Ceas fotocromatic și strălucitor în întuneric: 12 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:44

Acest ceas folosește un afișaj personalizat, format din 4 cifre, din 7 segmente, realizat din LED-uri UV. În fața afișajului este plasat un ecran care constă fie din material fosforescent („strălucitor în întuneric”), fie din material fotocromatic. Un buton de pe partea de sus luminează afișajul UV, care apoi luminează ecranul pentru câteva secunde, astfel încât să înceapă să strălucească sau să schimbe culoarea, care apoi se estompează încet.

Acest proiect a fost inspirat de minunatul Glow-In-The-Dark Plock Clock de Tucker Shannon. Când i-am reconstruit proiectul, i-am dat o mică întorsătură înlocuind ecranul strălucitor în întuneric cu unul imprimat 3D din filament fotocromatic care schimbă culoarea atunci când este expus la lumina UV. Între timp am văzut că alți oameni aveau aceeași idee (vezi de exemplu aici). Deși mecanismul de reprezentare mecanică a ceasului este cu siguranță minunat, are dezavantajul că numerele ies puțin strâmbe, așa că mă gândeam la un alt mod de a face numerele să pară mai curate. La început am încercat să înlocuiesc lumina de fundal a unui afișaj LCD cu LED-uri UV și apoi am pus un ecran fotocromatic / strălucitor în întuneric deasupra. Cu toate acestea, sa dovedit că intensitatea transmisă prin intermediul LCD-ului a fost foarte mică. După aceea, am decis să construiesc un afișaj cu 4 cifre, cu 7 segmente, folosind LED-uri UV pentru a ilumina ecranul, ceea ce a dat rezultate mult mai bune.

Provizii

Materiale

• Modul RTC DS3231 (ebay.de)
• Arduino Nano (ebay.de)
• Filament pentru schimbarea culorii UV (amazon.de)
• Autocolant 96x39x1 mm Glow-in-the-Dark (ebay.de)
• Foaie de plastic transparentă de 96x39x1 mm (amazon.de)
• MT3608 DC DC step step module (ebay.de)
• 30 buc LED UV de 5 mm (ebay.de)
• Afișaj cu 4 cifre și 7 segmente TM1637 (ebay.de)
• Buton momentan de 12x12 mm (ebay.de)

Instrumente

• imprimantă 3d
• pistol de lipit fierbinte
• ciocan de lipit
• multimetru

Pasul 1: Imprimare 3D

Următoarele fișiere stl trebuie să fie imprimate 3D. Părțile carcasei au fost tipărite din PLA negru, în timp ce pentru fișierul 4digits.stl am folosit PLA alb. Ecranul a fost tipărit din filament de schimbare a culorilor UV violet. Dispozitivul de lipit poate fi tipărit din orice material.

Pasul 2: Desoldering Display pe 7 segmente

Am avut nevoie doar de rucsacul I2C al afișajului cu 4 cifre din 7 segmente, așa că primul pas a fost să desoldați afișajul din modul.

Pasul 3: Pregătiți PCB-ul Protoype

Apoi am decupat o bucată dintr-un PCB prototip pentru LED-urile UV și am marcat locurile în care am vrut să așez LED-urile în funcție de dispozitivul de lipit. În partea de jos am atașat ulterior anteturi pin masculine pentru conectarea la rucsacul I2C.

Pasul 4: LED-uri de lipit și anteturi pin

Apoi am lipit toate LED-urile UV pe PCB-ul prototip și am atașat și anteturile pin masculine. Am folosit dispozitivul de lipit pentru alinierea LED-urilor UV.

Pasul 5: LED-uri de cablare

Apoi, LED-urile au fost conectate conform schemei atașate care copiază aspectul afișajului cu 4 cifre care a fost desoldat din pachetul I2C. Pentru conexiunile segmentelor individuale ale unei singure cifre am folosit sârmă de cupru argintat, în timp ce celelalte conexiuni au fost realizate cu sârmă izolată. Într-un final, totul pare destul de dezordonat.

Pasul 6: Atașați rucsacul I2C

Apoi, am atașat prototipul PCB la rucsacul I2C. În timp ce am lipit ambele părți direct împreună, ar fi fost mai înțelept să folosesc anteturi de sex feminin pe rucsac, astfel încât ambele părți să poată fi conectate și deconectate.

Pentru testare, m-am conectat înapoi la un nano arduino și am încărcat exemplul TM167test din biblioteca TM1637.

Pasul 7: Finalizarea afișajului cu 4 cifre

Apoi partea 4digits.stl imprimată 3D se atașează deasupra LED-urilor. Pentru a difuza lumina LED-urilor, am umplut segmentele cu adeziv fierbinte și le-am sigilat cu bandă Kapton până când adezivul a fost întărit. Acest lucru mi-a lăsat un afiș personalizat de 4 cifre și 7 segmente.

Pasul 8: Ecran strălucitor în întuneric

La început am încercat să imprim și 3D acest ecran din filament Glow-in-the-Dark. Cu toate acestea, sa dovedit că difuzează prea mult lumina, astfel încât numerele par cam spălate. Prin urmare, am decis să folosesc un autocolant atașat la un ecran transparent din plastic. Majoritatea materialelor plastice sunt încă suficient de transparente pentru lumina de ~ 400 nm a LED-urilor.

Pasul 9: Montați componentele în carcasă

În cele din urmă, componentele pot fi montate în carcasa imprimată 3D folosind din nou o mulțime de adeziv fierbinte.

Înainte de a utiliza modulul DS3231, este înțelept să dezactivați circuitul de reîncărcare a bateriei. Numai după ce am construit mai multe ceasuri cu acest modul, am dat peste un fir care explică faptul că VCC este conectat la bateria cu celule monede. Asta înseamnă că atunci când alimentați modulul prin VCC, tensiunea este aplicată constant bateriei. Deoarece modulul vine cu baterii CR2032 care nu pot fi reîncărcate, aceasta nu este o idee bună. Puteți dezactiva cu ușurință circuitul de reîncărcare desoldând dioda sau rezistorul marcat în imaginea atașată.

Pasul 10: Conectați modulele

Apoi, componentele au fost cablate folosind cabluri Dupont conform schemei atașate. Modulul step up a fost folosit pentru a crește tensiunea de alimentare pentru rucsacul I2C la 7 V, deoarece am vrut să fac LED-uri UV cât mai strălucitoare posibil. Tensiunea aplicată LED-urilor este VCC-2 V, adică 5 V, în timp ce aceasta este mai mare decât tensiunea înainte recomandată a LED-urilor (3 V), ar trebui să o poată manipula, deoarece nu vor fi aprinse constant.

Pasul 11: Încărcați codul

La început, am setat ora curentă în modulul RTC. Pentru aceasta tocmai am încărcat exemplul SetTime al bibliotecii DS1307RTC. Ulterior, codul atașat pentru ceas poate fi încărcat. Când apăsați butonul, afișajul se va aprinde timp de 5 secunde și va afișa ora curentă.

Pasul 12: Ceas terminat

Iată câteva imagini ale ceasului terminat. În timpul zilei, ecranul fotocromatic poate fi utilizat în timp ce în timpul nopții poate fi schimbat cu ecranul Glow-in-the-Dark.

În general, sunt destul de mulțumit de rezultat, deși numerele de pe ambele screesn ar putea fi în continuare mai strălucitoare. O altă posibilitate pe care aș dori să o încerc este să amestec pulbere strălucitoare în întuneric cu epoxid și apoi să o folosesc pentru a umple segmentele de afișare în loc de lipici fierbinte. De asemenea, ar fi frumos să folosiți un PCB profesional cu LED-uri SMD în loc de LED-urile de 5 mm.