Cum să construiești un ceas gigant de raft ascuns: 27 de pași (cu imagini)

2025 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2025-01-23 15:04

Aveam un spațiu mare pe o parte din peretele sufrageriei noastre, pentru care nu am putut găsi niciodată „lucrul” potrivit să stăm pe el. După ce am încercat câțiva ani, am decis să facem ceva propriu. Acest lucru a ieșit destul de bine (în opinia noastră), așa că l-am transformat într-un proiect pe canalul meu de Youtube și într-un Instructable scris pe care îl citiți chiar acum!

Este un ceas digital LED gigant ascuns discret în marginile unui sistem geometric de rafturi. De asemenea, a inclus și downlight-uri LED integrate pentru a arăta articolele preferate pe rafturi.

Deoarece iluminarea este cu LED (folosind WS2821B „Neopixeli”) puteți alege propriile culori - atât pentru fața ceasului, cât și pentru downlightere. Un fotorezistor discret este ascuns în colțul din dreapta sus, care estompează LED-urile atunci când nivelurile de lumină ambientală scad - excelent pentru ambianța de seară în orice cameră.

Provizii

Veți avea nevoie de câteva provizii pentru a vă construi unul. Mai jos sunt linkuri către unde puteți găsi piesele de pe Amazon.

■ Un Arduino Nano (x1):

■ O rolă de 5 m de LED-uri WS2812B care are 60 de LED-uri pe contor:

■ Un modul de rezistență fotosensibilă:

■ Un DS3231:

■ Câteva fire de conectare - ideal trei culori diferite:

■ Câteva rezistențe de 470 Ohm:

■ Câteva benzi de blocuri electrice - fiecare cu 5 blocuri:

■ Nu există 8 șuruburi pentru lemn:

■ O sursă de alimentare de 5v cu terminale cu șurub:

■ Câteva cabluri gemene mai groase

■ Unele filamente pentru piesele imprimate 3D:

■ Filament PLA infuzat din lemn:

■ Panoul din lemn de cel puțin 112 x 39cm cel pe care l-am folosit a fost de 138 x 60cm (acest lucru va da proiectului finit o margine de 10cm în jurul exteriorului).

Pasul 1: Ghid video

Am creat un videoclip care detaliază construcția acestui proiect. Începutul videoclipului arată ceasul ascuns în acțiune dacă doriți să-l vedeți funcționând. Dacă preferați instrucțiuni scrise împărțite în pași, atunci vă aflați în locul potrivit! Citiți mai departe și vă voi explica cum să vă construiți unul.

Pasul 2: Imprimați suporturile de bază

Suporturile de bază asigură cadrul rafturilor, gestionează direcționarea firelor și acționează ca un standoff pentru LED-uri.

Va trebui să imprimați 3D din 31 dintre acestea. Fișierul este atașat pentru a fi utilizat în programul tău de tăiere.

Am imprimat-o pe a mea cu o înălțime a stratului de 0,2 mm într-un amestec de ABS și PLA. Deoarece nu va fi văzut în proiectul final, este o ocazie excelentă de a folosi orice culori care trebuie folosite. Aveam mai multe suluri de filament cu doar o cantitate mică, așa că le-am folosit mai întâi înainte de a le termina pe cele mai multe în nuanțele destul de strălucitoare de verde și galben strălucitor prezentate în imaginile de mai sus.

Pasul 3: Montarea suporturilor de bază

Există două moduri diferite prin care puteți spăla corect suporturile de bază pe panoul dvs.

Voi explica mai întâi cum să o faceți cu un șablon imprimabil 3D, iar apoi a doua opțiune este utilizarea unei mașini CNC dacă aveți acces la unul (sau la altcineva care ar putea).

Dacă utilizați șablonul imprimabil 3D, citiți mai departe. Dacă veți utiliza o mașină CNC pentru a stabili găurile, săriți pasul următor …

Pasul 4: Montarea suporturilor de bază: Opțiunea 1 - Utilizarea șablonului

Imprimați 3D fișierul șablon atașat la acest pas.

Puteți apoi să înșurubați primul suport de miez la panoul dvs. folosind niște șuruburi de lemn M8 (sau similare). Asigurați-vă că este nivelată și paralelă cu marginea plăcii. Odată ce primul suport este securizat, puteți cobora șablonul tipărit 3D peste el. Acest lucru vă va arăta unde să găuriți găurile pilot pentru următoarele trei suporturi.

După găurirea găurilor pilot, îndepărtați șablonul și montați alte suporturi. Asigurați-vă că crestătura de pe suporturile orizontale este orientată spre partea de jos a ceasului atunci când le înșurubați în poziție. Aici ne vom lipi LED-urile de downlighting mai târziu în proiect.

Continuați să montați suporturile până când este lung de șase și două înălțime, cel din dreapta sus va fi lăsat deocamdată în afara.

Dacă ați folosit șablonul 3D așa cum s-a menționat în acest pas și nu veți utiliza o mașină CNC, puteți sări peste pasul următor.

Pasul 5: Montarea suporturilor de bază: Opțiunea 2 - Utilizarea mașinii CNC

Dacă aveți acces la o mașină CNC, puteți avea cineva pre-găurirea găurilor pilot pentru a vă permite să poziționați rapid și ușor și să montați suporturile tipărite 3D. Acesta este traseul pe care l-am urmat când lucram pentru un producător local de mobilă.

Puteți găsi un desen tehnic care arată poziționarea găurilor disponibile pentru descărcare aici:

diy-machines.selz.com/item/5e6408ec701f5d0…

După ce găurile pilot au fost găurite, puteți continua instalarea suporturilor de bază.

Asigurați-vă că crestătura de pe suporturile orizontale este orientată spre partea de jos a ceasului atunci când le înșurubați în poziție. Aici ne vom lipi LED-urile de downlighting mai târziu în proiect.

Continuați să montați suporturile până când este lung de șase și două înălțime, cel din dreapta sus va fi lăsat deocamdată în afara.

Pasul 6: Instalarea suportului de bază „Hub electronic”

Ultimul suport de bază care urmează să meargă în colțul din dreapta sus este o versiune modificată a celorlalte. A fost proiectat pentru a găzdui componentele electronice (în principal Arduino Nano, Ceas în timp real - DS3231 și fotorezistor).

Aceasta este imprimată 3D utilizând aceleași setări ca și celelalte suporturi de bază.

Poziționați-l temporar în alte găuri pilot și folosiți un stilou sau creion pentru a marca orificiul dreptunghiular din baza sa. Apoi puteți utiliza un burghiu pentru a crea o gaură suficient de mare pentru a fila firul de alimentare. Vom folosi acest lucru pentru a alimenta ceasul după ce am terminat de construit.

După ce ați terminat, puteți instala suportul folosind șuruburi pentru lemn.

Pasul 7: Imprimarea și instalarea suporturilor LED

Folosim file mici tipărite 3D pentru a atașa LED-urile la structura suport. Le-am tipărit în alb și vă sugerez să faceți același lucru pentru a preveni orice culoare turnată prin marginile frontale ale rafturilor și pentru a crește reflectivitatea acestora.

Am imprimat-o pe a mea în PLA la o înălțime a stratului de 0,3 mm.

Trebuie să imprimați 23 dintre acestea. (Am tipărit-o pe a mea câte trei).

Odată tipărite, folosiți un lipici pentru a le atașa la partea superioară a suporturilor, așa cum se arată în diagrama atașată.

Pasul 8: Pregătiți LED-urile Ceas Face

Trebuie să pregătim 23 de lungimi de 9 LED-uri din rola noastră de LED-uri.

Pentru a face acest lucru, folosiți foarfece pentru a tăia centrul primului set de tampoane de cupru, scoțând astfel dopul. Repetați acest lucru din nou după 9 LED-uri pentru a ne oferi prima bandă. Apoi, trebuie să repetați acest lucru de încă 22 de ori.

Odată ce acest lucru este făcut, putem „cosi” plăcile LED-urilor. Deși acest lucru este opțional, este mult mai ușor să conectați firele ulterior. Coacerea tampoanelor înseamnă utilizarea unui fier de lipit pentru a adăuga și a lăsa o cantitate mică de lipit pe fiecare tampon.

Pasul 9: Pregătiți firele de pe ceas

Pregătiți câteva lungimi de sârmă în seturi de trei. Unul pentru conexiunile de alimentare, date și la sol de pe benzile noastre LED.

Vei avea nevoie:

• 20 de seturi de 22 cm lungime
• 2 seturi de 37cm lungime
• 1 set care are 50cm lungime

La fel ca înainte, cosirea ambelor capete ale fiecărui fir va facilita conectarea lor la LED-uri.

Pasul 10: Instalarea primei benzi LED

Acum că LED-urile și firele lor sunt pregătite, putem începe să le asamblăm pe partea din față a cadrului nostru. Ordinea în care benzile sunt conectate și orientarea lor sunt foarte importante. Există săgeți mici care merg pe lungimea benzilor LED care reprezintă direcția fluxului de date. Acordați o atenție deosebită acestora în timp ce vă asamblați ceasul.

Prima noastră bandă LED va sta pe suportul LED alb deasupra suportului unic pe care l-am imprimat pentru a găzdui componentele electronice din colțul din dreapta sus. Atașați două seturi separate de fire lungi de 23 cm la ambele capete ale uneia dintre cele 9 benzi LED lungi de mai devreme.

Îndepărtați suportul autoadeziv din partea din spate a LED-urilor și aplicați, de asemenea, niște adeziv pe partea superioară a suportului LED (pentru o aderență suplimentară, deoarece am găsit cândva al meu s-ar desface fără adezivul suplimentar) puteți poziționa banda în loc asigurându-vă că săgețile direcționale de date sunt îndreptate spre partea de sus a ceasului.

Acum direcționați firele de la colțul ceasului cu fața în jos prin ghidajul firului de pe suportul pe care se află, prin și în suportul adiacent și în sus. Ori de câte ori direcționați firele de-a lungul perimetrului exterior al ceasului, asigurați-vă că utilizați găurile interioare de pe ghidajele de sârmă. Acest lucru va însemna că firele sunt complet ascunse când terminăm ceasul prin adăugarea de rafturi imprimate 3D pe rafturi (pe care încă nu le-am imprimat, așa că nu vă panicați!).

Pasul 11: Instalarea benzilor LED rămase

Pentru următoarea bandă, luați un alt set de fire lungi de 23 cm și lipiți-le pe partea de ieșire (capătul spre care se îndreaptă săgețile de flux de date) a unei benzi proaspete de nouă LED-uri.

Lipiți partea de intrare a benzii LED pe firele care tocmai sunt direcționate după colț de banda precedentă. Suportul adeziv poate fi apoi îndepărtat pe această bandă, un pic de adeziv aplicat pe suportul LED alb și banda montată pe partea de sus.

Sârmele care vin de la acesta sunt direcționate prin suport și se întorc cu 90 de grade spre stânga în următorul suport.

Repetați aceiași pași încă de patru ori urmând calea în jurul ceasului, așa cum se arată în diagrama de mai sus. Când ajungeți la cea de-a șaptea bandă LED, trebuie să atașați un set de fire de 37 cm pe partea sa de ieșire în loc de firele obișnuite de 23 cm.

Acum, că v-am explicat și v-am arătat primele câteva conexiuni, puteți urmări restul folosind diagrama pe care am adăugat-o mai sus (cea pe un fundal întunecat). Vă arată ce lungimi de sârmă utilizați unde, direcția benzilor LED și cum să direcționați totul. Este mult mai ușor pentru tine să urmezi acest lucru decât pentru mine să explic fiecare conexiune în cuvinte. (În plus, nici nu ar fi foarte distractiv să citești).

După ce ați terminat de instalat LED-urile de pe ceas, ar trebui să arate ca imaginea finală.

Pasul 12: Tipărirea mânecilor raftului

Să luăm o pauză de la electronică și să ne întoarcem la imprimarea 3D. Există cinci stiluri diferite de mâneci rafturi de imprimat în funcție de locul în care merg pe ceas.

Pentru fiecare manșon, am imprimat primele straturi în alb și apoi am trecut la un filament PLA infuzat cu lemn pentru restul imprimării. Această față frontală albă subțire este cea care permite luminii difuze de la LED-uri să strălucească.

Au durat aproximativ șapte ore fiecare când au fost tipărite la o înălțime a stratului de 0,2 mm. De obicei, tipărești câte trei pe rând peste noapte. Am adăugat, de asemenea, o margine, astfel încât să le împiedic să se dezlipească de patul tipărit. Acestea sunt ușor de îndepărtat după finalizarea tipăririi.

Trebuie să tipăriți:

• 9x Sleeve1.stl - Acesta are decupaje numai pe o parte.
• 6x Sleeve2.stl - Are decupaje pe o parte și o gaură pentru downlighterul cu LED.
• 10x Sleeve3.stl - Aceasta are decupaje pe ambele părți.
• 6x Sleeve4.st - Aceasta are decupaje pe ambele părți și o gaură pentru downlighter cu LED.
• 1x Sleeve5.stl - Acesta este special conceput pentru a găzdui aparatele electronice și include găuri de aer pentru ventilație și o gaură pentru fotorezistor.

Pasul 13: Montarea mânecilor Shelve

Rafturile sunt instalate glisându-le cu grijă peste suporturi și LED-uri, asigurându-vă în același timp că firele trec prin decupaje.

Cele nouă Sleeve1 pe care le-ați imprimat alunecă pe suporturile de-a lungul părții inferioare și laterale a ceasului (cu excepția suportului care conține electronice speciale) așa cum se arată în fotografia de mai sus.

Cele șase manșoane2 merg toate de-a lungul vârfului ceasului, cu orificiul LED orientat în jos.

Cele zece Sleeve3 merg în pozițiile verticale rămase.

Cele șase manșoane4 completează orizontale care se desfășoară de-a lungul mijlocului, cu gaura pentru LED-ul orientat din nou în jos.

Ultimul manșon5 trece peste suportul rămas din dreapta sus.

Pasul 14: Conectarea DS3231 la Arduino

Va trebui să pregătiți următoarele pentru acest pas:

• O pereche de fire de 8cm
• O pereche de fire de 12 cm
• DS3231 - Ceas în timp real (RTC)
• Arduino Nano

Începeți prin lipirea unui fir de 8 cm la SCL și un alt fir la SDA pe RTC. Apoi lipiți un fir de 12 cm la VCC și altul la GND (la sol). De acum încolo voi folosi fire roșii pentru conexiunile pozitive / VCC și fire negre pentru conexiunile la sol / GND, pentru a face mai ușor de înțeles ce fir ar trebui să fie conectat la ce.

Luând Arduino, lipiți firul care vine de la SCL la A5 pe Arduino, apoi conectați firul de la SDA la A4. Vom conecta firele de alimentare mai târziu

Pasul 15: Conectarea fotorezistorului (senzor de lumină) la Arduino

Veți avea nevoie de următoarele pentru acest pas:

• Modul fotorezistor
• O singură lungime de sârmă de 10cm
• O pereche de fire de 14cm

Lipiți firul de 10 cm pe AO pe modul și fiecare dintre firele lungi de 14 cm pe GND și VCC.

Cablul AO de 10cm este apoi conectat la A0 pe placa Arduino Nano. Din nou, vom conecta firele de alimentare mai târziu.

Pasul 16: Pregătiți Nano pentru a vă conecta la alimentare

Pentru acest pas pregătiți:

Două lungimi de sârmă de 12cm

Lipiți unul dintre fire la oricare dintre conexiunile GND de pe Arduino și celălalt la pinul de 5V.

Pasul 17: Conectați LED-urile

Vei avea nevoie:

Un rezistor de 470 ohmi

Scurtați ușor picioarele rezistenței, deoarece acestea sunt mult mai lungi decât este necesar. Lipiți o parte a rezistorului pe firul care este deja conectat la DIN pe partea de intrare a primei benzi LED pe care am instalat-o. Acesta este cel peste suportul tipărit 3D conceput pentru a găzdui toate componentele electronice.

Celălalt capăt al rezistorului este apoi lipit la D6 pe Arduino.

Pasul 18: Avertisment de putere …

Un avertisment rapid de distribuit cu dvs. Nu conectați sursa de alimentare în același timp în care utilizați conexiunea USB Arduinos. Riscați să deteriorați orice dispozitiv este conectat la Arduino. Acesta este motivul pentru care nu am conectat încă rețeaua de alimentare și nu vom face acest lucru până când proiectul nu este finalizat și nu mai trebuie să ne conectăm prin USB.

Pasul 19: Conectarea firelor de alimentare

Pentru acest pas veți dori:

• Cele două benzi de blocuri terminale
• 8 lungimi scurte de sârmă (am făcut patru în roșu și patru în negru)

Folosiți fiecare lungime scurtă a firului de-a lungul unei părți a blocului de borne pentru a le conecta pe toate împreună. După ce le-ați înșurubat în blocurile de borne, trageți-le pentru a vă asigura că sunt ținute bine de șurub. Repetați acest lucru pentru ambele benzi terminale.

Acum putem lua toate firele VCC / 5V care merg la componentele noastre și le putem conecta la aceeași bandă de borne. Apoi faceți același lucru pentru toate firele GND / Ground cu cealaltă bandă de borne.

Ar trebui să le găsiți provenind din fiecare dintre următoarele componente:

• Arduino
• Prima bandă LED
• DS3231
• Fotorezistor

Pasul 20: Încărcarea codului

Conectați-vă Arduino la computer prin conexiunea USB și deschideți codul pentru acest proiect în ID-ul Arduino. Puteți descărca codul de pe Github:

Trebuie să aveți două biblioteci diferite instalate în ID-ul dvs. Arduino pentru acest proiect; „Adafruit Neopixel” și „DS3231 Simple”.

Dacă nu le aveți deja, va trebui să le instalați.

Pentru a instala biblioteca Adafruit:

În IDE-ul Arduino, navigați la Schiță> Includeți bibliotecă> Gestionați bibliotecile Apoi în Manager bibliotecă căutați banda Neopixel utilizând bara de căutare. Apăsați instalare.

Pentru biblioteca DS3231, accesați https://github.com/sleemanj/DS3231_Simple și urmați instrucțiunile simple de pe pagină.

Mai întâi putem seta ora pe ceas rulând un mic script furnizat de autorul bibliotecii. Trebuie să-l rulăm o singură dată. Pentru a face acest lucru, accesați „Fișier” >> „Exemple” >> „DS3231_Simple” >> „Z1_TimeAndDate” >> „SetDateTime” setați data și ora dorite și apoi încărcați-le pe Arduino. Acest lucru va seta ora corectă pe RTC-ul dvs., care va persista atunci când Arduino își pierde puterea atâta timp cât durează bateria butonului. Această fereastră poate fi acum închisă și scriptul principal al proiectului poate fi încărcat în locul său.

Dacă totul a mers așa cum ar trebui până acum, fața ceasului ar trebui să iasă în viață și să lumineze ora curentă.

Pasul 21: Adăugarea brichetelor cu LED-uri în jos

Pentru downlight-urile cu LED-uri va trebui să pregătiți următoarele:

• 11 seturi de fire lungi de 29cm
• Un set care are o lungime de 48 cm
• 12 LED-uri individuale tăiate din rola pe care o foloseam mai devreme
• Un rezistor de 470 Ohmi

Nu uitați că răsucirea tampoanelor de pe LED-uri și a capetelor firelor va face lipirea mult mai ușoară mai târziu.

Manșoanele imprimate 3D pentru jumătatea superioară și rândul central al ceasului vor trebui eliminate, astfel încât să putem instala cablajul pentru downlightere. Pentru a le îndepărta, trageți-le cu grijă drept în sus.

Primul downlighter cu LED va fi montat pe suportul orizontal din partea dreaptă sus a feței ceasului. Lipiți un set de fire lungi de 29 cm pe ambele părți ale unuia dintre LED-urile individuale și apoi lipiți-l în poziție în crestătura de pe coloana centrală de susținere. În continuare, trebuie să fiți atenți la direcția fluxului de date, iar pentru rândul de sus al downlight-urilor cu LED-uri ar trebui să fie orientat departe de Arduino, așa cum este evidențiat în imagine.

Apoi puteți fileta firele prin ghidajele de sârmă de la ambele capete ale suportului. Lipiți un rezistor de 470 Ohmi rezistența cablului DIN care se află pe partea Arduino a LED-ului. Celălalt capăt al rezistorului este apoi conectat la D5 pe Arduino.

Conexiunea VCC și GND care se îndreaptă către LED poate fi apoi adăugată la benzile de blocuri corespunzătoare.

Continuați să adăugați downlight-urile cu LED-uri de-a lungul rândului superior folosind seturile de fire de 29 cm dintre fiecare. La sfârșitul rândului (al 6-lea LED) atașați setul de fire de 48 cm, astfel încât să ajungem la rândul următor și apoi să continuăm adăugând LED-uri cu fire lungi de 29 cm între ele.

Am creat o diagramă atașată mai sus, care arată clar ce fire să folosiți între LED-uri, în ce direcție trebuie să fie orientată săgeata de date și cum să direcționați firele prin ghidajele de la baza suporturilor de bază tipărite 3D.

Pasul 22: Testați downlight-urile

Acum puteți înlocui toate mânecile raftului, cu excepția celei care va acoperi componentele electronice.

Conectați portul USB de pe Arduino la o sursă de alimentare USB și ar trebui să descoperiți că aveți un proiect pe deplin funcțional!

Pasul 23: Conectați sursa de alimentare la rețea

Deconectați cablul USB de la Arduino.

Introduceți cablul principal de alimentare prin orificiul din tablă pe care l-am făcut mai sus sub suportul tipărit 3D. Apoi puteți conecta cablul pozitiv la banda de blocare a puterii pozitive și solul la banda de masă.

Verificați dacă toate firele sunt ținute ferm trăgându-le ușor.

Pasul 24: Poziționați fotorezistorul

Aplicați niște lipici pe partea din spate a fotorezistorului. Acesta este apoi poziționat astfel încât senzorul circular care iese din el să fie amplasat în decupajul în formă de U realizat deja în suportul tipărit 3D. Partea frontală a senzorului trebuie să fie la același nivel cu partea frontală, astfel încât să nu obstrucționeze manșonul atunci când este coborât peste acest suport.

Pasul 25: Ordonați electronica

În acest moment, putem căuta să ordonăm dispozitivele electronice, astfel încât să poată încadra toate în interiorul acestui raft.

Am folosit lipici pentru a ține apăsate diferitele părți din interiorul raftului folosind panoul mare al piesei imprimate 3D pentru a le atașa. Le puteți încadra în orice aranjament care funcționează pentru dvs., dar aveți grijă să nu puneți prea multă tensiune pe fire.

Fotografiile de mai sus arată înainte și după ce am aranjat-o pe a mea. După ce ați terminat, puteți glisa manșonul peste suport.

Pasul 26: Finalizarea sursei de alimentare și a montării

Celălalt capăt al cablului de alimentare poate fi montat pe bornele cu șurub. Atenție la care este partea pozitivă și negativă a bornelor cu șurub, deoarece se poate amâna la a mea.

Pentru a-mi monta ceasul de perete pe perete, am folosit niște suporturi pentru bucătărie. O jumătate este montată pe tabloul ceasului și cealaltă jumătate pe perete. Cei doi doar alunecă împreună.

De asemenea, am folosit niște lipici puternic pentru a menține cablul de alimentare care iese din spatele plăcii în poziție și pentru a preveni greutatea sa de a tensiona cablurile acolo unde sunt conectate la benzile blocurilor de borne.

Ultimul lucru pe care l-am adăugat înainte de a pune rafturile pe perete au fost două stive mici de piese de benzi de cauciuc pe care le lipisem. Acesta acționează ca un tampon mic care ajută la prevenirea fundului raftului care marchează peretele, menținându-l, de asemenea, la fel de „oprit” de perete.

O lungime mică de plastic ordonat a cablului a fost utilizată pentru a ajuta la ascunderea cablului de alimentare, altfel negru. Acesta poate fi apoi vopsit pentru a se potrivi cu culoarea peretelui.

Pasul 27: Proiect finalizat

Frumos, e timpul să prepari o ceașcă de ceai și să-ți admiri munca la îndemână.:)

Sper că ți-a plăcut să-ți faci propria ta. Nu uitați să aruncați o privire la unele dintre celelalte proiecte ale mele.

Abonați-vă aici pe Instructables și YouTube pentru a afla care este următorul meu proiect. Vă rugăm să nu ezitați să împărtășiți acest proiect cu oricine știți căruia i-ar plăcea să-și construiască unul și, dacă faceți unul, mi-ar plăcea să văd o fotografie a acestuia.

Altfel, până data viitoare chow pentru moment!

Abonați-vă la canalul meu Youtube:

Susține-mă pe Patreon:

Facebook:

Lewis

Marele Premiu la Concursul de Ceasuri