Woordklok: 21 stappe (met prente)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:24

Nog 'n blik op die gewilde woordklok. Aangedryf deur 'n arduino -kloon en WS2812B LED's, is die ontwerp eers geïnspireer deur hierdie voorbeeld, daarna het ek die firmware herskryf met 'n paar idees uit hierdie instruksies met behulp van die vasgemaakte biblioteek.

My doelwitte vir hierdie ontwerp was om:

• Grootste/naaste moontlike letters sonder lig tussen hulle
• Beheer oor individuele letters eerder as een woord op 'n slag
• Geskik om aan 'n muur te hang of op 'n tafel te sit
• Gebruikersvriendelike kontroles
• Indruk van kwaliteit
• Laser snybaar

Ek het probeer om gewone DIY -tellers soos die oppervlakafwerking van 'n 3D -gedrukte voorwerp of die brandmerke/vingerverbindings/lewende skarniere van 'n lasersnitprojek tot 'n minimum te beperk. Ek waardeer dit as iemand my vra waar ek iets gekoop het wat ek self ontwerp en gebou het.

Ek kan die lasersnitonderdele van tyd tot tyd hier op Etsy beskikbaar stel.

Stap 1: Gereedskap, materiaal en voorrade

Die belangrikste vereiste vir hierdie ontwerp is toegang tot 'n lasersnyer met 'n snyoppervlakte van 9 "x 9" of groter. Ek gebruik die alomteenwoordige "K40" Chinese 40w CO2 laser wat oral op eBay en ander oorsese webwerwe beskikbaar is. Myne is aangepas om 'n groter gebied (onder andere verbeteringe) te laat sny, anders sou dit nie uit die boks geskik wees vir hierdie projek nie. As u die K40 gebruik, beveel ek u sterk aan om K40 fluisterer te gebruik in plaas van watter sagteware dit ook al meebring; my SVG -lêers word met die oog daarop geteken.

Gereedskap:

• Lasersnyer (9 "x 9" gebied of groter, moet hout sny)
• Rekenaar met Arduino IDE
• Klampe
• Generiese elektroniese goed (draadknipsels, stroper, ens.)
• Soldeerbout
• Warm gom geweer
• Sien

Benodighede:

• Houtgom
• Spuit (kyk vir die geboë plastiekpunt van 'n tand-/besproeiingspuit om houtlym aan te bring)
• Warm gom
• Maskeerband
• Verf (wyser)
• Vlek of verf (raam)
• Weggooibare koppies en roerstok (vir epoxy gesig)
• Skuurpapier
• Draad (ek het 'n soliede kern van 22 meter gebruik)

Materiaal:

• 1x Arduino Nano - $ 5 (ebay -kloon) tot $ 22+ (amptelik)
• 1x DS3231 RTC -module - $ 1 (ebay)
• 1x 10k weerstand - $ 1 vir 50 (ebay)
• 3x tasbare skakelaars 10mm - $ 1 vir 20 (ebay)

• 1x WS2812B LED Strip 60 LED/meter - $ 15 tot $ 23 (ebay)

  • Moet 60 LED's per meter wees om die korrekte spasiëring te hê, gewoonlik verkoop as 300 LED 5m -rolle.
  • Soek die nie-waterdigte weergawe
• 1x uitbreidingsbord vir mikro -USB (opsioneel) - $ 1,25 vir 5 (ebay)
• 1x fotoresistor 10-20k ohm -reeks - $ 1 vir 20 (ebay)
• 1x CR2032 -battery - $ 2 vir 10 (ebay)
• Verwyder epoxy - $ 20 per liter (Home Depot)
• Slegs 'n paar onse is nodig

• 1x 3 mm laaghout - $ 12 vir 'n 4 'x 8' vel (Home Depot)

  Dit word gewoonlik onderlaag of Luaun genoem

• 1x 1/4 "x 1,5" x 48 "Oak Board $ 5 (Home Depot)

  Soek die reguitste en mooiste een

• Papier (drukkerpapier, of enigiets deurskynend)

Dit is ongeveer $ 70 dollar in totaal, maar u kry genoeg LED's vir twee horlosies, dus dit kan die moeite werd wees om nog 'n Arduino en 'n stuk eikehout te gryp en twee gelyktydig te maak. Hoekom nie?

Stap 2: Sny laaghoutonderdele

Dit moet redelik eenvoudig wees. Sny een van die SVG -lêers wat begin met "3mm laaghout" uit die aangehegte zip -lêer. Gebruik eers 'n saag om die 4x8 -vel te verander in iets wat in u lasersnyer pas (as dit nie duidelik was nie)

U sal dalk sien dat die horlosie 'n spieëlbeeld is - ek het agtergekom dat ek met my laser 'n skerper rand aan die onderkant van die bord kry, sodat ek die mooiste oppervlak van die hout neersit. As dit nie die geval is nie, weerspieël u die lêer en sny dit regs na bo. Die klein drywende dele van die letters sal broos wees, so probeer om te voorkom dat u dit uitsteek. Ek beveel aan dat u u snitinstellings aanpas sodat die letters op hul eie val - dit is baie maklik om die middel van 'n O te breek as u stukke uit die vel steek.

As u 'n brief uitbreek, is alles nie verlore nie. Hou vas aan die klein stukkies en kyk vorentoe na die stap waar ons die gesig voorberei, en u sal sien dat ons dit sonder veel moeite kan plaas waar dit hoort.

Moenie vergeet om die blou laag te graveer voordat u die rooi sny nie.

Stap 3: Sny eikehoutdele

Ek doen dit gewoonlik voordat ek begin of nadat ek die laaghoutstukke gesny het, omdat dit verskillende snyinstellings en 'n bietjie opstelling van die laser benodig. Ons benodig elkeen van die stukke met die lêers met die naam "Oak Frame" hier. U sal sien dat daar 'n blou reghoek in die lêer is met die rooi snylyne. Die idee hier is om 'n afvalbord as 'n mal/houer in die laser te gebruik, sodat ons die vingergewrigte op 'n konsekwente manier in die punte van die planke kan sny.

1. Sny die eikebord met 'n saag in 9 "lengtes
2. Bevestig 'n plakbord op die laserbed sodat dit nie maklik kan beweeg nie.
3. Knip die blou reghoek uit. Moenie die laser daarna herlaai of weer huis toe nie; die nuwe gaatjie in die plakbord is nou ons verwysingspunt vir die res van die snitte.
4. Steek die eikehoutstuk in die uitsparing en druk dit in die linker boonste hoek op (as die oorsprong links bo is. Indien nie … is dit belangrik om die eindsnitte op die eikebome te kry en die boonste rand konsekwent reguit te hê, sodat dit wees OK, waar u ook al kom). Doen u bes om die plakbord nie te skuif terwyl u dit doen nie.
5. Sny!

Ek het die K40 -snitte eikebome redelik goed gevind, maar u moet u instellings aanpas totdat u 'n goeie resultaat kry.

Stap 4: Monteer die raam

Skuur die eikebome vinnig om die oppervlak te verbeter, lê dit dan uit en plak 'n bietjie gom op die vingers. Dit is belangrik dat die raam vierkantig eindig (of pas by die vorm van die gesig as die laser 'n trapezium of parallelogram sny). 'N Goeie manier om seker te maak dat u dit regkry, is om die gesig as 'n riglyn te gebruik voordat die gom droog word.

Kontroleer die plasing van die funksies, van agter (onderkant):

• Die drie gate vir die knoppies moet aan die linkerkant en na die agterkant van die klok wees
• Die enkele gat vir die fotoresistor moet aan die bokant en na die agterkant van die klok wees
• Die kerf vir die kragkabel moet aan die onderkant en na die agterkant van die klok wees

As u 'n verkeerde belyning onder die boonste of onderste rande van die raam het, is dit goed, solank dit nie te veel is nie. Die voorbeeld wat ek op die foto het, is geen probleem nie; 'n vinnige skuur laat dit spoel voordat dit vlek.

U kan klampe gebruik as u dit het, of maskeerband werk ook baie goed.

Stap 5: Verf en berei die gesig voor

Eerstens: Verf.

Ek verkies om spuitverf op die gesig te gebruik met 'n redelik neutrale kleur. Tot dusver het ek verskillende grys, silwer en goud vir die gesig gebruik, met goeie resultate. Donker kleure gee 'n beter kontras met die letters wanneer hulle verlig word. Vermy skuur van die gesig as gevolg van die broosheid van die letters. As u gebreekte letterstukke gehad het, verf dit terselfdertyd.

Tweedens: plak maskeerband aan

Met die maskeerband kan ons die gesig met epoxy vul sonder dat dit deur die gate ontsnap. Smeer 'n laag op die agterkant van die gesig en druk dit oor die hele oppervlak af om te verseker dat dit goed geheg word.

Derde: Sny maskeerband terug 1/4 van die rand af. Ons moet dit duidelik hou sodat ons die gesig in die raam kan plak sonder om die maskeerband 'n permanente kenmerk te maak.

Vierdens: opsioneel - as u stukkende letters gehad het, draai die gesig om en plak dit op die plakband op die regte plek vas.

Stap 6: Installeer die LED's

Neem eers u LED -strook en sny dit by die aangeduide merke in 11 stukke wat elk 11 LED's is. Daar moet 'n lyn wees wat aandui waar om in die middel van die blootgestelde koperblokkies te sny. 'N Skêr of draadknipsel is goed.

Verwyder daarna die agterkant en plak elke strook vas aan die "rooster" agterplaat. As u die riglyne oor hierdie deel vroeër gegraveer het, kan u dit as 'n verwysing gebruik om dinge reg te stel. Die afstand hier is nie baie krities nie; u sal waarskynlik sien dat dit verander as u 'n strook kry wat reeds 'n soldeerverbinding bevat; ek dink u kry 'n meter wat ooit so is as u die rol van 5 m koop.

Belangrik: let op die klein pyltjie en Din/Dout. Ons wil hê dat die pyltjie in die boonste ry van links na regs moet gaan, en dan omkeer in die volgende ry. Dit moet van links bo-aan zig-zag en regs onder eindig.

Stap 7: Soldeer die LED's

Dit is waarskynlik die verveligste stap. Ek gebruik kaal 22 gauge draad om die moeite te doen om albei kante van hierdie kort drade te stroop.

Sny 10 elk van hierdie drie lengtes:

• 3/4"
• 1-1/8"
• 1-1/2"

Elke draad moet gebuig word sodat dit die verbinding van die einde van die een strook tot die begin van die volgende kan maak. Ek gryp gewoonlik 'n paar voorwerpe om die draad om te buig - 'n pen werk goed vir die kortste, die handvatsel van 'n skroewedraaier vir die medium en 'n klein liniaal vir die langste. U kan u buigings kontroleer deur dit op die bord te plaas en te kyk of dit die pads bereik en binne die riglyne bly.

Soldeer hierdie drade tussen die ente van die stroke om 'n deurlopende pad van links bo na regs onder te vorm - dit behoort op die foto's redelik duidelik te wees.

Dit is moeilik om hierdie drade vas te hou, en u moet beslis nie u vingers gebruik nie, want hulle word baie vinnig warm. Ek het sukses behaal met 'n krokodilleknipsel, en ook die gizmo wat u op die foto sal sien. Dit kan makliker wees om eers die kussing vas te maak en dan die draad met 'n pincet vas te hou.

Nadat u die drade gesoldeer het, kan u die speling tussen hulle aanpas deur dit met 'n skroewedraaier of soortgelyke te buig - dit moet natuurlik nie raak nie.

Ek toets die LED's voordat ek verder gaan, maar hierdie stap is opsioneel.

Stap 8: Heg invoerdrade aan

Vervolgens heg ons krag, grond en data aan die begin van ons LED -strook en net krag en grond aan die verste kant. Die drade aan die ingangskant moet ongeveer 13 cm lank gesny word - ek het rooi gekies vir 5v, geel vir data en die kaal draad vir grond.

Verwyder nou 'n gedeelte van die isolasie aan die bokant/middel van die 5v -draad (sien foto); ons sal dit later vir die fotoresistor gebruik.

Aan die einde van die strook (links onder) van agter, gebruik net twee drade vir 5v en grond, dit kan ongeveer 5 sentimeter lank wees.

Ek beveel aan om die drade vas te maak soos aangedui met warm gom om beweging te voorkom. Die soldeerverbindings met die LED -stroke is besonder broos.

Stap 9: Monteer die rooster

Daar is vier verskillende tipes roosterstukke, dit word gemerk as u dit vroeër gegraveer het:

• 2x horisontale einde
• 2x vertikale einde
• 10x vertikaal
• 10x horisontaal

Gom is opsioneel, maar word aanbeveel. Ek hou daarvan om gom te gebruik, want ons kan 'n gewig aan die hele eenheid toedien terwyl dit droog word en dit regstel vir enige nie-vlakheid wat dinge in die algemeen makliker maak.

Installeer eers die vertikale dele. Die "einde" stukke gaan aan die regter- en linkerkant, en vul dan die middel in met die res.

Installeer dan die horisontale dele. Die 'eind' -stukke is bo en onder, en u sal sien dat dit nie die ekstra uitsparing het nie. Die res van die horisontale dele het hierdie ekstra kerf sodat hulle die verbindingsdrade wat ons vroeër gesoldeer het, skoonmaak. Rig die kerf in met die drade en alternatiewe kante terwyl u gaan.

Laastens, as u gom gebruik het, draai die samestelling na onder op 'n plat oppervlak en sit iets swaar daarop terwyl dit droog word.

Stap 10: Vlek die raam en installeer die gesig

Dit is 'n goeie tyd om die eikehoutraamwerk te vlek, afhangende van die afwerking wat u wil hê. Ons moet die gesig vasplak, en in hierdie voorbeeld is ek van plan om 'n olie -afwerking op die hout te gebruik - wat houtgom sal belemmer, sodat ek dit later sal aanwend. Gebruik ook 'n ander tipe gom wat nie geraak sal word nie.

Vervolgens moet ons die gesig in die raam sit. Die belangrikste ding hier is om die diepte in te stel sodat die agterkant van die klok gelyk of onder die agterkant van die raam beland en nie uitsteek nie. Daar is baie maniere om dit te doen:

Die klein reghoekige afstandhouers is net reg om die afstand tussen die voorkant van die raam en die gesig te bepaal.

'N Ander manier om dit te bereik is om die raam op 'n plat oppervlak te sit, al die interne dele op te stapel (spring vooruit om te sien hoe dit gaan) en druk uiteindelik die gesig na onder. Maak seker dat die drade nie tussen die lae kom nie.

U kan ook die onderdele stapel en kalipers gebruik, wat u ook al wil!

Stap 11: Giet Epoxy

Ondersteun die agterkant oor die hele oppervlak sodat die maskeerband bly sit. Sit dit op 'n gelyk oppervlak.

Meng ongeveer 5 gram volgens die instruksies by u epoxy. Oor die algemeen sal hulle sê dat hulle 6-10 minute in een houer moet meng en seker maak dat die kante geskraap word, dan na 'n skoon houer oorgedra word en nog 'n paar minute gemeng word of totdat dit 'n sekere temperatuur bereik het.

Giet die epoksie oor die gesig. Ek probeer eers die letters vul om lugborrels tot die minimum te beperk, en bedek dan die res. Probeer om dit teen stof te beskerm, en gebruik gereeld 'n hittegeweer of fakkel om borrels te verwyder.

Stap 12: Installeer LED -rooster en -verspreider

Verwyder die maskeerband van die agterkant van die gesig nadat die epoksie klaar is.

Iets om die lig te versprei word aanbeveel tussen die LED's en die agterkant van die gesig:

• Geen diffuser gee die indruk van individuele ligte agter die letter nie
• 'N vel drukkerpapier gee 'n baie eenvormige lig, maar daar is 'n afweging van verminderde totale helderheid
• Een of twee velle wit sneespapier is 'n goeie kompromie
• Swart sneespapier verminder wel die helderheid, maar laat ook nie-verligte letters nie so opval nie

Sny die papier sodat dit in die raam pas en plaas dit tussen die LED -rooster en die gesig. Maak seker dat die hoek van die LED -rooster met die datadraad in lyn is met die letter "I" links bo.

Terwyl u daarmee besig is, plaas die agterplaat in die raam en spoor die uitknipsel met 'n potlood op die agterkant van die rooster, dit sal help om die kleiner dele later reg te laat pas.

Bevestig die LED -rooster met warm gom.

Stap 13: Voeg die ingewande by

Plak die segmente wat om die middel loop, soos aangedui, en plak dit dan met die lyne wat u agterop die LED -rooster opgespoor het. Gebruik die arduino- en mikro -USB -uitbreidingskaart as afstandhouers om seker te maak dat dit pas.

Plak die klein reghoekige afstandhouers om die omtrek vas, maak seker dat die gate vir die skakelaars aan die linkerkant en die fotoresistor aan die bokant nie toemaak nie.

Gebruik warm gom om die Arduino- en mikro -USB -uitbreekborde vas te maak.

Verwyder die hoekige koppenne van u RTC -module indien van toepassing. Verwoester of sny dit af - ons sal dit nie gebruik nie.

Gebruik laastens warm gom om die RTC -module links onder vas te maak. Ek beveel aan dat u die agterplaat as 'n gids gebruik om dit op die perfekte plek te kry. Plak die module in die bord vas, plak 'n bietjie gom vas, plaas dit dan en druk die module na onder toe.

Stap 14: Knoppies en fotoresistor

Bevestig die skakelaars links onder met warm gom, let op die rigting. Die vier penne op die skakelaars is in pare verbind, ek beveel aan dat u dit draai sodat die een naby die onderkant is en die ander bo -aan, dit sal later soldeer.

Plak die fotoresistor aan die bokant vas - sentreer dit net op die gat aan die bokant

Stap 15: Soldeer 5v/VCC -verbindings

Dit alles behoort uiteindelik aan die VCC -pen op die Micro USB -uitbrekingskaart gekoppel te wees.

1. LED -strook regs bo
2. LED -strook links onder
3. 5V op arduino
4. VCC op die RTC -module (derde pen van bo)
5. Fotoresistor

Stap 16: Soldeergrondverbindings

Dit moet uiteindelik almal aansluit by die VCC -pen op die mikro -USB -uitbreekbord.

1. LED -strook regs bo
2. LED -strook links onder
3. Arduino GND
4. RTC -module GND (onderste pen)

5. Skakelaars

   Sien die detail foto. Taktiele skakelaars het vier penne, maar slegs een kontak; hulle is intern in pare verbind. As u aan albei penne vir die gronddraad soldeer, moet u met 'n ohm -meter kyk of beide penne aan dieselfde kant van die skakelaar is, anders maak u dit kort

Stap 17: Soldeer die oorblywende verbindings

1. 10k weerstand. Arduino -pen A0 tot op die grond
2. Fotoresistor. Arduino -pen A0
3. RTC. Tweede bo -aan die module na arduino -pen A4
4. RTC. Boonste pen op die module na arduino -pen A5
5. Skakelaar 1 (modus/stel). Arduino D2
6. Skakelaar 2 (op). Arduino D3
7. Skakel 3 (Af/Kanselleer). Arduino D4
8. LED data. Arduino D6

Dien 'n ruim hoeveelheid warm gom toe om die drade vas te maak, veral om die leidings uit die fotoresistor te isoleer en om die skakelaars te stol.

Laastens, plaas 'n CR2032 -battery in die RTC -module.

Stap 18: Laai firmware op

U benodig 'n rekenaar met die Arduino IDE om die firmware na die Arduino op te laai. Hier is die instellings wat ek gebruik het:

• Bord: "Arduino Nano"

• Verwerker: ATmega328P (Old Bootloader)

  In vorige IDE -weergawes hoef ek nie die ou bootloader -opsie te kies nie, maar ek glo dat daar 'n verandering was om 'n opdatering van die amptelike hardeware wat nie in die kloonborde is nie, te weerspieël

• Poort: u sal moet uitvind watter een nadat u die bord ingeprop het

Ses biblioteke word benodig; hulle kan almal gevind word in die menu Gereedskap -> Bestuur biblioteke in die IDE:

• Draad (standaard ingesluit, glo ek)
• EEPROM (ook standaard ingesluit)
• RTClib (Adafruit weergawe 1.2.0)
• OneButton (Matthias Hertel weergawe 1.2.0)
• SimpleTimer (Alexander Kiryanenko weergawe 1.0.0)
• FastLED (Daniel Garcia weergawe 3.1.6)

Nadat u die opsies gestel het en die biblioteke geïnstalleer het, moet u die oplaai -knoppie opstel en oplaai na die toestel. Om te verifieer dat die toestel werk, kan u die seriële monitor oopmaak, waar 'n kort boodskap tydens opstart moet verskyn.

Stap 19: Stel die tyd in

U sal dalk sien dat die klok eers niks wys nie - dit word verwag. By opstart soek dit na 'n gestoorde kleur en animasie in die EEPROM, maar omdat daar niks in die geheue is nie, weet hy nie wat om te doen nie. Druk op knoppie 2 of 3 (op/af) om 'n kleur te kies, en dit sal die skerm opdateer.

Om die klok in te stel:

1. Hou 'Mode/Set' ingedruk om die klokinstellingsmodus te betree. Die uur moet vertoon word.
2. Gebruik "Up" en "Down/Cancel" om die uur te kies (0-23)
3. Druk "Mode/Set" om van ure na minute oor te skakel
4. Gebruik "Up" en "Down/Cancel" om die minuut te kies (0-59)
5. Hou 'Mode/Set' ingedruk om tyd te bespaar en terug te keer na die klok

Terwyl u in die "Stel" -modus is, hou u "Down/Cancel" in om terug te keer na die klokmodus sonder om 'n nuwe tyd te bespaar.

Ook in die "Stel" -modus, sal "Modus/stel" tussen ure en minute wissel as u terug moet gaan sonder om te kanselleer.

Stap 20: Voeg die agterblad by

Voeg 'n bietjie gom by die boonste rand van die afstandhouers wat ons vroeër geïnstalleer het, en dit is die einde van die konstruksie. Ek beveel aan dat u dit tot die einde laat, sodat u die probleme met die bedrading kan oplos voordat dit heeltemal toegesluit is.

Stap 21: Klaar

Die mikro -USB -aansluiting is daar vir gemak - volgens my ervaring is dit baie makliker om 'n mooi gevlegde mikrokabel te vind as die mini -USB wat by die Arduino pas.

Die werking is eenvoudig:

• Mode/Set kies 'n tydsveranderingsanimasie
• Op loop deur die kleure
• Af beweeg deur die kleure in die ander rigting

Die helderheid moet outomaties aangepas word met die lig in die kamer en verdof namate dit donker word.