Word Clock: 21 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:12

Una altra visió del popular rellotge de paraules. Impulsat per un clon arduino i LEDs WS2812B, el disseny es va inspirar primer en aquest exemple, després vaig tornar a escriure el firmware que incorpora algunes idees d’aquest instructiu mitjançant la biblioteca fastled.

Els meus objectius per a aquest disseny eren tenir:

• Les lletres més grans / més properes possibles sense llum sagnen entre elles
• Control sobre lletres individuals en lloc d'una paraula a la vegada
• Apte per penjar-se a la paret o asseure’s sobre una taula
• Controls fàcils d'utilitzar
• Impressió de qualitat
• Làser tallable

Vaig intentar minimitzar els indicadors de bricolatge comuns com l’acabat superficial d’un objecte imprès en 3D o les marques de cremades / articulacions dels dits / frontisses vivents d’un projecte de tall per làser. Agraeixo quan algú em pregunta on he comprat alguna cosa que he dissenyat i construït jo mateixa.

Puc fer que les peces tallades amb làser estiguin disponibles de tant en tant aquí a Etsy.

Pas 1: eines, materials i subministraments

El requisit principal per a aquest disseny és l'accés a un tallador làser que tingui una àrea de tall de 9 "x 9" o superior. Estic fent servir l'omnipresent làser xinès de 40w CO2 "K40" que està disponible a tot eBay i altres llocs d'ultramar. La meva ha estat modificada per permetre-li tallar una àrea més gran (entre altres millores), en cas contrari no seria adequat per a aquest projecte immediatament. Si utilitzeu el K40, us recomano que utilitzeu K40 whisperer en lloc del programari que inclogués; els meus fitxers SVG es dibuixen tenint en compte això.

Eines:

• Tallador làser (àrea de 9 "x 9" o més, ha de tallar fusta)
• Ordinador amb IDE Arduino
• Pinces
• Material electrònic genèric (talladors de filferro, decapants, etc.)
• Soldador
• Pistola de cola calenta
• va veure

Subministraments:

• Cola de fusta
• Xeringa (per aplicar cola de fusta, busqueu la punta de plàstic corba d'una xeringa dental / de reg)
• Cola calenta
• Cinta adhesiva
• Pintar (rellotge)
• Taca o pinta (marc)
• Tasses d’un sol ús i remenador (per a cara epoxi)
• Paper de vidre
• Filferro (he utilitzat un nucli sòlid de calibre 22)

Materials:

• 1x Arduino Nano: 5 € (clon ebay) a 22 € + (oficial)
• 1 mòdul RTC DS3231: 1 $ (ebay)
• 1 resistència de 10 k: 1 $ per 50 (ebay)
• 3x commutadors tàctils de 10 mm - 1 dòlar per 20 (ebay)

• 1 x tira LED WS2812B 60 LED / metre: entre 15 i 23 dòlars (ebay)

  • Per tenir un espaiat correcte, han de tenir 60 LED per metre, normalment es venen com a rotllos de 300 LED de 5 m.
  • Cerqueu la versió no impermeable
• 1x placa micro USB (opcional): 1,25 dòlars per 5 (ebay)
• 1x fotoresistència de 10-20k ohm d’interval: 1 $ per 20 (ebay)
• 1 bateria CR2032: 2 $ per 10 (ebay)
• Epoxi transparent: 20 dòlars per quart (Home Depot)
• Només calen unes unces

• 1x contraxapat de 3 mm: 12 dòlars per a un full de 4 'x 8' (Home Depot)

  Normalment, això es denomina underlayment o Luaun

• 1x 1/4 "x 1,5" x 48 "tauler de roure 5 $ (Home Depot)

  Busqueu el més senzill i simpàtic

• Paper (paper d'impressora o qualsevol cosa translúcid)

Això suposa aproximadament 70 dòlars en total, però acabareu tenint prou LED per a dos rellotges, de manera que pot valer la pena agafar un altre Arduino i un tros de roure i fer-ne dos alhora. Perquè no?

Pas 2: tallar les peces de fusta contraxapada

Això hauria de ser bastant senzill. Retalleu un fitxer SVG que comenci amb "Fusta contraxapada de 3 mm" del fitxer zip adjunt. Primer utilitzeu una serra per convertir el full 4x8 en alguna cosa que s’adapti al tallador làser (si això no era obvi)

És possible que noteu que la cara del rellotge es reflecteix; he descobert que amb el làser obteniu una vora més nítida a la part inferior del tauler, de manera que poso la cara més maca de la fusta. Si no és el vostre cas, només haureu de reflectir el fitxer i tallar-lo amb el costat dret cap amunt. Les petites parts flotants de les lletres seran fràgils, així que intenteu evitar que en pugui sortir cap. Us recomano ajustar la configuració de tall perquè les lletres caiguin soles; és molt fàcil treure el centre d'una O si treieu alguna part enganxada del full.

Si trenca un tros de carta, no es perd tot. Pengeu-vos als trossets i mireu cap al pas on preparem la cara i veureu que podem posar-los allà on pertanyin sense massa problemes.

No oblideu gravar la capa blava abans de tallar el vermell.

Pas 3: Tallar les peces de roure

Normalment ho faig abans de començar o després d’acabar de tallar les peces de fusta contraxapada perquè requereixen diferents configuracions de tall i una mica de configuració al làser. Aquí necessitem una de les peces amb els fitxers anomenats "Oak Frame". Notareu que hi ha un rectangle blau al fitxer amb les línies de tall vermelles. La idea aquí és utilitzar un tauler de deixalles com a fixador / fixador al làser, de manera que puguem tallar les articulacions dels dits als extrems de les taules d’una manera coherent.

1. Amb una serra, talleu el tauler de roure en longituds de 9"
2. Fixeu un tauler de ferralla al llit làser perquè no es pugui moure fàcilment.
3. Retalla el rectangle blau. No reinicieu ni torneu a casa el làser després d'això, el nou forat del tauler de ferralla és ara el nostre punt de referència per a la resta de talls.
4. Col·loqueu la peça de roure al retall i empenyeu-la cap amunt a la cantonada superior esquerra (suposant que el vostre origen és la part superior esquerra. Si no … la clau és obtenir els talls finals de l'alzina i tenir la vora superior constantment recta, de manera que pugui estigueu bé allà on sigui el vostre origen). Feu el possible per no moure el tauler de ferralla mentre feu això.
5. Talla!

He trobat que el K40 talla el roure força bé, però haureu d’ajustar la configuració fins obtenir un bon resultat.

Pas 4: munteu el marc

Doneu a les parts de roure una polida ràpida per millorar la superfície, després col·loqueu-les i apliqueu una mica de cola a les articulacions dels dits. És important que el marc quedi quadrat (o que coincideixi amb la forma de la cara si el làser talla un trapezoide o un paral·lelogram), una bona manera d’assegurar-se que l’encert és utilitzar la cara com a guia abans que la cola estigui seca.

Comproveu de nou la ubicació de les funcions des de la part posterior (cara avall):

• Els tres forats dels botons haurien d’estar al costat esquerre i cap a la part posterior del rellotge
• El forat únic del fotoresistor hauria de ser a la part superior i cap a la part posterior del rellotge
• La ranura del cable d’alimentació ha d’estar a la part inferior i cap a la part posterior del rellotge

Si teniu algun desalineament amb les vores superior o inferior del marc, estarà bé sempre que no siguin enormes. L’exemple que tinc a la foto no és cap problema, una lleugera ràpida farà que es renti abans de tacar-se.

Podeu utilitzar pinces si en teniu o la cinta adhesiva també funciona força bé.

Pas 5: Pinteu i prepareu la cara

Primer: Pintar.

Prefereixo utilitzar pintura en aerosol a la cara amb un color bastant neutre. Fins ara he utilitzat diferents grisos, plata i daurat per a la cara amb bons resultats. Els colors més foscos donen un millor contrast amb les lletres quan s’il·luminen. Eviteu polir la cara a causa de la naturalesa fràgil de les lletres. Si teniu algun tros de lletra trencat, pinteu-los al mateix temps.

En segon lloc: aplicar cinta adhesiva

La cinta adhesiva ens permetrà omplir la cara d’epoxi sense que tot s’escapi pels forats. Apliqueu una capa a la part posterior de la cara i premeu sobre tota la superfície per assegurar que quedi ben adherida.

En tercer lloc: retalleu la cinta adhesiva a 1/4 de la vora. Ho hem de deixar clar per poder enganxar la cara al marc sense fer de la cinta adhesiva una característica permanent.

Quart: opcional: si teniu trossos de lletra trencats, gireu la cara i enganxeu-los a la cinta adhesiva al lloc adequat.

Pas 6: instal·leu els LED

Primer, agafeu la tira de LED i talleu-la a les marques indicades en 11 trossos de 11 LED cadascun. Hi hauria d’haver una línia que indiqui on s’ha de tallar al centre de les coixinetes de coure exposades. Les tisores o talladors de filferres estan bé.

A continuació, traieu el suport i enganxeu cada tira cap avall a la placa posterior de la "quadrícula". Si heu gravat les pautes d’aquesta part anteriorment, les podeu utilitzar com a referència per mantenir les coses correctes. L'espaiat aquí no és molt crític, probablement notareu que canvia si acabeu amb una tira que ja té una unió de soldadura, crec que obtindreu una junta sempre més o menys quan compreu el rotlle de 5 m.

Important: observeu la fletxa petita i Din / Dout. Volem que la fletxa de la fila superior vagi d’esquerra a dreta i, a continuació, invertim a la fila següent. Hauria de fer ziga-zaga des de la part superior esquerra i acabant per la part inferior dreta.

Pas 7: soldeu els LED

Aquest és probablement el pas més tediós. Utilitzo filferro nu de calibre 22 per estalviar l’esforç de despullar els dos extrems d’aquests cables curts.

Talla 10 cadascun d’aquests tres llargs:

• 3/4"
• 1-1/8"
• 1-1/2"

Cada cable s’ha de doblar de manera que pugui establir la connexió des del final d’una tira fins al començament de la següent. Normalment agafo un parell d’objectes que puguin doblar el filferro: un bolígraf funciona bé per al més curt, el mànec d’un tornavís per al mitjà i un petit regle d’acer per al més llarg. Podeu comprovar els revolts posant-los al tauler i comprovant si arriben als coixinets i es mantenen dins de les directrius.

Soldeu aquests cables entre els extrems de les tires per formar un camí continu de la part superior esquerra a la part inferior dreta; això hauria d’explicar-se a les fotos.

Mantenir aquests cables és complicat i definitivament no hauríeu d’utilitzar els dits perquè s’escalfen molt ràpidament. He tingut èxit amb un clip de cocodril i també l’aparell que veureu a la foto. Pot ser que sigui més fàcil estanyar el coixinet i, a continuació, subjectar el cable amb unes pinces.

Després de soldar els cables, podeu ajustar el joc entre ells doblegant-los amb un tornavís o similar; per descomptat, no haurien de tocar-se.

Provo els LED abans de passar, però aquest pas és opcional.

Pas 8: connecteu els cables d'entrada

A continuació, adjuntarem la potència, la terra i les dades al començament de la nostra tira de LED i només l’alimentació i la terra a l’extrem. Els cables del costat d’entrada s’haurien de tallar a aproximadament 13 polzades de llarg: he escollit el vermell per a 5 V, el groc per a dades i el fil per terra.

Traieu ara una secció de l'aïllament de la part superior / central del cable de 5 V (vegeu la foto); ho utilitzarem per a la fotoresistència més endavant.

A l'extrem de la tira (a la part inferior esquerra) de la part posterior només cal utilitzar dos cables per a 5v i terra, que poden fer aproximadament 5 polzades de llarg.

Recomano assegurar els cables tal com es mostra amb cola calenta per evitar moviments. Les juntes de soldadura amb les tires LED són particularment fràgils.

Pas 9: munteu la quadrícula

Hi ha quatre tipus de peces de quadrícula diferents, s’etiqueten si les heu gravat anteriorment:

• 2x final horitzontal
• 2x extrem vertical
• 10x vertical
• 10x horitzontal

La cola és opcional, però es recomana. M'agrada fer servir cola perquè podem aplicar un pes a tot el conjunt a mesura que s'asseca i corregir qualsevol no planetat que faciliti les coses en general.

Primer instal·leu les parts verticals. Les peces "Final" van als costats dret i esquerre i, a continuació, omplen la part central amb la resta.

A continuació, instal·leu les parts horitzontals. Les peces "Final" van a la part superior i inferior, notareu que aquestes no tenen un petit retall addicional. La resta de parts horitzontals tenen aquesta osca addicional perquè esborren els cables de connexió que hem soldat anteriorment. Alineeu la osca amb els cables i alterneu els costats a mesura que aneu.

Finalment, si heu utilitzat cola, gireu el conjunt cara avall sobre una superfície plana i poseu-hi alguna cosa pesada mentre s’assequi.

Pas 10: tenyeu el marc i instal·leu la cara

Aquest és un bon moment per tacar el marc de roure, segons l’acabat que vulgueu. Hem d’enganxar la cara al seu lloc i, en aquest exemple, planejo utilitzar un acabat d’oli a la fusta, que interfereixi amb la cola de fusta, de manera que l’aplicaré més endavant. També podeu utilitzar un tipus de cola diferent que no es veurà afectat.

A continuació, hem de posar la cara al marc. El més important aquí és establir la profunditat perquè la part posterior del rellotge acabi a ras o per sota de la superfície posterior del marc i no surti. Hi ha moltes maneres de fer-ho:

Els petits separadors rectangulars són adequats per fixar la distància des de la cara frontal del marc fins a la cara.

Una altra manera d'aconseguir-ho és establir el marc cap amunt sobre una superfície plana, després apilar totes les parts internes (saltar per veure com van) i, finalment, prémer la cara cap avall contra elles. Assegureu-vos que els cables no entrin entre capes.

També podeu apilar les peces i utilitzar pinxes, el que vulgueu.

Pas 11: Aboqueu epoxi

Suporteu la part posterior sobre tota la superfície per ajudar a mantenir la cinta adhesiva. Col·loqueu-lo sobre una superfície plana.

Barregeu aproximadament 5 unces segons les instruccions que s'inclouen amb el vostre epoxi. En general, diran que es barreja en un recipient durant 6-10 minuts assegurant-se de raspar els costats, després es transfereix a un recipient net i es barreja uns minuts més o fins que arribi a una temperatura determinada.

Aboqueu l’epoxi sobre la cara. Intento omplir les lletres primer per minimitzar les bombolles d’aire i després cobrir la resta. Intenteu protegir-lo de la pols i utilitzeu periòdicament una pistola de calor o una torxa per eliminar les bombolles.

Pas 12: instal·leu la quadrícula i el difusor de LED

Traieu la cinta adhesiva de la part posterior de la cara després que l’epoxi hagi acabat de curar-se.

Es recomana alguna cosa per difondre la llum entre els LEDs i la part posterior de la cara:

• Cap difusor dóna la impressió de llums individuals darrere de la lletra
• Un full de paper de la impressora dóna una llum molt uniforme, però hi ha una compensació de la brillantor total reduïda
• Un o dos fulls de paper de seda blanc són un bon compromís
• El paper de seda negre redueix la brillantor, però també fa que les lletres no il·luminades no destaquin tant

Talleu el paper perquè encaixi dins del marc i intercaleu-lo entre la xarxa LED i la cara. Assegureu-vos que la cantonada de la xarxa LED amb el cable de dades estigui alineada amb la lletra "I" a la part superior esquerra.

Mentre hi estigueu, col·loqueu la placa posterior al marc i traqueu la secció de retall a la part posterior de la quadrícula amb un llapis, cosa que ajudarà a alinear correctament les parts més petites més endavant.

Fixeu la xarxa LED al seu lloc amb cola calenta.

Pas 13: afegiu els budells

Enganxeu els segments que rodegen el centre junts com es mostra i, a continuació, feu servir les línies que heu traçat a la part posterior de la quadrícula LED. Utilitzeu el tauler d’arduino i micro USB com a separadors per assegurar-vos que encaixin.

Enganxeu els petits separadors rectangulars al voltant del perímetre, assegurant-vos de no tapar els forats dels interruptors de l'esquerra i el fotoresistor a la part superior.

Utilitzeu cola calenta per assegurar les taules Arduino i micro USB.

Traieu els passadors de capçalera inclinats del mòdul RTC si escau. Ja sigui dessoldar o simplement retallar-los, no els utilitzarem.

Finalment, utilitzeu cola calenta per assegurar el mòdul RTC a la part inferior esquerra. Recomano utilitzar la placa posterior com a guia per aconseguir-la al lloc perfecte. Enganxeu el mòdul al tauler, col·loqueu-hi una mica de cola i, a continuació, col·loqueu-lo al lloc i empenyeu el mòdul cap avall fins al tauler de sota.

Pas 14: botons i fotoresistència

Assegureu els interruptors de la part inferior esquerra amb cola calenta, fixant-vos en l’orientació. Els quatre passadors dels commutadors s’uneixen per parelles, us recomano girar-los de manera que un parell quedi a prop de la part inferior i l’altre a la part superior, cosa que facilitarà la soldadura més endavant.

Enganxeu el fotoresistor a la part superior, només heu de centrar-lo al forat de la part superior

Pas 15: soldar connexions 5v / VCC

Tot plegat hauria d’acabar connectat al pin VCC del tauler micro USB.

1. Tira LED de la part superior dreta
2. Tira LED de la part inferior esquerra
3. 5V a arduino
4. VCC al mòdul RTC (tercer pin de la part superior)
5. Fotoresistor

Pas 16: connexions de terra de soldadura

En última instància, tots aquests haurien de connectar-se al pin VCC del tauler micro USB.

1. Tira LED de la part superior dreta
2. Tira LED de la part inferior esquerra
3. Arduino GND
4. Mòdul RTC GND (pin inferior)

5. Interruptors

   Veure la foto detallada. Els interruptors tàctils tenen quatre pins, però només un contacte, estan connectats internament per parelles. Si soldeu ambdós pins per al cable de terra, comproveu amb un ohmímetre per confirmar que els dos pins es troben al mateix costat de l’interruptor, en cas contrari el reduïreu

Pas 17: soldeu les connexions restants

1. 10k resistència. Pin Arduino A0 a terra
2. Fotoresistor. Pin Arduino A0
3. RTC. En segon lloc a la part superior del mòdul per arribar al pin arduino A4
4. RTC. Pin superior del mòdul al pin arduino A5
5. Commutador 1 (Mode / Configuració). Arduino D2
6. Canvia 2 (amunt). Arduino D3
7. Canvia 3 (avall / cancel·la). Arduino D4
8. Dades LED. Arduino D6

Apliqueu una gran quantitat de cola calenta per assegurar els cables, sobretot per aïllar els cables que provenen del fotoresistor i solidificar els interruptors.

Finalment, introduïu una bateria CR2032 al mòdul RTC.

Pas 18: pengeu el microprogramari

Necessitareu un PC amb l’IDE Arduino per carregar el firmware a l’Arduino. Aquí teniu els paràmetres que he utilitzat:

• Tauler: "Arduino Nano"

• Processador: ATmega328P (Old Bootloader)

  En versions anteriors d’IDE no calia escollir l’antiga opció de carregador d’arrencada, però crec que hi va haver un canvi per reflectir una actualització del maquinari oficial que no està present a les plaques de clonatge que tenen a mà

• Port: haureu d'esbrinar quin després d'endollar la placa

Són necessàries sis biblioteques, totes es poden trobar a través del menú Eines -> Gestiona les biblioteques de l'IDE:

• Cable (inclòs per defecte, inclòs)
• EEPROM (també inclosa per defecte)
• RTClib (versió 1.2.0 d'Adafruit)
• OneButton (versió 1.2.0 de Matthias Hertel)
• SimpleTimer (versió 1.0.0 d'Alexander Kiryanenko)
• FastLED (versió de Daniel Garcia 3.1.6)

Després de configurar les opcions i instal·lar les biblioteques, s'hauria de compilar i carregar al dispositiu amb el botó "pujar". Per verificar que el dispositiu funciona, podeu obrir el monitor sèrie on hi hauria d'haver un breu missatge a l'arrencada.

Pas 19: definiu l'hora

És possible que noteu que el rellotge no mostra res al principi; això s’espera. A l'arrencada, busca un color i una animació desats a l'EEPROM, però com que no hi ha res a la memòria, no sap què fer. Premeu el botó 2 o 3 (amunt / avall) per seleccionar un color i actualitzarà la pantalla.

Per configurar el rellotge:

1. Mantingueu premut "Mode / Configura" per entrar al mode de configuració del rellotge. S'ha de mostrar l'hora.
2. Utilitzeu "Amunt" i "Avall / Cancel·la" per seleccionar l'hora (0-23)
3. Premeu "Mode / Configura" per canviar d'hores a minuts
4. Utilitzeu "Amunt" i "Avall / Cancel·la" per seleccionar el minut (0-59)
5. Mantingueu premut "Mode / Configura" per estalviar l'hora i tornar a la visualització del rellotge

Mentre esteu en mode "Configura", manteniu premut "Avall / Cancel·la" per tornar al mode de rellotge sense desar cap hora nova.

També al mode "Configura", "Mode / Configura" canviarà entre hores i minuts en cas que hàgiu de tornar enrere sense cancel·lar.

Pas 20: afegiu la contraportada

Afegiu una mica de cola a la vora superior dels separadors que hem instal·lat anteriorment i aquest és el final de la construcció. Us recomano deixar-ho al final perquè tingueu l'oportunitat de solucionar qualsevol problema de cablejat abans que tot estigui tancat.

Pas 21: Fet

El connector micro USB hi és per comoditat; segons la meva experiència, és molt més fàcil trobar un cable micro trenat amb un aspecte agradable que el mini USB que s’adapta a l’Arduino.

El funcionament és senzill:

• Mode / Conjunt selecciona una animació de canvi d’hora
• Cicles ascendents a través dels colors
• Els cicles descendents passen pels colors en l'altra direcció

La brillantor s’ha d’ajustar automàticament amb la llum de l’habitació, disminuint a mesura que es fa fosc.