнете на маскиращата лента да остане на мястото си. Поставете го на равна повърхност.

Смесете около 5 унции според инструкциите, приложени към вашия епоксид. Обикновено те ще кажат да се смесват в един контейнер за 6-10 минути, като се уверите, че сте изстъргали страните, след това да ги прехвърлите в чист контейнер и да разбъркате за още няколко минути или докато достигне определена температура.

Изсипете епоксидната смола върху лицето. Опитвам се първо да запълня буквите, за да минимизирам въздушните мехурчета, а след това да покрия останалите. Опитайте се да го предпазите от прах и периодично използвайте термопистолет или факел, за да премахнете мехурчетата.

Стъпка 12: Инсталирайте LED решетка и дифузер

Отстранете маскиращата лента от задната страна на лицето, след като епоксидната смола приключи.

Препоръчва се нещо, което да разсейва светлината между светодиодите и задната част на лицето:

• Никой дифузер не създава впечатление за отделни светлини зад буквата
• Лист хартия за принтер дава много равномерна светлина, но има компромис с намалена обща яркост
• Един или два листа бяла салфетка са добър компромис
• Черната салфетка намалява яркостта, но също така прави неосветените букви да не се открояват толкова много

Нарежете хартията така, че да се побере в рамката и я поставете между LED решетката и лицето. Уверете се, че ъгълът на LED решетката с кабела за данни е подравнен с буквата "I" горе вляво.

Докато го правите, поставете задната плоча в рамката и проследете изрязаната секция върху задната част на решетката с молив, това ще ви помогне да подредите правилно по -малките части по -късно.

Фиксирайте LED решетката на място с горещо лепило.

Стъпка 13: Добавете смелостта

Залепете сегментите, които обикалят центъра заедно, както е показано, след това използвайки линиите, които сте очертали на гърба на LED решетката, ги залепете надолу. Използвайте разпределителната платка arduino и micro USB като разделители, за да сте сигурни, че ще се поберат.

Залепете малките правоъгълни дистанционни елементи по периметъра, като внимавате да не прикривате отворите за превключвателите вляво и фоторезистора отгоре.

Използвайте горещо лепило, за да закрепите Arduino и micro USB пробивни платки.

Извадете ъглови щифтове на заглавката от вашия RTC модул, ако е приложимо. Или обезлейте, или просто ги отрежете - няма да ги използваме.

И накрая, използвайте горещо лепило, за да закрепите RTC модула в долния ляв ъгъл. Препоръчвам да използвате задната плоча като ръководство, за да я поставите на идеалното място. Залепете модула в дъската, нанесете малко лепило, след това го поставете на място и натиснете модула надолу за нивото на дъската по -долу.

Стъпка 14: Бутони и фоторезистор

Закрепете превключвателите в долния ляв ъгъл с горещо лепило, като обърнете внимание на ориентацията. Четирите щифта на превключвателите са свързани по двойки, препоръчвам да ги завъртите така, че една двойка да е близо до дъното, а другата отгоре - това ще улесни запояването по -късно.

Залепете фоторезистора в горната част - просто го центрирайте върху отвора в горната част

Стъпка 15: Връзки 5V/VCC за запояване

Всички те трябва да свържат към VCC щифта на Micro USB пробивната платка.

1. LED лента от горния десен ъгъл
2. LED лента от долния ляв ъгъл
3. 5V на arduino
4. VCC на RTC модула (трети пин отгоре)
5. Фоторезистор

Стъпка 16: Връзки за спояване на земята

В крайна сметка всички те трябва да се свържат към VCC щифта на микро USB разкъсващата платка.

1. LED лента от горния десен ъгъл
2. LED лента от долния ляв ъгъл
3. Arduino GND
4. RTC модул GND (долен щифт)

5. Превключватели

   Вижте снимката с подробности. Тактилните превключватели имат четири щифта, но само един контакт, те са вътрешно свързани по двойки. Ако сте запоявали към двата щифта за заземяващия проводник, проверете с омметър, за да потвърдите, че и двата щифта са от една и съща страна на превключвателя, в противен случай ще го скъсите

Стъпка 17: Запоявайте останалите връзки

1. 10k резистор. Arduino щифт A0 към земята
2. Фоторезистор. Arduino щифт A0
3. RTC. Втори до върха на модула към arduino щифт A4
4. RTC. Горният щифт на модула към arduino щифт A5
5. Превключвател 1 (Mode/Set). Arduino D2
6. Превключвател 2 (нагоре). Arduino D3
7. Превключвател 3 (Надолу/Отказ). Arduino D4
8. LED данни. Arduino D6

Нанесете обилно количество горещо лепило, за да закрепите проводниците, особено за изолиране на проводниците, идващи от фоторезистора, и за втвърдяване на превключвателите.

И накрая, поставете батерия CR2032 в RTC модула.

Стъпка 18: Качете фърмуера

Ще ви е необходим компютър с Arduino IDE, за да качите фърмуера в Arduino. Ето настройките, които използвах:

• Табло: "Arduino Nano"

• Процесор: ATmega328P (стар буутлоудър)

  В по -ранните версии на IDE не трябваше да избирам старата опция за зареждане, но вярвам, че имаше промяна, която отразява актуализация на официалния хардуер, която не присъства в клониращите дъски, които са под ръка

• Порт: ще трябва да разберете кой от тях, след като включите платката

Изискват се шест библиотеки, всички те могат да бъдат намерени чрез менюто Инструменти -> Управление на библиотеки в IDE:

• Кабел (включен по подразбиране според мен)
• EEPROM (също включен по подразбиране)
• RTClib (Adafruit версия 1.2.0)
• OneButton (версия на Matthias Hertel 1.2.0)
• SimpleTimer (Александър Киряненко версия 1.0.0)
• FastLED (Даниел Гарсия версия 3.1.6)

След като зададете опциите и инсталирате библиотеките, трябва да е въпрос на компилиране и качване на устройството с бутона „качване“. За да проверите дали устройството работи, можете да отворите серийния монитор, където трябва да има кратко съобщение при зареждане.

Стъпка 19: Задайте часа

Може да забележите, че часовникът първо не показва нищо - това се очаква. При стартиране търси запазен цвят и анимация в EEPROM, но тъй като няма нищо в паметта, той не знае какво да прави. Натиснете бутон 2 или 3 (нагоре/надолу), за да изберете цвят и той ще актуализира дисплея.

За да настроите часовника:

1. Задръжте "Mode/Set", за да влезете в режим на настройка на часовника. Трябва да се покаже часът.
2. Използвайте "Нагоре" и "Надолу/Отказ", за да изберете часа (0-23)
3. Натиснете "Mode/Set", за да превключите от часове към минути
4. Използвайте "Нагоре" и "Надолу/Отказ", за да изберете минутата (0-59)
5. Задръжте "Mode/Set", за да спестите време и да се върнете към дисплея на часовника

Докато сте в режим "Set", задръжте "Down/Cancel", за да се върнете към часовника, без да запазвате ново време.

Също така в режим "Set", "Mode/Set" ще превключва между часове и минути в случай, че трябва да се върнете без отмяна.

Стъпка 20: Добавете задния капак

Добавете малко лепило към горния ръб на дистанционерите, които инсталирахме по -рано и това е краят на конструкцията. Препоръчвам да оставите това до края, за да имате възможност да отстраните всички проблеми с окабеляването, преди всичко да е запечатано.

Стъпка 21: Готово

Микро USB конекторът е там за удобство - според моя опит е много по -лесно да се намери добре изглеждащ плетен микро кабел, отколкото мини -USB, който пасва на Arduino.

Операцията е проста:

• Mode/Set избира анимация за смяна на времето
• Нагоре цикли през цветовете
• Долу циклично преминава през цветовете в другата посока

Яркостта трябва да се регулира автоматично със светлината в стаята, като намалява, когато се стъмни.