Hur man skapar en minimalistisk LED -klocka: 9 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:38

Alla de digitala väggklockorna kan vara så upptagna, eller hur? Du vill egentligen inte ha en stor, ljusstark 7-siffrig skärm som tuffar upp din vägg, kommer i vägen, eller hur? Även de analoga klockorna, även om de är enklare, har fortfarande fula svarta siffror och händer i din periferi. Och det tickar, ibland kan det göra dig galen.

Får jag presentera LED -klockan för att lösa alla dina problem. Istället för en ful skärm eller höga och oförskämda händer cirklar tysta ljuspunkter runt omkretsen, vilket betyder sekunder, minuter och timmar. Fullt anpassningsbar, du kan göra ansiktet av vad som helst. Trä, akryl, till och med marmor. Oavsett hemmet kan LED -klockan passa det estetiska. Vill du ha en ren vit skiffer, med mjuk blues som tummar sig runt kanten? Du kan. Eller kanske du föredrar ett mer rustikt utseende, ett träansikte med orange lampor? Ett svart ansikte med gröna lampor? Allt du kan tänka dig kan du skapa med denna enkla design.

Processen nedan är en guide. Om du vill kan du skapa klockan på bilden. Om du vill ha något större kan du. Följ troget med, eller gör designen din. Det är trots allt din klocka.

Tillbehör

Materialen som används för klockan är:

Vit akryl (genomskinlig, även om den skulle fungera lika bra med ogenomskinliga saker)

WS2812B LED -remsa, 144 lysdioder per meter

Arduino Pro Mini, 16Mhz, 5V

USB till TTL -adapter (för programmering av Arduino)

Taktil tryckknapp (x2)

USB (mer information i ledningssteget)

Anslutningstråd

Flerkärnig tråd (med två trådar inuti)

Chokladkaka. Används inte nödvändigtvis för klockan, men viktigt ändå …

Verktygen du behöver är (i ingen särskild ordning):

En pussel

Ett lödkolv, löd och en svamp

En het limpistol

En kompass

Superlim

Steg 1: Översikt och designprocess

Jag ska vara ärlig, LED -klockramen är något jag slog ihop på två veckor, med vad jag än hade hemma medan jag var inlåst. Det är inte perfekt, och jag kommer definitivt att besöka det igen senare på året. Med detta sagt, låt oss gå in på varför.

Grundprincipen bakom det är att medan NeoPixel LED -klockor finns, lyser de alla sina lysdioder rakt ut (precis vid ditt ansikte.) Jag tycker att det är lite aggressivt (för att inte tala distraherande), så jag kom på en bättre idé: lysa ljuset på väggen. Detta skapar några mycket fina ljuseffekter, liksom den oavsiktliga bieffekten att skapa mjuk belysning i ansiktet.

Ramverket är helt anpassningsbart, och även om jag inte rekommenderar att ha mer än 60 lysdioder, om du önskar en större klocka, kan programmeringen hantera det. Det borde vara enkelt för de flesta, även nybörjare, att anpassa det, och jag kommer att visa dig hur du gör det i nästa steg. För er som har lite erfarenhet av Arduino kommer mycket av det jag säger att vara uppenbart, men för de människor som aldrig har rört en i sina liv har jag försökt göra det så enkelt som möjligt.

Att läsa klockan är detsamma som att läsa en analog klocka, vilket för många tonåringar (som jag,) kommer att kräva lite övning. Olika färger representerar olika händer, med standard är blå i timmar, grön i minuter, röd i sekunder. Som sagt, låt oss komma igång!

Steg 2: Programmering Del 1: Installation

Att programmera klockan är relativt enkelt, jag har gjort det jobbiga för dig och skrivit det. Gå vidare till Arduino -webbplatsen och ladda ner installationsprogrammet. Inte appen. Det är viktigt. När det har laddats ner, fortsätt och installera det. Ta ett glas vatten medan det händer, du måste hålla dig hydratiserad. När det är installerat bör du kunna öppna filen "ClockV2.ino".

Steg 3: Programmering Del 2: Installera bibliotek

När du har verifierat att Arduino -programvaran är installerad måste du hämta FastLED.zip -biblioteket härifrån. Om du använder Windows lägger du in mappen i Dokument/Arduino/bibliotek.

Öppna Arduino -programvaran på en Mac och klicka på "skiss" högst upp i fönstret. På rullgardinsmenyn, håll muspekaren över "inkludera bibliotek" och klicka på "Lägg till. ZIP -bibliotek." Välj. ZIP som du just laddat ner och klicka på öppna.

Det är det här steget gjort. Det var lätt, eller hur?

Steg 4: Programmering Del 3: Anpassa koden

Nu kommer den roliga delen: anpassning! Allt i koden har kommenterats så även om du har den mest rudimentära förståelsen för programmering kommer du att kunna se vad som händer. Delarna du kanske vill ändra är dock följande.

#define NUM_LEDS 60

Den här är ganska enkel, hur många lysdioder finns i din remsa? Jag rekommenderar personligen att klippa den till 60 eftersom den är snygg och enkel. Det är också det enda numret med en LED per sekund (för en fin jämn räkning.)

FastLED.setBrightness (255);

Ljusstyrkekontrollen finns nära toppen. Detta accepterar ett tal mellan 1 och 255, varav 1 är den mjukaste och 255 med full ljusstyrka.

leds [ledMins] = CRGB:: Grön;

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

Dessa kan hittas längst ner i koden. Allt de gör är att berätta för programmet vilken färg de ska ställa in varje hand. Experimentera runt, se vad du gillar. Om du inte vill ha den andra handen (av skäl som slipper mig) kan du till och med radera den andra raden och bli av med den "handen" helt.

Steg 5: Programmering Del 4: Uppladdning

Vi är nästan färdiga med kodaspekten för detta projekt, bara ett steg till: att få koden från din dator till Arduino. Det här kan verka lite skrämmande först, men om du kan ansluta prickar kan du göra det. Löd först stiften på din Arduino. Du behöver bara den nedre raden, som kommer att böjas i 90 grader.

På din USB till TTL -adapter hittar du RX, TX, 5V, RST och GND -stiften. Anslut stiften på adaptern till stiften längst ner på Arduino. RX till RX, TX till TX, 5V (eller VCC) till VCC, GND till GND. Obs: vissa adaptrar har en liten bygel för att styra spänningen. Ställ in detta på 5V -läget.

Med det gjort, fortsätt och anslut den till din dator. Vänta några minuter medan drivrutinerna installerar (igen, drick lite vatten.) När det är klart öppnar du Arduino -programvaran. Klicka på "verktyg" (eller "skiss" på en Mac upptill) och ändra "styrelsen" till "Arduino Pro eller Pro Mini." Ändra sedan "processorn" till "ATmega328P (5V, 16MHz.)"

'Port' är en fråga om experiment. Vilken port försvinner när du kopplar ur adaptern? När du ansluter den, visas den igen? Använd den. Med allt anslutet, tryck på pilen längst upp till vänster på skärmen och tryck på knappen nära toppen av Arduino. Vänta en minut eller så så visas ett meddelande längst ner på skärmen där det står "klart att ladda upp". Om det av någon anledning misslyckas, försök igen och tryck på knappen efter en annan tid tills det fungerar. Och det är allt! programvaran är klar!

Steg 6: Elektronik

Det finns fyra huvudsteg för att få elektroniken sorterad. Basen, lysdioderna, ledningarna och kontakten. Första sakerna först dock.

Ringen

Det finns två alternativ för detta: du kan skriva ut basen i 3d, eller så kan du klippa den ur trä. 3D -utskrift är mycket mindre jobbigt att skapa, men uppenbart obekvämt om du inte har en 3D -skrivare. Om du har en, bifogas.stl -filen.

Att göra det är också enkelt. Det är helt enkelt en ring utskuret av 12 mm plywood, 132 mm i diameter (om du använder mer än 60 lysdioder måste du själv beräkna diametern.) En platta limmas sedan över det övre kvartalet, med ett snitt utskuret av den för att rymma spiken (eller kommandoremsan, om du så önskar) som den hänger på. Se modellen nedan för en visuell representation.

Enkelt nog, eller hur? Observera att väggtjockleken inte är särskilt viktig om du gör den av trä, jag gjorde den bara tunn för att spara filament.

LED -remsan

LED -remsan är kärnan i projektet. Även om det kommer med industriellt lim för applicerat på baksidan, fann jag att detta inte var tillräckligt starkt för att hålla det på plats. Det kan fungera perfekt för dig, men jag rekommenderar att du använder superlim för att hålla det nere. För säkerhets skull.

De normala längderna du kan köpa är 50 cm och 1 m, i båda fallen måste du klippa remsan i storlek. Räkna ut 60 lysdioder och skär längs den svarta linjen. Räkna MYCKET noggrant, du vill inte behöva köpa fler lysdioder.

Notera pilarna på remsan. Detta är den riktning som "händerna" kommer att vända i. Vänd ringen så att skårplattan vänder nedåt. Rikta in den första lysdioden med toppen av det hängande hacket och tryck ned den ordentligt. Vik lysdioderna runt medsols och dra ner ledningarna genom skåran. Lysdioderna ska linda runt helt och sluta strax före den första lysdioden. Lysdioden vid klockan sex behöver ändras. Ta tag i din hantverkskniv och skär försiktigt ett snäpp i remsan. Skåran ska vara tillräckligt bred för att rymma din strömkabel (dubbelkärnig kabel), men inte bredare än utrymmet mellan de två kopparkontakterna. Regeln jag använder är att försöka klippa ut pilen ur remsan. Det är också viktigt att du inte skär av lödpunkterna på lysdioderna.

Ledningarna

Ledningarna för klockan är så enkla som jag kan göra det. Det finns tre typer av trådar inblandade: anslutningstråd, för i själva klockan, tjockare tråd, som kommer förlödad på lysdioderna, och dubbelkärnig tråd, för att föra strömmen till klockan.

Diagrammet ovan kan se lite överväldigande ut till att börja med, men allt du behöver göra är att ansluta prickarna. Nedan är mitt foto av processen, så du får en känsla av hur det är tänkt att se ut. USB-anslutningen drivs genom dubbla kärnkablar, så att den ser så snygg ut som möjligt.

Pluggen

På grund av systemets höga strömförbrukning måste vi ha det inkopplat någonstans. Jag ska förhoppningsvis fixa detta senare, men för nu måste vi nöja oss. Jag valde en USB -kontakt eftersom det är bekvämt, alla har en extra kraftsten och vi behöver inte demontera några transformatorer (läs: Jag vill inte att någon ska skada sig själv när han gör det genom att vara dum och slicka en kondensator.)

Efter lite jakt runt hittade jag en gammal laddningskabel från en leksakshelikopter. Visst hade alla en av dessa $ 15 RC -helikoptrar som gick sönder efter en månad?

Om du inte gör det, av någon anledning, måste du köpa en manlig USB -kontakt och hölje. Jag drog i alla fall höljet av min laddare, och se, det lossnade lätt.

Efter avlödning av två anslutningar lossade kontakten direkt. Allt som behöver göras nu är att lödda den till dubbelkärniga ledningen. Om du håller USB -enheten med kontakterna pekade mot dig och flikarna nedåt går kablarna enligt följande: Ström, signal, signal, jord. Eftersom vi inte kommer att använda de två signalanslutningarna, ansluter vi bara ledningarna till de yttre två. Tråden som går till GND på Arduino går till jordkontakten (höger,) och VCC går till ström (vänster.)

De två ledningarna som var vikta tillbaka var helt enkelt där eftersom kabeln jag hittade var fyrkärnig, istället för dubbelkärnig, tänk på dem. Allt som återstår att göra nu är att sätta tillbaka höljet runt pluggen och pumpa det fullt med varmt lim.

Anslut den för att testa den. Kontrollera om minut, timme och sekundvisare visas. Om så är fallet, perfekt.

FRAMÅT! Till nästa steg!

Steg 7: Urtavla

Här kommer den riktigt knepiga biten: att klippa en perfekt cirkel för hand. Tja, perfekt är valfritt, men vi vet båda att du inte kommer att kunna leva med dig själv om du gör en klockren. Ansiktet är bara en cirkel, 162 mm i diameter (eller cirka 15 mm större än ringen på vardera sidan, om du gör en större klocka.) Ta en kompass, markera den och gör dig redo att klippa.

Om du bestämmer dig för att använda annat material än akryl, önskar jag dig lycka till. Jag kan säga det från första hand, 6 mm akryl är tufft. Jag gjorde ont i armbågen när jag upptäckte detta. Efter cirka tjugo minuter med rejäl skärning slutade jag äntligen med en imponerande jämn (om jag får säga det själv) disk av akryl. Två råd. Först, gå långsamt. Ta dig tid, om du trillar ut måste du börja om igen. För det andra, bära en mask. Du skär en förening som du förmodligen inte vill ha i dina lungor.

Nu är det dags att ha den där chokladstången, efter mycket hårt arbete. Du förtjänar det. Passa på att dricka lite till också. Efter skärningen är allt som verkligen behövs montering. Men fila kanten på din disk för att se till att den är ordentligt rund innan du fortsätter.

Steg 8: Limning (och massor av det)

Vi är på hemmaplan nu, bara några saker kvar. Ta först tag i din disk som du klippte ut i det sista steget. Spåra en cirkel på den, något större än diametern på din ring (eller något mindre än den inre diametern, om du skrev ut den i 3D).

(Ja jag vet, det är en vacker och skickligt ritad linje)

Rikta in din ring så bra du kan, det är ofta en bra idé att ha ett starkt ljus som lyser precis ovanför ditt arbete för att eliminera eventuella skuggor som kan förvirra dig. När du är säker på att det är på rätt plats, limma helt enkelt ner det, runt insidan (för att minska risken för att dimma upp lysdioderna.)

Det sista steget är att limma ner komponenterna för att minimera risken för att något går sönder. Varmt lim kommer att göra susen här.

Aaaand, du är klar! allt som återstår är att testa det! Nästa steg täcker det.

Steg 9: Avsluta

Det sista du ska göra med den här klockan är att tillämpa en mycket högteknologisk lösning på ett problem. Du kanske har märkt att Arduino har ett anmärkningsvärt starkt, anmärkningsvärt rött kraftljus som lyser genom akrylen (om du verkligen har akryl.) Du kan lösa detta genom det otroligt enkla ändamålet att klippa en liten kvadrat med elektrisk tejp och klibba den lysdioden. Blu-Tack skulle också fungera. Eller måla. Täck bara över ljuset. För att ställa in klockan, tryck helt enkelt på den övre knappen för att öka timmarna och den nedre för att öka minuter.

Du kan upptäcka att klockan vinner eller förlorar tid, detta beror på att kristallen i Arduino bara är tillförlitlig cirka 90% av tiden. Du kan normalt justera detta genom att ändra den "andra" variabeln, nära toppen. 1013 millisekunder var det som fungerade för mig, men du kanske tycker att det behöver justeras. När du har ändrat det laddar du upp det igen och väntar en dag för att se om det förblir korrekt.

Det är allt från mig, du vet nu hur man gör en unikt anpassad minimalistisk klocka som helt ärligt ser riktigt, riktigt bra ut. Bilderna gör det inte rättvist, det är mycket mer fascinerande personligen. Jag planerar definitivt att besöka det igen i framtiden, med funktioner som ett dedikerat klockchip, dimning på natten, vaktläge (där det bara slås på om någon är i närheten) och full batteriström. Håll ögonen öppna.