Ordur: 11 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:28

For et par år siden begyndte jeg at lave mit første Word Clock, inspireret af de gode Instructables til rådighed. Nu hvor jeg lavede otte Word Clocks, som jeg prøver at forbedre hver gang, synes jeg, det er på tide at dele min oplevelse!

En fordel ved min erfaring er, at den nyeste version af mit Word Clock faktisk er ganske enkel: Hvis du har alle komponenterne, skal du kunne bygge det på en dag.

Først indersiden af Word Clock

Min nuværende version bruger en RGB LED -strip: dette er en LED -strip, hvor hver 'pære' består af en rød, grøn og blå LED. Ved at kombinere de tre farver kan (næsten) hver farve oprettes. RGB -ledstrimlen styres af en indgang (stadig lidt magi for mig). Så ved at tilslutte en ledning kan du styre alle lysdioderne i strimlen!

Bag hvert bogstav på Word Clock (se venligst senere i dette trin) gemmer sig en ledning af RGB -ledstrimlen. Så når en LED tændes, skal det lyse et bogstav. For at opnå dette brugte jeg en laserskærer til at skære et gitter af træplade ud. I andre instruktioner blev dette gitter fremstillet ved hjælp af skumstrimler, der sættes sammen i et gitter. Jeg har også prøvet dette, men det fungerede ikke for mig. Men i min første version lavede jeg gitteret ud af tynde træstrimler, som jeg limede sammen. Dette fungerer helt fint, men tager meget tid at bygge!

Hjernen i Word Clock er Arduino Nano. Denne lille computer er i stand til at styre RGB -ledstrimlen. Du kan finde uendeligt mange programmer på internettet at rode med, ganske sjovt!

For at undgå meget lodning (hvilket tager tid og er et ganske håndværk), bruger jeg en terminaladapter til Arduino Nano. Alt, hvad en terminaladapter gør, er at sætte os i stand til at forbinde vores ledninger til Arduino ved hjælp af skruer.

Selvfølgelig er formålet med ethvert ur, udover at være smukt, at vise tiden. I mit Word Clock holder et Real Time Clock -modul (RTC) styr på tiden. Ideen med dette modul er, at når du har indstillet det korrekte klokkeslæt, bliver det ved med at tikke (indtil batteriet er dødt). Jeg arbejder med DS3231 RTC, som er ret billig og meget support er tilgængelig på internettet.

Nu er indersiden af Word Clock klar, vi går videre til ydersiden

Af erfaring ved jeg, at det er vigtigt at starte dit projekt fra en praktisk base. Derfor bygger jeg næsten alle mine Word Clocks ved hjælp af RIBBA -rammen i IKEA. Fordelen ved dette er, at du starter med en ramme, hvor alle vinkler er pænt 90 grader, og finishen på ydersiden er sømløs. Selvfølgelig kan du bygge din egen ramme, hvis du vil, men jeg ville holde mig til RIBBA -rammen.

Ordurets overflade bestemmes af de bogstaver, gennem hvilke lyset angiver tiden. Jeg fandt to måder at skabe dette ansigt på:

1. Udskrivning på gennemsigtig folie. Du kan udskrive det negative af bogstaverne på folien. Det sorte blæk stammer fra lyset. En ulempe ved denne mulighed er, at blækket skal være tæt nok til at være uigennemsigtigt. En mulig løsning er at udskrive ansigtet to gange og stable dem oven på hinanden.
2. Laserskærepapir. Hvis du er i stand til at bruge en laserskærer, er en mulighed at skære bogstaverne ud af papir. Hvis papiret er tykt nok, passerer der ikke noget lys. Du bør dog bruge en 'stencil' skrifttype. Denne form for skrifttyper har ingen tætte cirkler. Så for eksempel vil 'o' ikke bare være et hul i papiret, men faktisk et 'o'.

Hvad gør Word Clock?

Selvfølgelig bør Word Clock fortælle dig tidspunktet. Desuden, da vi bruger en RGB -ledstrimmel, kan du tænde ethvert bogstav i (næsten) enhver farve, du ønsker! Du kan indstille farven på de enkelte RGB -lysdioder ved at programmere Arduino Nano. Hvis du vil kunne ændre lysdiodernes farver i realtid, kan du tilføje en knap, der gør dette for dig. Men da jeg vil holde det enkelt for nu, er dette ikke inkluderet i denne Instructable.

For nylig udviklede jeg et Word Clock, der bruger Bluetooth til at indstille farverne og tiden. Hvis jeg finder tiden, sender jeg en opdatering om dette!

Trin 1: Indsamling af materialer og udstyr

De nødvendige materialer:

- RGB-led strip, 5 volt, 60 leds per meter, individuelt adresserbar. Du har brug for omkring 3 meter ledstrimmel. For eksempel vil dette gøre: RGB led strip. 'Ip' står for graden af modstandsdygtighed over for vand. Da ingen af de komponenter, vi bruger, er vandtætte, er ip30 -versionen fin. Pris: 4 euro pr. Meter, altså 12 euro.

- Arduino Nano: Arduino Nano. Bemærk, at det er praktisk at kun en Arduino, hvor stifterne allerede er loddet til Arduinoen. Pris: 3 euro.

- Terminaladapter til Arduino Nano. Brug af en terminaladapter vil spare meget tid! De er ret billige: Terminaladapter Pris: 1 euro.

- RTC DS3231: RTC DS3231. Du kan bruge en anden RTC, men denne viste sig at fungere helt fint! Pris: 1 euro.

- RIBBA-stel: RIBBA-stel (23x23cm), sort eller hvid. Pris: 6 euro.

- Til ansigtet har du enten brug for:

1. Gennemsigtig folie, der er egnet til at printe på (spørg din lokale trykkeri!)
2. Pap, der er egnet til laserskæring (spørg din laserskærer!)

Pris: 5 euro.

- Jumperwires til at forbinde komponenterne. Jeg ved ikke rigtig, hvor mange vi har brug for, men de er billige og bredt tilgængelige: Jumperwires. Det er praktisk at have han-han-, han-hun- og hun-hun-ledninger, men han-han-ledninger vil også gøre det (med lidt ekstra lodning). Pris: 3 euro.

- Strømforsyning. RGB -ledbåndet bruger 5V. Det er vigtigt ikke at overskride denne spænding, fordi RGB -ledstrimlerne let beskadiges. Hver LED bruger 20-60mA. Da vi bruger 169 lysdioder, er strømstyrken, der er nødvendig for at drive lysdioderne, ret stor. Derfor anbefaler jeg at bruge mindst en 2000mA strømforsyning, som disse: Strømforsyning. Pris: 5 euro.

- En 400-500 ohm modstand. Pris: ubetydelig.

- En 1000 uF kondensator. Pris: ubetydelig.

- Én prototype board, som disse: Protoboard. Pris: 1 euro.

- Et stykke træ (bræt) til at danne bagsiden af uret. Pris: 2 euro.

- En træliste på ca. 3x2cm til at fastgøre bagsiden af Word Clock til rammen. Pris: 1 euro.

- To trådmøtrikker (til tilslutning til gange 5 ledninger), fås i din lokale byggemarked. Pris: 2 euro.

Samlet pris: cirka 40 euro.

Det nødvendige udstyr:

- Blyant- Loddestation- Afstrygningsværktøj- Skruetrækkere- Saks- Dobbeltsidet tape (til fastgørelse af komponenterne)- Sav (til savning af tavlen på bagsiden af Word Clock)- Et stykke klud (for at forhindre ridser på RIBBA ramme mens du arbejder på det)

Trin 2: Oversigt

Nu har vi alle materialer, det er rart at have et overblik over den generelle idé om Word Clock.

Word Clock -forsiden består af bogstaverne (enten trykt på gennemsigtig folie eller laserskåret ud af pap). Bag hvert bogstav skjuler en ledning af RGB -ledstrimlen. Da RIBBA -rammen måler 23x23cm, og vi bruger en RGB -ledstrimmel bestående af 60 leds pr. Meter (altså 100cm/60leds = 1,67cm pr. LED), kan vi passe 23cm/1,67 = 13,8 leds i en række. Da 0,8 led kan være lidt ubelejligt, holder vi os til 13 leds pr. Række. Da RIBBA-rammen er firkantet, konstruerer vi (senere) en 'led-matrix' på 13x13 lysdioder.

Kort sagt består Word Clock af et lille ur (RTC DS3231), der engang er sat og fortsat tikker. Dette lille ur kommunikerer tiden til den lille computer (Arduino Nano). Den lille computer ved, hvilke lysdioder der skal tændes i et bestemt tidspunkt. Så den lille computer sender et signal, selvom datakablet til RGB -ledstrimlen og tænder lysdioderne.

Det lyder ganske enkelt, ikke sandt ?!:)

Trin 3: Ordurets ansigt

Vi vil bruge 13 lysdioder i en række og 13 rækker, hvilket udgør en 13x13 led matrix.

Skæring af RGB -ledstrimlen

Skær 13 strimler af RGB -ledstrimlen med en længde på 13 lysdioder. Du skal skære RGB -ledstrimlen i midten af de tre kobberovaler.

Montering af de 13 RGB -ledstrimler

Vi klæber de 13 ledstrimler til træpladen, der er inkluderet i RIBBA -rammen. Der er en krog limet til brættet, som let kan fjernes ved hjælp af en skruetrækker. Ved hjælp af gitteret (i det foregående trin) kan du let markere placeringen af hver led på tavlen. De fleste af RGB -ledstrimlerne har en klæbrig bagside, så du nemt kan klæbe dem til brættet. Det er vigtigt at bemærke retningen på RGB -ledstrimlen. Pilene på RGB -ledstrimlen angiver i hvilken retning strømmen strømmer. Da vi ønsker at forbinde de 13 RGB -ledstrimler, er vi nødt til at oprette en kontinuerlig sti, så strømmen kan strømme. For nylig skar IKEA et hjørne af brættet, så det er lettere at få brættet ud af rammen. Det er praktisk at bruge dette afskårne hjørne til at få ledningerne fra den ene side af brættet til den anden. Med andre ord skal du sørge for, at den første led er placeret i det afskårne hjørne.

Lodning af de 13 RGB -ledstrimler

Nu sidder de 13 RGB -ledstrimler fast på brættet, vi kan forbinde dem ved hjælp af loddejernet. Først skal du afsætte en smule loddetin på hver halvdel af kobberovalerne. For det andet skæres jumpertrådene af i den ene ende. Igen, dispensere en lille smule loddetin på den afisolerede ende af ledningen. Nu førte den afisolerede ende af ledningen til at røre kobberovalen og bruge loddejernet smelte loddet og forbinde dem. Tilslut GND for en RGB -ledstrimmel til GND for den næste RGB -ledstrimmel. Gør det samme for 5V og datatråde.

Afslutte led -matrixen

Lod en jumper wire til hver af de tre kobber ovaler i den første led i RGB led matrix. Som sagt er det praktisk at lokalisere den første led i det afskårne hjørne af brættet, så du let kan få de tre ledninger til den anden side af brættet.

Trin 6: Elektronik

Nu er vi færdige med vores led -matrix, vi kan begynde at forbinde komponenterne.

Vi vil fastgøre komponenterne (Arduino Nano i terminaladapteren, RTC DS3231, trådmøtrikker) på bagsiden af kortet, som vi lavede vores ledmatrix på. Du kan bruge det dobbeltsidede tape til at fastsætte komponenterne.

RGB led strip

Sæt først Arduino Nano i terminaladapteren. Det er praktisk at placere terminaladapteren midt på kortet, da der skal tilsluttes en del ledninger til terminaladapteren. Tilslut datatråden på RGB -ledstrimlen (den midterste ledning) til en af de digitale porte på Arduino Nano (normalt bruger jeg port D6). For at beskytte RGB-ledstrimlen mod spændingsspidser kan du sætte en 400-500 ohm modstand mellem datakablet og Arduino.

RTC DS3231

For det andet skal du holde RTC DS3231 et sted på tavlen. Dette modul har brug for fire forbindelser: en jord, en 5V, en SCL og en SDA. Vi bruger ikke SQW- og 32K -porten. Du kan bruge en hunledning til at forbinde til stifterne på RTC DS3231. Tilslut SCL til den femte analoge port (A5) på Arduino Nano. Tilslut SDA til den fjerde analoge port (A4) på Arduino Nano.

Trin 7: Strømforsyningen

Hvilken strømforsyning skal bruges?

Spænding Du kan drive Arduino Nano ved hjælp af et stort raseri af spændinger. 'Vin'-porten kan klare 7-12V, 5V porten kan klare 5V (sikke en overraskelse), og du kan drive Arduino Nano ved hjælp af usb mini-kablet. RGB -ledstrimlen er imidlertid mere kræsen i sine krav. De fleste producenter foreskriver en 5V +/- 5% input til deres RGB-ledstrimler (for mere information se strømforsyning til Neopixels). Derfor vil vi bruge en 5V strømforsyning.

Nuværende One RGB -LED indeholder faktisk tre separate lysdioder (en rød, grøn og blå), der tilsammen danner den ønskede farve. En af de tre lysdioder bruger omkring 20mA. Så en RGB -LED, der udsender farven hvid ved at tage den røde, grønne og blå LED på samtidigt, bruger 3*20mA = 60mA. Hvis du tænder alle 169 RGB -lysdioder på én gang i farven hvid, skal du bruge 169*60mA = 10140mA = 10A*. De mest almindelige strømforsyninger er omkring 2000mA. Så med andre ord at belyse alle RGB -leds på én gang i farven hvid er ikke en særlig lys idé **.

Jeg anbefaler at bruge en 5V, 2000mA strømforsyning, da de er almindelige og ret billige.

* Vær opmærksom på, at høje strømme (over 5mA) er farlige! Så vær meget forsigtig, når du tænder for Word Clock!

** Der er nogle tricks til at tænde alle RGB -lysdioder på én gang, f.eks. At tilslutte strømforsyningen til begge ender af RGB -ledstrimlen eller bruge RGB -lysdioderne ved en lavere lysstyrke.

Tilslutning af strømforsyningen

Vi tilslutter strømforsyningen til komponenterne. Vi tilslutter en 1000 uF kondensator over strømforsyningens positive og negative ledning. Du kan bruge en protoboard til at sikre forbindelsen (se billede). Da vi har ganske mange komponenter, der har brug for strøm, tilslutter vi hver af de to ledninger i 5V strømforsyningen til en trådmøtrik: vi vil kalde dem den positive trådmøtrik (som er forbundet til strømforsyningens positive ledning) og negative trådmøtrik (som er forbundet til strømforsyningens negative ledning). Tilslut nu 5V -ledningerne på RGB -ledstrimlen og RTC DS3231 til den positive trådmøtrik. Tilslut på samme måde jordledninger (GND) på RGB -ledstrimlen og RTC DS3231 til den negative trådmøtrik. Vi driver Arduino Nano gennem dens 5V -port og en af dens jordporte. For at gøre dette skal du slutte 5V -porten på Arduino til den positive trådmøtrik og en af GND -portene til den negative trådmøtrik.

Sikring af strømforsyningen

For at undgå at rive alt din pænt kablerede elektronik fra hinanden, anbefales det at fastgøre ledningen til strømforsyningen på indersiden af RIBBA -rammen. Du kan gøre dette ved blot at lave en knude i netledningen, før den forlader bagsiden af Word Clock. En mere elegant måde er imidlertid at fastgøre ledningen ved at klemme den fast på indersiden af RIBBA -rammen. Du kan nemt gøre dette ved at bruge et lille stykke træ og skrue det fast på indersiden af RIBBA -rammen ved hjælp af to skruer. Spænd strømforsyningens ledning mellem træstykket og RIBBA -rammen. I min seneste version af Word Clock brugte jeg et lille hængsel (ca. 3 cm) til at fastgøre netledningen. En fordel ved dette er, at du ikke behøver at skære et lille stykke træ.

Trin 8: Sæt det hele sammen

Nu har vi udskrevet eller klippet Word Clock -overfladen, færdiggjort matricen og tilsluttet de elektroniske komponenter, det er tid til at sætte alle lag af Word Clock sammen.

1. Læg Word Clock -fladen i RIBBA -rammen.
2. Læg et (halvt) uigennemsigtigt papir (almindeligt trykpapir eller sporingspapir) for pænt at fordele lyset langs brevet.
3. Sæt gitteret i RIBBA -rammen.
4. Tavlen med på den ene side ledmatrixen og på den anden side kan de elektroniske komponenter omhyggeligt sættes i RIBBA -rammen.

Trin 9: Oprettelse af bagsiden af orduret

Bagsiden af uret kan simpelthen laves af træplade. Den bedste måde at gøre dette på er at save et stykke bræt med de samme dimensioner (ca. 22,5x22,5 cm) som brættet, der blev leveret i RIBBA -rammen. Bor to huller bag på Word Clock: et til fastgørelse af det på væggen (hvis du vil) og et til en netledning for at forlade Word Clock.

Sav to stykker med en længde på cirka 20 cm af træstrimlen. Disse to strimler har to funktioner:

1. Holder træpladen med på den ene side RGB -ledstrimlen og på den anden side de elektroniske komponenter på plads
2. Oprettelse af en overflade, hvorpå bagsiden af Word Clock kan skrues på plads.

Skru nu disse strimler fast mod indersiden af RIBBA -rammen, og sørg for at trykke dem tæt ind mod brættet, der holder de elektriske komponenter. Dernæst kan du lægge træplader, som du lige har savet oven på træstrimlerne og fikse det ved hjælp af skruer.

Hvis du vil sætte Word Clock på væggen, skal du sørge for, at bagsiden af Word Clock er fastgjort godt.

Trin 10: Programmering af Arduino Nano

Hvis du er ny til at programmere Arduino, vil jeg anbefale at først lave et par tutorials (f.eks. Blink), som er meget informative (og sjove!).

Da jeg bare er studerende i maskinteknik, er programmering ikke min yndlingsdel af projektet. Heldigvis er min svoger en kandidat i datalogi, så programmering af Arduino var et stykke kage for ham. Så alle kreditterne til programmering er til ham (tak Laurens)!

Grundtanken er, at du angiver, hvilke lysdioder der er en del af hvilket ord. Bemærk, at den første LED er angivet som LED nummer 0. Så vi har 0-168 lysdioder. Dernæst fortæller du Arduino, hvilke ord der skal lyse op på et bestemt tidspunkt. Du indstiller klokkeslættet på RTC DS3231, så Arduino ved, hvad den aktuelle tid er.

Farverne på lysdioderne på RGB LED-båndet bestemmes af en værdi på 0-255 for rød, grøn og blå. Så en rød led er betegnet med (rød, grøn, blå) = (255, 0, 0) og en lilla ledet af (reg, grøn, blå) = (255, 0, 255). En LED, der ikke bruges, har farven (rød, grøn, blå) = (0, 0, 0).

Du kan gruppere ordene efter deres formål:

• En gruppe, der altid lyser ('Det', 'er', dit navn osv.)
• En gruppe med ord, der angiver minutterne
• En gruppe koblingsord ('fortid', 'til', 'halv', 'kvart' osv.)
• En gruppe ord, der angiver timerne
• En gruppe, der dækker alle bogstaver, som du ikke bruger på nuværende tidspunkt

For hver ordgruppe kan du indstille en farve (dette er lettere end at definere en farve for hvert ord eller endda bogstav separat).

Du kan uploade dit program ved at slutte Arduino Nano til din computer ved hjælp af et usb -minikabel.

OPDATERING (januar 2019):

Jeg tilføjede Arduino-filen til Instructable. Filen er skrevet af min svoger, så al æren går til ham! Filen er baseret på et Word Clock med knapper til at skifte mellem bestemte farvetilstande og en digital tilstand. Selvfølgelig kan du programmere knapperne, som du vil

Trin 11: Afslut

Hvis alt gik efter planen, lavede du bare dit helt eget Word Clock!

Hvis du har nogle anbefalinger, er du ikke i tvivl om at kommentere! Jeg vil prøve at besvare dem, men da min tid er begrænset, kan det tage et stykke tid.