Word Clock: 21 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:57

Ďalší pohľad na obľúbené slovné hodiny. Poháňaný klonom arduino a LED diódami WS2812B, dizajn bol inšpirovaný najskôr týmto príkladom, potom som prepísal firmvér obsahujúci niekoľko myšlienok z tohto návodu pomocou rýchlej knižnice.

Moje ciele pre tento dizajn boli tieto:

• Medzi nimi krvácajú najväčšie/najbližšie možné písmená bez svetla
• Ovládajte viac jednotlivé písmena než jedno slovo naraz
• Vhodný na zavesenie na stenu alebo sedenie na stole
• Užívateľsky prívetivé ovládanie
• Dojem kvality
• Rezateľné laserom

Snažil som sa minimalizovať bežné kutilské rozprávky, ako je povrchová úprava 3D tlačeného predmetu alebo stopy po popáleninách/kĺby prstov/živé pánty projektu rezaného laserom. Oceňujem, keď sa ma niekto opýta, kde som kúpil niečo, čo som sám navrhol a postavil.

Laserom rezané diely môžem z času na čas sprístupniť tu na Etsy.

Krok 1: Nástroje, materiály a zásoby

Hlavnou požiadavkou tohto návrhu je prístup k laserovému rezaču, ktorého rezná plocha je 9 x 9 palcov alebo väčšia. Používam všadeprítomný čínsky 40W CO2 laser „K40“, ktorý je k dispozícii na celom ebay a iných zámorských serveroch. Ten môj bol upravený tak, aby mu umožnil vyrezať väčšiu plochu (okrem iných vylepšení), inak by nebol pre tento projekt vhodný hneď po vybalení. Ak používate K40, dôrazne odporúčam použiť našeptávač K40 namiesto akéhokoľvek softvéru, ktorý bol dodaný; moje súbory SVG sú nakreslené s ohľadom na to.

Náradie:

• Laserová rezačka (plocha 9 x 9 palcov alebo väčšia, drevo musí byť rezané)
• Počítač s Arduino IDE
• Svorky
• Všeobecné veci elektroniky (strihače drôtov, odizolovače atď.)
• Spájkovačka
• Horúca lepiaca pištoľ
• Videl

Zásoby:

• Lepidlo na drevo
• Striekačka (na nanášanie lepidla na drevo hľadajte zakrivený plastový hrot zubnej/irigačnej striekačky)
• Horúce lepidlo
• Maskovacia páska
• Farba (ciferník)
• Farbenie alebo farba (rám)
• Jednorazové poháre a miešacia tyčinka (na epoxidovú tvár)
• Brúsny papier
• Drôt (použil som pevné jadro o priemere 22)

Materiály:

• 1x Arduino Nano - 5 dolárov (klon ebay) až 22 dolárov+ (oficiálne)
• 1x modul DS3231 RTC - 1 dolár (ebay)
• 1x 10k odpor - 1 dolár za 50 (ebay)
• 3x dotykové spínače 10 mm - 1 dolár za 20 (ebay)

• 1x WS2812B LED pásik 60 LED/meter - 15 až 23 dolárov (ebay)

  • Správne rozstupy musia byť 60 LED na meter, zvyčajne sa predávajú ako 300 LED 5 m kotúče.
  • Vyhľadajte verziu, ktorá nie je vodotesná
• 1x oddeľovacia doska Micro USB (voliteľné) - 1,25 dolárov za 5 (eBay)
• 1x fotorezistor 10-20k ohm rozsah - 1 dolár za 20 (ebay)
• 1x batéria CR2032 - 2 doláre za 10 (eBay)
• Čistý epoxid - 20 dolárov za kvart (Home Depot)
• Vyžaduje sa iba niekoľko uncí

• 1x 3 mm preglejka - 12 dolárov za list 4 x 8 palcov (Home Depot)

  Toto sa zvyčajne nazýva podloženie alebo Luaun

• 1 x 1/4 "x 1,5" x 48 "dubová doska 5 dolárov (Home Depot)

  Hľadaj ten najrovnejší a najkrajší

• Papier (papier do tlačiarne alebo čokoľvek priesvitné)

To je zhruba 70 dolárov, ale nakoniec budete mať dostatok LED diód pre dva hodiny, takže by sa mohlo oplatiť chytiť ďalšie Arduino a kus duba a vyrobiť dva súčasne. Prečo nie?

Krok 2: Vyrežte diely z preglejky

To by malo byť celkom jednoduché. Z priloženého súboru zip vystrihnite každý jeden zo súborov SVG, ktoré začínajú reťazcom „3 mm preglejka“. Najprv pílou urobte z listu 4x8 niečo, čo sa zmestí do vašej laserovej rezačky (ak to nebolo zrejmé)

Môžete si všimnúť, že ciferník je zrkadlený - zistil som, že s mojim laserom získam na spodnej časti dosky ostrejšiu hranu, a tak som položil najkrajší povrch dreva. Ak to tak nie je, jednoducho zrkadlite súbor a odrežte ho pravou stranou nahor. Malé plávajúce časti písmen budú krehké, preto sa snažte vyhnúť ich prepichnutiu. Odporúčam upraviť nastavenia strihu tak, aby písmená vypadávali samy - v prípade, že z listu vytŕčate akékoľvek zaseknuté časti, je veľmi ľahké prelomiť stred písmena O.

Ak zlomíte kus listu - nie je všetko stratené. Zaveste sa na malé kúsky a pozrite sa dopredu na krok, kde pripravujeme tvár, a uvidíte, že ich môžeme bez väčších problémov umiestniť tam, kam patria.

Pred vyrezaním červenej nezabudnite modrú vrstvu vygravírovať.

Krok 3: Vyrežte dubové diely

Obvykle to robím pred tým, ako začnem alebo potom, čo dokončím rezanie kúskov preglejky, pretože to vyžaduje rôzne nastavenia rezu a malé nastavenie na lasere. Potrebujeme tu jeden kus zo súborov so súbormi s názvom „Dubový rám“. Všimnite si, že v súbore je modrý obdĺžnik s červenými čiarami. Ide o to, použiť odpadovú dosku ako prípravok/prípravok v lasere, aby sme spoje prstov mohli rovnomerne prerezať do koncov dosiek.

1. Použitím píly rozrežte dubovú dosku na 9 palcov
2. Zaistite šrotovnú dosku na laserovom lôžku, aby sa nemohla ľahko pohybovať.
3. Vystrihnite modrý obdĺžnik. Potom nerestartujte ani nerobte doma laser, nová diera v zbernej doske je teraz naším referenčným bodom pre ostatné rezy.
4. Vložte dubový kus do výrezu a zatlačte ho hore do ľavého horného rohu (za predpokladu, že váš pôvod je v ľavom hornom rohu. Ak nie … kľúčom je dostať koncové rezy na dub a mať horný okraj konzistentne rovný, takže môže buďte v poriadku, nech máte akýkoľvek pôvod). Pri tom sa snažte nepohybovať so šrotom.
5. Strih!

Našiel som K40 celkom dobre rezaný dub, ale budete musieť upraviť svoje nastavenia, kým nedosiahnete dobrý výsledok.

Krok 4: Zostavte rám

Na vylepšenie povrchu dajte dubovým častiam rýchle brúsenie, potom ich rozložte a naneste trochu lepidla na kĺby prstov. Je dôležité, aby rám skončil štvorcový (alebo aby zodpovedal tvaru tváre, ak laser vyreže lichobežník alebo rovnobežník), dobrým spôsobom, ako sa uistiť, že je výrobok v poriadku, je použiť tvár ako vodidlo predtým, ako lepidlo zaschne.

Znova skontrolujte umiestnenie funkcií zozadu (lícom nadol):

• Tri otvory pre tlačidlá by mali byť na ľavej strane a smerom k zadnej časti hodín
• Jediný otvor pre fotoodpor by mal byť v hornej časti a smerom k zadnej časti hodín
• Zárez pre napájací kábel by mal byť v spodnej časti a smerom k zadnej časti hodín

Ak máte akékoľvek nesprávne zarovnanie s horným alebo dolným okrajom rámu, je to v poriadku, pokiaľ nie sú humongové. Príklad, ktorý mám na fotografii, nie je žiadny problém, rýchle brúsenie ho pred zafarbením spláchne.

Môžete použiť svorky, ak ich máte, alebo celkom dobre funguje aj maskovacia páska.

Krok 5: Namaľujte a pripravte si tvár

Prvá: Maľovať.

Radšej používam sprejovú farbu na tvár s pomerne neutrálnou farbou. Na tvár som zatiaľ používal rôzne sivé, strieborné a zlaté s dobrými výsledkami. Tmavšie farby poskytujú lepší kontrast s písmenami, keď sú osvetlené. Vyhnite sa brúseniu tváre kvôli krehkej povahe písmen. Ak máte nejaké zlomené písmena, vymaľujte ich súčasne.

Za druhé: Naneste maskovaciu pásku

Maskovacia páska nám umožní naplniť tvár epoxidom bez toho, aby to všetko uniklo cez otvory. Naneste vrstvu na zadnú časť tváre a zatlačte na celý povrch, aby ste sa uistili, že je dobre prilepená.

Po tretie: Odrežte maskovaciu pásku späť o 1/4 od okraja. Musíme to dodržať, aby sme mohli tvár prilepiť do rámu bez toho, aby sa maskovacia páska stala trvalou súčasťou.

Po štvrté: Voliteľné - ak máte nejaké zlomené písmena, prevráťte tvár a prilepte ich na maskovaciu pásku na správnom mieste.

Krok 6: Nainštalujte diódy LED

Najprv vezmite svoj LED pásik a nastrihajte ho na vyznačených značkách na 11 kusov, z ktorých je po 11 LED. Priamo v strede odhalených medených podložiek by mala existovať čiara, ktorá ukazuje, kam rezať. Nožnice alebo nožnice na drôt sú v poriadku.

Ďalej odstráňte podložku a prilepte každý pás nadol k zadnej doske „mriežky“. Ak ste vyryli pokyny v tejto časti skôr, môžete ich použiť ako referenciu, aby boli veci čisté. Rozstup tu nie je nijako zásadný, pravdepodobne si všimnete, že sa posunie, ak skončíte s pásom, v ktorom už je spájkovací spoj. Myslím si, že pri kúpe 5 metrového zvitku získate nejaký spoločný meter.

Dôležité: všimnite si malú šípku a Din/Dout. Chceme, aby šípka v hornom rade išla zľava doprava, potom v nasledujúcom riadku obrátila. Malo by to byť cik-cak zľava hore a končiť vpravo dole.

Krok 7: Spájkujte LED diódy

Toto je pravdepodobne najnáročnejší krok. Používam holý drôt s priemerom 22, aby som ušetril námahu pri odizolovaní oboch koncov týchto krátkych drôtov.

Odrežte 10 z týchto troch dĺžok:

• 3/4"
• 1-1/8"
• 1-1/2"

Každý drôt je potrebné ohnúť tak, aby dokázal nadviazať spojenie od konca jedného pásu k začiatku nasledujúceho. Obvykle chytím pár predmetov, okolo ktorých môžem drôt ohnúť - na najkratší sa hodí pero, na stredný držadlo skrutkovača a na najdlhšie malé oceľové pravítko. Ohyby môžete skontrolovať tak, že ich položíte na dosku a zistíte, či sa dostanú na podložky a či dodržiavajú pokyny.

Spájkujte tieto drôty medzi koncami pásikov a vytvorte jednu súvislú cestu zhora doľava doprava dole - na fotografiách by to malo byť celkom samozrejmé.

Držanie týchto drôtov je náročné a rozhodne by ste nemali používať prsty, pretože sa extrémne rýchlo zahrievajú. Mám úspech s klipom aligátora a tiež gizmom, ktoré uvidíte na fotografii. Môže byť jednoduchšie najskôr podložku pocínovať a potom drôt držať tiež pinzetou.

Po spájkovaní vodičov môžete nastaviť vzdialenosť medzi nimi ohnutím pomocou skrutkovača alebo podobne - nemali by sa samozrejme dotýkať.

Pred pokračovaním testujem LED diódy, ale tento krok je voliteľný.

Krok 8: Pripojte vstupné vodiče

Ďalej pripojíme napájanie, uzemnenie a údaje na začiatok nášho pásu LED a na vzdialený koniec iba napájanie a uzemnenie. Vodiče pre vstupnú stranu by mali byť skrátené zhruba na 13 palcov - vybral som červený pre 5v, žltý pre dáta a holý vodič pre uzemnenie.

Odstráňte časť izolácie v hornej/strednej časti 5V drôtu (pozri fotografiu); použijeme to neskôr pre fotoodpor.

Na vzdialenom konci pásu (vľavo dole) zozadu použite iba dva vodiče na 5 V a uzemnenie, ktoré môžu mať dĺžku asi 5 palcov.

Odporúčam zaistiť drôty podľa obrázku horúcim lepidlom, aby sa zabránilo pohybu. Spájkovacie spoje s LED pásikmi sú obzvlášť krehké.

Krok 9: Zostavte mriežku

Existujú štyri rôzne typy dielov mriežky, ktoré sú označené, ak ste ich gravírovali skôr:

• 2x horizontálny koniec
• 2x vertikálny koniec
• 10x vertikálne
• 10x horizontálne

Lepidlo je voliteľné, ale odporúča sa. Rád používam lepidlo, pretože na celú zostavu môžeme použiť váhu, pretože schne a opravuje akúkoľvek nerovnosť, ktorá všetko vo všeobecnosti uľahčuje.

Najprv nainštalujte zvislé časti. Kusy „Konca“idú na pravú a ľavú stranu, potom vyplňte stred zvyškom.

Potom nainštalujte horizontálne časti. Kusy „End“idú hore a dole, všimnete si, že na nich nie je extra malý výrez. Ostatné horizontálne časti majú tento extra zárez, aby vyčistili spojovacie vodiče, ktoré sme predtým spájkovali. Zarovnajte zárez s drôtmi a striedajte strany, kým pôjdete.

Nakoniec, ak ste použili lepidlo, prevráťte zostavu lícom nadol na rovný povrch a položte na ňu niečo ťažké, kým schne.

Krok 10: Zafarbite rám a nainštalujte tvár

Toto je vhodný čas na zafarbenie dubového rámu, v závislosti od požadovanej povrchovej úpravy. Potrebujeme prilepiť tvár na miesto a v tomto prípade plánujem použiť na drevo olejovú úpravu - to bude prekážať lepidlu na drevo, takže ho použijem neskôr. Prípadne použite iný typ lepidla, ktoré nebude ovplyvnené.

Ďalej musíme vložiť tvár do rámu. Tu je dôležité nastaviť hĺbku tak, aby zadná časť hodín skončila v jednej rovine alebo pod zadným povrchom rámu a nevyčnievala. Existuje mnoho spôsobov, ako to urobiť:

Malé obdĺžnikové rozpery sú správne na nastavenie vzdialenosti od prednej strany rámu k tvári.

Ďalším spôsobom, ako to dosiahnuť, je položiť rám lícom nahor na rovný povrch, potom na seba naskladať všetky vnútorné časti (preskočiť dopredu, aby ste videli, ako idú) a nakoniec tlačiť tvárou nadol na ne. Dbajte však na to, aby sa vodiče nedostali medzi vrstvy.

Môžete tiež naskladať diely a používať strmene, čo chcete!

Krok 11: Nalejte epoxid

Podložte chrbát po celom povrchu, aby maskovacia páska zostala na mieste. Postavte ho na rovný povrch.

Zmiešajte asi 5 uncí podľa pokynov dodaných s vašim epoxidom. Spravidla sa hovorí, že sa má miešať v jednej nádobe 6-10 minút, pričom sa musia zoškrabať boky, potom sa prenesie do čistej nádoby a mieša sa ďalších niekoľko minút alebo dovtedy, kým nedosiahne určitú teplotu.

Nalejte epoxid na tvár. Snažím sa najskôr vyplniť písmená, aby sa minimalizovali vzduchové bubliny, a potom pokryť zvyšok. Pokúste sa ho chrániť pred prachom a pravidelne odstraňujte bubliny pomocou tepelnej pištole alebo horáka.

Krok 12: Nainštalujte LED mriežku a difúzor

Po dokončení vytvrdzovania epoxidu odstráňte kryciu pásku zo zadnej časti tváre.

Medzi diódami LED a zadnou časťou tváre sa odporúča niečo na rozptýlenie svetla:

• Žiadny difúzor nepôsobí dojmom jednotlivých svetiel za písmenom
• List papiera pre tlačiareň poskytuje veľmi rovnomerné svetlo, ale dochádza k kompromisu so zníženým celkovým jasom
• Jeden alebo dva listy bieleho hodvábneho papiera sú dobrým kompromisom
• Čierny hodvábny papier znižuje jas, ale tiež necháva nevyrazené písmena tak vyniknúť

Odrežte papier tak, aby sa zmestil do rámu, a vložte ho medzi mriežku LED a tvár. Zaistite, aby bol roh mriežky LED s dátovým vodičom zarovnaný s písmenom „I“vľavo hore.

Keď ste pri tom, vložte zadnú dosku do rámu a ceruzkou nakreslite výrez v zadnej časti mriežky, pomôže to neskôr správne zarovnať menšie časti.

Upevnite mriežku LED na miesto horúcim lepidlom.

Krok 13: Pridajte vnútornosti

Prilepte segmenty, ktoré obchádzajú stred, dohromady, ako je znázornené na obrázku, a potom pomocou línií, ktoré ste vysledovali, na zadnú stranu mriežky LED ich prilepte. Použite oddeľovaciu dosku arduino a micro USB ako rozpery, aby ste sa presvedčili, že sa zmestia.

Po obvode prilepte malé obdĺžnikové rozpery, pričom dávajte pozor, aby ste nezakryli otvory pre spínače vľavo a fotoodpor na vrchu.

Na zaistenie oddeľovacích dosiek Arduino a micro USB použite horúce lepidlo.

Odstráňte šikmé kolíky záhlavia z vášho modulu RTC, ak sú k dispozícii. Buď ich odpojte, alebo ich len odstrihnite - tieto nepoužívame.

Nakoniec pomocou horúceho lepidla zaistite modul RTC vľavo dole. Odporúčam použiť zadnú dosku ako vodítko, aby ste ju dostali na perfektné miesto. Prilepte modul k doske, naneste lepidlo, naneste ho na miesto a zatlačte modul do jednej roviny s doskou nižšie.

Krok 14: Tlačidlá a fotorezistor

Prepínače vľavo dole zaistite horúcim lepidlom, pričom dávajte pozor na orientáciu. Štyri piny na prepínačoch sú spojené v pároch, odporúčam ich otočiť tak, aby jeden pár bol v spodnej časti a druhý v hornej časti - tým bude neskôr spájkovanie jednoduchšie.

Prilepte fotoodpor v hornej časti - stačí ho vycentrovať do otvoru v hornej časti

Krok 15: Spájkujte pripojenia 5v/VCC

To všetko by malo skončiť pripojené k kolíku VCC na oddeľovacej doske Micro USB.

1. LED pásik vpravo hore
2. LED pásik vľavo dole
3. 5V na arduino
4. VCC na module RTC (tretí kolík zhora)
5. Fotorezistor

Krok 16: Spájajte uzemňovacie spojenia

Nakoniec by sa všetky mali pripojiť k kolíku VCC na oddeľovacej doske micro USB.

1. LED pásik vpravo hore
2. LED pásik vľavo dole
3. Arduino GND
4. Modul RTC GND (spodný kolík)

5. Prepínače

   Pozrite si detailnú fotografiu. Hmatové prepínače majú štyri piny, ale iba jeden kontakt, sú vnútorne spojené v pároch. Ak spájkujete na oba kolíky uzemňovací vodič, skontrolujte pomocou ohmmetra, či sú oba kolíky na rovnakej strane vypínača, inak ho skratujete

Krok 17: Spájkujte zostávajúce spojenia

1. 10k odpor. Arduino pin A0 k zemi
2. Fotorezistor. Arduino pin A0
3. RTC. Druhý hore na module k arduino pin A4
4. RTC. Horný kolík na module arduino kolík A5
5. Prepínač 1 (Režim/Nastaviť). Arduino D2
6. Prepínač 2 (hore). Arduino D3
7. Prepnite 3 (nadol/zrušiť). Arduino D4
8. LED dáta. Arduino D6

Na zaistenie vodičov naneste veľké množstvo horúceho lepidla, najmä na izoláciu vodičov pochádzajúcich z fotorezistora a na spevnenie spínačov.

Nakoniec vložte batériu CR2032 do modulu RTC.

Krok 18: Nahrajte firmvér

Na nahranie firmvéru do Arduina budete potrebovať počítač s Arduino IDE. Tu sú nastavenia, ktoré som použil:

• Doska: "Arduino Nano"

• Procesor: ATmega328P (starý bootloader)

  V starších verziách IDE som nemusel zvoliť starú možnosť bootloadera, ale verím, že došlo k zmene, ktorá odzrkadľuje aktualizáciu oficiálneho hardvéru, ktorý nie je k dispozícii na klonovacích doskách, ktoré sú k dispozícii

• Port: Po zapojení dosky budete musieť zistiť, ktorý z nich

Vyžaduje sa šesť knižníc, všetky nájdete v ponuke Nástroje -> Spravovať knižnice v IDE:

• Drôt (podľa mňa štandardne súčasťou dodávky)
• EEPROM (v predvolenom nastavení tiež zahrnuté)
• RTClib (Adafruit verzia 1.2.0)
• OneButton (Matthias Hertel verzia 1.2.0)
• SimpleTimer (Alexander Kiryanenko verzia 1.0.0)
• FastLED (Daniel Garcia verzia 3.1.6)

Po nastavení možností a inštalácii knižníc by malo ísť o skompilovanie a nahranie do zariadenia pomocou tlačidla „nahrať“. Ak chcete overiť, či zariadenie funguje, môžete otvoriť sériový monitor, na ktorom by mala byť pri zavádzaní krátka správa.

Krok 19: Nastavte čas

Môžete si všimnúť, že hodiny najskôr nič nezobrazujú - to sa očakáva. Pri štarte hľadá uloženú farbu a animáciu v EEPROM, ale pretože v pamäti nie je nič, nevie, čo má robiť. Stlačením tlačidla 2 alebo 3 (nahor/nadol) vyberte farbu a aktualizuje sa displej.

Ak chcete nastaviť hodiny:

1. Podržaním „Režim/Nastaviť“vstúpite do režimu nastavenia hodín. Mala by sa zobraziť hodina.
2. Pomocou „Hore“a „Dole/Zrušiť“vyberte hodinu (0-23)
3. Stlačením „Režim/Nastaviť“prepnete z hodiny na minúty
4. Pomocou „Hore“a „Dole/Zrušiť“vyberte minútu (0-59)
5. Podržaním „Režim/Nastaviť“uložíte čas a vrátite sa na zobrazenie hodín

V režime „Nastaviť“sa podržaním „nadol/zrušiť“vrátite do režimu hodín bez uloženia nového času.

Tiež v režime „Nastaviť“bude „Režim/Nastaviť“prepínať medzi hodinami a minútami, ak sa potrebujete vrátiť bez zrušenia.

Krok 20: Pridajte zadný kryt

Pridajte nejaké lepidlo na horný okraj rozperiek, ktoré sme nainštalovali predtým, a tým sa zostava končí. Odporúčam nechať to na koniec, aby ste mali šancu vyriešiť všetky problémy s zapojením skôr, ako bude všetko zapečatené.

Krok 21: Hotovo

Konektor micro USB je tu pre pohodlie - podľa mojich skúseností je oveľa jednoduchšie nájsť pekne vyzerajúci opletený mikro kábel ako mini -USB, ktorý sa hodí k Arduinu.

Obsluha je jednoduchá:

• Mode/Set vyberie animáciu zmeny času
• Cyklus nahor vo farbách
• Dole cykluje cez farby v opačnom smere

Svetlo by sa malo automaticky upravovať podľa svetla v miestnosti, ktoré sa stmieva, keď sa stmieva.