Word Clock: 11 lépés (képekkel)

2025 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2025-01-23 14:48

Néhány évvel ezelőtt kezdtem el elkészíteni az első Word Clock -ot, amelyet a rendelkezésre álló szép Instructables ihletett. Most, hogy elkészítettem nyolc Word Clocks órát, amelyeket minden alkalommal megpróbálok fejleszteni, azt hiszem, itt az ideje, hogy megosszam tapasztalataimat!

Tapasztalatom előnye, hogy a Word Clock legújabb verziója valójában meglehetősen egyszerű: ha megvan az összes összetevő, akkor képesnek kell lennie arra, hogy egy nap alatt elkészítse.

Először is a Word Clock belseje

A jelenlegi verzióm RGB led szalagot használ: ez egy led szalag, amelyben minden „izzó” vörös, zöld és kék ledből áll. A három szín kombinálásával (szinte) minden szín létrehozható. Az RGB led szalagot egy bemenet vezérli (számomra még mindig egy kis varázslat). Tehát egy vezeték csatlakoztatásával szabályozhatja a szalag összes ledjét!

A Word Óra minden betűje mögött (lásd ezt a lépést később) az RGB ledszalag egyik ledje rejtőzik. Tehát, ha az egyik led bekapcsol, akkor egy betűt kell világítania. Ennek eléréséhez lézervágóval vágtam ki egy fából készült deszkát. Más Instructables -ben ez a rács habszalagok felhasználásával készült, amelyeket rácsba raktak össze. Ezt is kipróbáltam, de nekem ez nem jött be. Az első változatban azonban a rácsot vékony facsíkokból készítettem, amelyeket összeragasztottam. Ez tökéletesen működik, de sok időt vesz igénybe az építése!

A Word Clock agya az Arduino Nano. Ez az apró számítógép képes vezérelni az RGB led szalagot. Végtelen sok programot találhat az interneten, amivel szórakozni lehet, nagyon szórakoztató!

A sok forrasztás elkerülése érdekében (ami időt vesz igénybe, és meglehetősen mesterség), az Arduino Nano terminál adapterét használom. A terminál adapter csak annyit tesz, hogy lehetővé teszi számunkra, hogy csavarokkal csatlakoztassuk vezetékeinket az Arduino -hoz.

Természetesen minden óra célja, azon kívül, hogy szép, az idő megjelenítése. A Word Clock -omban a Real Time Clock modul (RTC) nyomon követi az időt. Ennek a modulnak az az elképzelése, hogy a helyes idő beállítása után folyamatosan ketyeg (amíg lemerül az akkumulátora). A DS3231 RTC -vel dolgozom, ami meglehetősen olcsó, és sok támogatás érhető el az interneten.

Most már világos a Word Clock belseje, továbblépünk a külsőre

Tapasztalatból tudom, hogy fontos, hogy a projektet kényelmes bázisról kezdjük. Ezért szinte az összes Word órámat az IKEA RIBBA keretével építem fel. Ennek az az előnye, hogy olyan kerettel kezdi, amelynek minden szöge szépen 90 fokos, és a külső befejezése zökkenőmentes. Természetesen, ha úgy tetszik, saját keretet is építhet, de maradok a RIBBA keretnél.

A Szóóra számlapját azok a betűk határozzák meg, amelyeken keresztül a fény jelzi az időt. Két módot találtam ennek az arcnak a létrehozására:

1. Nyomtatás átlátszó fóliára. A betűk negatívját kinyomtathatja a fóliára. A fekete tinta visszaveti a fényt. Ennek a lehetőségnek az a hátránya, hogy a festéknek elég sűrűnek kell lennie ahhoz, hogy átlátszatlan legyen. Egy lehetséges megoldás az arc kétszeri kinyomtatása és egymásra rakása.
2. Lézervágó papír. Ha képes lézervágót használni, akkor lehetőség van a betűk kivágására a papírról. Ha a papír elég vastag, nem fog világítani. Használjon azonban „stencil” betűtípust. Az ilyen típusú betűtípusoknak nincs közeli köre. Így például az „o” nem csak egy lyuk lesz a papírban, hanem valójában egy „o”.

Mit tesz a Word Clock?

Természetesen a Word Clocknak meg kell mondania az időt. Ezenkívül, mivel RGB LED szalagot használunk, bármilyen betűt (szinte) bármilyen színben világíthat! Az egyes RGB LED -ek színét az Arduino Nano programozásával állíthatja be. Ha valós időben szeretné megváltoztatni a LED -ek színét, hozzáadhat egy gombot, amely ezt elvégzi az Ön számára. Mivel azonban most egyszerű akarok maradni, ez nem szerepel ebben az utasításban.

Nemrégiben kifejlesztettem egy Word Clock -ot, amely Bluetooth segítségével állítja be a színeket és az időt. Ha lesz időm közzéteszek egy frissítést erről!

1. lépés: Anyagok és berendezések összegyűjtése

A szükséges anyagok:

- RGB led szalag, 5 volt, 60 led méterenként, egyedileg címezhető. Körülbelül 3 méter LED szalagra van szüksége. Például ez: RGB led szalag. Az „ip” a vízállóság fokát jelöli. Mivel az általunk használt alkatrészek egyike sem ellenáll a víznek, az ip30 verzió megfelelő. Ár: 4 euró méterenként, tehát 12 euró.

- Arduino Nano: Arduino Nano. Kérjük, vegye figyelembe, hogy kényelmes, de csak egy Arduino, amelynek csapjai már forrasztva vannak az Arduino -hoz. Ár: 3 euro.

- Terminál adapter az Arduino Nano számára. A terminál adapter használata sok időt takarít meg! Elég olcsók: Terminál adapter Ár: 1 euro.

- RTC DS3231: RTC DS3231. Használhat másik RTC -t, de ez tökéletesen működött! Ár: 1 euro.

- RIBBA keret: RIBBA keret (23x23cm), fekete vagy fehér. Ár: 6 euro.

- Az archoz vagy szüksége van:

1. Átlátszó fólia, amely alkalmas nyomtatásra (érdeklődjön a helyi nyomdában!)
2. Karton, amely alkalmas lézervágásra (kérdezze meg lézervágóját!)

Ára: 5 euro.

- Jumper vezetékek az alkatrészek csatlakoztatásához. Nem igazán tudom, hányra van szükségünk, de olcsók és széles körben kaphatók: Jumper vezetékek. Kényelmes, ha férfi-férfi, férfi-nő és női-női vezetékeket használnak, azonban a férfi-férfi vezetékek is megteszik (egy kis extra forrasztással). Ára: 3 euro.

- Tápegység. Az RGB led szalag 5V -ot használ. Fontos, hogy ne lépje túl ezt a feszültséget, mert az RGB led szalagok könnyen megsérülhetnek. Minden LED 20-60 mA-t használ. Mivel 169 LED -et használunk, a LED -ek áramellátásához szükséges áramerősség meglehetősen nagy. Ezért azt javaslom, hogy legalább 2000 mA -es tápegységet használjon, például: Tápegység. Ár: 5 euro.

- Egy 400-500 ohmos ellenállás. Ár: elhanyagolható.

- Egy 1000 uF kondenzátor. Ár: elhanyagolható.

- Egy prototípus tábla, például ezek: Protoboard. Ár: 1 euro.

- Egy darab fa (tábla) az óra hátoldalának kialakításához. Ár: 2 euro.

- Körülbelül 3x2 cm -es facsík a Word Clock hátlapjának a kerethez való rögzítéséhez. Ár: 1 euro.

- Két drót anya (5 -szörös vezetékhez való csatlakoztatáshoz), a helyi barkácsáruházban kapható. Ár: 2 euro.

Teljes ár: kb 40 euró.

A szükséges felszerelés:

- Ceruza- Forrasztóállomás- Lehúzószerszám- Csavarhúzók- Olló- Kétoldalas szalag (az alkatrészek rögzítéséhez)- Fűrész (a Word Clock hátlapjának fűrészeléséhez)- Egy darab ruhadarab (a RIBBA karcolásának megelőzése érdekében) keret a munka közben)

2. lépés: Az áttekintés

Most már minden anyag megvan, jó, ha áttekintjük a Word Clock általános elképzelését.

A Word Clock előlapja betűkből áll (vagy átlátszó fóliára nyomtatva, vagy lézerrel kivágva kartonból). Minden levél mögött az RGB ledszalag egyik ledje rejtőzik. Mivel a RIBBA keret mérete 23x23 cm, és RGB led szalagot használunk, amely méterenként 60 ledből áll (tehát 100 cm/60 led = 1,67 cm ledenként), ezért 23 cm/1,67 = 13,8 LED -eket helyezhetünk el egy sorban. Mivel a 0,8 led kissé kényelmetlen lehet, soronként 13 ledhez tartjuk magunkat. Mivel a RIBBA keret négyzet alakú, (később) 13x13 ledből álló „led-mátrixot” készítünk.

Egyszerűen fogalmazva, a Word Clock egy kis órából (az RTC DS3231) áll, amely egyszer beállítva folyamatosan ketyeg. Ez a kis óra közli az időt az apró számítógéppel (Arduino Nano). Az apró számítógép tudja, melyik LED -eknek kell bekapcsolniuk egy adott időre. Tehát az apró számítógép jelet küld az adatvezetéken keresztül az RGB ledszalagra, és bekapcsolja a LED -eket.

Ez elég egyszerűen hangzik, nem ?!:)

3. lépés: A szóóra arca

13 LED -et fogunk használni egy sorban és 13 sort, ami 13x13 led mátrixot eredményez.

Az RGB led szalag vágása

Vágjon le 13 csíkot az RGB led szalagból 13 LED hosszúságban. A három réz ovális közepén le kell vágnia az RGB led szalagot.

A 13 RGB led szalag összeszerelése

A 13 led csíkot a RIBBA keretben található falapra ragasztjuk. A táblához ragasztott horog van, amely csavarhúzóval könnyen eltávolítható. A rács segítségével (az előző lépésben) könnyen megjelölheti az egyes ledek helyzetét a táblán. A legtöbb RGB led szalag ragadós háttal rendelkezik, így könnyen felragaszthatja őket a táblára. Fontos megjegyezni az RGB led szalag irányát. Az RGB LED szalagon lévő nyilak jelzik az áramlás irányát. Mivel össze akarjuk kapcsolni a 13 RGB LED szalagot, folyamatos utat kell létrehoznunk az áramláshoz. A közelmúltban az IKEA levágta a tábla egyik sarkát, hogy könnyebben ki lehessen venni a táblát a keretből. Kényelmes ezt a vágott sarkot használni, hogy a vezetékek a tábla egyik oldaláról a másikra kerüljenek. Más szóval, győződjön meg arról, hogy az első led a vágott sarokban található.

A 13 RGB led szalag forrasztása

Most a 13 RGB led szalag ragadt a táblára, össze tudjuk őket kötni a forrasztópáka segítségével. Először öntsön egy kis forrasztást a réz ovális mindkét felére. Másodszor, vágja le az áthidaló huzalokat az egyik végükről. Ismét öntsön egy kis forrasztást a huzal lecsupaszított végére. Most, a huzal lecsupaszított vége érintse meg a réz oválját, és használja a forrasztópáka olvasztását, és csatlakoztassa őket. Csatlakoztassa az egyik RGB led szalag GND -jét a következő RGB led szalag GND -jéhez. Tegye ugyanezt az 5 V -os és az adatvezetékeknél.

A led mátrix befejezése

Forrasztjon egy jumperdrótot az RGB led mátrix első ledjének három réz oválisához. Mint már említettük, kényelmes elhelyezni az első ledet a tábla vágott sarkán, hogy könnyen eljusson a három vezeték a tábla másik oldalára.

6. lépés: Elektronika

Most befejeztük a led mátrixunkat, elkezdhetjük az alkatrészek összekapcsolását.

Ragasztjuk az alkatrészeket (Arduino Nano a terminál adapterben, RTC DS3231, drót anyák) a tábla hátoldalára, amelyre a led mátrixot készítettük. Az alkatrészek rögzítéséhez kétoldalas szalagot használhat.

RGB led szalag

Először tegye az Arduino Nano -t a terminál adapterbe. Kényelmes elhelyezni a terminál adaptert a kártya közepén, mivel jó néhány vezetéket kell csatlakoztatni a terminál adapterhez. Csatlakoztassa az RGB led szalag adatvezetékét (a középső vezetéket) az Arduino Nano egyik digitális portjához (általában a D6 portot használom). Annak érdekében, hogy megvédje az RGB led szalagot a feszültségcsúcsoktól, 400-500 ohmos ellenállást helyezhet az adatvezeték és az Arduino közé.

RTC DS3231

Másodszor, ragassza az RTC DS3231 -et valahol a táblához. Ennek a modulnak négy csatlakozása van: egy földelés, egy 5 V, egy SCL és egy SDA. Nem használjuk az SQW és a 32K portot. Az RTC DS3231 csapjaihoz csatlakozóhüvelyt használhat. Csatlakoztassa az SCL -t az Arduino Nano ötödik analóg portjához (A5). Csatlakoztassa az SDA -t az Arduino Nano negyedik analóg portjához (A4).

7. lépés: A tápegység

Milyen tápegységet kell használni?

Feszültség Az Arduino Nano áramellátását a feszültségek széles skálájával végezheti. A "Vin" port 7-12V-ot, az 5V-os port 5V-ot képes kezelni (ami meglepő), az Arduino Nano pedig USB mini kábel segítségével táplálható. Az RGB led szalag azonban igényesebb az igényeiben. A legtöbb gyártó 5 V +/- 5% -os bemenetet ír elő az RGB led szalagjaira (további információért lásd a Neopixelek áramellátását). Ezért 5 V -os tápegységet fogunk használni.

A jelenlegi One RGB LED valójában három külön LED -et tartalmaz (piros, zöld és kék), amelyek együttesen a kívánt színt alkotják. A három led közül az egyik körülbelül 20 mA -t használ. Tehát egy RGB led, amely a piros, zöld és kék ledek egyidejű felhelyezésével fehér színt bocsát ki, 3*20mA = 60mA -t használ. Ha az összes 169 RGB LED -et egyszerre fehér színűre világítja, akkor 169*60mA = 10140mA = 10A*kell. A leggyakoribb tápegységek körülbelül 2000 mA. Más szóval, az összes RGB led fehér színű megvilágítása nem túl fényes ötlet **.

Azt javaslom, hogy használjon 5V, 2000mA tápegységet, mivel ezek gyakoriak és meglehetősen olcsók.

* Kérjük, vegye figyelembe, hogy a nagy áramok (5mA felett) veszélyesek! Ezért kérjük, legyen nagyon óvatos a Word Clock bekapcsolásakor!

** Van néhány trükk az összes RGB led egyszerre történő megvilágítására, például a tápegység csatlakoztatása az RGB led szalag mindkét végéhez, vagy az RGB ledek alacsonyabb fényerővel történő használata.

A tápegység csatlakoztatása

Csatlakoztatjuk a tápegységet az alkatrészekhez. 1000 uF kondenzátort csatlakoztatunk a tápegység pozitív és negatív vezetékére. A kapcsolat biztosítására protoboardot is használhat (lásd a képet). Mivel elég sok alkatrészünk van, amelyek áramellátást igényelnek, az 5 V -os tápegység mindkét vezetékét mindegyikhez csatlakoztassuk egy vezetékanyához: ezeket pozitív vezetéknek (amely a tápegység pozitív vezetékéhez van csatlakoztatva) és negatívnak nevezzük. drót anyát (amely a tápegység negatív vezetékéhez van csatlakoztatva). Most csatlakoztassa az RGB led szalag 5V -os vezetékeit és az RTC DS3231 -et a pozitív vezetékanyához. Hasonlóképpen csatlakoztassa az RGB led szalag és az RTC DS3231 földelővezetékeit (GND) a negatív vezetékanyához. Az Arduino Nano áramellátását az 5 V -os porton és az egyik földi portján keresztül végezzük. Ehhez csatlakoztassa az Arduino 5V -os portját a pozitív huzal anyájához, és az egyik GND portot a negatív vezeték anyához.

Az áramellátás biztosítása

Annak elkerülése érdekében, hogy szétszedje az összes szépen bekötött elektronikát, ajánlott a tápkábel kábelét a RIBBA keret belsejébe rögzíteni. Ehhez egyszerűen csomót kell kötnie a tápkábelben, mielőtt az elhagyja a Word Clock hátulját. Elegánsabb módja azonban a kábel rögzítése a RIBBA keret belső oldalára történő rögzítéssel. Ezt könnyedén megteheti, ha egy kis fadarabot használ, és két csavarral csavarja a RIBBA keret belsejébe. Rögzítse a tápegység kábelét a fadarab és a RIBBA keret közé. A Word Clock legújabb verziójában egy kis csuklópántot (kb. 3 cm) használtam a tápkábel rögzítéséhez. Ennek előnye, hogy nem kell egy kis fadarabot vágni.

8. lépés: Összerakni

Most kinyomtattuk vagy kivágtuk a Word Clock előlapját, befejeztük a led mátrixot és csatlakoztattuk az elektronikus alkatrészeket, itt az ideje, hogy összerakjuk a Word Clock összes rétegét.

1. Helyezze a Word Clock előlapját a RIBBA keretbe.
2. Tegyen egy (félig) átlátszatlan papírt (normál nyomópapír vagy nyomkövető papír), hogy szépen eloszlassa a fényt a betű mentén.
3. Helyezze a rácsot a RIBBA keretbe.
4. A tábla egyik oldalán a led mátrix, a másik oldalon pedig az elektronikus alkatrészek óvatosan behelyezhetők a RIBBA keretbe.

9. lépés: A Word Clock hátlapjának létrehozása

Az óra hátlapja egyszerűen fából készült deszkából készülhet. Ennek legszebb módja az, ha egy darab deszkát ugyanolyan méretekben (kb. 22,5x22,5 cm) fűrészel, mint a RIBBA keretben szállított táblát. Fúrjon két lyukat a Word Clock hátuljába: egyet a falhoz való rögzítéshez (ha szeretné), egyet pedig a tápkábelnek, hogy elhagyja a Word Clock -ot.

Fűrészelt két darabot, amelyek hossza körülbelül 20 cm a facsíkból. Ennek a két szalagnak két funkciója van:

1. Tartsa a fadeszkát az egyik oldalon az RGB led szalaggal, a másik oldalon pedig az elektronikus alkatrészekkel
2. Olyan felület létrehozása, amelyre a Word Clock hátulja a helyére csavarozható.

Most csavarja ezeket a csíkokat a RIBBA keret belsejébe, és győződjön meg arról, hogy szorosan nyomja őket az elektromos alkatrészeket tartó táblához. Ezután az imént fűrészelt deszkát a facsíkok tetejére helyezheti, és csavarokkal rögzítheti.

Ha a Word órát a falra szeretné helyezni, győződjön meg arról, hogy a Word Clock hátlapja szilárdan rögzítve van.

10. lépés: Az Arduino Nano programozása

Ha még nem ismeri az Arduino programozását, azt javaslom, hogy először végezzen néhány oktatóprogramot (például Blink), amelyek nagyon informatívak (és szórakoztatóak!).

Mivel csak gépészmérnök hallgató vagyok, a programozás nem a kedvenc részem a projektben. Szerencsére a sógorom számítástechnikai mester, így az Arduino programozása csak egy tortát jelentett számára. Tehát a programozáshoz szükséges összes hitelt neki köszönjük (köszönöm Laurens)!

Az alapötlet az, hogy jelzi, hogy melyik led melyik szó része. Vegye figyelembe, hogy az első LED-et 0. számként jelzik. Tehát 0-168 led van. Ezután mondja meg az Arduino -nak, hogy mely szavaknak kell világítaniuk egy adott időpontban. Ön beállítja az időt az RTC DS3231 készüléken, hogy az Arduino tudja, mennyi az aktuális idő.

Az RGB led szalag LED-jeinek színeit 0-255 érték határozza meg a piros, zöld és kék színeknél. Tehát egy piros LED -et a (piros, zöld, kék) = (255, 0, 0), a lilát pedig a (reg, zöld, kék) = (255, 0, 255) jelzi. A nem használt LED színe (piros, zöld, kék) = (0, 0, 0).

A szavakat céljuk szerint csoportosíthatjuk:

• Egy csoport, amely mindig világít („Ez”, „az”, a neved stb.)
• A jegyzőkönyvet jelző szavak csoportja
• Kapcsolódó szavak csoportja („múlt”, „to”, „half”, „negyed”, stb.)
• Az órákat jelző szavak csoportja
• Egy csoport, amely minden olyan betűt tartalmaz, amelyet jelenleg nem használ

Minden szócsoporthoz beállíthat egy színt (ez könnyebb, mint külön -külön meghatározni egy színt minden szóhoz vagy akár betűhöz).

A program feltöltéséhez csatlakoztassa az Arduino Nano -t a számítógéphez USB mini kábel segítségével.

FRISSÍTÉS (2019. január):

Hozzáadtam az Arduino-fájlt az Instructable-hez. A fájlt a bátyám írta, így minden elismerés neki tartozik! A fájl egy Word Clock alapú, gombokkal válthat bizonyos színmódok és digitális módok között. Természetesen a gombokat tetszés szerint programozhatja

11. lépés: Befejezés

Ha minden a tervek szerint ment, akkor elkészítette saját Word óráját!

Kérjük, ha bármilyen javaslata van, ne kételkedjen a megjegyzésekben! Megpróbálok válaszolni rájuk, de mivel az időm korlátozott, ez eltarthat egy ideig.