Photochromic & Glow-in-the-Dark Jam: 12 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:09

Jam ini menggunakan paparan 7-segmen 4-digit yang dibina khas yang dibuat dari LED UV. Di depan layar diletakkan layar yang terdiri dari salah satu fosforen ("glow-in-the-dark") atau bahan fotokromik. Butang tekan di bahagian atas menyala paparan UV yang kemudian menerangi layar selama beberapa saat sehingga ia mula bersinar atau berubah warna yang kemudian perlahan-lahan memudar.

Projek ini diilhamkan oleh Jam Plot Glow-In-The-Dark yang hebat oleh Tucker Shannon. Semasa saya membina semula projeknya, saya memberikan sedikit kelainan dengan menggantikan skrin glow-in-the-dark dengan satu 3D yang dicetak dari filamen fotokromik yang berubah warna apabila terkena cahaya UV. Sementara itu saya melihat bahawa orang lain mempunyai idea yang sama (lihat misalnya di sini). Walaupun mekanisme pemetaan mekanikal jam pasti mengagumkan, ia mempunyai kelemahan bahawa angka keluar sedikit bengkok, jadi saya memikirkan cara lain untuk menjadikan angka kelihatan lebih bersih. Pada mulanya saya cuba mengganti lampu latar paparan LCD dengan LED UV dan kemudian meletakkan skrin fotokromik / cahaya dalam gelap di atas. Namun, ternyata intensiti yang dipancarkan melalui LCD sangat rendah. Selepas itu saya memutuskan untuk membina paparan 7 segmen 4 digit menggunakan LED UV untuk menerangi skrin yang memberikan hasil yang jauh lebih baik.

Bekalan

Bahan

• Modul RTC DS3231 (ebay.de)
• Arduino Nano (ebay.de)
• Filamen berubah warna UV (amazon.de)
• Pelekat 96x39x1 mm Glow-in-the-Dark (ebay.de)
• Lembaran plastik lutsinar 96x39x1 mm (amazon.de)
• Modul peningkatan MT3608 DC DC (ebay.de)
• 30 pcs LED UV 5 mm (ebay.de)
• Paparan 7-segmen TM1637 4-digit (ebay.de)
• Butang tekan sesaat 12x12 mm (ebay.de)

Alat

• Pencetak 3D
• pistol gam panas
• besi pematerian
• multimeter

Langkah 1: Percetakan 3D

Fail stl berikut mesti dicetak 3D. Bahagian perumahan dicetak dari PLA hitam sementara untuk fail 4digits.stl saya menggunakan PLA putih. Skrin dicetak dari filamen berubah warna UV ungu. Jig pematerian boleh dicetak dari sebarang bahan.

Langkah 2: Paparan 7-segmen Desoldering

Saya hanya memerlukan beg galas I2C dari paparan 7-segmen 4-digit jadi langkah pertama adalah memisahkan paparan dari modul.

Langkah 3: Sediakan Protoype PCB

Seterusnya saya memotong sekeping dari prototaip PCB untuk LED UV dan menandakan tempat di mana saya mahu meletakkan LED mengikut jig pematerian. Di bahagian bawah saya kemudian memasang header pin lelaki untuk disambungkan ke beg galas I2C.

Langkah 4: Memateri LED dan Pin Header

Saya kemudian menyolder semua LED UV ke prototaip PCB dan juga memasang header pin lelaki. Saya menggunakan soldering jig untuk mengurangkan LED UV.

Langkah 5: LED Pendawaian

Seterusnya, LED disambungkan mengikut skema yang dilampirkan yang menyalin susun atur paparan 4 digit yang dipisahkan dari pek belakang I2C. Untuk penyambungan segmen individu satu digit, saya menggunakan wayar tembaga perak sementara sambungan yang lain dibuat dengan wayar terpencil. Keseluruhannya kelihatan agak tidak kemas pada akhirnya.

Langkah 6: Lampirkan beg galas I2C

Seterusnya, saya melekatkan prototaip PCB ke beg galas I2C. Semasa saya menyolder kedua-dua bahagian secara langsung bersama-sama, lebih bijak menggunakan header wanita di beg galas supaya kedua-dua bahagiannya dapat dipasang dan dicabut.

Untuk ujian, saya menyambung ke arduino nano dan memuat naik contoh ujian TM167 dari perpustakaan TM1637.

Langkah 7: Melengkapkan Paparan 4 digit

Seterusnya bahagian 4digits.stl yang dicetak 3D dilekatkan di atas LED. Untuk menyebarkan cahaya LED, saya mengisi segmen dengan gam panas dan menutupnya dengan pita Kapton sehingga gam mengeras. Ini meninggalkan saya dengan paparan 7-segmen 4-digit yang bagus.

Langkah 8: Skrin Glow-in-the-Dark

Pada mulanya saya cuba juga mencetak 3D skrin ini dari filamen Glow-in-the-Dark. Namun, ternyata terlalu banyak menyebarkan cahaya, sehingga angka-angka itu kelihatan seperti sudah habis. Oleh itu, saya memutuskan untuk menggunakan pelekat yang dilekatkan pada skrin plastik lutsinar. Sebilangan besar plastik masih cukup telus untuk cahaya LED ~ 400 nm.

Langkah 9: Pasang Komponen di Perumahan

Akhirnya komponen dapat dipasang ke perumahan bercetak 3D dengan menggunakan gam panas lagi.

Sebelum menggunakan modul DS3231 adalah bijak untuk mematikan litar pengisian semula bateri. Hanya setelah membina beberapa jam dengan modul ini, saya menemui benang yang menjelaskan bahawa VCC disambungkan ke bateri sel duit syiling. Ini bermakna apabila anda menghidupkan modul melalui voltan VCC, sentiasa digunakan pada bateri. Oleh kerana modul ini dilengkapi dengan bateri CR2032 yang tidak boleh dicas semula, ini bukan idea yang baik. Anda boleh mematikan litar pengisian semula dengan mudah dengan melepaskan diod atau perintang yang ditandakan pada gambar yang dilampirkan.

Langkah 10: Sambungkan Modul

Seterusnya, komponen disambungkan menggunakan kabel Dupont mengikut skema yang dilampirkan. Modul step up digunakan untuk meningkatkan voltan bekalan untuk beg galas I2C kepada 7 V kerana saya ingin menjadikan LED UV sekerah mungkin. Voltan yang dikenakan pada LED adalah VCC-2 V, iaitu 5 V, sementara ini lebih tinggi daripada voltan maju LED yang disarankan (3 V), mereka harus dapat mengatasinya kerana tidak akan terus menyala.

Langkah 11: Muat naik Kod

Pada mulanya, saya menetapkan masa semasa dalam modul RTC. Untuk ini saya baru sahaja memuat naik contoh SetTime perpustakaan DS1307RTC. Selepas itu, kod yang dilampirkan untuk jam boleh dimuat naik. Semasa menekan butang, paparan akan menyala selama 5 saat dan menunjukkan waktu semasa.

Langkah 12: Jam Selesai

Berikut adalah beberapa lagi gambar jam siap. Pada siang hari layar fotokromik dapat digunakan sementara pada waktu malam dapat ditukar dengan layar Glow-in-the-Dark.

Secara keseluruhan saya cukup gembira dengan hasilnya walaupun angka di kedua-dua tahap ini masih boleh lebih cerah. Kemungkinan lain yang mungkin ingin saya cuba ialah mencampurkan serbuk glow-in-the-dark dengan epoksi dan kemudian menggunakannya untuk mengisi segmen paparan dan bukannya lem panas. Juga lebih baik menggunakan PCB profesional dengan LED SMD dan bukannya LED 5 mm.