Word Clock: 21 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:20

Další pohled na populární slovní hodiny. Poháněn klonem arduino a LED diodami WS2812B, design byl inspirován nejprve tímto příkladem, poté jsem přepsal firmware zahrnující některé nápady z tohoto instruktu pomocí rychlé knihovny.

Mými cíli pro tento design bylo mít:

• Největší/nejbližší možná písmena bez světla mezi nimi krvácejí
• Ovládejte jednotlivá písmena spíše než jedno slovo najednou
• Vhodné k zavěšení na zeď nebo k sezení na stole
• Uživatelsky přívětivé ovládání
• Dojem kvality
• Řezatelné laserem

Snažil jsem se minimalizovat běžné kutilské příběhy, jako je povrchová úprava 3D vytištěného předmětu nebo stopy po popálení/klouby prstů/živé závěsy laserem řezaného projektu. Vážím si toho, když se mě někdo zeptá, kde jsem koupil něco, co jsem sám navrhl a postavil.

Laserem řezané díly mohu čas od času zpřístupnit zde na Etsy.

Krok 1: Nástroje, materiály a zásoby

Hlavním požadavkem tohoto návrhu je přístup k laserové řezačce, která má řezací plochu 9 "x 9" nebo větší. Používám všudypřítomný čínský 40W CO2 laser „K40“, který je k dispozici po celém ebay a dalších zámořských webech. Můj byl upraven tak, aby mu umožnil snížit větší plochu (mimo jiné vylepšení), jinak by nebyl vhodný pro tento projekt hned po vybalení. Pokud používáte K40, vřele doporučuji použít K40 našeptávač místo softwaru, který byl dodán s ním; mé soubory SVG jsou kresleny s ohledem na to.

Nástroje:

• Laserová řezačka (plocha 9 "x 9" nebo větší, musí řezat dřevo)
• Počítač s Arduino IDE
• Svorky
• Obecná elektronika (řezačky drátů, odizolovače atd.)
• Páječka
• Horká lepicí pistole
• Viděl

Zásoby:

• Lepidlo na drevo
• Stříkačka (pro nanášení lepidla na dřevo hledejte zakřivený plastový hrot zubní/irigační stříkačky)
• Horké lepidlo
• Maskovací páska
• Malování (ciferník)
• Skvrna nebo barva (rám)
• Jednorázové kelímky a míchací tyčinka (pro epoxidový obličej)
• Smirkový papír
• Drát (použil jsem plné jádro o průměru 22)

Materiály:

• 1x Arduino Nano - 5 $ (klon ebay) až 22 $+ (oficiální)
• 1x DS3231 RTC modul - 1 $ (ebay)
• 1x 10k odpor - 1 $ za 50 (ebay)
• 3x hmatové přepínače 10 mm - 1 $ za 20 (ebay)

• 1x WS2812B LED pásek 60 LED/metr - 15 až 23 $ (ebay)

  • Správné rozestupy musí být 60 LED na metr, obvykle se prodávají jako 300 LED 5m role.
  • Podívejte se na verzi, která není vodotěsná
• 1x Micro USB breakout board (volitelně) - 1,25 $ za 5 (ebay)
• 1x rozsah fotorezistoru 10-20k ohm - 1 $ za 20 (ebay)
• 1x baterie CR2032 - 2 $ za 10 (ebay)
• Čistý epoxid - 20 $ za kvart (Home Depot)
• Je vyžadováno pouze několik uncí

• 1x překližka 3 mm - 12 $ za list 4 'x 8' (Home Depot)

  Toto se obvykle nazývá podložení nebo Luaun

• 1 x 1/4 "x 1,5" x 48 "dubová deska $ 5 (Home Depot)

  Hledejte ten nejrovnější a nejhezčí

• Papír (papír do tiskárny nebo cokoli průsvitného)

To je zhruba 70 dolarů, ale nakonec budete mít dostatek LED pro dva hodiny, takže by stálo za to pořídit si další Arduino a kus dubu a udělat dva současně. Proč ne?

Krok 2: Řezání překližkových dílů

To by mělo být celkem jednoduché. Z přiloženého souboru zip vyjměte jeden každý soubor SVG, který začíná „3mm překližkou“. Nejprve pomocí pily přeměňte list 4x8 na něco, co se vejde do vaší laserové řezačky (pokud to nebylo zřejmé)

Můžete si všimnout, že ciferník je zrcadlený - zjistil jsem, že s mým laserem mám na spodní straně desky ostřejší hranu, a tak jsem dal nejhezčí tvář dřeva dolů. Pokud tomu tak není, jednoduše zrcadlete soubor a ořízněte jej pravou stranou nahoru. Malé plovoucí části písmen budou křehké, proto se snažte vyvarovat se jejich vyražení. Doporučuji upravit nastavení střihu tak, aby písmena vypadávala sama - je velmi snadné prolomit střed O, pokud z listu vystrkujete nějaké přilepené části.

Pokud zlomíte kus dopisu - není vše ztraceno. Zavěste se na malé kousky a podívejte se dopředu ke kroku, kdy připravujeme obličej, a uvidíte, že je můžeme bez větších problémů umístit tam, kam patří.

Před řezáním červené nezapomeňte vyrýt modrou vrstvu.

Krok 3: Ořízněte dubové díly

Obvykle to dělám před začátkem nebo po dokončení řezání kusů překližky, protože to vyžaduje různé nastavení řezání a malé nastavení na laseru. Potřebujeme po jednom kusu se soubory s názvem „Dubový rám“. Všimněte si, že v souboru je modrý obdélník s červenými čarami řezu. Cílem je použít odpadní desku jako přípravek/přípravek v laseru, abychom mohli důsledně řezat spoje prstů do konců desek.

1. Pomocí pily rozřízněte dubovou desku na 9 palců
2. Zajistěte šrotovou desku na laserové loži, aby se nemohla snadno pohybovat.
3. Vystřihněte modrý obdélník. Poté nerestartujte ani neresetujte laser, nová díra ve šrotovně je nyní naším referenčním bodem pro zbytek řezů.
4. Vložte dubový kus do výřezu a zatlačte ho nahoru do levého horního rohu (za předpokladu, že váš původ je vlevo nahoře. Pokud ne… klíčem je dosáhnout koncových řezů na dubu a mít horní hranu konzistentně rovnou, takže může být v pořádku, ať je váš původ kdekoli). Přitom se snažte nepohybovat se šrotem.
5. Střih!

Zjistil jsem, že K40 řezá dub docela dobře, ale budete muset upravit nastavení, dokud nedosáhnete dobrého výsledku.

Krok 4: Sestavte rám

Aplikujte dubové části na rychlé broušení, abyste zlepšili povrch, poté je rozložte a naneste trochu lepidla na klouby prstů. Je důležité, aby rámeček skončil čtvercový (nebo aby odpovídal tvaru obličeje, pokud laser řeže lichoběžník nebo rovnoběžník), dobrým způsobem, jak se ujistit, že jste to udělali správně, je použít obličej jako vodítko, než lepidlo zaschne.

Znovu zkontrolujte umístění funkcí zezadu (lícem dolů):

• Tři otvory pro tlačítka by měly být na levé straně a směrem k zadní části hodin
• Jediný otvor pro fotorezistor by měl být nahoře a směrem k zadní části hodin
• Zářez pro napájecí kabel by měl být na spodní straně a směrem k zadní části hodin

Máte -li jakékoli vyrovnání s horním nebo dolním okrajem rámu, které je v pořádku, pokud nejsou humongové. Příklad, který mám na fotografii, není žádný problém, rychlé broušení způsobí, že bude před barvením zarovnaný.

Můžete použít svorky, pokud je máte, nebo maskovací páska také funguje docela dobře.

Krok 5: Namalujte a připravte obličej

Za prvé: Malování.

Dávám přednost použití sprejové barvy na obličej s poměrně neutrální barvou. Dosud jsem na obličej používal různé šedé, stříbrné a zlaté barvy s dobrými výsledky. Tmavší barvy poskytují lepší kontrast s písmeny, když jsou osvětlena. Vyhněte se broušení obličeje kvůli křehké povaze písmen. Pokud máte nějaké zlomené písmena, namalujte je současně.

Za druhé: Naneste maskovací pásku

Maskovací páska nám umožní vyplnit obličej epoxidem, aniž by vše uniklo otvory. Naneste vrstvu na zadní část obličeje a přitlačte na celý povrch, aby bylo zajištěno, že dobře přilne.

Za třetí: Odřízněte maskovací pásku od okraje o 1/4 . Musíme to zachovat jasné, abychom mohli obličej přilepit do rámu, aniž by se maskovací páska stala trvalou součástí.

Za čtvrté: Volitelné - pokud jste měli nějaké zlomené písmena, převraťte obličej a přilepte je na maskovací pásku na správném místě.

Krok 6: Nainstalujte diody LED

Nejprve si vezměte LED pásek a rozstřihněte jej na vyznačených značkách na 11 kusů, z nichž každý má 11 LED. Přímo uprostřed odhalených měděných podložek by měla existovat čára, která ukazuje, kam řezat. Nůžky nebo nůžky na drát jsou v pořádku.

Dále odstraňte podložku a přilepte každý proužek dolů k zadní desce „mřížky“. Pokud jste do této části vyryli pokyny dříve, můžete je použít jako referenci, aby byly věci v pořádku. Rozteč zde není nijak mimořádně kritická, pravděpodobně si všimnete, že se posune, pokud skončíte s páskem, který v sobě již má pájecí spoj, myslím, že při koupi 5m role dostanete spoj někdy metr.

Důležité: všimněte si malé šipky a Din/Dout. Chceme, aby šipka v horním řádku směřovala zleva doprava, pak v dalším řádku couvá. Mělo by se klikatit zleva nahoře a končit vpravo dole.

Krok 7: Pájejte LED diody

Toto je pravděpodobně nejnáročnější krok. Používám holý drát o průměru 22, abych ušetřil úsilí o odizolování obou konců těchto krátkých drátů.

Odřízněte 10 z těchto tří délek:

• 3/4"
• 1-1/8"
• 1-1/2"

Každý drát je třeba ohnout, aby mohl vytvořit spojení od konce jednoho pásu k začátku dalšího. Obvykle chytím pár předmětů, kolem kterých mohu drát ohnout - na nejkratší funguje dobře tužka, na střední rukojeť šroubováku a na nejdelší malé ocelové pravítko. Ohyby můžete zkontrolovat tak, že je položíte na hrací plochu a zjistíte, zda dosáhnou na podložky a dodržují pokyny.

Pájením těchto vodičů mezi konci proužků vytvořte jednu souvislou cestu zleva nahoře vpravo dole - to by na fotografiích mělo být docela samozřejmé.

Držení těchto drátů je složité a rozhodně byste neměli používat prsty, protože se extrémně rychle zahřívají. Měl jsem úspěch s klipem aligátora a také gizmo, které uvidíte na fotografii. Může být snazší nejprve pocínovat podložku a poté držet drát pinzetou.

Poté, co dráty připájíte, můžete upravit vůli mezi nimi ohnutím šroubovákem nebo podobným způsobem - neměly by se samozřejmě dotýkat.

Před pokračováním testuji LED diody, ale tento krok je volitelný.

Krok 8: Připojte vstupní vodiče

Dále připojíme napájení, uzemnění a data na začátek našeho LED pásu a pouze napájení a uzemnění na vzdálenější konec. Vodiče pro vstupní stranu by měly být zkráceny zhruba na 13 palců dlouhé - vybral jsem červenou pro 5v, žlutou pro data a holý vodič pro zem.

Nyní odstraňte část izolace v horní/střední části 5V vodiče (viz foto); později to použijeme pro fotorezistor.

Na vzdálenějším konci pásu (vlevo dole) ze zadní strany použijte pouze dva vodiče pro 5 V a uzemnění, které mohou mít délku přibližně 5 palců.

Doporučuji zajistit dráty podle obrázku horkým lepidlem, aby se zabránilo pohybu. Pájecí spoje s LED pásy jsou obzvláště křehké.

Krok 9: Sestavte mřížku

Existují čtyři různé typy mřížky, které jsou označeny, pokud jste je vyryli dříve:

• 2x horizontální konec
• 2x vertikální konec
• 10x svisle
• 10x horizontální

Lepidlo je volitelné, ale doporučené. Rád používám lepidlo, protože na celou sestavu můžeme aplikovat váhu, protože schne a opravuje jakoukoli nerovnost, která obecně usnadňuje práci.

Nejprve nainstalujte svislé části. Kousky „Konce“jdou na pravou a levou stranu, poté vyplňte střed zbytkem.

Poté nainstalujte vodorovné části. Kousky „Konce“jdou nahoře a dole, všimnete si, že na nich není extra malý výřez. Zbytek horizontálních částí má tento extra zářez, takže vyčistí spojovací vodiče, které jsme dříve pájili. Srovnejte zářez s dráty a střídejte strany, jak jdete.

Pokud jste použili lepidlo, otočte sestavu lícem dolů na rovný povrch a položte na ni něco těžkého, zatímco schne.

Krok 10: Znečistěte rám a nainstalujte obličej

Toto je vhodný čas na barvení dubového rámu, v závislosti na požadovaném provedení. Potřebujeme nalepit obličej na místo a v tomto případě mám v plánu použít na dřevo olejovou úpravu - to bude interferovat s lepidlem na dřevo, takže to použiji později. Případně použijte jiný typ lepidla, které nebude ovlivněno.

Dále musíme vložit obličej do rámečku. Nejdůležitější je nastavit hloubku tak, aby zadní část hodin skončila v jedné rovině nebo pod zadním povrchem rámu a nevyčnívala. Existuje mnoho způsobů, jak to provést:

Malé obdélníkové rozpěrky jsou správné pro nastavení vzdálenosti od přední strany rámu k obličeji.

Dalším způsobem, jak toho dosáhnout, je nastavit rám lícem nahoru na rovný povrch, poté naskládat všechny vnitřní části (přeskočit dopředu, abyste viděli, jak jdou) a nakonec přitlačit lícem dolů k nim. Dbejte však na to, aby se dráty nedostaly mezi vrstvy.

Díly můžete také naskládat a použít třmeny, co chcete!

Krok 11: Nalijte epoxid

Podepřete záda po celé ploše, aby maskovací páska zůstala na místě. Postavte ho na rovný povrch.

Smíchejte asi 5 uncí podle pokynů dodaných s vaším epoxidem. Obecně říkají, že se mísí v jedné nádobě po dobu 6–10 minut, přičemž se ujistí, že seškrábnou boky, pak se přenesou do čisté nádoby a míchají se dalších několik minut nebo dokud nedosáhne určité teploty.

Nalijte epoxid na obličej. Snažím se nejprve vyplnit písmena, aby se minimalizovaly vzduchové bubliny, a poté zakrýt zbytek. Pokuste se jej chránit před prachem a pravidelně odstraňujte bubliny pomocí horkovzdušné pistole nebo pochodně.

Krok 12: Nainstalujte LED mřížku a difuzor

Po dokončení vytvrzování epoxidu odstraňte krycí pásku ze zadní části obličeje.

Mezi LED diodami a zadní částí obličeje se doporučuje něco k rozptýlení světla:

• Žádný difuzor nepůsobí dojmem jednotlivých světel za písmenem
• List papíru pro tiskárnu poskytuje velmi rovnoměrné světlo, ale existuje kompromis se snížením celkového jasu
• Jeden nebo dva listy bílého hedvábného papíru jsou dobrým kompromisem
• Černý hedvábný papír snižuje jas, ale také nechává nevyjasněná písmena tolik vyniknout

Ořízněte papír tak, aby se vešel do rámu, a vložte jej mezi mřížku LED a obličej. Ujistěte se, že roh mřížky LED s datovým vodičem je zarovnán s písmenem „I“vlevo nahoře.

Když jste u toho, vložte zadní desku do rámu a nakreslete výřez na zadní část mřížky tužkou, což pomůže později správně zarovnat menší části.

Upevněte mřížku LED na místo horkým lepidlem.

Krok 13: Přidejte odvahu

Selepte segmenty, které obcházejí střed, dohromady, jak je znázorněno, a poté pomocí čar, které jste vysledovali, na zadní stranu mřížky LED, přilepte je dolů. Použijte arduino a micro USB breakout board jako distanční podložky, abyste se ujistili, že se vejdou.

Po obvodu přilepte malé obdélníkové rozpěrky a ujistěte se, že nezakrýváte otvory pro spínače vlevo a fotorezistor nahoře.

Pomocí horkého lepidla zajistěte odpojovací desky Arduino a micro USB.

Pokud je to možné, odstraňte šikmé kolíky záhlaví z vašeho modulu RTC. Buď je odpojte, nebo je jednoduše odstřihněte - nebudeme je používat.

Nakonec pomocí horkého lepidla zajistěte modul RTC vlevo dole. Doporučuji použít zadní desku jako vodítko, abyste ji dostali na perfektní místo. Přilepte modul k desce, naneste lepidlo, naneste jej na místo a zatlačte modul dolů na desku níže.

Krok 14: Tlačítka a fotorezistor

Přepínače v levé dolní části zajistěte horkým lepidlem, dbejte na orientaci. Čtyři piny na přepínačích jsou spojeny ve dvojicích, doporučuji je otočit tak, aby jeden pár byl blízko dna a druhý nahoře - pájení se tak později usnadní.

Přilepte fotorezistor nahoře - stačí jej vycentrovat na otvor v horní části

Krok 15: Pájecí připojení 5v/VCC

To vše by mělo skončit připojeno ke kolíku VCC na desce Micro USB breakout.

1. LED pásek vpravo nahoře
2. LED pásek zleva dole
3. 5V na arduino
4. VCC na modulu RTC (třetí kolík shora)
5. Fotorezistor

Krok 16: Pájení uzemnění

Nakonec by se všechny měly připojit ke kolíku VCC na desce micro USB breakout.

1. LED pásek vpravo nahoře
2. LED pásek zleva dole
3. Arduino GND
4. Modul RTC GND (spodní kolík)

5. Přepínače

   Viz detailní foto. Hmatové spínače mají čtyři piny, ale pouze jeden kontakt, jsou vnitřně propojeny ve dvojicích. Pokud pájíte na oba piny uzemňovací vodič, zkontrolujte pomocí ohmmetru, zda jsou oba piny na stejné straně spínače, jinak jej zkratujete

Krok 17: Pájejte zbývající připojení

1. 10k odpor. Arduino pin A0 k zemi
2. Fotorezistor. Arduino pin A0
3. RTC. Druhý nahoře na modulu arduino pin A4
4. RTC. Horní kolík na modulu k arduino kolíku A5
5. Přepínač 1 (Režim/Nastavit). Arduino D2
6. Přepněte 2 (nahoru). Arduino D3
7. Přepněte 3 (Dolů/Zrušit). Arduino D4
8. LED data. Arduino D6

Naneste dostatečné množství horkého lepidla k zajištění vodičů, zejména k izolaci vodičů vycházejících z fotorezistoru a zpevnění spínačů.

Nakonec do modulu RTC vložte baterii CR2032.

Krok 18: Nahrajte firmware

K nahrání firmwaru do Arduina budete potřebovat počítač s Arduino IDE. Zde jsou nastavení, která jsem použil:

• Deska: "Arduino Nano"

• Procesor: ATmega328P (starý zavaděč)

  V dřívějších verzích IDE jsem nemusel zvolit starou možnost zavaděče, ale domnívám se, že došlo ke změně, která odráží aktualizaci oficiálního hardwaru, který není k dispozici na klonových deskách, které mají po ruce

• Port: Po zapojení desky budete muset zjistit, který z nich

Je vyžadováno šest knihoven, všechny najdete v nabídce Nástroje -> Spravovat knihovny v IDE:

• Věřím, že drát (ve výchozím nastavení součástí)
• EEPROM (ve výchozím nastavení také zahrnuto)
• RTClib (Adafruit verze 1.2.0)
• OneButton (Matthias Hertel verze 1.2.0)
• SimpleTimer (Alexander Kiryanenko verze 1.0.0)
• FastLED (Daniel Garcia verze 3.1.6)

Po nastavení možností a instalaci knihoven by mělo jít o kompilaci a nahrání do zařízení pomocí tlačítka „nahrát“. Chcete -li ověřit, že zařízení funguje, můžete otevřít sériový monitor, kde by měla být při spuštění krátká zpráva.

Krok 19: Nastavte čas

Můžete si všimnout, že hodiny nejprve nic nezobrazují - to se očekává. Při spuštění hledá uloženou barvu a animaci v EEPROM, ale protože v paměti není nic, neví, co má dělat. Stisknutím tlačítka 2 nebo 3 (nahoru/dolů) vyberte barvu a displej se aktualizuje.

Nastavení hodin:

1. Podržením „Mode/Set“vstoupíte do režimu nastavení hodin. Měla by se zobrazit hodina.
2. Pomocí „Nahoru“a „Dolů/Zrušit“vyberte hodinu (0–23)
3. Stisknutím „Mode/Set“přepnete z hodin na minuty
4. Pomocí „Nahoru“a „Dolů/Zrušit“vyberte minutu (0–59)
5. Podržením „Mode/Set“uložíte čas a vrátíte se na zobrazení hodin

V režimu „Nastavit“se podržením „Dolů/Zrušit“vrátíte do režimu hodin bez uložení nového času.

Také v režimu „Nastavit“se „Režim/Nastavit“přepíná mezi hodinami a minutami v případě, že se potřebujete vrátit zpět bez zrušení.

Krok 20: Přidejte zadní kryt

Přidejte nějaké lepidlo k hornímu okraji distančních vložek, které jsme nainstalovali dříve, a tím stavba končí. Doporučuji nechat to na konec, abyste měli šanci vyřešit všechny problémy s kabeláží, než bude vše zapečetěno.

Krok 21: Hotovo

Konektor micro USB je tu pro pohodlí - podle mých zkušeností je mnohem snazší najít pěkně vypadající splétaný mikro kabel než mini -USB, který se hodí pro Arduino.

Obsluha je jednoduchá:

• Mode/Set vybírá animaci změny času
• Cyklus nahoru v barvách
• Dolů cykluje barvy v opačném směru

Jas by se měl automaticky přizpůsobovat světlu v místnosti a ztmavovat, jak se stmívá.