Photochromic & Glow-in-the-Dark Clock: 12 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:23

Denne klokken bruker en spesialbygd 4-sifret 7-segmenters skjerm laget av UV-lysdioder. Foran skjermen er det plassert en skjerm som enten består av fosforescerende ("glød i mørket") eller fotokromisk materiale. En trykknapp på toppen lyser opp UV -skjermen som deretter lyser opp skjermen i noen sekunder, slik at den begynner å lyse eller endrer farge som deretter sakte forsvinner.

Dette prosjektet ble inspirert av den fantastiske Glow-In-The-Dark Plot Clock av Tucker Shannon. Da jeg bygde opp prosjektet på nytt, ga jeg det en liten vri ved å bytte ut glød-i-mørket-skjermen med en 3D-utskrift fra fotokrom filament som endrer farge når den utsettes for UV-lys. I mellomtiden så jeg at andre mennesker hadde den samme ideen (se f.eks. Her). Selv om den mekaniske plottingsmekanismen til klokken absolutt er fantastisk, har den den ulempen at tallene kommer litt skjevt ut, så jeg tenkte på en annen måte å få tallene til å se mer rene ut. Først prøvde jeg å erstatte bakgrunnsbelysningen på en LCD-skjerm med UV-lysdioder og deretter sette en fotokromisk/glød-i-mørke-skjerm på toppen. Det viste seg imidlertid at intensiteten som ble overført gjennom LCD -skjermen var veldig lav. Etter det bestemte jeg meg for å bygge en 4-sifret 7-segmenters skjerm ved hjelp av UV-lysdioder for å belyse skjermen som ga mye bedre resultater.

Rekvisita

Materialer

• DS3231 RTC -modul (ebay.de)
• Arduino Nano (ebay.de)
• UV -fargeskiftende filament (amazon.de)
• 96x39x1 mm Glow-in-the-Dark-klistremerke (ebay.de)
• 96x39x1 mm gjennomsiktig plastark (amazon.de)
• MT3608 DC DC trinn opp modul (ebay.de)
• 30 stk 5 mm UV LED (ebay.de)
• TM1637 4-sifret 7-segmenters skjerm (ebay.de)
• 12x12 mm øyeblikkelig trykknapp (ebay.de)

Verktøy

• 3D -skriver
• varm limpistol
• loddejern
• multimeter

Trinn 1: 3D -utskrift

Følgende stl -filer må skrives ut i 3D. Husdelene ble skrevet ut fra svart PLA, mens jeg brukte hvit PLA for filen 4digits.stl. Skjermen ble skrevet ut av fiolett UV -fargeskiftende filament. Loddejiggen kan skrives ut av hvilket som helst materiale.

Trinn 2: Desoldering av 7-segmenters skjerm

Jeg trengte bare I2C-ryggsekken til den 4-sifrede 7-segmenters skjermen, så det første trinnet var å desolde skjermen fra modulen.

Trinn 3: Forbered Protoype PCB

Deretter kuttet jeg ut et stykke fra en prototype PCB for UV -lysdiodene og merket stedene der jeg ønsket å plassere lysdiodene i henhold til loddejiggen. På den nedre delen festet jeg senere mannlige pinhoder for tilkobling til I2C -ryggsekken.

Trinn 4: Lodding av lysdioder og pinnehoder

Jeg loddet deretter alle UV -lysdioder til prototypen PCB og festet også de mannlige pinnehodene. Jeg brukte loddejiggen for justering av UV -lysdiodene.

Trinn 5: Kabling av lysdioder

Deretter ble lysdiodene koblet i henhold til den vedlagte skjematikken som kopierer oppsettet til det firesifrede displayet som ble avloddet fra I2C-ryggsekken. For tilkoblingene til de enkelte segmentene i et enkelt siffer brukte jeg sølvfarget kobbertråd mens de andre tilkoblingene ble utført med isolert ledning. Det hele ser ganske rotete ut til slutt.

Trinn 6: Fest I2C -ryggsekken

Deretter festet jeg prototypen PCB til I2C -ryggsekken. Mens jeg loddet begge delene direkte sammen ville det vært klokere å bruke hunnhoder på ryggsekken slik at begge delene kan plugges og kobles fra.

For testing koblet jeg til back til en arduino nano og lastet opp TM167test -eksemplet fra TM1637 -biblioteket.

Trinn 7: Fullfør 4-sifret skjerm

Deretter festes den 3D -trykte 4digits.stl -delen på toppen av lysdiodene. For å spre lyset fra LED -ene fylte jeg opp segmentene med varmt lim og forseglet dem med Kapton -tape til limet var herdet. Dette etterlot meg en fin tilpasset 4-sifret 7-segmenters skjerm.

Trinn 8: Glød-i-mørket-skjermen

Først prøvde jeg å 3D-skrive ut denne skjermen fra Glow-in-the-Dark filament. Det viste seg imidlertid at det diffunderer lyset for mye, så tallene ser ut som skylte ut. Derfor bestemte jeg meg for å bruke et klistremerke som var festet til en gjennomsiktig plastskjerm. De fleste plastene er fremdeles gjennomsiktige nok til lysdiodene på ~ 400 nm.

Trinn 9: Monter komponenter i huset

Til slutt kan komponentene monteres i 3D -trykte hus ved å bruke mye varmt lim igjen.

Før du bruker DS3231 -modulen, er det lurt å deaktivere batteriladningskretsen. Først etter å ha bygget flere klokker med denne modulen, snublet jeg over en tråd som forklarte at VCC er koblet til myntcellebatteriet. Det betyr at når du driver modulen via VCC, blir det konstant spenning på batteriet. Siden modulen kommer med ikke-oppladbare CR2032-batterier, er dette ikke en god idé. Du kan enkelt deaktivere ladekretsen ved å avlodde dioden eller motstanden som er merket på det vedlagte bildet.

Trinn 10: Koble til moduler

Deretter ble komponentene tilkoblet med Dupont -kabler i henhold til vedlagte skjematisk. Step up -modulen ble brukt til å øke forsyningsspenningen for I2C -ryggsekken til 7 V siden jeg ønsket å gjøre UV -lysdioder så lyse som mulig. Spenningen som tilføres lysdiodene er VCC-2 V, dvs. 5 V, mens denne er høyere enn den anbefalte fremspenningen til lysdiodene (3 V), bør de kunne håndtere den siden de ikke vil lyse konstant.

Trinn 11: Last opp kode

Først angav jeg gjeldende tid i RTC -modulen. For dette lastet jeg nettopp opp SetTime -eksemplet på DS1307RTC -biblioteket. Etterpå kan den vedlagte koden for klokken lastes opp. Når du trykker på knappen, lyser displayet i 5 sekunder og viser gjeldende tid.

Trinn 12: Ferdig klokke

Her er noen flere bilder av den ferdige klokken. På dagtid kan den fotokromiske skjermen brukes, mens den kan byttes om natten med Glow-in-the-Dark-skjermen.

Totalt sett er jeg ganske fornøyd med resultatet, selv om tallene på begge screesn fortsatt kan være lysere. En annen mulighet jeg kanskje vil prøve er å blande glød-i-mørket pulver med epoxy og deretter bruke det til å fylle opp skjermsegmentene i stedet for varmt lim. Det ville også være fint å bruke en profesjonell PCB med SMD LED i stedet for 5 mm LED.