Hvordan lage en minimalistisk LED -klokke: 9 trinn

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:21

Alle de digitale veggklokkene kan være så travle, ikke sant? Du vil egentlig ikke ha en stor lys 7-sifret skjerm som roter opp veggen din, kommer i veien, gjør du? Selv de analoge klokkene, selv om de er enklere, har fremdeles stygge svarte tall og hender i din periferi. Og tikkende, noen ganger kan det gjøre deg gal.

Kan jeg presentere LED -klokken for å løse alle problemene dine. I stedet for en stygg skjerm eller høye og ugudelige hender, sirkler stille lyspunkter rundt omkretsen, og angir sekunder, minutter og timer. Fullt tilpassbar, du kan lage ansiktet av hva som helst. Tre, akryl, til og med marmor. Uansett hjem kan LED -klokken passe til det estetiske. Vil du ha en ren hvit skifer, med myk blues som tømmer seg rundt kanten? Du kan. Eller kanskje du foretrekker et mer rustikt utseende, et ansikt i tre med oransje lys? Et svart ansikt med grønne lys? Alt du kan forestille deg, kan du lage med denne enkle designen.

Prosessen nedenfor er en veiledning. Hvis du vil, kan du lage klokken på bildet. Hvis du vil ha noe større, kan du. Følg trofast med, eller gjør designet ditt. Det er tross alt klokken din.

Rekvisita

Materialene som brukes til klokken er:

Hvit akryl (gjennomsiktig, selv om den ville fungere like bra med ugjennomsiktige ting)

WS2812B LED -stripe, 144 lysdioder per meter

Arduino Pro Mini, 16Mhz, 5V

USB til TTL -adapter (for programmering av Arduino)

Taktil trykknapp (x2)

USB (mer informasjon i ledningstrinnet)

Tilkoblingskabel

Multikjernetråd (med to ledninger inne)

Sjokoladeplate. Ikke nødvendigvis brukt til klokken, men viktig likevel …

Verktøyene du trenger er (i ingen bestemt rekkefølge):

Et stikksag

Et loddejern, loddetinn og en svamp

En varm limpistol

Et kompass

Superlim

Trinn 1: Oversikt og designprosess

Jeg skal være ærlig, LED -klokkerammen er noe jeg slo sammen på to uker, med det jeg hadde liggende hjemme mens jeg var låst. Det er på ingen måte perfekt, og jeg kommer definitivt til å besøke det senere på året. Når det er sagt, la oss komme inn på hvorfor.

Det grunnleggende prinsippet bak det er at selv om NeoPixel LED -klokker eksisterer, lyser de alle lysdiodene rett ut (rett i ansiktet ditt.) Jeg synes det er litt aggressivt (for ikke å snakke distraherende), så jeg kom på en bedre idé: glans lyset på veggen. Dette skaper noen veldig fine lyseffekter, i tillegg til at den har en utilsiktet bivirkning av å skape myk belysning i ansiktet.

Rammen er fullt tilpassbar, og selv om jeg ikke anbefaler å ha mer enn 60 lysdioder, bør du ønske deg en større klokke, men programmeringen er i stand til å håndtere den. Det burde være enkelt for de fleste, til og med nybegynnere, å tilpasse det, og jeg skal fortelle deg hvordan du gjør det i neste trinn. For de av dere som har litt erfaring med Arduino, vil mye av det jeg sier være åpenbart, men for menneskene som aldri har rørt en i livet, har jeg forsøkt å gjøre det så enkelt som mulig.

Å lese klokken er det samme som å lese en analog klokke, som for mange tenåringer (som meg,) vil ta litt øvelse. Ulike farger representerer forskjellige hender, med standard som blått i flere timer, grønt i minutter, rødt i sekunder. Når det er sagt, la oss komme i gang!

Trinn 2: Programmering Del 1: Oppsett

Å programmere klokken er relativt greit. Jeg har gjort det harde for deg og skrevet det. Gå videre til Arduino -siden og last ned installasjonsprogrammet. Ikke appen. Det er viktig. Når det er lastet ned, fortsett og installer det. Ta et glass vann mens det skjer, du må holde deg hydrert. Når den er installert, bør du kunne åpne filen "ClockV2.ino".

Trinn 3: Programmering Del 2: Installere biblioteker

Når du har bekreftet at Arduino -programvaren er installert, må du hente FastLED.zip -biblioteket herfra. Hvis du bruker Windows, legger du mappen inne i Documents/Arduino/libraries.

Åpne Arduino -programvaren på en Mac, og klikk "skisse" øverst i vinduet. Fra rullegardinmenyen holder du musepekeren over 'inkluder bibliotek' og klikker på 'Legg til. ZIP -bibliotek'. Velg. ZIP du nettopp lastet ned, og klikk på åpne.

Det er dette trinnet gjort. Det var lett, ikke sant?

Trinn 4: Programmering Del 3: Tilpasse koden

Nå kommer den morsomme delen: tilpasning! Alt i koden er blitt kommentert, så selv om du har den mest rudimentære forståelsen av programmering, kan du se hva som skjer. Delene du kanskje vil endre, er imidlertid følgende.

#define NUM_LEDS 60

Denne er ganske enkel, hvor mange lysdioder er det i stripen din? Jeg personlig anbefaler å kutte den til 60 fordi den er fin og enkel. Det er også det eneste tallet med en LED per sekund (for en fin jevn telling.)

FastLED.setBrightness (255);

Lysstyrkekontrollen finnes nær toppen. Dette vil akseptere et tall mellom 1 og 255, 1 er den mykeste og 255 er full lysstyrke.

leds [ledMins] = CRGB:: Grønn;

leds [ledSecs] = CRGB:: DarkRed; leds [ledHrs] = CRGB:: Blå;

Disse finner du helt nederst i koden. Alt de gjør er å fortelle programmet hvilken farge de skal sette hver hånd på. Eksperimenter rundt, se hva du liker. Hvis du ikke vil ha den andre hånden (av årsaker som unnslipper meg), kan du til og med slette den andre linjen og bli kvitt den 'hånden' helt.

Trinn 5: Programmering Del 4: Opplasting

Vi er nesten ferdige med koden aspektet av dette prosjektet, bare et trinn til: å få koden fra datamaskinen til Arduino. Dette kan virke litt skremmende i begynnelsen, men hvis du kan koble til prikker, kan du gjøre det. Først loddes pinnene på din Arduino. Du trenger bare den nederste raden, som kommer bøyd i 90 grader.

Finn RX, TX, 5V, RST og GND -pinnene på USB til TTL -adapteren. Koble pinnene på adapteren til pinnene nederst på Arduino. RX til RX, TX til TX, 5V (eller VCC) til VCC, GND til GND. Merk: Noen adaptere vil ha en liten jumper for å kontrollere spenningen. Sett dette til 5V -posisjonen.

Når det er gjort, kan du koble den til datamaskinen. Vent noen minutter mens driverne installerer (igjen, drikk litt vann.) Når det er gjort, åpner du Arduino -programvaren. Klikk på "verktøy" (eller "skisse" på en Mac på toppen), og endre "brettet" til "Arduino Pro eller Pro Mini." Deretter endrer du 'prosessoren' til "ATmega328P (5V, 16MHz.)"

'Port' er et spørsmål om eksperimentering. Hvilken port forsvinner når du kobler fra adapteren? Når du kobler den til, vises den igjen? Bruk den. Med alt tilkoblet, trykker du på pilen øverst til venstre på skjermen og trykker på knappen nær toppen av Arduino. Vent litt eller så, og en melding vises nederst på skjermen som sier "ferdig opplasting". Hvis det av en eller annen grunn mislykkes, kan du prøve igjen og trykke på knappen etter en annen tid, til det fungerer. Og det er alt! programvaren er ferdig!

Trinn 6: Elektronikk

Det er fire hovedtrinn for å få elektronikken sortert. Basen, lysdioder, ledninger og støpsel. Første ting først skjønt.

Ringen

Det er to alternativer for dette: du kan skrive ut basen i 3d, eller du kan klippe den ut av tre. 3D -utskrift er mye mindre smertefullt å lage, men åpenbart upraktisk hvis du ikke har en 3d -skriver. I tilfelle du har en, er imidlertid.stl -filen vedlagt.

Å gjøre det er enkelt, også. Det er rett og slett en ring kuttet ut av 12 mm kryssfiner, 132 mm i diameter (hvis du bruker mer enn 60 lysdioder, må du beregne diameteren selv.) En plate limes deretter over det øverste kvartalet, med et hakk kuttet ut av den for å imøtekomme spikeren (eller kommandostrimlen, hvis du ønsker det) som den henger på. Se modellen nedenfor for en visuell fremstilling.

Enkelt nok, ikke sant? Vær oppmerksom på at veggtykkelsen ikke er spesielt viktig hvis du lager den av tre, jeg gjorde den bare tynn for å spare filament.

LED -stripen

LED -stripen er kjernen i prosjektet. Selv om det kommer med et industrielt lim påført på baksiden, fant jeg ut at dette ikke var sterkt nok til å holde det på plass. Det kan fungere perfekt for deg, men jeg anbefaler å bruke superlim for å holde det nede. For sikkerhets skyld.

De normale lengdene du kan kjøpe er 50 cm og 1 m, i begge tilfeller må du klippe stripen i størrelse. Tell ut 60 lysdioder, og kutt langs den svarte linjen. Tell VELDIG forsiktig, du vil ikke måtte kjøpe flere lysdioder.

Legg merke til pilene på stripen. Dette er retningen som 'hendene' vil snu i. Snu ringen slik at hakkplaten vender ned. Juster den første LED -en med toppen av det hengende hakket, og trykk den godt ned. Vik lysdiodene rundt med klokken, og stikk ledningene ned gjennom hakket. Lysdiodene skal vikle seg helt rundt og slutte like før den første lysdioden. Lysdioden ved seks -posisjonen trenger litt endring. Ta tak i håndverkskniven din, og skjær et hakk forsiktig inn i stripen. Hakket skal være bredt nok til å romme strømkabelen (dobbeltkjernetråd), men ikke bredere enn mellomrommet mellom de to kobberkontaktene. Regelen jeg bruker er, prøv å kutte pilen ut av stripen. Det er også avgjørende at du ikke kutter loddepunktene til lysdiodene.

Ledningene

Ledningene til klokken er så enkle som jeg muligens kan klare det. Det er tre typer ledninger involvert: tilkoblingstråd, for i selve klokken, tykkere ledning, som kommer forhånds loddet på lysdiodene, og dobbeltkjernet ledning, for å føre strømmen til klokken.

Diagrammet ovenfor kan se litt overveldende ut til å begynne med, men alt du trenger å gjøre er å koble prikkene. Nedenfor er bildet mitt av prosessen, slik at du får en følelse av hvordan det er ment å se ut. USB-tilkoblingen kjøres gjennom ledningen med to kjerner, slik at den ser så ryddig ut som mulig.

Pluggen

På grunn av det høye strømforbruket til systemet, må vi ha det plugget inn et sted. Jeg skal forhåpentligvis fikse dette senere, men for nå må vi klare oss. Jeg valgte en USB -kontakt fordi det er praktisk, alle har en ekstra strømstein, og vi trenger ikke å demontere noen transformatorer (les: Jeg vil ikke at noen skal skade seg selv mens de lager dette ved å være dumme og slikke en kondensator.)

Etter litt jakt rundt fant jeg en gammel ladekabel fra et leketøyhelikopter. Sikkert alle hadde et av de $ 15 RC -helikoptrene som gikk i stykker etter en måned?

Hvis du ikke gjør det, av en eller annen grunn, må du kjøpe en mannlig USB -kontakt og deksel. Jeg dro i alle fall foringsrøret av laderen min, og se, det løsnet lett.

Etter å ha avloddet to tilkoblinger, kom pluggen rett ut. Alt du trenger å gjøre nå er å lodde den til dobbeltkjernetråden. Hvis du holder USB -en med kontaktene pekende mot deg, og tappene vendt ned, går ledningene som følger: Strøm, signal, signal, bakken. Siden vi ikke kommer til å bruke de to signalkontaktene, kobler vi bare ledningene til de to ytterste. Ledningen som går til GND på Arduino går til jordkontakten (høyre,) og VCC går til strøm (venstre.)

De to ledningene brettet tilbake var rett og slett der fordi kabelen jeg fant var firekjernet, i stedet for to-kjerne, ikke bry deg om det. Alt som gjenstår å gjøre nå er å sette huset tilbake rundt støpselet og pumpe det fullt av varmt lim.

Koble den til for å teste den. Sjekk om minutt, time og sekundviseren vises. I så fall perfekt.

FREM! Til neste trinn!

Trinn 7: Urskive

Her kommer den virkelig vanskelige biten: å kutte en perfekt sirkel for hånd. Vel, perfekt er valgfritt, men vi vet begge at du ikke vil kunne leve med deg selv hvis du lager en vakker klokke. Ansiktet er bare en sirkel, 162 mm i diameter (eller omtrent 15 mm større enn ringen på hver side, hvis du lager en større klokke.) Ta et kompass, merk av det, og gjør deg klar til å kutte.

Hvis du bestemmer deg for å bruke annet materiale enn akryl, ønsker jeg deg lykke til. Jeg kan fortelle deg førstehånds, 6 mm akryl er tøft. Jeg gjorde albue vondt når jeg oppdaget dette. Etter omtrent tjue minutter med solid kutting, avsluttet jeg endelig med en imponerende jevn (hvis jeg skal si det selv) disk av akryl. To råd. Først, gå sakte. Ta deg tid, hvis du ødelegger, må du begynne på nytt. For det andre, bruk en maske. Du kutter en forbindelse som du sannsynligvis ikke vil ha i lungene.

Nå er det på tide å ha den sjokoladebaren, etter mye hardt arbeid. Du fortjener det. Benytt anledningen til å drikke litt mer også. Etter kutting er alt som virkelig trengs montering. Men arkiver kanten av disken din for å sikre at den er riktig rund før du fortsetter.

Trinn 8: Liming (og mye av det)

Vi er på hjemmestrekningen nå, bare noen få ting å gå. Ta først tak i disken du klippet ut i det siste trinnet. Spor en sirkel på den, litt større enn diameteren på ringen din (eller litt mindre enn den indre diameteren, hvis du skrev den ut 3d.)

(Ja jeg vet, det er en vakker og dyktig tegnet linje)

Juster ringen med den så godt du kan. Det er ofte en god idé å ha et sterkt lys som skinner rett over arbeidet ditt for å eliminere skygger som kan forvirre deg. Når du er sikker på at det er på rett sted, limer du det bare ned rundt innsiden (for å redusere sjansen for å tåke lysdiodene.)

Det siste trinnet er å lime komponentene ned for å minimere sjansene for at noe går i stykker. Varmt lim vil gjøre susen her.

Aaaand, du er ferdig! alt som gjenstår er å teste det! Det neste trinnet dekker det.

Trinn 9: Fullfør

Den siste tingen å gjøre med denne klokken er å bruke en svært høyteknologisk løsning på et problem. Du har kanskje lagt merke til at Arduino har et bemerkelsesverdig sterkt, bemerkelsesverdig rødt strømlys som skinner gjennom akryl (hvis du virkelig har akryl.) Du kan løse dette ved den utrolig enkle hensikten å kutte en liten firkant med elektrisk tape og stikke den over lysdioden. Blu-Tack ville også fungert. Eller maling. Bare dekk til lyset. For å stille klokken trykker du bare på den øverste knappen for å øke timene og den nederste for å øke minuttene.

Du kan oppleve at klokken vinner eller mister tid, dette skyldes det faktum at krystallet i Arduino bare er pålitelig omtrent 90% av tiden. Du kan normalt justere dette ved å endre den 'andre' variabelen, nær toppen. 1013 millisekunder var det som fungerte for meg, men det kan hende du trenger justeringer. Når du har endret det, laster du det opp på nytt og venter i en dag for å se om det forblir nøyaktig.

Det er alt fra meg, du vet nå hvordan du lager en unikt tilpasset minimalistisk klokke som helt ærlig ser veldig, veldig bra ut. Bildene gir det ikke rettferdighet, det er mye mer fascinerende personlig. Jeg planlegger definitivt å gå tilbake til det i fremtiden, med funksjoner som en dedikert klokkebrikke, dimming om natten, vaktpostmodus (der den bare slås på hvis noen er i nærheten) og full batteristrøm. Følg med.