INHOUDSOPGAWE:
2025 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2025-01-13 06:56
'N Paar jaar gelede het ek my eerste Word Clock begin maak, geïnspireer deur die goeie instruksies wat beskikbaar was. Noudat ek agt Word Clocks gemaak het, wat ek elke keer probeer verbeter, dink ek dit is tyd om my ervaring te deel!
'N Voordeel van my ervaring is dat die nuutste weergawe van my Word Clock eintlik redelik eenvoudig is: as u al die komponente het, moet u dit op een dag kan bou.
Eerstens die binnekant van die Woordklok
My huidige weergawe gebruik 'n RGB -LED -strook: dit is 'n LED -strook waarin elke 'gloeilamp' uit 'n rooi, groen en blou LED bestaan. Deur die drie kleure te kombineer, kan (byna) elke kleur geskep word. Die RGB -geleide strook word beheer deur een ingang (vir my nog steeds 'n bietjie towerkuns). Dus, deur een draad aan te sluit, kan u al die LED's in die strook beheer!
Agter elke letter op die voorkant van die woordklok (sien later hierdie stap) skuil een led van die RGB -geleide strook. Dus, as die een LED aanskakel, moet dit een letter verlig. Om dit te bereik, gebruik ek 'n lasersnyer om 'n rooster van houtbord uit te sny. In ander instruksies is hierdie rooster gemaak met skuimstroke wat in 'n rooster saamgevoeg is. Ek het dit ook probeer, maar dit het nie vir my uitgewerk nie. In my eerste weergawe het ek die rooster gemaak van dun houtstroke wat ek aan mekaar vasgeplak het. Dit werk heeltemal goed, maar dit neem baie tyd om te bou!
Die brein van die woordklok is die Arduino Nano. Hierdie klein rekenaar kan die RGB LED -strook beheer. U kan oneindig baie programme op die internet vind waarmee u kan mors, baie lekker!
Om baie soldeerwerk te vermy (wat tyd neem en nogal 'n kunsvlyt is), gebruik ek 'n terminale adapter vir die Arduino Nano. Al wat 'n terminale adapter doen, is om ons in staat te stel om ons drade met skroewe aan die Arduino te koppel.
Die doel van enige horlosie, behalwe dat dit mooi is, is natuurlik om die tyd te wys. In my Word Clock hou 'n Real Time Clock -module (RTC) die tyd dop. Die idee van hierdie module is dat sodra u die regte tyd ingestel het, dit aanhou tik (totdat die battery leeg is). Ek werk met die DS3231 RTC, wat redelik goedkoop is en baie ondersteuning op die internet beskikbaar is.
Nou is die binnekant van die Woordklok duidelik, ons gaan na buite
Uit ervaring weet ek dat dit belangrik is om u projek vanaf 'n gerieflike basis te begin. Daarom bou ek byna al my Word Clocks met behulp van die RIBBA -raam van IKEA. Die voordeel hiervan is dat u begin met 'n raam waarvan alle hoeke mooi 90 grade is en die afwerking van die buitekant naatloos is. Uiteraard kan u u eie raam bou as u wil, maar ek hou by die RIBBA -raam.
Die voorkant van die Woordklok word bepaal deur die letters waardeur die lig die tyd aandui. Ek het twee maniere gevind om hierdie gesig te skep:
- Druk op deursigtige foelie. U kan die negatiewe van die letters op die foelie druk. Die swart ink spuit die lig. 'N Nadeel van hierdie opsie is dat die ink dig genoeg moet wees om nie deursigtig te wees nie. 'N Moontlike oplossing is om die gesig twee keer te druk en bo -op mekaar te stapel.
- Laser sny papier. As u 'n lasersnyer kan gebruik, is die opsie om die letters van papier uit te sny. As die papier dik genoeg is, gaan daar geen lig deur nie. U moet egter 'n 'stensil' -lettertipe gebruik. Hierdie tipe lettertipes het geen noue sirkels nie. Die 'o' is byvoorbeeld nie net 'n gat in die papier nie, maar eintlik 'n 'o'.
Wat doen die Woordklok?
Die woordklok behoort u natuurlik die tyd te vertel. Aangesien ons 'n RGB -geleide strook gebruik, kan u elke letter in (byna) elke kleur wat u wil aansteek! U kan die kleur van die individuele RGB -LED's instel deur die Arduino Nano te programmeer. As u die kleure van die LED's intyds wil verander, kan u 'n knoppie byvoeg wat dit vir u doen. Aangesien ek dit vir eers eenvoudig wil hou, is dit egter nie by hierdie instruksies ingesluit nie.
Onlangs het ek 'n Word Clock ontwikkel wat Bluetooth gebruik om die kleure en tyd in te stel. As ek die tyd kry, sal ek 'n opdatering hieroor plaas!
Stap 1: Versamel materiaal en toerusting
Die benodigde materiaal:
- RGB-geleide strook, 5 volt, 60 leds per meter, individueel aangespreek. U benodig ongeveer 3 meter LED -strook. Dit sal byvoorbeeld doen: RGB led strip. Die 'ip' staan vir die mate van weerstand teen water. Aangesien nie een van die komponente wat ons gebruik waterbestand is nie, is die ip30 -weergawe goed: prys: 4 euro per meter, dus 12 euro.
- Arduino Nano: Arduino Nano. Let asseblief daarop dat dit slegs 'n Arduino is, waarvan die penne reeds aan die Arduino gesoldeer is. Prys: 3 euro.
- Terminaladapter vir Arduino Nano. Deur 'n terminale adapter te gebruik, bespaar u baie tyd! Hulle is redelik goedkoop: terminale adapterPrys: 1 euro.
- RTC DS3231: RTC DS3231. U kan 'n ander RTC gebruik, maar hierdie een werk uitstekend! Prys: 1 euro.
- RIBBA-raam: RIBBA-raam (23x23cm), swart of wit. Prys: 6 euro.
- Vir die gesig benodig u:
- Deursigtige foelie wat geskik is om op te druk (vra u plaaslike drukwinkel!)
- Karton wat geskik is vir laser sny (vra u lasersnyer!)
Prys: 5 euro.
- Jumper drade om die komponente aan te sluit. Ek weet nie regtig hoeveel ons nodig het nie, maar dit is goedkoop en algemeen beskikbaar: Jumper -drade. Dit is gerieflik om manlike, manlike, vroulike en vroulike drade te hê, maar manlike en mannetjiesdrade sal dit ook doen (met 'n bietjie ekstra soldeer). Prys: 3 euro.
- Kragtoevoer. Die RGB -geleide strook gebruik 5V. Dit is belangrik om hierdie spanning nie te oorskry nie, want die RGB -geleide stroke word maklik beskadig. Elke led gebruik 20-60mA. Aangesien ons 169 LED's gebruik, is die stroom wat nodig is om die LED's aan te dryf redelik groot. Daarom beveel ek aan om ten minste 'n 2000mA -kragtoevoer te gebruik, soos hierdie: Kragtoevoer. Prys: 5 euro.
- Een weerstand van 400-500 ohm. Prys: weglaatbaar.
- Een 1000 uF kapasitor. Prys: weglaatbaar.
- Een prototipe bord, soos hierdie: Protoboard. Prys: 1 euro.
- 'n stuk hout (bord) om die agterkant van die klok te vorm. Prys: 2 euro.
- 'n Houtstrook van ongeveer 3x2 cm om die agterkant van die Word Clock aan die raam vas te maak. Prys: 1 euro.
- Twee draadmoere (om aan te sluit by tye 5 drade), beskikbaar by u plaaslike DIY -winkel. Prys: 2 euro.
Totale prys: ongeveer 40 euro.
Die nodige toerusting:
- Potlood- Soldeerstasie- Stropgereedskap- Skroewedraaiers- Skêr- Dubbelzijdige band (om die komponente vas te maak)- Saag (om die bord agter op die Word Clock te saag)- 'n Stukkie lap (om kras op die RIBBA te voorkom raam terwyl u daaraan werk)
Stap 2: Die oorsig
As ons nou al die materiaal het, is dit lekker om 'n oorsig te hê van die algemene idee van die woordklok.
Die voorkant van die woordklok bestaan uit die letters (óf gedruk op deursigtige foelie óf laser gesny uit karton). Agter elke letter skuil een led van die RGB -ledstrook. Aangesien die RIBBA -raam 23 x 23 cm groot is en ons 'n RGB -ledstrook gebruik wat bestaan uit 60 leds per meter (dus 100 cm/60 leds = 1,67 cm per led), kan ons 23 cm/1,67 = 13,8 leds in een ry pas. Aangesien 0,8 LED 'n bietjie ongerieflik is, hou ons by 13 leds per ry. Aangesien die RIBBA-raam vierkantig is, bou ons (later) 'n 'led-matriks' van 13x13 LED's.
Eenvoudig gesê, die Word Clock bestaan uit 'n klein horlosie (die RTC DS3231) wat een keer bly tik. Hierdie horlosie kommunikeer die tyd met die klein rekenaar (die Arduino Nano). Die klein rekenaar weet watter LED's vir 'n spesifieke tyd moet aanskakel. Die klein rekenaar stuur dus 'n sein deur die datadraad na die RGB -geleide strook en skakel die LED's aan.
Dit klink nogal eenvoudig, nie waar nie?:)
Stap 3: Die gesig van die woordklok
Ons sal 13 LED's in een ry en 13 rye gebruik, wat neerkom op 'n 13x13 led matriks.
Sny die RGB LED -strook
Sny 13 stroke RGB LED -strook met 'n lengte van 13 LED's. U moet die RGB -geleide strook in die middel van die drie koper ovale sny.
Die samestelling van die 13 RGB led strips
Ons plak die 13 LED -stroke op die houtbord wat in die RIBBA -raam ingesluit is. Daar is 'n haak aan die bord vasgeplak, wat maklik verwyder kan word met 'n skroewedraaier. Deur die rooster (van die vorige stap) te gebruik, kan u maklik die posisie van elke led op die bord merk. Die meeste RGB -LED -stroke het 'n taai agterkant, sodat u dit maklik aan die bord kan plak. Dit is belangrik om kennis te neem van die rigting van die RGB -geleide strook. Die pyle op die RGB -geleide strook dui die rigting aan waarin die stroom vloei. Aangesien ons die 13 RGB -LED -stroke wil verbind, moet ons 'n deurlopende pad skep sodat die stroom kan vloei. IKEA het onlangs 'n hoek van die bord gesny, sodat dit makliker is om die bord uit die raam te haal. Dit is gerieflik om hierdie snyhoek te gebruik om die drade van die een kant van die bord na die ander te bring. Met ander woorde, maak seker dat die eerste led in die afgesnyde hoek geleë is.
Soldeer die 13 RGB LED -stroke
Nou sit die 13 RGB -geleide stroke op die bord vas, ons kan dit met die soldeerbout verbind. Gee eers 'n bietjie soldeer op elke helfte van die koper ovale. Tweedens, sny die trui se drade aan die een kant. Gee weer 'n bietjie soldeer aan die gestroopte punt van die draad. Nou, aan die einde van die draad, raak die koper ovaal en gebruik die soldeerbout om die soldeer te smelt en verbind dit. Koppel die GND van een RGB LED -strook aan die GND van die volgende RGB LED -strook. Doen dieselfde met die 5V- en datadrade.
Voltooi die led -matriks
Soldeer 'n jumperdraad aan elk van die drie koper -ovale van die eerste led van die RGB -ledmatriks. Soos gesê, is dit gerieflik om die eerste led op die snyhoek van die bord op te spoor, sodat u die drie drade maklik aan die ander kant van die bord kan kry.
Stap 6: Elektronika
Nadat ons ons led -matriks voltooi het, kan ons die komponente begin verbind.
Ons plak die komponente (Arduino Nano in die eindadapter, RTC DS3231, draadmoere) aan die agterkant van die bord waarop ons ons led -matriks gemaak het. U kan die dubbelzijdige band gebruik om die komponente vas te maak.
RGB geleide strook
Plaas eers die Arduino Nano in die terminale adapter. Dit is gerieflik om die eindadapter in die middel van die bord te plaas, aangesien 'n hele paar drade aan die aansluitadapter gekoppel moet word. Koppel die datadraad van die RGB -geleide strook (die middelste draad) aan een van die digitale poorte van die Arduino Nano (gewoonlik gebruik ek poort D6). Om die RGB-geleide strook teen spanningspieke te beskerm, kan u 'n weerstand van 400-500 ohm tussen die datakabel en die Arduino plaas.
RTC DS3231
Plak tweedens die RTC DS3231 iewers aan die bord. Hierdie module benodig vier verbindings: een grond, een 5V, een SCL en een SDA. Ons gebruik nie die SQW- en 32K -poort nie. U kan 'n vroulike draad gebruik om aan die penne van die RTC DS3231 te koppel. Koppel die SCL aan die vyfde analoog poort (A5) van die Arduino Nano. Koppel die SDA aan die vierde analoog poort (A4) van die Arduino Nano.
Stap 7: Die kragtoevoer
Watter kragtoevoer om te gebruik?
Spanning U kan die Arduino Nano met 'n wye spanning spanning voed. Die 'Vin'-poort kan 7-12V hanteer, die 5V-poort kan 5V hanteer (wat 'n verrassing) en u kan die Arduino Nano met behulp van die usb-mini-kabel voed. Die RGB -geleide strook is egter kieskeuriger in sy vereistes. Die meeste vervaardigers skryf 'n inset van 5V +/- 5% voor op hul RGB-ledstroke (vir meer inligting, sien die werking van Neopixels). Daarom sal ons 'n 5V -kragtoevoer gebruik.
Huidige One RGB -LED bevat eintlik drie afsonderlike LED's ('n rooi, groen en blou) wat saam die gewenste kleur vorm. Een van die drie LED's gebruik ongeveer 20mA. 'N RGB -LED wat die kleur wit uitstraal deur die rooi, groen en blou led op dieselfde tyd te gebruik, gebruik 3*20mA = 60mA. As u al die 169 RGB -LED's tegelyk in die kleur wit verlig, benodig u 169*60mA = 10140mA = 10A*. Die mees algemene kragbronne is ongeveer 2000mA. Met ander woorde, om alle RGB -LED's tegelyk in die kleur wit te verlig, is nie 'n baie helder idee nie **.
Ek beveel aan dat u 'n 5V, 2000mA kragbron gebruik, aangesien dit algemeen en redelik goedkoop is.
* Let daarop dat hoë strome (bo 5mA) gevaarlik is! Wees dus baie versigtig as u die woordklok aanskakel!
** Daar is 'n paar truuks om alle RGB -LED's tegelyk te verlig, soos om die kragtoevoer aan beide kante van die RGB -LED -strook aan te sluit, of om die RGB -LED's teen 'n laer helderheid te gebruik.
Koppel die kragtoevoer aan
Ons sal die kragtoevoer aan die komponente koppel. Ons verbind 'n 1000 uF -kondensator oor die positiewe en negatiewe draad van die kragtoevoer. U kan 'n protobord gebruik om die verbinding te beveilig (sien prent). Aangesien ons 'n paar komponente het wat krag benodig, koppel ons elk van die twee drade van die 5V -kragtoevoer aan een draadmoer: ons noem dit die positiewe draadmoer (wat gekoppel is aan die positiewe draad van die kragtoevoer) en negatiewe draadmoer (wat gekoppel is aan die negatiewe draad van die kragtoevoer). Koppel nou die 5V -drade van die RGB -geleide strook en die RTC DS3231 aan die positiewe draadmoer. Koppel die aardingsdrade (GND) van die RGB -geleide strook en die RTC DS3231 op dieselfde manier aan die negatiewe draadmoer. Ons sal die Arduino Nano deur sy 5V -poort en een van sy grondpoort dryf. Om dit te doen, koppel die 5V -poort van die Arduino aan die positiewe draadmoer en een van die GND -poorte aan die negatiewe draadmoer.
Die beveiliging van die kragtoevoer
Om te voorkom dat u al u goed bedrade elektronika uitmekaar breek, word dit aanbeveel om die koord van die kragtoevoer aan die binnekant van die RIBBA -raam vas te maak. U kan dit doen deur eenvoudig 'n knoop in die netsnoer te maak voordat dit deur die agterkant van die woordklok vertrek. 'N Eleganter manier is egter om die koord vas te maak deur dit aan die binnekant van die RIBBA -raam vas te hou. U kan dit maklik doen deur 'n stukkie hout te gebruik en dit met twee skroewe aan die binnekant van die RIBBA -raam vas te skroef. Klem die koord van die kragtoevoer tussen die stuk hout en die RIBBA -raam vas. In my nuutste weergawe van die Word Clock het ek 'n skarnier (ongeveer 3 cm) gebruik om die netsnoer vas te maak. 'N Voordeel hiervan is dat u nie 'n stukkie hout hoef te sny nie.
Stap 8: Alles saamvoeg
Nou het ons die voorkant van die Word Clock gedruk of gesny, die led -matriks klaargemaak en die elektroniese komponente verbind, dit is tyd om alle lae van die Word Clock aanmekaar te sit.
- Plaas die voorkant van die Word Clock in die RIBBA -raam.
- Sit 'n (half) ondeursigtige papier (gewone drukpapier of nasleeppapier) om die lig mooi oor die letter te versprei.
- Plaas die rooster in die RIBBA -raam.
- Die bord met aan die een kant die ledmatriks en aan die ander kant kan die elektroniese komponente versigtig in die RIBBA -raam geplaas word.
Stap 9: Skep die agterkant van die woordklok
Die agterkant van die horlosie kan eenvoudig van hout gemaak word. Die lekkerste manier om dit te doen is om 'n stuk bord met dieselfde afmetings (ongeveer 22,5x22,5 cm) te saag as die bord wat in die RIBBA -raam voorsien is. Boor twee gate aan die agterkant van die Word Clock: een om dit aan die muur vas te maak (as u wil) en een aan die netsnoer om die Word Clock te verlaat.
Saag twee stukke met 'n lengte van ongeveer 20 cm van die houtstrook. Hierdie twee stroke het twee funksies:
- Hou die houtbord vas aan die een kant die RGB -geleide strook en aan die ander kant die elektroniese komponente
- Om 'n oppervlak te skep waarop die agterkant van die Word Clock vasgeskroef kan word.
Skroef hierdie stroke teen die binnekant van die RIBBA -raam vas, maak seker dat u dit styf teen die bord druk wat die elektriese komponente bevat..
As u die Word Clock teen die muur wil sit, maak seker dat die agterkant van die Word Clock styf vasgemaak is.
Stap 10: Programmering van die Arduino Nano
As u nuut is in die programmering van Arduino, sou ek aanbeveel om eers 'n paar tutoriale te doen (soos Blink), wat baie insiggewend (en lekker!) Is.
Aangesien ek net 'n student meganiese ingenieurswese is, is programmering nie my gunsteling deel van die projek nie. Gelukkig is my swaer 'n meestersgraad in rekenaarwetenskap, so die programmering van die Arduino was vir hom 'n stukkie koek. Al die krediete vir programmering is dus vir hom (dankie Laurens)!
Die basiese idee is dat u aandui watter LED's deel uitmaak van watter woord. Let daarop dat die eerste led aangedui word as led nommer 0. Ons het dus 0-168 LED's. Vervolgens vertel u die Arduino watter woorde op 'n spesifieke tydstip moet brand. U stel die tyd op die RTC DS3231 in, sodat die Arduino weet wat die huidige tyd is.
Die kleure van die LED's van die RGB LED-strook word bepaal deur 'n waarde van 0-255 vir rooi, groen en blou. Dus, 'n rooi led word aangedui met (rooi, groen, blou) = (255, 0, 0) en 'n pers onder (reg, groen, blou) = (255, 0, 255). 'N Led wat nie gebruik word nie, het die kleur (rooi, groen, blou) = (0, 0, 0).
U kan die woorde volgens hul doel groepeer:
- 'N Groep wat altyd brand (' Dit ',' is ', jou naam, ens.)
- 'N Groep vir woorde wat die minute aandui
- 'N Groep koppelwoorde (' verlede ',' na ',' half ',' kwart ', ens.)
- 'N Groep woorde wat die ure aandui
- 'N Groep wat alle letters dek wat u nie tans gebruik nie
Vir elke woordgroep kan u 'n kleur stel (dit is makliker as om 'n kleur vir elke woord of selfs letter afsonderlik te definieer).
U kan u program oplaai deur die Arduino Nano aan te sluit op u rekenaar met 'n usb -mini -kabel.
UPDATE (Januarie 2019):
Ek het die Arduino-lêer by die Instructable gevoeg. Die lêer is deur my swaer geskryf, en alle krediet word aan hom toegeken! U kan die knoppies natuurlik programmeer soos u wil
Stap 11: klaarmaak
As alles volgens plan verloop, het u net u eie woordklok gemaak!
As u aanbevelings het, twyfel nie om kommentaar te lewer nie! Ek sal probeer om dit te beantwoord, maar aangesien my tyd beperk is, kan dit 'n rukkie neem.