Fotochrominis ir švytintis tamsoje laikrodis: 12 žingsnių (su nuotraukomis)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:46

Šis laikrodis naudoja pagal užsakymą sukurtą 4 skaitmenų 7 segmentų ekraną, pagamintą iš UV šviesos diodų. Priešais ekraną yra ekranas, sudarytas iš fosforescuojančios („tamsoje šviečiančios“) arba fotochrominės medžiagos. Viršuje esantis mygtukas apšviečia UV ekraną, kuris kelias sekundes apšviečia ekraną, kad jis pradėtų švytėti arba pakeistų spalvą, o tada lėtai išnyks.

Šį projektą įkvėpė nuostabus Tuckerio Shannono „Glow-In-the-Dark Plot Clock“laikrodis. Kai atstatiau jo projektą, šiek tiek pasukau, pakeisdamas tamsoje švytintį ekraną vienu 3D, atspausdintu iš fotochrominio gijų, kuris keičia spalvą veikiant UV šviesai. Tuo tarpu pamačiau, kad kiti žmonės turėjo tą pačią idėją (žr., Pvz., Čia). Nors mechaninis laikrodžio braižymo mechanizmas yra tikrai nuostabus, jo trūkumas yra tas, kad skaičiai yra šiek tiek kreivi, todėl galvojau apie kitą būdą, kaip padaryti numerius švaresnius. Iš pradžių bandžiau pakeisti LCD ekrano apšvietimą UV šviesos diodais, o tada uždėti fotochrominį/tamsoje švytintį ekraną. Tačiau paaiškėjo, kad per LCD skleidžiamas intensyvumas buvo labai mažas. Po to nusprendžiau sukurti 4 skaitmenų 7 segmentų ekraną, naudojant UV šviesos diodus, kad apšviesčiau ekraną, o tai davė daug geresnių rezultatų.

Prekės

Medžiagos

• DS3231 RTC modulis (ebay.de)
• „Arduino Nano“(ebay.de)
• UV spalvą keičiantis siūlas (amazon.de)
• 96x39x1 mm švytintis tamsoje lipdukas (ebay.de)
• 96x39x1 mm skaidrus plastikinis lakštas (amazon.de)
• MT3608 DC DC padidinimo modulis (ebay.de)
• 30 vnt 5 mm UV LED (ebay.de)
• TM1637 4 skaitmenų 7 segmentų ekranas (ebay.de)
• 12x12 mm momentinis mygtukas (ebay.de)

Įrankiai

• 3D spausdintuvas
• karštas klijų pistoletas
• lituoklis
• multimetras

1 žingsnis: 3D spausdinimas

Šie stl failai turi būti atspausdinti 3D. Korpuso dalys buvo atspausdintos iš juodos spalvos PLA, o 4digits.stl failui naudojau baltą PLA. Ekranas buvo atspausdintas iš violetinės UV spalvą keičiančios gijos. Lituoklį galima atspausdinti iš bet kokios medžiagos.

2 žingsnis: 7 segmentų ekrano litavimas

Man reikėjo tik 4 skaitmenų 7 segmentų ekrano I2C kuprinės, todėl pirmas žingsnis buvo išjungti ekraną iš modulio.

3 žingsnis: Paruoškite prototipo PCB

Tada aš iškirpiau gabalėlį iš prototipo PCB, skirto UV šviesos diodams, ir pažymėjau vietas, kur norėjau įdėti šviesos diodus pagal litavimo įrenginį. Apatinėje dalyje vėliau pritvirtinau kištukines antgalius, skirtus prijungti prie I2C kuprinės.

4 žingsnis: šviesos diodų ir kaiščių antgalių litavimas

Tada lituodavau visus UV šviesos diodus prie PCB prototipo ir taip pat pritvirtindavau kištukines kaištis. UV šviesos diodų lyginimui naudojau litavimo įrenginį.

5 žingsnis: šviesos diodų prijungimas

Be to, šviesos diodai buvo prijungti pagal pridedamą schemą, kuri nukopijuoja 4 skaitmenų ekrano išdėstymą, kuris buvo atjungtas nuo „I2C“atgalinės pakuotės. Vieno skaitmens atskirų segmentų sujungimams naudojau sidabruotą varinę vielą, o kitos jungtys buvo padarytos izoliuota viela. Galų gale viskas atrodo gana netvarkinga.

6 žingsnis: pritvirtinkite „I2C“kuprinę

Tada prie I2C kuprinės pritvirtinau PCB prototipą. Nors lituodavau abi dalis tiesiai kartu, būtų buvę protingiau ant kuprinės naudoti moteriškas antraštes, kad abi dalis būtų galima prijungti ir atjungti.

Bandymui aš prisijungiau prie „arduino nano“ir įkėliau TM167 bandymo pavyzdį iš TM1637 bibliotekos.

7 veiksmas: užpildykite 4 skaitmenų ekraną

Tada 3D spausdinta 4digits.stl dalis pritvirtinama prie šviesos diodų. Norėdami išsklaidyti šviesos diodų šviesą, užpildžiau segmentus karštais klijais ir užsandarinau juos Kaptono juostele, kol klijai sukietėjo. Tai paliko gražų pasirinktinį 4 skaitmenų 7 segmentų ekraną.

8 veiksmas: švytintis tamsoje ekranas

Iš pradžių bandžiau 3D spausdinti šį ekraną iš „Glow-in-the-Dark“gijų. Tačiau paaiškėjo, kad jis per daug išsklaido šviesą, todėl skaičiai atrodo tarsi išplauti. Todėl nusprendžiau naudoti lipduką, pritvirtintą prie skaidraus plastiko ekrano. Dauguma plastikų vis dar yra pakankamai skaidrūs, kad šviesos diodų šviesa būtų ~ 400 nm.

9 žingsnis: Įdėkite komponentus į korpusą

Galiausiai komponentus galima montuoti į 3D spausdintą korpusą, naudojant daug karštų klijų.

Prieš naudojant DS3231 modulį, protinga išjungti akumuliatoriaus įkrovimo grandinę. Tik sukūręs kelis laikrodžius su šiuo moduliu, atsitiktinai aptikau siūlą, paaiškinantį, kad VCC yra prijungtas prie monetų elementų baterijos. Tai reiškia, kad kai įjungiate modulį per VCC, akumuliatoriui nuolat taikoma įtampa. Kadangi modulyje yra neįkraunamų CR2032 baterijų, tai nėra gera idėja. Įkrovimo grandinę galite lengvai išjungti, išlydydami diodą arba rezistorių, pažymėtą pridėtame paveikslėlyje.

10 veiksmas: prijunkite modulius

Toliau komponentai buvo prijungti naudojant „Dupont“kabelius pagal pridedamą schemą. Padidinimo modulis buvo naudojamas I2C kuprinės maitinimo įtampai padidinti iki 7 V, nes norėjau, kad UV šviesos diodai būtų kuo ryškesni. Šviesos diodams taikoma įtampa yra VCC-2 V, t. Y. 5 V, nors tai yra didesnė už rekomenduojamą šviesos diodų priekinę įtampą (3 V), jie turėtų sugebėti ją valdyti, nes jie nebus nuolat degami.

11 veiksmas: įkelkite kodą

Iš pradžių nustatiau dabartinį laiką RTC modulyje. Tam ką tik įkėliau DS1307RTC bibliotekos „SetTime“pavyzdį. Vėliau galima įkelti pridėtą laikrodžio kodą. Paspaudus mygtuką, ekranas užsidegs 5 sekundes ir parodys esamą laiką.

12 veiksmas: baigtas laikrodis

Čia yra dar vienas gatavo laikrodžio vaizdas. Dieną fotochrominį ekraną galima naudoti, o naktį-su tamsoje švytinčiu ekranu.

Apskritai esu labai patenkinta rezultatu, nors skaičiai abiejuose sluoksniuose vis tiek gali būti šviesesni. Kita galimybė, kurią galbūt norėčiau išbandyti, yra tamsoje švytinčių miltelių sumaišymas su epoksidine derva ir panaudojimas, kad užpildytumėte ekrano segmentus, o ne karštus klijus. Taip pat būtų malonu vietoj 5 mm šviesos diodų naudoti profesionalią PCB su SMD šviesos diodais.