Ρολόι φωτοχρωμικό & λαμπερό στο σκοτάδι: 12 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:34

Αυτό το ρολόι χρησιμοποιεί μια προσαρμοσμένη 4ψήφια οθόνη 7 τμημάτων κατασκευασμένη από UV LED. Μπροστά από την οθόνη τοποθετείται μια οθόνη που αποτελείται είτε από φωσφορίζον («λάμψη στο σκοτάδι») είτε από φωτοχρωμικό υλικό. Ένα κουμπί στο επάνω μέρος φωτίζει την οθόνη UV, η οποία στη συνέχεια φωτίζει την οθόνη για μερικά δευτερόλεπτα, έτσι ώστε να αρχίζει να λάμπει ή να αλλάζει χρώμα, το οποίο στη συνέχεια σβήνει αργά.

Αυτό το έργο ήταν εμπνευσμένο από το φοβερό ρολόι Glow-In-The-Dark Plot του Tucker Shannon. Όταν ξαναέχτισα το έργο του, του έδωσα μια μικρή ανατροπή αντικαθιστώντας την οθόνη που λάμπει στο σκοτάδι με ένα τρισδιάστατο εκτυπωμένο από φωτοχρωμικό νήμα που αλλάζει χρώμα όταν εκτίθεται σε υπεριώδες φως. Στο μεταξύ είδα ότι άλλοι άνθρωποι είχαν την ίδια ιδέα (βλ. Π.χ. εδώ). Παρόλο που ο μηχανικός μηχανισμός σχεδίασης του ρολογιού είναι σίγουρα φοβερός, έχει το μειονέκτημα ότι οι αριθμοί βγαίνουν κάπως στραβοί, έτσι σκεφτόμουν έναν άλλο τρόπο να κάνω τους αριθμούς να φαίνονται πιο καθαροί. Στην αρχή προσπάθησα να αντικαταστήσω τον οπίσθιο φωτισμό μιας οθόνης LCD με UV LED και στη συνέχεια έβαλα μια φωτοχρωμική/λάμψη στο σκοτάδι οθόνη στην κορυφή. Ωστόσο, αποδείχθηκε ότι η ένταση που μεταδόθηκε μέσω της οθόνης LCD ήταν πολύ χαμηλή. Μετά από αυτό αποφάσισα να φτιάξω μια τετραψήφια οθόνη 7 τμημάτων χρησιμοποιώντας UV LED για να φωτίσει την οθόνη που έδωσε πολύ καλύτερα αποτελέσματα.

Προμήθειες

Υλικά

• Ενότητα DS3231 RTC (ebay.de)
• Arduino Nano (ebay.de)
• Νήμα αλλαγής χρώματος UV (amazon.de)
• Αυτοκόλλητο 96x39x1 mm Glow-in-the-Dark (ebay.de)
• Διαφανές πλαστικό φύλλο 96x39x1 mm (amazon.de)
• MT3608 DC DC module step up (ebay.de)
• 30 τεμ 5 mm UV LED (ebay.de)
• TM1637 Τετραψήφια οθόνη 7 τμημάτων (ebay.de)
• Στιγμιαίο κουμπί 12x12 mm (ebay.de)

Εργαλεία

• Τρισδιάστατος εκτυπωτής
• πιστόλι θερμής κόλλας
• συγκολλητικό σίδερο
• πολύμετρο

Βήμα 1: Τρισδιάστατη εκτύπωση

Τα ακόλουθα αρχεία stl πρέπει να εκτυπωθούν σε 3D. Τα μέρη του περιβλήματος εκτυπώθηκαν από μαύρο PLA ενώ για το αρχείο 4digits.stl χρησιμοποίησα λευκό PLA. Η οθόνη εκτυπώθηκε από ιώδες νήμα αλλαγής χρώματος UV. Η κολλητή συγκόλληση μπορεί να εκτυπωθεί από οποιοδήποτε υλικό.

Βήμα 2: Αποκόλληση οθόνης 7 τμημάτων

Χρειαζόμουν μόνο το σακίδιο I2C της τετραψήφιας οθόνης 7 τμημάτων, οπότε το πρώτο βήμα ήταν να ξεκολλήσουμε την οθόνη από τη μονάδα.

Βήμα 3: Προετοιμάστε το Protoype PCB

Στη συνέχεια έκοψα ένα κομμάτι από ένα πρωτότυπο PCB για τα LED LED και σημείωσα τα μέρη όπου ήθελα να τοποθετήσω τα LED σύμφωνα με το συγκολλητικό πείρο. Στο κάτω μέρος επισυνάπτω αργότερα ανδρικές κεφαλίδες καρφίτσας για σύνδεση με το σακίδιο I2C.

Βήμα 4: LED συγκόλλησης και κεφαλίδες καρφιτσών

Στη συνέχεια κόλλησα όλα τα LED LED στο πρωτότυπο PCB και επίσης επισυνάπτω τις κεφαλίδες αρσενικής ακίδας. Χρησιμοποίησα την κολλητή συγκόλληση για την προσαρμογή των UV LED.

Βήμα 5: LED για καλωδίωση

Στη συνέχεια, οι λυχνίες LED συνδέθηκαν σύμφωνα με το συνημμένο σχήμα που αντιγράφει τη διάταξη της τετραψήφιας οθόνης που αποκολλήθηκε από το πίσω πακέτο I2C. Για τις συνδέσεις των επιμέρους τμημάτων ενός μονοψήφιου χρησιμοποίησα ασημένιο σύρμα χαλκού, ενώ οι άλλες συνδέσεις έγιναν με απομονωμένο σύρμα. Το όλο πράγμα φαίνεται αρκετά μπερδεμένο στο τέλος.

Βήμα 6: Συνδέστε το σακίδιο I2C

Στη συνέχεια, επισυνάπτω το πρωτότυπο PCB στο σακίδιο I2C. Ενώ κόλλησα και τα δύο μέρη μαζί, θα ήταν πιο σοφό να χρησιμοποιήσω γυναικείες κεφαλίδες στο σακίδιο, έτσι ώστε και τα δύο μέρη να μπορούν να συνδεθούν και να αποσυνδεθούν.

Για δοκιμές συνδέθηκα ξανά με ένα arduino nano και ανέβασα το παράδειγμα TM167test από τη βιβλιοθήκη TM1637.

Βήμα 7: Ολοκλήρωση τετραψήφιας οθόνης

Στη συνέχεια, το τρισδιάστατα εκτυπωμένο τμήμα 4digits.stl προσαρτάται πάνω από τα LED. Για να διαδώσω το φως των LED, γέμισα τα τμήματα με θερμή κόλλα και τα σφράγισα με ταινία Kapton μέχρι να σκληρύνει η κόλλα. Αυτό μου άφησε μια ωραία προσαρμοσμένη τετραψήφια οθόνη 7 τμημάτων.

Βήμα 8: Οθόνη Glow-in-the-Dark

Στην αρχή προσπάθησα να εκτυπώσω επίσης αυτήν την οθόνη από το νήμα Glow-in-the-Dark. Ωστόσο, αποδείχθηκε ότι διαχέει το φως πάρα πολύ, οπότε οι αριθμοί φαίνονται κάπως ξεπλυμένοι. Ως εκ τούτου, αποφάσισα να χρησιμοποιήσω ένα αυτοκόλλητο που ήταν προσαρτημένο σε μια διαφανή πλαστική οθόνη. Τα περισσότερα πλαστικά είναι ακόμα αρκετά διαφανή για το φως n 400 nm των LED.

Βήμα 9: Τοποθέτηση εξαρτημάτων στην κατοικία

Τέλος, τα εξαρτήματα μπορούν να τοποθετηθούν στο τρισδιάστατο περίβλημα χρησιμοποιώντας και πάλι πολλή θερμή κόλλα.

Πριν χρησιμοποιήσετε τη μονάδα DS3231, είναι συνετό να απενεργοποιήσετε το κύκλωμα επαναφόρτισης της μπαταρίας. Μόνο αφού έχτισα πολλά ρολόγια με αυτήν την ενότητα, έπεσα πάνω σε ένα νήμα που εξηγούσε ότι το VCC είναι συνδεδεμένο με την μπαταρία των κυψελών νομισμάτων. Αυτό σημαίνει ότι όταν τροφοδοτείτε τη μονάδα μέσω VCC, η τάση εφαρμόζεται συνεχώς στη μπαταρία. Δεδομένου ότι η μονάδα έρχεται με μη επαναφορτιζόμενες μπαταρίες CR2032, αυτό δεν είναι καλή ιδέα. Μπορείτε εύκολα να απενεργοποιήσετε το κύκλωμα επαναφόρτισης, αποψυχθέντας τη δίοδο ή την αντίσταση που επισημαίνεται στη συνημμένη εικόνα.

Βήμα 10: Συνδέστε μονάδες

Στη συνέχεια, τα εξαρτήματα συνδέθηκαν με καλώδια Dupont σύμφωνα με το συνημμένο σχήμα. Η μονάδα ενίσχυσης χρησιμοποιήθηκε για να αυξήσει την τάση τροφοδοσίας για το σακίδιο I2C στα 7 V, καθώς ήθελα να κάνω τα LED LED όσο το δυνατόν πιο φωτεινά. Η τάση που εφαρμόζεται στα LED είναι VCC-2 V, δηλαδή 5 V, ενώ αυτή είναι υψηλότερη από τη συνιστώμενη τάση προς τα εμπρός των LED (3 V) θα πρέπει να είναι σε θέση να το χειριστούν, καθώς δεν θα ανάβουν συνεχώς.

Βήμα 11: Μεταφόρτωση κώδικα

Αρχικά, έθεσα την τρέχουσα ώρα στη μονάδα RTC. Για αυτό μόλις ανέβασα το παράδειγμα SetTime της βιβλιοθήκης DS1307RTC. Στη συνέχεια, ο συνημμένος κώδικας για το ρολόι μπορεί να μεταφορτωθεί. Όταν πατάτε το κουμπί, η οθόνη θα ανάψει για 5 δευτερόλεπτα και θα δείξει την τρέχουσα ώρα.

Βήμα 12: Τέλος ρολογιού

Ακολουθούν μερικές ακόμη φωτογραφίες του τελειωμένου ρολογιού. Κατά τη διάρκεια της ημέρας η φωτοχρωμική οθόνη μπορεί να χρησιμοποιηθεί ενώ τη νύχτα μπορεί να ανταλλαχθεί με την οθόνη Glow-in-the-Dark.

Συνολικά είμαι αρκετά ευχαριστημένος με το αποτέλεσμα, αν και οι αριθμοί και στα δύο screesn θα μπορούσαν να είναι ακόμα πιο φωτεινοί. Μια άλλη πιθανότητα που μπορεί να θέλω να δοκιμάσω είναι η ανάμειξη σκόνης glow-in-the-dark με εποξική και στη συνέχεια η χρήση της για να γεμίσει τα τμήματα της οθόνης αντί για ζεστή κόλλα. Επίσης, θα ήταν ωραίο να χρησιμοποιείτε επαγγελματικό PCB με LED SMD αντί για LED 5 mm.