Sadržaj:
2025 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2025-01-13 06:57
Prije nekoliko godina počeo sam izrađivati svoj prvi Word Clock, inspiriran lijepim Instructables -ima. Sada kada sam napravio osam Word Clock -a, koje svaki put pokušavam poboljšati, mislim da je vrijeme da podijelim svoje iskustvo!
Prednost mog iskustva je u tome što je najnovija verzija mog Word sata zapravo prilično jednostavna: ako imate sve komponente, trebali biste je moći izgraditi u jednom danu.
Prvo, unutrašnjost sata za riječi
Moja trenutna verzija koristi RGB LED traku: ovo je LED traka u kojoj se svaka 'žarulja' sastoji od crvene, zelene i plave LED diode. Kombinacijom tri boje može se stvoriti (gotovo) svaka boja. RGB LED trakom upravlja jedan ulaz (za mene još uvijek malo magije). Dakle, povezivanjem jedne žice, možete kontrolirati sve LED diode na traci!
Iza svakog slova na prednjoj strani sata sata (pogledajte kasnije ovaj korak) krije se jedan dio RGB LED trake. Dakle, kada se jedan LED uključi, trebao bi zasvijetliti jedno slovo. Da bih to postigao, laserskim rezačem izrezao sam rešetku od drvene ploče. U drugim Instructables -ima, ova rešetka je napravljena pomoću pjenastih traka koje su sastavljene u mrežu. Pokušao sam i ovo, ali mi to nije uspjelo. Međutim, u svojoj prvoj verziji rešetku sam napravio od tankih drvenih traka koje sam zalijepio. Ovo savršeno funkcionira, ali za izradu je potrebno mnogo vremena!
Mozak Sat riječi je Arduino Nano. Ovaj mali računar može kontrolirati RGB LED traku. Na internetu možete pronaći beskonačno mnogo programa za petljanje, prilično zabavno!
Kako bih izbjegao puno lemljenja (za što je potrebno vrijeme i prilično je zanat), koristim terminalni adapter za Arduino Nano. Sve što terminalni adapter čini je da nam omogući spajanje naših žica na Arduino pomoću vijaka.
Naravno, svrha svakog sata, osim što je lijepa, je i prikaz vremena. U mom satu sa riječima, modul sata u realnom vremenu (RTC) prati vrijeme. Ideja ovog modula je da nakon što postavite točno vrijeme, on nastavlja otkucavati (sve dok mu se baterija ne isprazni). Radim s DS3231 RTC -om, koji je prilično jeftin i puno podrške je dostupno na internetu.
Sada je unutrašnjost Sat riječi jasna, prelazimo na vanjsku stranu
Iz iskustva znam da je važno započeti svoj projekt iz prikladne baze. Zato gotovo sve svoje satove za riječi izrađujem koristeći RIBBA okvir IKEA -e. Prednost ovoga je što započinjete s okvirom čiji su svi kutovi lijepo 90 stupnjeva, a završetak vanjskog dijela je besprijekoran. Naravno, možete izgraditi vlastiti okvir ako želite, ali ja bih se držao okvira RIBBA.
Lice sata sata određeno je slovima kroz koje svjetlo označava vrijeme. Pronašao sam dva načina za kreiranje ovog lica:
- Štampanje na prozirnoj foliji. Možete odštampati minus slova na foliji. Crno mastilo potiče svetlost. Nedostatak ove opcije je da tinta treba biti dovoljno gusta da ne bude prozirna. Moguće rješenje je ispis lica dva puta i slaganje jedno na drugo.
- Papir za lasersko sečenje. Ako možete koristiti laserski rezač, opcija je izrezivanje slova s papira. Ako je papir dovoljno gust, svjetlo neće proći. Međutim, trebali biste koristiti font 'stencil'. Ovakvi fontovi nemaju bliske krugove. Tako, na primjer, 'o' neće biti samo rupa u papiru, već zapravo 'o'.
Šta radi Sat riječi?
Naravno, Sat riječi trebao bi vam reći vrijeme. Osim toga, budući da koristimo RGB LED traku, možete osvijetliti svako slovo u (gotovo) bilo kojoj boji koju želite! Možete postaviti boju pojedinačnih RGB LED dioda programiranjem Arduino Nano. Ako želite promijeniti boju LED dioda u stvarnom vremenu, možete dodati gumb koji to čini umjesto vas. Međutim, budući da za sada želim biti jednostavan, to nije uključeno u ovaj Instructable.
Nedavno sam razvio Word Clock koji koristi Bluetooth za postavljanje boja i vremena. Ako nađem vremena, objavit ću novosti o ovome!
Korak 1: Prikupljanje materijala i opreme
Potrebni materijali:
- RGB LED traka, 5 volti, 60 LED-a po metru, za pojedinačnu adresu. Potrebno vam je oko 3 metra LED trake. Na primjer, ovo će učiniti: RGB LED traka. 'Ip' označava stepen otpornosti na vodu. Budući da nijedna komponenta koju koristimo nije otporna na vodu, verzija ip30 je u redu. Cijena: 4 eura po metru, dakle 12 eura.
- Arduino Nano: Arduino Nano. Imajte na umu da je prikladan samo Arduino čiji su pinovi već lemljeni na Arduino. Cijena: 3 eura.
- Terminalni adapter za Arduino Nano. Korištenje terminalnog adaptera uštedjet će mnogo vremena! Prilično su jeftini: Terminal adapterCijena: 1 euro.
- RTC DS3231: RTC DS3231. Možete koristiti neki drugi RTC, ali ovaj se pokazao savršeno ispravnim! Cijena: 1 euro.
- RIBBA okvir: okvir RIBBA (23x23 cm), crni ili bijeli. Cijena: 6 eura.
- Za lice vam je potrebno:
- Prozirna folija na kojoj se može štampati (pitajte lokalnu štampariju!)
- Karton pogodan za lasersko rezanje (pitajte svog laserskog rezača!)
Cijena: 5 eura.
- Žice za spajanje komponenti. Ne znam koliko nam je potrebno, ali oni su jeftini i široko dostupni: žice za preskakanje. Zgodno je imati muško-muške, muško-ženske i ženske-ženske žice, međutim i muško-muške žice će to učiniti (s malo dodatnog lemljenja). Cijena: 3 eura.
- Napajanje strujom. RGB LED traka koristi 5V. Važno je ne prelaziti ovaj napon jer se RGB LED trake lako oštećuju. Svaka LED dioda koristi 20-60mA. Budući da koristimo 169 LED dioda, amperaža potrebna za napajanje LED dioda je prilično velika. Stoga preporučujem korištenje najmanje 2000 mA izvora napajanja, poput ovih: Napajanje. Cijena: 5 eura.
- Jedan otpornik 400-500 ohma. Cijena: zanemarivo.
- Jedan kondenzator od 1000 uF. Cijena: zanemarivo.
- Jedan prototip ploče, poput ovih: Protoboard. Cijena: 1 euro.
- Komad drveta (daska) koji čini stražnju stranu sata. Cijena: 2 eura.
- Drvena traka otprilike 3x2 cm za pričvršćivanje stražnje strane Sat za riječi na okvir. Cijena: 1 euro.
- Dvije žičane matice (za spajanje na puta 5 žica), dostupne u vašoj lokalnoj DIY trgovini. Cijena: 2 eura.
Ukupna cijena: oko 40 eura.
Potrebna oprema:
- Olovka- Stanica za lemljenje- Alat za skidanje- Odvijači- Škare- Dvostrana traka (za učvršćivanje komponenti)- Testera (za rezanje ploče za stražnju stranu sata sa riječima)- Komad tkanine (za sprječavanje ogrebotina na RIBBA-i) okvir dok radite na njemu)
Korak 2: Pregled
Sada imamo sve materijale, lijepo je imati pregled opće ideje o satu za riječi.
Lice Sat za riječi sastoji se od slova (štampanih na prozirnoj foliji ili laserski izrezanih od kartona). Iza svakog slova krije se jedna vodilica RGB LED trake. Budući da okvir RIBBA ima dimenzije 23x23 cm i koristimo RGB LED traku koja se sastoji od 60 LED -a po metru (dakle 100cm/60leds = 1,67cm po LED -u), možemo postaviti 23cm/1,67 = 13,8 LED dioda u jedan red. Budući da 0,8 LED dioda može biti malo nezgodno, držimo se 13 LED dioda po redu. Budući da je okvir RIBBA kvadratni, kasnije ćemo konstruirati 'LED-matricu' od 13x13 LED dioda.
Jednostavno rečeno, Sat za riječi sastoji se od malog sata (RTC DS3231) koji nakon podešavanja neprestano otkucava. Ovaj mali sat prenosi vrijeme malenom računaru (Arduino Nano). Sićušni računar zna koje LED diode treba uključiti na određeno vrijeme. Dakle, maleni računar šalje signal preko žice za podatke na RGB LED traku i uključuje LED diode.
Ovo zvuči sasvim jednostavno, zar ne ?!:)
Korak 3: Lice sata sata
Koristit ćemo 13 LED dioda u jednom redu i 13 redova, što dodaje matricu od 13x13.
Rezanje RGB LED trake
Izrežite 13 traka RGB LED trake duljine 13 LED dioda. Morate izrezati RGB LED traku na sredini tri bakrena ovala.
Sklapanje 13 RGB LED traka
Zalijepimo 13 LED traka na drvenu ploču koja je uključena u okvir RIBBA. Na ploču je zalijepljena kuka koja se lako može ukloniti pomoću odvijača. Pomoću rešetke (prethodnog koraka) možete lako označiti položaj svake LED diode na ploči. Većina RGB LED traka ima ljepljivu stražnju stranu, tako da ih možete jednostavno zalijepiti za ploču. Važno je napomenuti smjer RGB LED trake. Strelice na RGB LED traci pokazuju smjer u kojem struja teče. Budući da želimo spojiti 13 RGB LED traka, moramo stvoriti kontinuirani put za protok struje. Nedavno je IKEA izrezala jedan ugao ploče, tako da je lakše izvaditi ploču iz okvira. Pogodno je koristiti ovaj odrezani ugao za prenošenje žica s jedne strane ploče na drugu. Drugim riječima, pobrinite se da se prva dioda nalazi u izrezanom kutu.
Lemljenje 13 RGB LED traka
Sada je 13 RGB LED traka zaglavljeno na ploči, možemo ih povezati pomoću lemilice. Prvo nanesite pola lema na svaku polovicu bakrenih ovala. Drugo, odrežite traku kratkospojnika sa jednog kraja. Ponovo nanesite malo lema na ogoljeni kraj žice. Sada, ogoljen kraj žice dodirnite bakreni oval i pomoću lemilice rastopite lem i spojite ih. Spojite GND jedne RGB LED trake na GND sljedeće RGB LED trake. Učinite isto za 5V i podatkovne žice.
Dovršavanje LED matrice
Lemite kratkospojnu žicu na svaki od tri bakrena ovala prve žice RGB LED matrice. Kao što je rečeno, zgodno je postaviti prvu žicu u odrezani kut ploče tako da možete lako dovesti tri žice na drugu stranu ploče.
Korak 6: Elektronika
Sada kada smo završili s LED matricom, možemo početi povezivati komponente.
Zalijepit ćemo komponente (Arduino Nano u terminalnom adapteru, RTC DS3231, žičane matice) na stražnju stranu ploče na kojoj smo izradili LED matricu. Za pričvršćivanje komponenti možete koristiti dvostranu traku.
RGB LED traka
Prvo umetnite Arduino Nano u terminalni adapter. Prikladno je postaviti terminalni adapter na sredinu ploče jer je potrebno nekoliko žica spojiti na terminalni adapter. Spojite podatkovnu žicu RGB LED trake (srednja žica) na jedan od digitalnih portova Arduino Nano (obično koristim port D6). Da biste zaštitili RGB LED traku od skokova napona, možete postaviti otpornik od 400-500 ohma između podatkovne žice i Arduina.
RTC DS3231
Drugo, zalijepite RTC DS3231 negdje na ploču. Ovaj modul treba četiri veze: jedno uzemljenje, jedno 5V, jedno SCL i jedno SDA. Ne koristimo SQW i 32K port. Za spajanje na pinove RTC DS3231 možete koristiti žensku žicu. Spojite SCL na peti analogni port (A5) Arduino Nano. Priključite SDA na četvrti analogni port (A4) Arduino Nano.
Korak 7: Napajanje
Koje napajanje koristiti?
Napon Arduino Nano možete napajati širokim rasponom napona. 'Vin' port može podnijeti 7-12V, 5V port može podnijeti 5V (kakvo iznenađenje), a Arduino Nano možete napajati pomoću mini USB kabela. Međutim, RGB LED traka je izbirljivija u svojim zahtjevima. Većina proizvođača propisuje ulaz od 5 V +/- 5% na svoje RGB LED trake (za više informacija pogledajte napajanje Neopiksela). Stoga ćemo koristiti napajanje od 5V.
Trenutno jedan RGB LED dioda zapravo sadrži tri zasebne LED diode (crvenu, zelenu i plavu) koje zajedno tvore željenu boju. Jedan od tri LED diode koristi oko 20mA. Dakle, RGB LED dioda koja emitira bijelu boju stavljanjem crvene, zelene i plave LED diode istovremeno koristi 3*20mA = 60mA. Ako osvijetlite svih 169 RGB LED dioda odjednom u bijeloj boji, trebate 169*60mA = 10140mA = 10A*. Najčešći izvor napajanja je oko 2000 mA. Drugim riječima, osvjetljavanje svih RGB LED dioda odjednom u bijeloj boji nije baš svijetla ideja **.
Preporučujem da koristite napajanje od 5V, 2000mA, jer su uobičajeni i prilično jeftini.
* Molimo obratite pažnju da su velike struje (iznad 5mA) opasne! Zato budite vrlo oprezni pri napajanju Sat za riječi!
** Postoje neki trikovi za osvjetljavanje svih RGB LED dioda odjednom, poput spajanja izvora napajanja na oba kraja RGB LED trake ili upotrebe RGB LED dioda pri nižoj svjetlini.
Priključivanje napajanja
Priključit ćemo napajanje na komponente. Spojit ćemo kondenzator od 1000 uF preko pozitivne i negativne žice napajanja. Za zaštitu veze možete koristiti protoboard (vidi sliku). Budući da imamo dosta komponenti kojima je potrebno napajanje, povezujemo svaku od dvije žice napajanja od 5 V na jednu žičanu maticu: nazvat ćemo ih pozitivnom žičanom maticom (koja je spojena na pozitivnu žicu napajanja) i negativnom žičana matica (koja je spojena na negativnu žicu napajanja). Sada spojite 5V žice RGB LED trake i RTC DS3231 na pozitivnu žičanu maticu. Slično, spojite žice za uzemljenje (GND) RGB LED trake i RTC DS3231 na negativnu maticu žice. Napajat ćemo Arduino Nano preko njegovog 5V porta i jednog od njegovih zemaljskih portova. Da biste to učinili, spojite 5V port Arduina na pozitivnu žičanu maticu i jedan od GND portova na negativnu maticu žice.
Osiguranje napajanja
Kako ne biste raskinuli svu svoju lijepo ožičenu elektroniku, preporučuje se da kabel napajanja pričvrstite na unutrašnjost okvira RIBBA. To možete učiniti jednostavnim čvorom u kabelu za napajanje prije nego što prođe kroz stražnju stranu sata sata. Međutim, elegantniji način je osigurati kabel pričvršćivanjem za unutrašnjost RIBBA okvira. To možete lako učiniti koristeći mali komad drveta i pričvrstivši ga s unutarnje strane RIBBA okvira pomoću dva vijka. Spojite kabel napajanja između komada drveta i RIBBA okvira. U svojoj najnovijoj verziji Word sata koristio sam male šarke (oko 3 cm) za pričvršćivanje kabela za napajanje. Prednost ovoga je što ne morate rezati mali komad drveta.
Korak 8: Sve zajedno
Sada smo odštampali ili izrezali lice Word sata, dovršili LED matricu i povezali elektronske komponente, vrijeme je da spojimo sve slojeve Word sata.
- Stavite lice sata sata u okvir RIBBA.
- Stavite (polu) neprozirni papir (običan papir za štampanje ili paus papir) kako biste lijepo rasporedili svjetlost duž slova.
- Postavite rešetku u okvir RIBBA.
- Ploča s jednom stranom LED matricom, a s druge strane elektroničkim komponentama može se pažljivo staviti u okvir RIBBA.
Korak 9: Stvaranje stražnjeg dijela Word sata
Stražnji dio sata jednostavno se može napraviti od drvene ploče. Najljepši način za to je da ispišete komad daske istih dimenzija (oko 22,5x22,5 cm) kao ploča koja je isporučena u okviru RIBBA. Izbušite dvije rupe na stražnjoj strani Word sata: jednu za pričvršćivanje na zid (ako želite) i jednu za kabel za napajanje kako biste napustili Word Clock.
Pilao je dva komada drvene trake dužine oko 20 cm. Ove dvije trake imaju dvije funkcije:
- Držite drvenu ploču s jedne strane RGB LED trakom, a s druge strane elektroničkim komponentama na mjestu
- Stvaranje površine na koju se stražnji dio Word sata može pričvrstiti.
Sada, pričvrstite ove trake na unutrašnjost RIBBA okvira, pazite da ih čvrsto pritisnete na ploču koja drži električne komponente. Zatim možete staviti drvenu ploču koju ste upravo isjekli na vrh drvenih traka i pričvrstiti je vijcima.
Ako želite postaviti Wordov sat na zid, provjerite je li stražnji dio Word sata čvrsto pričvršćen.
Korak 10: Programiranje Arduino Nano -a
Ako ste tek počeli programirati Arduino, preporučio bih da prvo napravite nekoliko vodiča (poput Blinka), koji su vrlo informativni (i zabavni!).
Pošto sam samo student mašinstva, programiranje mi nije omiljeni dio projekta. Na sreću, moj zet je magistar računarstva, pa je programiranje Arduina za njega bilo pravi kolač. Dakle, sve zasluge za programiranje pripadaju njemu (hvala Laurens)!
Osnovna ideja je da navedete koje LED diode su dio koje riječi. Imajte na umu da je prva LED dioda označena kao broj 0. Dakle, imamo 0-168 LED dioda. Zatim, recite Arduinu koje riječi trebaju zasvijetliti u određeno vrijeme. Postavite vrijeme na RTC DS3231, tako da Arduino zna koje je trenutno vrijeme.
Boje LED dioda RGB LED trake određene su vrijednošću 0-255 za crvenu, zelenu i plavu boju. Dakle, crvena LED označava se sa (crvena, zelena, plava) = (255, 0, 0), a ljubičasta sa (reg, zelena, plava) = (255, 0, 255). LED dioda koja se ne koristi ima boju (crvena, zelena, plava) = (0, 0, 0).
Riječi možete grupirati prema njihovoj namjeni:
- Grupa koja uvijek svijetli ('It', 'is', vaše ime itd.)
- Grupa riječi koja označava minute
- Grupa spojenih riječi ('prošlo', 'do', 'pola', 'četvrtina', itd.)
- Grupa riječi koja označava sate
- Grupa koja obuhvaća sva slova koja trenutno ne koristite
Za svaku grupu riječi možete postaviti boju (to je lakše nego definirati boju za svaku riječ ili čak slovo zasebno).
Program možete učitati povezivanjem Arduino Nano sa računarom pomoću USB mini kabla.
AŽURIRANJE (januar 2019):
Dodao sam Arduino datoteku u Instructable. Datoteku je napisao moj šurjak, pa mu svaka čast! Datoteka je zasnovana na Word satu pomoću tipki za prebacivanje između određenih načina boja i digitalnog načina rada. Naravno, možete programirati dugmad onako kako želite
Korak 11: Završite
Ako je sve išlo po planu, upravo ste napravili vlastiti sat za riječi!
Molim vas, ako imate bilo kakve preporuke, nemojte sumnjati u komentare! Pokušat ću na njih odgovoriti, ali budući da mi je vrijeme ograničeno, može potrajati.