Rellotge fotocromàtic i brillant en la foscor: 12 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:13

Aquest rellotge utilitza una pantalla de 7 dígits de 7 dígits fabricada a mida fabricada amb LED UV. Davant de la pantalla es col·loca una pantalla que consta de material fosforescent ("resplendor en la foscor") o fotocròmic. Un polsador a la part superior il·lumina la pantalla UV que il·lumina la pantalla durant uns segons per tal que comenci a brillar o canviï de color que després s’esvaeix lentament.

Aquest projecte es va inspirar en l’impressionant rellotge de trama Glow-In-The-Dark de Tucker Shannon. Quan vaig reconstruir el seu projecte, li vaig donar un petit gir en substituir la pantalla brillant en la foscor per una impresa en 3D a partir de filament fotocromàtic que canvia de color quan s’exposa a la llum UV. Mentrestant, vaig veure que altres persones tenien la mateixa idea (vegeu, per exemple, aquí). Tot i que el mecanisme de traçat mecànic del rellotge és sens dubte increïble, té l’inconvenient que els números surten una mica torts, així que estava pensant en una altra manera de fer que els números tinguessin un aspecte més net. Al principi, vaig intentar substituir la llum de fons d’una pantalla LCD per LED UV i després vaig posar una pantalla fotocròmica / brillantor a la part superior. Tot i així, va resultar que la intensitat transmesa a través de la pantalla LCD era molt baixa. Després d'això, vaig decidir construir una pantalla de 4 dígits de 7 segments amb LED UV per il·luminar la pantalla, cosa que va donar resultats molt millors.

Subministraments

Materials

• Mòdul RTC DS3231 (ebay.de)
• Arduino Nano (ebay.de)
• Filament de canvi de color UV (amazon.de)
• Adhesiu brillant en la foscor de 96x39x1 mm (ebay.de)
• Full de plàstic transparent de 96x39x1 mm (amazon.de)
• MT3608 DC DC step step module (ebay.de)
• 30 uds LED UV de 5 mm (ebay.de)
• Pantalla de 7 segments de 4 dígits TM1637 (ebay.de)
• Polsador momentani de 12x12 mm (ebay.de)

Eines

• Impressora 3D
• pistola de cola calenta
• soldador
• multímetre

Pas 1: impressió 3D

Els següents fitxers stl han de ser impresos en 3D. Les parts de la carcassa es van imprimir de PLA negre, mentre que per al fitxer 4digits.stl vaig utilitzar PLA blanc. La pantalla es va imprimir a partir d'un filament de color UV violeta. La plantilla de soldadura es pot imprimir des de qualsevol material.

Pas 2: desoldar la pantalla de 7 segments

Només necessitava la motxilla I2C de la pantalla de 4 dígits de 7 segments, de manera que el primer pas va ser dessoldar la pantalla del mòdul.

Pas 3: prepareu el PCB Protoype

A continuació, vaig retallar una peça d’un prototipus de PCB per als LED UV i vaig marcar els llocs on volia col·locar els LED segons la plantilla de soldadura. A la part inferior, més endavant vaig adjuntar capçaleres de pins masculins per connectar-les a la motxilla I2C.

Pas 4: LED de soldadura i capçaleres de pin

Després he soldat tots els LED UV al prototip de PCB i també he connectat les capçaleres dels pins masculins. He utilitzat la plantilla de soldadura per a l'aligment dels LED UV.

Pas 5: LEDs de cablejat

A continuació, es van connectar els LED segons l’esquema adjunt que copia la disposició de la pantalla de 4 dígits que es va desoldar del motxilla I2C. Per a les connexions dels segments individuals d’un sol dígit he utilitzat filferro de coure platejat mentre que les altres connexions es feien amb filferro aïllat. Tot plegat sembla força desordenat al final.

Pas 6: connecteu la motxilla I2C

A continuació, vaig connectar el prototip de PCB a la motxilla I2C. Tot i que heu soldat ambdues parts directament juntes, hauria estat més intel·ligent utilitzar capçaleres femenines a la motxilla perquè les dues parts es poguessin endollar i desconnectar.

Per provar, em vaig connectar per tornar a un nano arduino i vaig penjar l'exemple TM167test de la biblioteca TM1637.

Pas 7: completar la pantalla de 4 dígits

A continuació, la part 4digits.stl impresa en 3D s’uneix a la part superior dels LED. Per difondre la llum dels LED, vaig omplir els segments amb cola calenta i els vaig segellar amb cinta Kapton fins que la cola es va endurir. Això em va deixar una bona pantalla personalitzada de 4 dígits de 7 segments.

Pas 8: pantalla brillant a la fosca

Al principi, vaig intentar també imprimir en 3D aquesta pantalla des del filament Glow-in-the-Dark. No obstant això, va resultar que difon massa la llum, de manera que els números semblen una mica esvaïts. Per tant, vaig decidir utilitzar un adhesiu que s’enganxava a una pantalla de plàstic transparent. La majoria dels plàstics encara són prou transparents per a la llum dels LED de ~ 400 nm.

Pas 9: muntar components a l'habitatge

Finalment, els components es poden muntar a la carcassa impresa en 3D utilitzant de nou molta cola calenta.

Abans d’utilitzar el mòdul DS3231, és convenient desactivar el circuit de recàrrega de la bateria. Només després d'haver construït diversos rellotges amb aquest mòdul vaig trobar un fil que explicava que VCC està connectat a la bateria de la moneda. Això vol dir que quan s’alimenta el mòdul mitjançant tensió VCC s’aplica constantment a la bateria. Com que el mòdul inclou bateries CR2032 no recarregables, no és una bona idea. Podeu desactivar fàcilment el circuit de recàrrega desoldant el díode o la resistència marcada a la imatge adjunta.

Pas 10: Connecteu mòduls

A continuació, els components es van cablejar mitjançant cables Dupont segons l'esquema adjunt. El mòdul step up es va utilitzar per augmentar la tensió d’alimentació de la motxilla I2C a 7 V, ja que volia fer que els LED UV fossin el més brillants possible. La tensió aplicada als LED és VCC-2 V, és a dir, 5 V, si bé és superior a la tensió directa recomanada dels LED (3 V), haurien de ser capaços de manejar-la ja que no s’encendran constantment.

Pas 11: pengeu el codi

Al principi, he configurat l’hora actual al mòdul RTC. Per a això, acabo de penjar l’exemple SetTime de la biblioteca DS1307RTC. Després es pot penjar el codi adjunt del rellotge. En prémer el botó, la pantalla s’encendrà durant 5 segons i mostrarà l’hora actual.

Pas 12: acabat el rellotge

Aquí teniu una imatge més del rellotge acabat. Durant el dia es pot utilitzar la pantalla fotocròmica mentre que durant la nit es pot canviar amb la pantalla Glow-in-the-Dark.

En general, estic molt content amb el resultat, tot i que les xifres de les dues escales podrien ser encara més brillants. Una altra possibilitat que potser voldria provar és barrejar pols brillant a la fosca amb epoxi i després utilitzar-la per omplir els segments de la pantalla en lloc de cola calenta. També seria bo fer servir un PCB professional amb LED SMD en lloc dels LED de 5 mm.