Word Clock: 21 de pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:43

O altă abordare a popularului ceas de cuvinte. Alimentat de o clonă arduino și LED-uri WS2812B, designul a fost inspirat mai întâi de acest exemplu, apoi am rescris firmware-ul care încorporează câteva idei din acest instructabil folosind biblioteca fastled.

Obiectivele mele pentru acest design au fost:

• Cele mai mari / mai apropiate litere posibile fără lumină sângerează între ele
• Controlul asupra literelor individuale, mai degrabă decât un cuvânt pe rând
• Potrivit pentru a fi agățat de un perete sau așezat pe o masă
• Comenzi ușor de utilizat
• Impresie de calitate
• Decupabil cu laser

Am încercat să minimalizez poveștile obișnuite de bricolaj, cum ar fi finisarea suprafeței unui obiect tipărit 3D sau urmele de arsură / articulațiile degetelor / balamalele vii ale unui proiect tăiat cu laser. Apreciez când cineva mă întreabă de unde am cumpărat ceva pe care l-am proiectat și l-am construit eu.

Este posibil să pun din când în când piesele tăiate cu laser aici pe Etsy.

Pasul 1: Instrumente, materiale și consumabile

Principala cerință pentru acest design este accesul la un dispozitiv de tăiat cu laser care are o zonă de tăiere de 9 "x 9" sau mai mare. Folosesc omniprezentul laser chinezesc "K40" de 40w CO2 care este disponibil peste tot în ebay și în alte site-uri de peste mări. Al meu a fost modificat pentru a-i permite să taie o suprafață mai mare (printre alte îmbunătățiri), altfel nu ar fi potrivit pentru acest proiect chiar din cutie. Dacă utilizați K40, vă recomand cu tărie să folosiți K40 whisperer în loc de orice software a venit; fișierele mele SVG sunt desenate având în vedere acest lucru.

Instrumente:

• Tăietor cu laser (suprafață de 9 "x 9" sau mai mare, trebuie să taie lemn)
• Computer cu Arduino IDE
• Cleme
• Produse electronice generice (freze de sârmă, decapanti etc.)
• Ciocan de lipit
• Pistol de lipit fierbinte
• A văzut

Provizii:

• Lipici de lemn
• Seringă (pentru aplicarea lipiciului pentru lemn, căutați vârful curbat din plastic al unei seringi dentare / de irigare)
• Lipici fierbinte
• Banda camuflanta
• Vopsea (fața ceasului)
• Pata sau vopsea (cadru)
• Pahare de unică folosință și băț de amestecat (pentru față epoxidică)
• Hârtie de șlefuit
• Sârmă (am folosit miez solid cu calibru 22)

Materiale:

• 1x Arduino Nano - 5 USD (clonă eBay) până la 22 USD + (oficial)
• 1x modul RTC DS3231 - 1 USD (eBay)
• 1 rezistor 10k - 1 USD pentru 50 (eBay)
• 3x comutatoare tactile de 10 mm - 1 USD pentru 20 (eBay)

• 1x bandă LED WS2812B 60 LED / metru - 15 USD până la 23 USD (eBay)

  • Trebuie să aibă 60 de LED-uri pe metru pentru a avea spațierea corectă, de obicei vândute sub formă de role LED de 5 m.
  • Căutați versiunea non-waterproof
• 1x placă micro USB breakout (opțional) - 1,25 USD pentru 5 (eBay)
• 1x rezistență fotorezistor 10-20k ohm - 1 USD pentru 20 (eBay)
• 1 baterie CR2032 - 2 USD pentru 10 (eBay)
• Clear epoxy - 20 $ pentru un litru (Home Depot)
• Sunt necesare doar câteva uncii

• 1x placaj de 3 mm - 12 USD pentru o foaie de 4 'x 8' (Home Depot)

  Aceasta se numește de obicei substrat sau Luaun

• 1x scândură de stejar de 1/4 "x 1,5" x 48 "5 USD (depozit la domiciliu)

  Căutați-l pe cel mai drept și mai frumos

• Hârtie (hârtie pentru imprimantă sau orice altceva translucid)

Asta înseamnă aproximativ 70 de dolari în total, totuși veți ajunge cu suficiente LED-uri pentru două ceasuri, deci ar putea merita să luați un alt Arduino și o bucată de stejar și să faceți două în același timp. De ce nu?

Pasul 2: Tăiați piesele din placaj

Acest lucru ar trebui să fie destul de simplu. Tăiați câte un fișier SVG care începe cu „Placaj de 3 mm” din fișierul zip atașat. Mai întâi folosiți un ferăstrău pentru a transforma foaia 4x8 într-un element care se va potrivi în tăietorul laser (dacă acest lucru nu era evident)

Este posibil să observați că fața ceasului este oglindită - am constatat că, cu laserul meu, am o margine mai clară pe partea de jos a plăcii, așa că am pus cea mai frumoasă față a lemnului în jos. Dacă nu este cazul pentru dvs., pur și simplu oglindiți fișierul și tăiați-l cu partea dreaptă în sus. Micile părți plutitoare ale literelor vor fi fragile, așa că încercați să evitați să le dați afară. Vă recomandăm să ajustați setările tăiate astfel încât literele să cadă singure - este foarte ușor să scoateți mijlocul unui O dacă scoateți orice piesă blocată din foaie.

Dacă spargi o bucată dintr-o scrisoare - nu totul se pierde. Agățați-vă de bucățile mici și priviți înainte spre pasul în care pregătim fața și veți vedea că le putem pune acolo unde le aparține fără prea multe probleme.

Nu uitați să gravați stratul albastru înainte de a tăia roșu.

Pasul 3: Tăiați părți din stejar

De obicei, fac acest lucru înainte de a începe sau de a termina de tăiat bucățile de placaj, deoarece necesită diferite setări de tăiere și o mică configurare pe laser. Aici avem nevoie de câte una dintre piesele cu fișierele denumite „Oak Frame”. Veți observa că există un dreptunghi albastru în fișier cu liniile roșii tăiate. Ideea aici este de a folosi o placă de gunoi ca un dispozitiv de fixare în laser, astfel încât să putem tăia articulațiile degetelor în capetele plăcilor într-un mod consecvent.

1. Folosind un ferăstrău, tăiați placa de stejar în lungimi de 9"
2. Fixați o placă de resturi pe patul laser, astfel încât să nu se poată mișca cu ușurință.
3. Decupați dreptunghiul albastru. Nu reporniți și nu readuceți laserul după aceasta, noua gaură din placa de resturi este acum punctul nostru de referință pentru restul tăieturilor.
4. Puneți bucata de stejar în decupaj și împingeți-o în sus în colțul din stânga sus (presupunând că originea dvs. este stânga sus. Dacă nu … cheia este să obțineți tăieturile de capăt pe stejar și să aveți marginea superioară constantă drept, astfel încât s-ar putea fii OK oriunde ai fi originea ta). Faceți tot posibilul să nu mutați scrapboard-ul în timp ce faceți acest lucru.
5. A tăia!

Am găsit K40 tăiat stejar destul de bine, dar va trebui să vă ajustați setările până când veți obține un rezultat bun.

Pasul 4: Asamblați cadrul

Oferiți părților de stejar o șlefuire rapidă pentru a îmbunătăți suprafața, apoi întindeți-le și aplicați clei pe articulațiile degetelor. Este important ca rama să se termine pătrat (sau să se potrivească cu forma feței dacă laserul taie un trapez sau un paralelogram), o modalitate bună de a vă asigura că o faceți corect este să folosiți fața ca ghid înainte ca adezivul să fie uscat.

Verificați de două ori amplasarea caracteristicilor, din spate (cu fața în jos):

• Cele trei găuri pentru butoane trebuie să fie pe partea stângă și spre partea din spate a ceasului
• Singura gaură pentru fotorezistor ar trebui să fie în partea de sus și spre partea din spate a ceasului
• Crestătura cablului de alimentare ar trebui să fie pe partea de jos și spre partea din spate a ceasului

Dacă aveți nicio aliniere necorespunzătoare cu marginile superioare sau inferioare ale cadrului, este în regulă, atâta timp cât acestea nu sunt grozave. Exemplul pe care îl am în fotografie nu este nicio problemă, o șlefuire rapidă îl va face să se spele înainte de a fi colorat.

Puteți utiliza cleme dacă le aveți sau banda de mascare funcționează destul de bine.

Pasul 5: Vopsiți și pregătiți fața

În primul rând: Vopsea.

Prefer să folosesc vopsea spray pe față cu o culoare destul de neutră. Până acum am folosit diferite gri, argint și aur pentru față cu rezultate bune. Culorile mai închise oferă un contrast mai bun cu literele atunci când sunt iluminate. Evitați șlefuirea feței din cauza naturii fragile a literelor. Dacă ați avut bucăți de literă rupte, vopsiți-le în același timp.

În al doilea rând: aplicați bandă de mascare

Banda de mascare ne va permite să umplem fața cu epoxid, fără ca totul să scape prin găuri. Aplicați un strat pe partea din spate a feței și apăsați în jos pe toată suprafața pentru a vă asigura că este bine aderat.

În al treilea rând: tăiați banda de mascare la 1/4 de la margine. Trebuie să păstrăm acest lucru clar, astfel încât să putem lipi fața în cadru fără a face banda de mascare o caracteristică permanentă.

În al patrulea rând: Opțional - dacă ați avut bucăți de literă rupte, răsturnați fața și lipiți-le de banda de mascare în locul potrivit.

Pasul 6: Instalați LED-urile

Mai întâi luați banda LED și rupeți-o la semnele indicate în 11 bucăți care sunt câte 11 LED-uri. Ar trebui să existe o linie care să arate unde să se taie chiar în mijlocul plăcuțelor de cupru expuse. Foarfecele sau tăietorii de sârmă sunt bine.

Apoi, scoateți suportul și lipiți fiecare bandă în jos pe placa din spate a "grilei". Dacă ați gravat liniile directoare din această parte mai devreme, le puteți folosi ca referință pentru a menține lucrurile corecte. Distanțarea aici nu este extrem de critică, probabil că veți observa că se schimbă dacă ajungeți cu o bandă care are deja o îmbinare de lipit, cred că veți obține o îmbinare vreodată metru sau cam așa când cumpărați rola de 5 m.

Important: observați săgeata mică și Din / Dout. Vrem ca săgeata din rândul de sus să meargă de la stânga la dreapta, apoi să inversăm pe rândul următor. Ar trebui să facă zig-zag din partea stângă sus și să se termine în dreapta jos.

Pasul 7: lipiți LED-urile

Acesta este probabil cel mai obositor pas. Folosesc sârmă goală de 22 pentru a economisi efortul de a dezlipi ambele capete ale acestor fire scurte.

Tăiați 10 fiecare dintre aceste trei lungimi:

• 3/4"
• 1-1/8"
• 1-1/2"

Fiecare fir trebuie să fie îndoit, astfel încât să poată face conexiunea de la capătul unei benzi până la începutul următorului. De obicei, apuc câteva obiecte pe care le pot îndoi în jurul firului - un stilou funcționează bine pentru cel mai scurt, mânerul unei șurubelnițe pentru cel mediu și o riglă mică din oțel pentru cea mai lungă. Puteți verifica îndoirile așezându-le pe tablă și văzând dacă ajung la tampoane și rămân în conformitate cu instrucțiunile.

Lipiți aceste fire între capetele benzilor pentru a forma o cale continuă de la stânga sus la dreapta jos - acest lucru ar trebui să fie destul de explicativ în fotografii.

Ținerea acestor fire este dificilă și cu siguranță nu ar trebui să-ți folosești degetele, deoarece acestea se încălzesc extrem de repede. Am avut succes cu un clip aligator și, de asemenea, cu dispozitivul pe care îl veți vedea în fotografie. Poate fi mai ușor să cosiți mai întâi tamponul, apoi să țineți firul cu o pensetă.

După ce lipiți firele, puteți regla jocul dintre ele îndoindu-le cu o șurubelniță sau altele similare - bineînțeles, nu ar trebui să se atingă.

Testez LED-urile înainte de a trece, dar acest pas este opțional.

Pasul 8: Atașați firele de intrare

Apoi vom atașa alimentare, masă și date la începutul benzii noastre LED și doar energie și masă la capătul îndepărtat. Sârmele pentru partea de intrare trebuie tăiate la aproximativ 13 inci lungime - am ales roșu pentru 5v, galben pentru date și firul gol pentru masă.

Îndepărtați acum o secțiune a izolației din partea superioară / centrală a firului de 5v (a se vedea fotografia); vom folosi acest lucru pentru fotorezistor mai târziu.

La capătul îndepărtat al benzii (în stânga jos) din spate, utilizați doar două fire pentru 5V și împământare, acestea pot avea o lungime de aproximativ 5 inci.

Vă recomandăm să fixați firele așa cum se arată cu adeziv fierbinte pentru a preveni mișcarea. Îmbinările de lipit cu benzile LED sunt deosebit de fragile.

Pasul 9: Asamblați grila

Există patru tipuri diferite de piese de rețea, acestea sunt etichetate dacă le-ați gravat mai devreme:

• 2x Capăt orizontal
• 2x capăt vertical
• 10x vertical
• 10x orizontal

Adezivul este opțional, dar recomandat. Îmi place să folosesc lipici pentru că putem aplica o greutate întregului ansamblu pe măsură ce se usucă și corectează orice non-planeitate care face lucrurile mai ușoare în general.

Mai întâi instalați piesele verticale. Piesele „End” merg pe laturile dreapta și stânga, apoi se completează în mijloc cu restul.

Apoi instalați părțile orizontale. Piesele „End” merg în partea de sus și de jos, veți observa că acestea nu au decupajul extra. Restul părților orizontale au această crestătură suplimentară, astfel încât să șteargă firele de conectare pe care le-am lipit mai devreme. Aliniați crestătura cu firele și alternați laturile în timp ce mergeți.

În cele din urmă, dacă ați folosit lipici, răsturnați ansamblul cu fața în jos pe o suprafață plană și puneți ceva greu pe el în timp ce se usucă.

Pasul 10: Patați cadrul și instalați fața

Acesta este un moment bun pentru a pata rama din stejar, în funcție de finisajul dorit. Trebuie să lipim fața pe loc și, în acest exemplu, intenționez să folosesc un finisaj de ulei pe lemn - care va interfera cu lipiciul pentru lemn, așa că îl voi aplica mai târziu. Alternativ, utilizați un alt tip de lipici care nu va fi afectat.

Apoi trebuie să punem fața în cadru. Aspectul critic aici este să setați adâncimea astfel încât partea din spate a ceasului să ajungă la același nivel sau sub suprafața din spate a cadrului și să nu iasă. Există o mulțime de modalități de a face acest lucru:

Distanțierele mici dreptunghiulare sunt potrivite pentru a seta distanța de la fața frontală a cadrului la față.

O altă modalitate de a realiza acest lucru este să așezați cadrul cu fața în sus pe o suprafață plană, apoi să stivați toate părțile interne (săriți înainte pentru a vedea cum merg) și, în cele din urmă, apăsați fața în jos împotriva lor. Asigurați-vă că firele nu vin între straturi.

Puteți, de asemenea, să stivați piesele și să utilizați etriere, orice doriți!

Pasul 11: Se toarnă Epoxy

Sprijiniți spatele pe întreaga suprafață pentru a ajuta banda de mascare să rămână așezată. Puneți-l pe o suprafață plană.

Amestecați aproximativ 5 uncii conform instrucțiunilor care vin cu epoxidicul. În general, ei vor spune să se amestece într-un recipient timp de 6-10 minute, asigurându-se că se răzuiește părțile laterale, apoi se transferă într-un recipient curat și se amestecă încă câteva minute sau până când atinge o anumită temperatură.

Se toarnă epoxidicul peste față. Încerc să umplu literele mai întâi pentru a minimiza bulele de aer, apoi să acoper restul. Încercați să îl protejați de praf și folosiți periodic un pistol de căldură sau o torță pentru a îndepărta bulele.

Pasul 12: Instalați rețeaua și difuzorul LED

Scoateți banda de mascare din partea din spate a feței după ce epoxidul a terminat de întărit.

Ceva care să difuzeze lumina este recomandat între LED-uri și partea din spate a feței:

• Niciun difuzor nu dă impresia unor lumini individuale în spatele scrisorii
• O foaie de hârtie pentru imprimantă oferă o lumină foarte uniformă, dar există un compromis de luminozitate totală redusă
• Una sau două coli de hârtie de sârmă albă reprezintă un compromis bun
• Hârtia de țesut negru reduce luminozitatea, dar face, de asemenea, literele neiluminate să nu se evidențieze la fel de mult

Tăiați hârtia astfel încât să încapă în cadru și puneți-o între grila LED și față. Asigurați-vă că colțul rețelei LED cu firul de date este aliniat cu litera „I” în partea stângă sus.

În timp ce vă aflați, fixați placa din spate în cadru și urmăriți secțiunea decupată pe partea din spate a grilei cu un creion, acest lucru va ajuta la alinierea corectă a părților mai mici ulterior.

Fixați rețeaua LED în poziție cu adeziv fierbinte.

Pasul 13: Adăugați Guts

Lipiți segmentele care înconjoară centrul împreună așa cum se arată, apoi folosind liniile pe care le-ați trasat pe partea din spate a rețelei LED, lipiți-le. Folosiți placa de separare arduino și micro USB ca distanțieri pentru a vă asigura că se vor potrivi.

Lipiți distanțierele mici dreptunghiulare în jurul perimetrului, asigurându-vă că nu acoperiți găurile pentru comutatoarele din stânga și fotorezistorul din partea de sus.

Folosiți lipici fierbinte pentru a asigura placa Arduino și micro USB.

Scoateți știfturile unghiulare din modulul RTC, dacă este cazul. Fie desoldați sau pur și simplu smulgeți-le - nu le vom folosi.

În cele din urmă, utilizați lipici fierbinte pentru a fixa modulul RTC în partea stângă jos. Vă recomand să utilizați placa de spate ca ghid pentru ao obține în locul perfect. Lipiți modulul în tablă, lipiți-l pe un lipici, apoi puneți-l în poziție și împingeți modulul în jos pe placa de mai jos.

Pasul 14: Butoane și fotorezistor

Fixați întrerupătoarele din stânga jos cu adeziv fierbinte, acordând atenție orientării. Cei patru pini de pe comutatoare sunt uniți în perechi, vă recomand să le rotiți astfel încât o pereche să fie aproape de partea de jos și cealaltă în partea de sus - acest lucru va ușura lipirea ulterior.

Lipiți fotorezistorul în partea de sus - doar centrați-l pe gaura din partea de sus

Pasul 15: Conexiuni de lipit 5v / VCC

Toate acestea ar trebui să fie conectate la pinul VCC de pe placa micro Breakout USB.

1. Benzi LED din dreapta sus
2. Benzi LED din stânga jos
3. 5V pe arduino
4. VCC pe modulul RTC (al treilea pin din partea de sus)
5. Fotorezistor

Pasul 16: Conexiuni la masă de lipit

Acestea ar trebui să se conecteze în cele din urmă la pinul VCC de pe placa micro Breakout USB.

1. Benzi LED din dreapta sus
2. Benzi LED din stânga jos
3. Arduino GND
4. Modul RTC GND (pin inferior)

5. Comutatoare

   Vedeți fotografia de detaliu. Comutatoarele tactile au patru pini, dar un singur contact, sunt conectate intern în perechi. Dacă lipiți la ambii pini pentru firul de masă, verificați cu un ohmmetru pentru a confirma că ambii pini sunt pe aceeași parte a comutatorului, altfel îl veți scurta

Pasul 17: lipiți conexiunile rămase

1. Rezistor de 10k. Pinul Arduino A0 la sol
2. Fotorezistor. Pinul Arduino A0
3. RTC. În al doilea rând în partea de sus a modulului pentru a arduino pin A4
4. RTC. Pinul superior de pe modul la pinul arduino A5
5. Comutați 1 (Mod / Set). Arduino D2
6. Comutatorul 2 (sus). Arduino D3
7. Comutați 3 (Jos / Anulați). Arduino D4
8. Date LED. Arduino D6

Aplicați o cantitate generoasă de adeziv fierbinte pentru a fixa firele, în special pentru a izola cablurile provenite de la fotorezistor și pentru a solidifica comutatoarele.

În cele din urmă, introduceți o baterie CR2032 în modulul RTC.

Pasul 18: Încărcați firmware-ul

Veți avea nevoie de un computer cu Arduino IDE pentru a încărca firmware-ul pe Arduino. Iată setările pe care le-am folosit:

• Placă: „Arduino Nano”

• Procesor: ATmega328P (Old Bootloader)

  În versiunile IDE anterioare nu a trebuit să aleg vechea opțiune de încărcare, dar cred că a existat o schimbare pentru a reflecta o actualizare a hardware-ului oficial care nu este prezent în plăcile de clonare care au la îndemână

• Port: va trebui să vă dați seama care dintre acestea după conectarea la placă

Sunt necesare șase biblioteci, toate pot fi găsite prin meniul Instrumente -> Gestionați bibliotecile din IDE:

• Sârmă (inclusă implicit, cred)
• EEPROM (inclusă și în mod implicit)
• RTClib (Adafruit versiunea 1.2.0)
• OneButton (Matthias Hertel versiunea 1.2.0)
• SimpleTimer (versiunea 1.0.0 a lui Alexander Kiryanenko)
• FastLED (Daniel Garcia versiunea 3.1.6)

După setarea opțiunilor și instalarea bibliotecilor, ar trebui să fie o problemă de compilare și încărcare pe dispozitiv cu butonul „încărcare”. Pentru a verifica dacă dispozitivul funcționează, puteți deschide monitorul serial în cazul în care ar trebui să existe un mesaj scurt la pornire.

Pasul 19: setați ora

Este posibil să observați că ceasul nu afișează nimic la început - acest lucru este de așteptat. La boot, caută o culoare și o animație salvate în EEPROM, dar pentru că nu există nimic în memorie, nu știe ce să facă. Apăsați butonul 2 sau 3 (sus / jos) pentru a selecta o culoare și va actualiza afișajul.

Pentru a seta ceasul:

1. Țineți apăsat „Mode / Set” pentru a intra în modul de setare a ceasului. Ar trebui afișată ora.
2. Folosiți „Sus” și „Jos / Anulare” pentru a selecta ora (0-23)
3. Apăsați „Mode / Set” pentru a comuta de la ore la minute
4. Folosiți „Sus” și „Jos / Anulați” pentru a selecta minutul (0-59)
5. Țineți apăsat „Mode / Set” pentru a salva ora și a reveni la afișarea ceasului

În modul „Set”, țineți apăsat „Down / Cancel” pentru a reveni la modul ceas fără a salva o nouă oră.

De asemenea, în modul „Set”, „Mode / Set” va comuta între ore și minute în cazul în care trebuie să reveniți fără a anula.

Pasul 20: Adăugați capacul posterior

Adăugați niște lipici pe marginea superioară a distanțierelor pe care le-am instalat mai devreme și acesta este sfârșitul construcției. Vă recomand să lăsați acest lucru până la capăt, astfel încât să aveți șansa de a rezolva orice problemă de cablare înainte ca totul să fie sigilat.

Pasul 21: Gata

Conectorul micro USB este acolo pentru comoditate - din experiența mea este mult mai ușor să găsești un cablu micro împletit frumos decât mini-USB-ul care se potrivește cu Arduino.

Funcționarea este simplă:

• Mode / Set selectează o animație pentru schimbarea orei
• Cicluri sus prin culori
• Ciclul descendent al culorilor în cealaltă direcție

Luminozitatea ar trebui să se regleze automat cu lumina din cameră, diminuându-se pe măsură ce se întunecă.