Photochromic & Glow-in-the-Dark Clock: 12 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:27

Dette ur bruger et specialbygget 4-cifret 7-segment display fremstillet af UV-lysdioder. Foran displayet placeres en skærm, der enten består af fosforescerende ("glød i mørket") eller fotokromisk materiale. En trykknap øverst lyser UV -displayet, som derefter lyser skærmen i et par sekunder, så det begynder at lyse eller skifter farve, som derefter langsomt forsvinder.

Dette projekt blev inspireret af det fantastiske Glow-In-The-Dark Plot Clock af Tucker Shannon. Da jeg genopbyggede hans projekt, gav jeg det et lille twist ved at erstatte den skærm, der lyser i mørket, med en 3D trykt fra fotokromisk filament, der ændrer farve, når den udsættes for UV-lys. I mellemtiden så jeg, at andre mennesker havde den samme idé (se f.eks. Her). Selvom urets mekaniske afbildningsmekanisme bestemt er fantastisk, har det den ulempe, at tallene kommer lidt skæve ud, så jeg tænkte på en anden måde at få tallene til at se mere rene ud. Først forsøgte jeg at udskifte baggrundsbelysningen på en LCD-skærm med UV-lysdioder og derefter sætte en fotokrom/glød-i-mørke-skærm ovenpå. Det viste sig imidlertid, at intensiteten, der blev transmitteret gennem LCD -skærmen, var meget lav. Derefter besluttede jeg at bygge en 4-cifret 7-segment skærm ved hjælp af UV LED'er til at belyse skærmen, hvilket gav meget bedre resultater.

Forbrugsvarer

Materialer

• DS3231 RTC -modul (ebay.de)
• Arduino Nano (ebay.de)
• UV -farveskiftende filament (amazon.de)
• 96x39x1 mm klistermærke Glow-in-the-Dark (ebay.de)
• 96x39x1 mm gennemsigtigt plastark (amazon.de)
• MT3608 DC DC step up -modul (ebay.de)
• 30 stk 5 mm UV LED (ebay.de)
• TM1637 4-cifret 7-segment display (ebay.de)
• 12x12 mm momentan trykknap (ebay.de)

Værktøjer

• 3D printer
• varm limpistol
• loddekolbe
• multimeter

Trin 1: 3D -udskrivning

Følgende stl -filer skal udskrives i 3D. Husets dele blev udskrevet fra sort PLA, mens jeg for 4digits.stl -filen brugte hvid PLA. Skærmen blev trykt fra violet UV -farveskiftende filament. Loddejiggen kan udskrives fra ethvert materiale.

Trin 2: Desoldering 7-segment display

Jeg havde kun brug for I2C-rygsækken på det 4-cifrede 7-segment display, så det første trin var at aflodse displayet fra modulet.

Trin 3: Forbered Protoype PCB

Dernæst skar jeg et stykke ud af en prototype PCB til UV -LED'erne og markerede de steder, hvor jeg ville placere LED'erne i henhold til loddejiggen. På den nederste del har jeg senere fastgjort hanstifter til han til tilslutning til I2C -rygsækken.

Trin 4: Lodning af lysdioder og benhoveder

Derefter lodde jeg alle UV -lysdioder til prototypens printkort og fastgjorde også hanstifterne. Jeg brugte loddejiggen til justering af UV -lysdioderne.

Trin 5: Ledningsføring LED'er

Derefter blev lysdioderne tilsluttet i henhold til den vedhæftede skema, der kopierer layoutet på det firecifrede display, der blev afloddet fra I2C-rygsækken. Til forbindelserne mellem de enkelte segmenter af et enkelt ciffer brugte jeg forsølvet kobbertråd, mens de andre forbindelser blev udført med isoleret ledning. Det hele ser ret rodet ud i sidste ende.

Trin 6: Monter I2C -rygsæk

Derefter fastgjorde jeg prototypen PCB til I2C -rygsækken. Mens jeg lodde begge dele direkte sammen, ville det have været klogere at bruge hunhoveder på rygsækken, så begge dele kan tilsluttes og afbrydes.

Til test sluttede jeg til back to a arduino nano og uploadede TM167test -eksemplet fra TM1637 -biblioteket.

Trin 7: Afslutning af 4-cifret display

Derefter bliver den 3D -printede 4digits.stl -del fastgjort oven på lysdioderne. For at sprede lysdiodernes lys fyldte jeg segmenterne op med varm lim og forseglede dem med Kapton -tape, indtil limen var hærdet. Dette efterlod mig med et flot tilpasset 4-cifret 7-segment display.

Trin 8: Glød-i-mørket-skærmen

Først forsøgte jeg også at 3D-udskrive denne skærm fra Glow-in-the-Dark filament. Det viste sig dog, at det diffunderer lyset for meget, så tallene virker lidt udvaskede. Derfor besluttede jeg at bruge et klistermærke, der var fastgjort til en gennemsigtig plastskærm. De fleste plastmaterialer er stadig gennemsigtige nok til lysdiodernes ~ 400 nm lys.

Trin 9: Monter komponenter i boliger

Endelig kan komponenterne monteres i 3D -printet hus igen ved hjælp af masser af varm lim.

Inden du bruger DS3231 -modulet, er det klogt at deaktivere batteriets opladningskredsløb. Først efter at have bygget flere ure med dette modul faldt jeg over en tråd, der forklarede, at VCC er forbundet til møntcellebatteriet. Det betyder, at når du tænder modulet via VCC, spænding konstant tilføres batteriet. Da modulet leveres med ikke-genopladelige CR2032-batterier, er dette ikke en god idé. Du kan let deaktivere genopladningskredsløbet ved at aflodde dioden eller modstanden markeret på det vedhæftede billede.

Trin 10: Tilslut moduler

Derefter blev komponenterne forbundet med Dupont -kabler i henhold til den vedlagte skematik. Step up -modulet blev brugt til at øge forsyningsspændingen for I2C -rygsækken til 7 V, da jeg ville gøre UV -lysdioder så lyse som muligt. Spændingen på LED'erne er VCC-2 V, dvs. 5 V, mens denne er højere end LED'ernes anbefalede fremspænding (3 V), burde de kunne klare det, da de ikke vil lyse konstant.

Trin 11: Upload kode

Først indstillede jeg den aktuelle tid i RTC -modulet. Til dette uploadede jeg lige SetTime -eksemplet på DS1307RTC -biblioteket. Bagefter kan den vedhæftede kode til uret uploades. Når du trykker på knappen, lyser displayet i 5 sekunder og viser den aktuelle tid.

Trin 12: Færdig ur

Her er lidt mere billede af det færdige ur. I dagtimerne kan den fotokromiske skærm bruges, mens den om natten kan udveksles med skærmen Glow-in-the-Dark.

Generelt er jeg ganske tilfreds med resultatet, selvom tallene på begge screesn stadig kunne være lysere. En anden mulighed, jeg måske vil prøve, er at blande glød-i-mørket pulver med epoxy og derefter bruge det til at fylde displaysegmenterne i stedet for varm lim. Det ville også være rart at bruge en professionel printplade med SMD LED'er i stedet for 5 mm LED'erne.