Фотохромен и светещ в тъмнината часовник: 12 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:52

Този часовник използва персонализиран 4-цифрен 7-сегментен дисплей, направен от UV светодиоди. Пред дисплея е поставен екран, който се състои или от фосфоресциращ („светещ в тъмното“) или от фотохромен материал. Бутон отгоре осветява UV дисплея, който след това осветява екрана за няколко секунди, така че той започва да свети или променя цвета, който след това бавно избледнява.

Този проект е вдъхновен от страхотния часовник Glow-In-The-Dark Plot от Tucker Shannon. Когато възстанових неговия проект, го направих малко обратен, като замених светещия в тъмното екран с един 3D отпечатан от фотохромна нишка, който променя цвета си, когато е изложен на UV светлина. Междувременно видях, че други хора имат същата идея (вижте например тук). Въпреки че механичният механизъм за начертаване на часовника със сигурност е страхотен, той има недостатъка, че числата излизат малко криви, така че мислех за друг начин да накарам числата да изглеждат по -чисти. Първоначално се опитах да заменя подсветката на LCD дисплея с UV светодиоди и след това сложих фотохромен/светещ в тъмното екран отгоре. Оказа се обаче, че интензитетът, предаван през LCD дисплея, е много нисък. След това реших да направя 4-цифрен 7-сегментен дисплей, използващ UV светодиоди за осветяване на екрана, което даде много по-добри резултати.

Консумативи

Материали

• DS3231 RTC модул (ebay.de)
• Arduino Nano (ebay.de)
• UV нишка за промяна на цвета (amazon.de)
• 96x39x1 mm стикер Glow-in-The-Dark (ebay.de)
• 96x39x1 mm прозрачен пластмасов лист (amazon.de)
• MT3608 DC DC модул за повишаване (ebay.de)
• 30 бр 5 мм UV LED (ebay.de)
• TM1637 4-цифрен 7-сегментен дисплей (ebay.de)
• 12x12 мм моментен бутон (ebay.de)

Инструменти

• 3D принтер
• пистолет за горещо лепило
• поялник
• мултиметър

Стъпка 1: 3D печат

Следните stl файлове трябва да бъдат 3D отпечатани. Частите на корпуса бяха отпечатани от черен PLA, докато за файла 4digits.stl използвах бял PLA. Екранът е отпечатан от виолетова UV нишка, която променя цвета. Приспособлението за запояване може да бъде отпечатано от всякакъв материал.

Стъпка 2: Разпаяване на 7-сегментен дисплей

Имах нужда само от раницата I2C на 4-цифрения 7-сегментен дисплей, така че първата стъпка беше да изваря дисплея от модула.

Стъпка 3: Подгответе прототипна печатна платка

След това изрязах парче от прототипна печатна платка за UV светодиодите и маркирах местата, където исках да поставя светодиодите според приспособлението за запояване. В долната част по -късно прикрепих мъжки щифтове за свързване към раницата I2C.

Стъпка 4: Запояване на светодиоди и щифтове

След това запоих всички UV светодиоди към прототипната платка и също прикрепих мъжки щифтове. Използвах приспособлението за запояване за алиментиране на UV светодиодите.

Стъпка 5: Окабеляване на светодиоди

След това светодиодите бяха свързани съгласно приложената схема, която копира оформлението на 4-цифрения дисплей, който беше разпаян от гърба на I2C. За връзките на отделните сегменти от една цифра използвах сребърна медна жица, докато другите връзки бяха направени с изолиран проводник. Всичко в крайна сметка изглежда доста объркано.

Стъпка 6: Прикрепете раница I2C

След това прикачих прототипната платка към раницата I2C. Докато запоявах двете части директно заедно, по -разумно би било да използвам женски заглавки на раницата, така че и двете части да могат да бъдат включени и изключени.

За тестване се свързах обратно към arduino nano и качих примера на TM167test от библиотеката TM1637.

Стъпка 7: Завършване на 4-цифрения дисплей

След това 3D отпечатаната част 4digits.stl се прикрепя върху светодиодите. За да разсея светлината на светодиодите, напълних сегментите с горещо лепило и ги запечатах с Kapton лента, докато лепилото се втвърди. Това ме остави с хубав персонализиран 4-цифрен 7-сегментен дисплей.

Стъпка 8: Екран, светещ в тъмното

Първоначално се опитах да отпечатам 3D и този екран от нишка Glow-in-The-Dark. Оказа се обаче, че разсейва твърде много светлината, така че цифрите изглеждат някак измити. Затова реших да използвам стикер, който беше прикрепен към прозрачен пластмасов екран. Повечето пластмаси все още са достатъчно прозрачни за ~ 400 nm светлината на светодиодите.

Стъпка 9: Монтирайте компонентите в корпуса

Накрая компонентите могат да бъдат монтирани в 3D отпечатания корпус, като се използва отново много горещо лепило.

Преди да използвате модула DS3231, е разумно да деактивирате веригата за презареждане на батерията. Едва след като бях построил няколко часовника с този модул, попаднах на нишка, обясняваща, че VCC е свързан към батерията с монета. Това означава, че когато захранвате модула чрез VCC напрежение постоянно се прилага към батерията. Тъй като модулът се доставя с незареждащи се батерии CR2032, това не е добра идея. Можете лесно да деактивирате веригата за презареждане, като разпаявате диода или резистора, отбелязан на приложената снимка.

Стъпка 10: Свържете модулите

След това компонентите бяха свързани чрез кабели Dupont съгласно приложената схема. Модулът за увеличаване се използва за увеличаване на захранващото напрежение за раницата I2C до 7 V, тъй като исках да направя UV светодиодите възможно най -ярки. Напрежението, приложено към светодиодите, е VCC-2 V, тоест 5 V, докато това е по-високо от препоръчителното напрежение напред на светодиодите (3 V), те трябва да могат да се справят с него, тъй като те няма да светят постоянно.

Стъпка 11: Качване на код

Първоначално зададох текущото време в RTC модула. За целта току -що качих примера SetTime на библиотеката DS1307RTC. След това прикаченият код за часовника може да бъде качен. Когато натиснете бутона, дисплеят ще светне за 5 секунди и ще покаже текущото време.

Стъпка 12: Готов часовник

Ето още няколко снимки на готовия часовник. През деня фотохромният екран може да се използва, докато през нощта може да се обменя с екрана Glow-in-The-Dark.

Като цяло съм доста доволен от резултата, въпреки че цифрите на двата екрана все още могат да бъдат по -ярки. Друга възможност, която може да искам да опитам, е да смесвам светещ в тъмното прах с епоксидна смола и след това да я използвам за запълване на сегментите на дисплея вместо горещо лепило. Също така би било хубаво да се използва професионална платка с SMD светодиоди вместо 5 мм светодиоди.