Sat riječi: 11 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:36

Prije nekoliko godina počeo sam izrađivati svoj prvi Word Clock, inspiriran lijepim dostupnim 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 Word sata

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 traka kontrolira se jednim ulazom (meni je to još uvijek malo magije). Dakle, povezivanjem jedne žice možete kontrolirati sve LED diode u traci!

Iza svakog slova na licu Sat za riječi (pogledajte kasnije u ovom koraku) krije se jedna vodilica RGB LED trake. Dakle, kad se jedna LED lampica uključi, trebala bi zasvijetliti jedno slovo. Da bih to postigao, laserskim rezačem izrezao sam rešetku od drvene ploče. U drugim Instructables -ima, ova je rešetka izrađena pomoću pjenastih traka koje su sastavljene u rešetku. 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 puno vremena!

Mozak Sat riječi je Arduino Nano. Ovo maleno računalo 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 jest omogućiti nam spajanje naših žica na Arduino pomoću vijaka.

Naravno, svrha svakog sata, osim što je lijepa, je i prikaz vremena. U mom Word satu, modul sata u stvarnom 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 velika podrška dostupna je na internetu.

Sada je unutrašnjost Sat za riječi jasna, prelazimo na vanjsku stranu

Iz iskustva znam da je važno započeti svoj projekt s prikladne baze. Zato gotovo sve svoje Word satove izrađujem koristeći RIBBA okvir IKEA -e. Prednost ovoga je što započinjete s okvirom čiji su svi kutovi lijepo 90 stupnjeva, a završetak izvana besprijekoran. Naravno, ako želite, možete izgraditi vlastiti okvir, ali ja bih se držao okvira RIBBA.

Lice Sat riječi određeno je slovima kroz koje svjetlo označava vrijeme. Pronašao sam dva načina za stvaranje ovog lica:

1. Tisak na prozirnu foliju. Negativ slova možete ispisati na foliji. Crna tinta potiče svjetlost. 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.
2. Papir za lasersko rezanje. Ako možete koristiti laserski rezač, opcija je izrezivanje slova s papira. Ako je papir dovoljno gust, svjetlo neće proći. Međutim, trebali biste koristiti font 'matrica'. Ovakvi fontovi nemaju bliske krugove. Tako, na primjer, 'o' neće biti samo rupa u papiru, već zapravo 'o'.

Što 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 boje 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, pojedinačno se može adresirati. Trebate oko 3 metra LED trake. Na primjer, ovo će učiniti: RGB LED traka. 'Ip' označava stupanj 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 igle već lemljene na Arduinu. Cijena: 3 eura.

- Priključni adapter za Arduino Nano. Korištenje terminalnog adaptera uštedjet će mnogo vremena! Prilično su jeftini: Terminal adapterCijena: 1 euro.

- RTC DS3231: RTC DS3231. Možete upotrijebiti drugi RTC, ali ovaj se pokazao savršeno ispravnim! Cijena: 1 euro.

- RIBBA-okvir: RIBBA okvir (23x23cm), crni ili bijeli. Cijena: 6 eura.

- Za lice trebate:

1. Prozirna folija pogodna za ispis (pitajte lokalnu tiskaru!)
2. 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 žice muško-muško, muško-žensko i žensko-žensko, međutim, bit će prikladne i muško-muške žice (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: zanemariva.

- Jedan kondenzator od 1000 uF. Cijena: zanemariva.

- 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 pričvršćivanje komponenti)- Pila (za piljenje ploče za stražnju stranu Sat za riječi)- Komad tkanine (za sprječavanje ogrebotina na RIBBA-i) kad radite na njemu)

Korak 2: Pregled

Sada imamo sve materijale, lijepo je imati pregled opće ideje Sat za riječi.

Lice Sat za riječi sastoji se od slova (ispisanih 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 riječi sastoji se od malog sata (RTC DS3231) koji nakon podešavanja neprestano otkucava. Ovaj mali sat prenosi vrijeme malenom računalu (Arduino Nano). Sićušno računalo zna koje LED diode treba uključiti na određeno vrijeme. Dakle, maleno računalo šalje signal putem žice za prijenos podataka 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 redaka, 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.

Sastavljanje 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 jednostavno označiti položaj svake LED diode na ploči. Većina RGB LED traka ima ljepljiva leđa, 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 kut ploče, tako da je lakše izvaditi ploču iz okvira. Ovaj je izrezani kut prikladno koristiti za prenošenje žica s jedne strane ploče na drugu. Drugim riječima, pobrinite se da se prva vodilica nalazi u izrezanom kutu.

Lemljenje 13 RGB LED traka

Sada je 13 RGB LED traka zalijepljeno na ploču, možemo ih povezati pomoću lemilice. Najprije na svaku polovicu bakrenih ovala nanesite malo lema. Drugo, odrežite trake kratkospojnika s jednog kraja. Ponovno nanesite malo lema na ogoljeni kraj žice. Sada, ogoljen kraj žice dotaknite 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 vodilicu u odrezani kut ploče tako da možete lako dovesti tri žice na drugu stranu ploče.

Korak 6: Elektronika

Sada smo dovršili LED matricu, 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

Najprije umetnite Arduino Nano u terminalni adapter. Prikladno je priključni adapter postaviti na sredinu ploče, budući da je na priključni adapter potrebno priključiti dosta žica. Spojite podatkovnu žicu RGB LED trake (srednja žica) na jedan od digitalnih priključaka Arduino Nano (obično koristim port D6). Kako 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 priključak. Za spajanje na pinove RTC DS3231 možete koristiti žensku žicu. Spojite SCL na peti analogni priključak (A5) Arduino Nano. Priključite SDA na četvrti analogni priključak (A4) Arduino Nano.

Korak 7: Napajanje

Koje napajanje koristiti?

Napon Arduino Nano možete napajati širokim rasponom napona. 'Vin' priključak može podnijeti 7-12V, 5V priključak može podnijeti 5V (kakvo iznenađenje), a Arduino Nano možete napajati pomoću mini USB kabela. Međutim, LED traka RGB izbirljivija je 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.

Trenutni RGB LED diode zapravo sadrže tri zasebne LED diode (crvenu, zelenu i plavu) koje zajedno tvore željenu boju. Jedan od tri LED diode koristi oko 20mA. Dakle, RGB LED koji emitira bijelu boju stavljanjem crvene, zelene i plave LED diode istovremeno koristi 3*20mA = 60mA. Ako svijetlite 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 korištenje 5V, 2000mA napajanja, jer su uobičajeni i prilično jeftini.

* Molimo obratite pozornost da su velike struje (iznad 5mA) opasne! Stoga budite vrlo oprezni pri uključivanju Sat za riječi!

** Postoje neki trikovi za osvjetljavanje svih RGB LED dioda odjednom, poput spajanja 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 priključka i jednog od njegovih zemaljskih priključaka. Da biste to učinili, spojite 5V priključak Arduina na pozitivnu žičanu maticu i jedan od GND priključaka na negativnu maticu žice.

Osiguranje napajanja

Kako ne biste raskinuli svu svoju lijepo ožičenu elektroniku, preporučuje se pričvrstiti kabel napajanja na unutarnju stranu okvira RIBBA. To možete učiniti tako da jednostavno napravite čvor u kabelu za napajanje prije nego što izađe kroz stražnju stranu Word sata. Međutim, elegantniji način je pričvršćivanje kabela pričvršćivanjem na unutarnju stranu okvira RIBBA. To možete lako učiniti tako da upotrijebite mali komad drveta i zavijte ga s unutarnje strane okvira RIBBA pomoću dva vijka. Spojite kabel napajanja između komada drveta i okvira RIBBA. 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 spojite

Sada smo ispisali ili izrezali lice Word sata, dovršili LED matricu i povezali elektroničke komponente, vrijeme je za sastavljanje svih slojeva Word sata.

1. Stavite lice sata sata u okvir RIBBA.
2. Stavite (polu) neprozirni papir (običan papir za ispis ili paus papir) kako biste lijepo rasporedili svjetlost duž slova.
3. Stavite rešetku u okvir RIBBA.
4. 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 duljine oko 20 cm. Ove dvije trake imaju dvije funkcije:

1. Držeći drvenu ploču s jedne strane RGB LED trakom, a s druge strane s elektroničkim komponentama na mjestu
2. Stvaranje površine na koju se stražnji dio Word sata može pričvrstiti.

Sada, pričvrstite ove trake na unutarnju stranu RIBBA okvira, pazite da ih čvrsto pritisnete na ploču koja drži električne komponente. Zatim možete staviti drvenu ploču koju ste upravo izrezali na drvene trake 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

Ako ste tek počeli programirati Arduino, preporučio bih da prvo napravite nekoliko vodiča (poput Blinka), koji su vrlo informativni (i zabavni!).

Budući da sam tek student strojarstva, programiranje mi nije najdraži dio projekta. Srećom, moj šurjak 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 prvi LED dioda označen kao LED broj 0. Dakle, imamo 0-168 LED dioda. Zatim, recite Arduinu koje riječi trebaju svijetliti u određeno vrijeme. Vrijeme ste postavili 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 s (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 za riječi koje označavaju 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 prenijeti povezivanjem Arduino Nano na računalo pomoću mini USB kabela.

AŽURIRANJE (siječanj 2019.):

Dodao sam Arduino datoteku u Instructable. Datoteku je napisao moj šurjak, pa mu svaka čast! Datoteka se temelji na Word satu pomoću gumba za prebacivanje između određenih načina boja i digitalnog načina rada. Naravno, gumbe možete programirati onako kako vam se sviđa

Korak 11: Završite

Ako je sve išlo po planu, upravo ste napravili vlastiti Sat za riječi!

Molim vas, ako imate bilo kakvih preporuka, ne ustručavajte se komentirati! Pokušat ću na njih odgovoriti, ali budući da mi je vrijeme ograničeno, može potrajati.