Jam Kata: 21 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:08

Satu lagi mengambil jam perkataan yang popular. Dikuasakan oleh klon arduino dan WS2812B LED, reka bentuknya diilhamkan terlebih dahulu oleh contoh ini, kemudian saya menulis semula firmware yang menggabungkan beberapa idea dari petunjuk ini dengan menggunakan perpustakaan cepat.

Tujuan saya untuk reka bentuk ini adalah:

• Huruf paling besar / paling hampir tanpa pendarahan ringan di antara mereka
• Kawal setiap huruf daripada satu perkataan pada satu masa
• Sesuai untuk digantung di dinding atau duduk di atas meja
• Kawalan mesra pengguna
• Kesan kualiti
• Meja potong laser

Saya cuba meminimumkan cerita DIY yang biasa seperti kemasan permukaan objek bercetak 3D atau tanda luka / sendi jari / engsel hidup projek pemotongan laser. Saya menghargai apabila ada yang bertanya di mana saya membeli sesuatu yang saya reka dan bina sendiri.

Saya mungkin menyediakan bahagian potong laser dari semasa ke semasa di Etsy.

Langkah 1: Alat, Bahan dan Bekalan

Keperluan utama untuk reka bentuk ini adalah akses ke pemotong laser yang mempunyai luas pemotongan 9 "x 9" atau lebih besar. Saya menggunakan laser CO2 40w Cina "K40" di mana-mana yang terdapat di seluruh ebay dan laman web luar negara yang lain. Tambang saya telah diubah untuk membolehkannya memotong kawasan yang lebih besar (antara penambahbaikan lain), jika tidak, projek ini tidak sesuai untuk projek ini. Sekiranya anda menggunakan K40, saya sangat mengesyorkan menggunakan bisikan K40 dan bukannya perisian apa pun yang disertakan; fail SVG saya dilukis dengan mempertimbangkannya.

Alat:

• Pemotong laser (kawasan 9 "x 9" atau lebih besar, mesti memotong kayu)
• Komputer dengan Arduino IDE
• Pengapit
• Barang elektronik generik (pemotong wayar, penari telanjang, dll)
• Besi pematerian
• Pistol gam panas
• Melihat

Bekalan:

• Gam Kayu
• Jarum suntik (untuk menggunakan gam kayu, cari hujung plastik melengkung dari jarum suntikan gigi / pengairan)
• Gam panas
• Pita pelekat
• Cat (muka jam)
• Noda atau cat (bingkai)
• Cawan sekali pakai dan kacau (untuk epoksi muka)
• Kertas pasir
• Kawat (saya menggunakan teras pepejal 22 gauge)

Bahan:

• 1x Arduino Nano - $ 5 (klon ebay) hingga $ 22 + (rasmi)
• 1x Modul RTC DS3231 - $ 1 (ebay)
• 1x 10k Perintang - $ 1 untuk 50 (ebay)
• Taktik 3x suis 10mm - $ 1 untuk 20 (ebay)

• Jalur LED 1x WS2812B 60 LED / meter - $ 15 hingga $ 23 (ebay)

  • Mesti 60 LED per meter mempunyai jarak yang betul, biasanya dijual sebagai 300 gulungan LED 5m.
  • Cari versi yang tidak kalis air
• Papan pelarian 1x Mikro USB (pilihan) - $ 1,25 untuk 5 (ebay)
• 1x julat Photoresistor 10-20k ohm - $ 1 untuk 20 (ebay)
• 1x CR2032 bateri - $ 2 untuk 10 (ebay)
• Hapus epoksi - $ 20 untuk satu liter (Depot Rumah)
• Hanya beberapa auns yang diperlukan

• Papan lapis 1x 3mm - $ 12 untuk helaian 4 'x 8' (Depot Rumah)

  Ini biasanya dipanggil underlayment atau Luaun

• Papan Oak 1x 1/4 "x 1.5" x 48 "$ 5 (Depot Rumah)

  Cari yang paling lurus dan terbaik

• Kertas (kertas pencetak, atau apa sahaja yang lut)

Jumlahnya kira-kira $ 70 dolar, namun anda akan mendapat cukup banyak LED untuk dua jam, jadi mungkin bernilai meraih Arduino dan sepotong kayu ek lain dan membuatnya dua pada masa yang sama. Kenapa tidak?

Langkah 2: Potong Bahagian Papan lapis

Perkara ini semestinya jelas. Potong setiap fail SVG yang bermula dengan "Papan Lapis 3mm" dari fail zip yang dilampirkan. Mula-mula gunakan gergaji untuk mengubah kepingan 4x8 menjadi sesuatu yang sesuai dengan pemotong laser anda (jika itu tidak jelas)

Anda mungkin melihat wajah jam dicerminkan - saya mendapati bahawa dengan laser saya mendapat tepi yang lebih tajam di bahagian bawah papan, jadi saya meletakkan muka kayu yang paling baik. Sekiranya itu bukan masalah anda, hanya cermin fail tersebut dan potong sebelah kanan ke atas. Bahagian kecil huruf yang terapung akan rapuh, jadi cubalah untuk tidak mengeluarkannya. Saya cadangkan untuk menyesuaikan tetapan potongan anda sehingga hurufnya tersekat - sangat mudah untuk menghantam bahagian tengah O jika anda mengeluarkan bahagian yang tersekat dari helaian.

Sekiranya anda memecahkan sekeping surat - semuanya tidak hilang. Gantung pada potongan kecil dan nantikan langkah di mana kita mempersiapkan wajah dan anda akan melihat bahawa kita boleh meletakkannya di tempat mereka tanpa terlalu banyak masalah.

Jangan lupa mengukir lapisan biru sebelum memotong merah.

Langkah 3: Potong Bahagian Oak

Saya biasanya melakukan ini sebelum memulakan atau setelah saya selesai memotong kepingan papan lapis kerana memerlukan tetapan pemotongan yang berbeza dan sedikit pemasangan pada laser. Kami memerlukan satu bahagian dengan fail bernama "Oak Frame" di sini. Anda akan melihat bahawa terdapat segi empat tepat biru dalam fail dengan garis potong merah. Idea di sini adalah menggunakan papan sampah sebagai jig / lekapan pada laser supaya kita dapat memotong sendi jari ke hujung papan dengan cara yang konsisten.

1. Dengan menggunakan gergaji, potong papan Oak menjadi panjang 9"
2. Pasang papan sekerap ke tempat tidur laser sehingga tidak mudah bergerak.
3. Potong segi empat tepat biru. Jangan hidupkan semula atau letakkan semula laser selepas ini, lubang baru di papan sekerap kini menjadi titik rujukan kami untuk sisa pemotongan.
4. Masukkan potongan oak ke dalam potongan dan tolak ke sudut kiri atas (dengan anggapan asal anda adalah kiri atas. Jika tidak … kuncinya adalah untuk mendapatkan potongan akhir pada oak dan mempunyai tepi atas secara konsisten lurus, sehingga mungkin baiklah di mana sahaja asal anda). Lakukan yang terbaik untuk tidak menggerakkan papan sekerap semasa melakukan ini.
5. Potong!

Saya dapati pemotongan kayu ek K40 dengan baik, tetapi anda harus menyesuaikan tetapan anda sehingga anda mendapat hasil yang baik.

Langkah 4: Pasang Bingkai

Beri bahagian ek dengan cepat pengamplasan untuk memperbaiki permukaannya, kemudian letakkannya dan sapukan sedikit gam pada sendi jari. Penting agar bingkai berakhir persegi (atau sesuai dengan bentuk wajah jika laser memotong trapezoid atau parallelogram), cara yang baik untuk memastikan anda mendapatkannya dengan betul adalah dengan menggunakan wajah sebagai panduan sebelum gam kering.

Periksa semula penempatan ciri, dari belakang (menghadap ke bawah):

• Tiga lubang untuk butang harus berada di sebelah kiri dan ke arah belakang jam
• Lubang tunggal untuk fotoresistor harus berada di bahagian atas dan ke arah belakang jam
• Takik kabel kuasa harus berada di bahagian bawah dan ke arah belakang jam

Sekiranya anda mempunyai ketidaksejajaran dengan tepi atas atau bawah bingkai yang baik selagi ia tidak humongous. Contoh yang saya ada dalam foto tidak ada masalah, pengamplasan cepat akan menjadikannya memerah sebelum mengotorkan.

Anda boleh menggunakan penjepit jika memilikinya, atau pita pelekat juga berfungsi dengan baik.

Langkah 5: Warnakan dan Siapkan Wajah

Pertama: Cat.

Saya lebih suka menggunakan cat semburan pada wajah dengan warna yang agak neutral. Setakat ini saya menggunakan warna kelabu, perak, dan emas yang berbeza untuk wajah dengan hasil yang baik. Warna yang lebih gelap memberikan kontras yang lebih baik dengan huruf ketika diterangi. Elakkan pengamplasan wajah kerana sifat huruf yang rapuh. Sekiranya anda mempunyai bit huruf yang rosak, cat pada masa yang sama.

Kedua: Sapukan tape masking

Pita pelindung akan membolehkan kita mengisi wajah dengan epoksi tanpa semuanya melarikan diri melalui lubang. Sapukan lapisan di bahagian belakang wajah dan tekan ke seluruh permukaan untuk memastikan ia melekat dengan baik.

Ketiga: Potong pita pelekap kembali 1/4 dari tepi. Kita harus memastikan ini jelas sehingga kita dapat merekatkan wajah ke bingkai tanpa menjadikan pita pelekat sebagai ciri tetap.

Keempat: Pilihan - jika anda mempunyai potongan huruf yang pecah, balikkan muka dan tempelkan ke pita pelekat di tempat yang betul.

Langkah 6: Pasang LED

Mula-mula ambil jalur LED anda dan hirup pada tanda yang ditunjukkan menjadi 11 keping yang masing-masing 11 LED. Harus ada garis yang menunjukkan tempat memotong tepat di tengah alas tembaga yang terdedah. Gunting atau pemotong wayar baik.

Seterusnya, lepaskan bahagian belakang dan tempelkan setiap jalur ke plat belakang "grid". Sekiranya anda mengukir garis panduan pada bahagian ini lebih awal, anda boleh menggunakannya sebagai rujukan untuk memperbaikinya. Jarak di sini tidak terlalu kritikal, anda mungkin akan menyedari bahawa ia akan bergeser jika anda mempunyai jalur yang mempunyai sambungan solder di dalamnya, saya fikir anda akan mendapat meter bersama sepanjang anda membeli gulungan 5m.

Penting: perhatikan anak panah kecil dan Din / Dout. Kami mahu anak panah di baris atas bergerak dari kiri ke kanan, kemudian terbalik pada baris seterusnya. Ia harus zig-zag dari kiri atas dan berakhir di kanan bawah.

Langkah 7: Memateri LED

Ini mungkin merupakan langkah yang paling membosankan. Saya menggunakan wayar tolok 22 telanjang untuk menyelamatkan usaha melucutkan kedua-dua hujung wayar pendek ini.

Potong 10 setiap tiga panjang ini:

• 3/4"
• 1-1/8"
• 1-1/2"

Setiap wayar perlu dibengkokkan sehingga dapat membuat sambungan dari hujung satu jalur hingga awal yang berikutnya. Saya biasanya mengambil beberapa objek yang boleh saya bengkokkan - pena berfungsi dengan baik untuk yang terpendek, pemegang pemutar skru untuk yang sederhana, dan pembaris keluli kecil untuk yang terpanjang. Anda boleh memeriksa selekoh anda dengan meletakkannya di papan dan melihat apakah mereka mencapai bantalan dan mengikuti garis panduan.

Memateri wayar ini di antara hujung jalur untuk membentuk satu jalan berterusan dari kiri atas ke kanan bawah - ini semestinya cukup jelas dalam foto.

Memegang wayar ini sukar, dan anda pasti tidak boleh menggunakan jari anda kerana panas menjadi sangat cepat. Saya telah berjaya dengan klip buaya, dan juga alat yang anda akan lihat dalam foto. Mungkin lebih mudah untuk menampal pad terlebih dahulu kemudian memegang wayar dengan pinset juga.

Selepas anda menyolder wayar, anda boleh menyesuaikan jarak antara mereka dengan membengkokkannya dengan pemutar skru atau serupa - tentu saja mereka tidak boleh menyentuh.

Saya menguji LED sebelum saya menyala, tetapi langkah ini adalah pilihan.

Langkah 8: Pasang Wayar Input

Seterusnya kami akan melampirkan kuasa, arde, dan data pada permulaan jalur LED kami dan hanya kuasa dan arde ke ujung. Kawat untuk bahagian input harus dipotong dengan panjang kira-kira 13 inci - Saya memilih merah untuk 5v, kuning untuk data, dan wayar telanjang untuk tanah.

Tanggalkan bahagian penebat di bahagian atas / tengah wayar 5v sekarang (lihat foto); kita akan gunakan ini untuk photoresistor kemudian.

Di hujung hujung jalur (kiri bawah) dari belakang hanya gunakan dua wayar untuk 5v dan arde, panjangnya kira-kira 5 inci.

Saya cadangkan untuk memasang wayar seperti yang ditunjukkan dengan gam panas untuk mengelakkan pergerakan. Sambungan pateri dengan jalur LED sangat rapuh.

Langkah 9: Pasang Grid

Terdapat empat jenis kepingan grid, mereka dilabel jika anda mengukirnya lebih awal:

• Hujung Mendatar 2x
• Hujung menegak 2x
• Tegak 10x
• 10x Melintang

Gam adalah pilihan, tetapi disyorkan. Saya suka menggunakan gam kerana kita dapat meletakkan berat pada seluruh pemasangan kerana ia kering dan membetulkan keadaan tidak rata yang menjadikan semuanya lebih mudah secara umum.

Pasang bahagian menegak terlebih dahulu. Potongan "Akhir" berada di sebelah kanan dan kiri, kemudian isikan bahagian tengah dengan selebihnya.

Kemudian pasang bahagian mendatar. Potongan "Akhir" terdapat di bahagian atas dan bawah, anda akan melihat bahawa ini tidak mempunyai potongan kecil di atasnya. Bahagian mendatar yang selebihnya mempunyai takik tambahan ini sehingga mereka membersihkan wayar penyambung yang kita solder sebelumnya. Sejajarkan takik dengan wayar dan sisi gantian semasa anda pergi.

Terakhir, jika anda menggunakan gam, balikkan pemasangan ke bawah pada permukaan rata dan letakkan sesuatu yang berat di atasnya semasa ia kering.

Langkah 10: Noda Bingkai dan Pasang Muka

Ini adalah masa yang tepat untuk mengotorkan bingkai oak, bergantung pada kemasan yang anda mahukan. Kita perlu merekatkan wajah di tempatnya, dan dalam contoh ini, saya merancang untuk menggunakan minyak di kayu - yang akan mengganggu gam kayu sehingga saya akan menggunakannya kemudian. Sebagai alternatif gunakan pelbagai jenis gam yang tidak akan terjejas.

Seterusnya kita perlu memasukkan wajah ke dalam bingkai. Yang penting di sini adalah menetapkan kedalaman supaya bahagian belakang jam berakhir rata atau di bawah permukaan belakang bingkai dan tidak melekat. Terdapat banyak cara untuk melakukan ini:

Spacer segi empat tepat kecil tepat untuk mengatur jarak dari muka depan bingkai ke wajah.

Cara lain untuk mencapai ini adalah dengan memasang bingkai menghadap ke atas pada permukaan yang rata, kemudian susun semua bahagian dalaman (langkau ke depan untuk melihat bagaimana mereka pergi), dan akhirnya tekan muka ke bawah. Pastikan bahawa wayar tidak datang di antara lapisan.

Anda juga boleh memasang bahagian dan menggunakan kaliper, apa sahaja yang anda mahukan!

Langkah 11: Tuangkan Epoksi

Sokong bahagian belakang ke seluruh permukaan untuk membantu pita pelekat tetap diletakkan. Tetapkan pada permukaan yang rata.

Campurkan kira-kira 5 auns mengikut arahan yang disertakan dengan epoksi anda. Umumnya mereka akan mengatakan untuk mencampurkan dalam satu bekas selama 6-10 minit pastikan mengikis sisi, kemudian pindahkan ke bekas bersih dan campurkan selama beberapa minit atau sehingga mencapai suhu tertentu.

Tuangkan epoksi ke seluruh wajah. Saya cuba mengisi huruf terlebih dahulu untuk mengurangkan buih udara kemudian menutup selebihnya. Cuba melindunginya dari habuk, dan gunakan senapang panas atau obor secara berkala untuk menghilangkan gelembung.

Langkah 12: Pasang Grid LED dan Diffuser

Tanggalkan pita pelindung dari bahagian belakang wajah setelah epoksi selesai disembuhkan.

Sesuatu untuk menyebarkan cahaya disyorkan antara LED dan bahagian belakang wajah:

• Tidak ada penyebar yang memberikan kesan lampu individu di belakang huruf
• Selembar kertas pencetak memberikan cahaya yang sangat seragam, tetapi terdapat pertukaran kecerahan total yang berkurang
• Satu atau dua helai kertas tisu putih adalah kompromi yang baik
• Kertas tisu hitam mengurangkan kecerahan tetapi juga menjadikan huruf yang tidak diterangi tidak begitu menonjol

Potong kertas sehingga sesuai dengan bingkai dan sandwickan di antara grid LED dan muka. Pastikan sudut grid LED dengan wayar data berbaris dengan huruf "I" di kiri atas.

Semasa anda berada, pasangkan piring belakang ke dalam bingkai dan jejak bahagian potongan ke bahagian belakang grid dengan pensil, ini akan membantu bahagian-bahagian yang lebih kecil diselaraskan dengan betul kemudian.

Betulkan grid LED di tempat dengan gam panas.

Langkah 13: Tambah Usus

Lekatkan segmen yang mengelilingi pusat bersama seperti yang ditunjukkan, kemudian gunakan garis yang anda jejak ke bahagian belakang grid LED, tempelkan ke bawah. Gunakan papan pemisah USB arduino dan mikro sebagai spacer untuk memastikannya sesuai.

Lekatkan spacer segiempat kecil di sekitar perimeter, pastikan tidak menutup lubang untuk suis di sebelah kiri dan photoresistor di bahagian atas.

Gunakan lem panas untuk menahan papan pelindung USB Arduino dan mikro.

Tanggalkan pin header bersudut dari modul RTC anda jika berkenaan. Sama ada pematah atau hanya memotongnya - kami tidak akan menggunakannya.

Akhirnya, gunakan gam panas untuk mengamankan modul RTC di kiri bawah. Saya cadangkan menggunakan plat belakang sebagai panduan untuk mendapatkannya di tempat yang sempurna. Picit modul ke papan, gosokkan pada gam, kemudian pasangkan dan tekan modul ke bawah ke papan di bawah.

Langkah 14: Butang dan Fotoresistor

Kunci suis di kiri bawah dengan gam panas, perhatikan orientasi. Empat pin pada suis bergabung berpasangan, saya cadangkan memutarnya supaya satu pasangan berada di bahagian bawah dan yang lain di bahagian atas - ini akan menjadikan pematerian lebih mudah kemudian.

Lekatkan photoresistor di bahagian atas - pusatkannya pada lubang di bahagian atas

Langkah 15: Sambungan Solder 5v / VCC

Semua ini harus disambungkan ke pin VCC pada papan pemecah mikro USB.

1. Jalur LED dari kanan atas
2. Jalur LED dari kiri bawah
3. 5V pada arduino
4. VCC pada modul RTC (pin ketiga dari atas)
5. Fotoresistor

Langkah 16: Sambungan Tanah Pateri

Ini akhirnya semuanya harus disambungkan ke pin VCC pada papan pemecah USB mikro.

1. Jalur LED dari kanan atas
2. Jalur LED dari kiri bawah
3. Arduino GND
4. Modul RTC GND (pin bawah)

5. Suis

   Lihat gambar terperinci. Suis taktil mempunyai empat pin tetapi hanya satu kenalan, ia dihubungkan secara berpasangan. Sekiranya anda menyolder ke kedua pin untuk kabel tanah, periksa dengan meter ohm untuk mengesahkan bahawa kedua-dua pin berada di sisi suis yang sama, jika tidak, anda akan kekurangannya

Langkah 17: Selesaikan Sambungan yang Tinggal

1. Perintang 10k. Arduino pin A0 ke tanah
2. Fotoresistor. Pin Arduino A0
3. RTC. Kedua ke bahagian atas modul ke arduino pin A4
4. RTC. Pin atas pada modul ke pin arduino A5
5. Tukar 1 (Mod / Set). Arduino D2
6. Tukar 2 (Ke Atas). Arduino D3
7. Tukar 3 (Bawah / Batal). Arduino D4
8. Data LED. Arduino D6

Sapukan banyak gam panas untuk menahan wayar, terutamanya untuk melindungi kabel yang berasal dari photoresistor dan untuk menguatkan suis.

Akhirnya, masukkan bateri CR2032 dalam modul RTC.

Langkah 18: Muat naik Firmware

Anda memerlukan PC dengan Arduino IDE untuk memuat naik firmware ke Arduino. Berikut adalah tetapan yang saya gunakan:

• Papan: "Arduino Nano"

• Pemproses: ATmega328P (Pemuat Boot Lama)

  Pada versi IDE sebelumnya saya tidak perlu memilih pilihan bootloader lama, tetapi saya percaya ada perubahan untuk mencerminkan kemas kini perkakasan rasmi yang tidak ada di papan klon yang ada di tangan

• Pelabuhan: anda harus mengetahui yang mana selepas memasang papan

Diperlukan enam perpustakaan, semuanya boleh didapati melalui menu Tools -> Manage library di IDE:

• Kawat (termasuk secara lalai saya percaya)
• EEPROM (juga disertakan secara lalai)
• RTClib (Adafruit versi 1.2.0)
• OneButton (Matthias Hertel versi 1.2.0)
• SimpleTimer (Alexander Kiryanenko versi 1.0.0)
• FastLED (Daniel Garcia versi 3.1.6)

Setelah menetapkan pilihan dan memasang perpustakaan, ini adalah masalah menyusun dan memuat naik ke peranti dengan butang "muat naik". Untuk mengesahkan bahawa peranti berfungsi, anda boleh membuka monitor bersiri di mana harus ada pesanan ringkas semasa boot.

Langkah 19: Tetapkan Masa

Anda mungkin menyedari bahawa jam tidak menunjukkan apa-apa pada mulanya - ini diharapkan. Semasa boot, ia mencari warna dan animasi yang disimpan di EEPROM, tetapi kerana tidak ada apa-apa dalam ingatan, ia tidak tahu apa yang harus dilakukan. Tekan butang 2 atau 3 (atas / bawah) untuk memilih warna dan ia akan mengemas kini paparan.

Untuk menetapkan jam:

1. Tahan "Mode / Set" untuk memasuki mod pengaturan jam. Jam harus ditunjukkan.
2. Gunakan "Naik" dan "Bawah / Batal" untuk memilih jam (0-23)
3. Tekan "Mode / Set" untuk beralih dari jam ke minit
4. Gunakan "Naik" dan "Bawah / Batal" untuk memilih minit (0-59)
5. Tahan "Mode / Set" untuk menjimatkan masa dan kembali ke paparan jam

Semasa berada dalam mod "Tetapkan", tahan "Bawah / Batal" untuk kembali ke mod jam tanpa menjimatkan waktu baru.

Juga dalam mod "Set", "Mode / Set" akan beralih antara jam dan minit sekiranya anda perlu kembali tanpa membatalkan.

Langkah 20: Tambahkan penutup belakang

Tambahkan sedikit gam ke tepi atas spacer yang kami pasangkan lebih awal dan itulah akhir binaannya. Saya mengesyorkan untuk membiarkannya berakhir sehingga anda berpeluang menyelesaikan sebarang masalah pendawaian sebelum semuanya diselesaikan.

Langkah 21: Selesai

Penyambung USB mikro ada untuk kemudahan - dalam pengalaman saya, lebih mudah untuk mencari kabel mikro jalinan yang cantik daripada USB mini yang sesuai dengan Arduino.

Operasi adalah mudah:

• Mode / Set memilih animasi perubahan masa
• Naik kitaran warna
• Turunkan pusingan warna ke arah yang lain

Kecerahan harus disesuaikan secara automatik dengan cahaya di dalam ruangan, semakin redup ketika gelap.