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

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:44

Denna klocka använder en specialbyggd fyrsiffrig 7-segmentskärm gjord av UV-lysdioder. Framför displayen placeras en skärm som antingen består av fosforescerande ("glöd i mörkret") eller fotokromiskt material. En tryckknapp på toppen lyser upp UV -displayen som sedan lyser upp skärmen i några sekunder så att den börjar lysa eller ändrar färg som sedan långsamt försvinner.

Detta projekt inspirerades av den fantastiska Glow-In-The-Dark Plot Clock av Tucker Shannon. När jag byggde om hans projekt gav jag det en liten twist genom att ersätta den glödande i mörkret med en 3D-utskrift från fotokrom filament som ändrar färg när den utsätts för UV-ljus. Under tiden såg jag att andra människor hade samma idé (se t.ex. här). Även om den mekaniska plottningsmekanismen på klockan verkligen är fantastisk har den nackdelen att siffrorna kommer lite snett ut så jag tänkte på ett annat sätt att få siffrorna att se mer rena ut. Först försökte jag byta ut bakgrundsbelysningen på en LCD-skärm mot UV-lysdioder och sedan lägga en fotokromisk/glöd-i-mörker-skärm ovanpå. Det visade sig dock att intensiteten som överfördes genom LCD -skärmen var mycket låg. Efter det bestämde jag mig för att bygga en fyrsiffrig 7-segmentig display med UV-lysdioder för att belysa skärmen vilket gav mycket bättre resultat.

Tillbehör

Material

• DS3231 RTC -modul (ebay.de)
• Arduino Nano (ebay.de)
• UV -färgförändrande filament (amazon.de)
• Klistermärke 96x39x1 mm Glow-in-the-Dark (ebay.de)
• 96x39x1 mm transparent plastark (amazon.de)
• MT3608 DC DC step up -modul (ebay.de)
• 30 st 5 mm UV LED (ebay.de)
• TM1637 4-siffrig 7-segmentskärm (ebay.de)
• 12x12 mm tillfällig tryckknapp (ebay.de)

Verktyg

• 3d skrivare
• lim pistol
• lödkolv
• multimeter

Steg 1: 3D -utskrift

Följande stl -filer måste skrivas ut i 3D. Husets delar skrevs ut från svart PLA medan jag för 4digits.stl -filen använde vit PLA. Skärmen trycktes från violett UV -färgförändrande filament. Lödjiggen kan skrivas ut från vilket material som helst.

Steg 2: Avlödning av 7-segmentskärm

Jag behövde bara I2C-ryggsäcken på den fyrsiffriga 7-segmentiga displayen så det första steget var att avlasta skärmen från modulen.

Steg 3: Förbered Protoype PCB

Därefter klippte jag ut en bit från en prototyp PCB för UV -lysdioderna och markerade de platser där jag ville placera lysdioderna enligt lödjiggen. På den nedre delen fäste jag senare stifthuvuden för anslutning till I2C -ryggsäcken.

Steg 4: Lödning av lysdioder och stifthuvuden

Jag lödde sedan alla UV -lysdioder till prototypen PCB och fäste också de stifthuvuden. Jag använde lödjiggen för aligering av UV -lysdioderna.

Steg 5: Ledningsdioder

Därefter kopplades lysdioderna enligt den bifogade schemat som kopierar layouten för den fyrsiffriga displayen som avlöddes från I2C-ryggsäcken. För anslutningarna av de enskilda segmenten av en enda siffra använde jag silverad koppartråd medan de andra anslutningarna gjordes med isolerad tråd. Det hela ser ganska rörigt ut i slutändan.

Steg 6: Fäst I2C -ryggsäck

Därefter fäste jag prototypen PCB till I2C -ryggsäcken. Medan jag lödde båda delarna direkt tillsammans hade det varit klokare att använda kvinnliga rubriker på ryggsäcken så att båda delarna kan anslutas och kopplas ur.

För test kopplade jag till back till en arduino nano och laddade upp TM167test -exemplet från TM1637 -biblioteket.

Steg 7: Slutförande av den 4-siffriga displayen

Därefter fästs den 3D -tryckta 4digits.stl -delen ovanpå lysdioderna. För att sprida lysdiodernas ljus fyllde jag upp segmenten med varmt lim och förseglade dem med Kapton -tejp tills limmet härdades. Detta gav mig en fin anpassad 4-siffrig 7-segmentskärm.

Steg 8: Glöd-i-mörkret

Först försökte jag även 3D-skriva ut denna skärm från Glow-in-the-Dark filament. Det visade sig emellertid att det sprider ljuset för mycket, så siffrorna verkar uttömda. Därför bestämde jag mig för att använda ett klistermärke som var fäst på en genomskinlig plastskärm. De flesta plaster är fortfarande tillräckligt transparenta för LED -lampornas ~ 400 nm ljus.

Steg 9: Montera komponenter i höljet

Slutligen kan komponenterna monteras i det 3D -tryckta huset med hjälp av mycket varmt lim igen.

Innan du använder DS3231 -modulen är det klokt att inaktivera batteriets laddningskrets. Först efter att ha byggt flera klockor med den här modulen stötte jag på en tråd som förklarade att VCC är ansluten till myntcellsbatteriet. Det betyder att när du driver modulen via VCC spänning ständigt appliceras på batteriet. Eftersom modulen levereras med icke-laddningsbara CR2032-batterier är det ingen bra idé. Du kan enkelt avaktivera laddningskretsen genom att avlödda dioden eller motståndet markerat på den bifogade bilden.

Steg 10: Anslut moduler

Därefter kopplades komponenterna med Dupont -kablar enligt den bifogade schemat. Stegmodulen användes för att öka matningsspänningen för I2C -ryggsäcken till 7 V eftersom jag ville göra UV -lysdioder så ljusa som möjligt. Spänningen som appliceras på lysdioderna är VCC-2 V, dvs. 5 V, medan denna är högre än den rekommenderade framspänningen för lysdioderna (3 V) bör de kunna hantera den eftersom de inte kommer att lysa konstant.

Steg 11: Ladda upp kod

Först ställde jag in den aktuella tiden i RTC -modulen. För detta laddade jag upp SetTime -exemplet på DS1307RTC -biblioteket. Efteråt kan den bifogade koden för klockan laddas upp. När du trycker på knappen tänds displayen i 5 sekunder och visar den aktuella tiden.

Steg 12: Färdig klocka

Här är lite mer bild på den färdiga klockan. Under dagtid kan den fotokroma skärmen användas medan den under natten kan bytas ut mot Glow-in-the-Dark-skärmen.

Sammantaget är jag ganska nöjd med resultatet även om siffrorna på båda screesn fortfarande kan vara ljusare. En annan möjlighet jag kanske vill prova är att blanda glöd-i-mörk-pulvret med epoxi och sedan använda det för att fylla upp bildskärmssegmenten istället för varmt lim. Det skulle också vara trevligt att använda en professionell kretskort med SMD -lysdioder istället för 5 mm -lysdioderna.