DIY Arduino Wordclock - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:19

Meine Version einer Wordclock wird kein 12×12 LED-Matrix-Display haben. Stattdessen besteht es aus LED-Streifen und nur die signifikanten Wörter auf der Uhr können aufleuchten. Mit dieser Methode können Sie keine benutzerdefinierten Nachrichten anzeigen, aber der gesamte Build kostet Sie auch nicht so viel.

Dieses instructable ist eine fast genaue Kopie meines Artikels, der hier veröffentlicht wird.

Schritt 1: Sammeln Sie die notwendigen Materialien

Der Fall

Für den Fall benötigen Sie die folgenden Artikel. Die meisten dieser Komponenten sollten Sie in Ihrem örtlichen Baumarkt bekommen (Alle Maße in mm!):

1. Acryl/Glas Frontplatte (270×270 [mm])

2. Lasercut-Zifferblatt (1, 5 mm schwarzer matter Karton)

Ich habe es bei ponoko.com bestellt

3. Holz:

2x 300x80x15 [mm]2x 270x80x15 [mm]2x 270x40x10 [mm]2x 250x40x10 [mm]

4. Sperrholzplatten

2x 270x270x5 [mm]

5. Schaumstoffplatten

Wird als Abstandshalter und als Raster für die Wörter auf der Uhr verwendet, damit das Licht nicht auf andere Buchstaben durchschlägt, die nicht beleuchtet werden sollen. Diese können schwer zu finden sein, ich habe sie von Amazon.

Die Elektronik

Für die Elektronik benötigst du:

1. LED-Streifen mit WS2812B oder ähnlichem integrierten Controller

1 Meter (60 LEDs)

2. 330 Ohm Widerstand (oder etwas in der Nähe, nur als Kurzschlussschutz)

3. RTC-Modul

Ich habe dieses von banggood.com

Wichtig! Sie können jeden beliebigen LED-Streifen verwenden, solange die LEDs separat angesprochen werden können oder Sie bauen einen eigenen Controller, der die einzelnen Segmente schaltet. Ich habe eine Liste mit ähnlichen LED-Streifen-Controllern zusammengestellt. Sie können es hier herunterladen.

Schritt 2: Downloads und Watchfaces

Schablonenschrift

Zuerst müssen Sie eine schöne Monospace-Schablonenschriftart finden. Das bedeutet, dass alle Zeichen die gleiche Breite haben und vollständig verbunden sind. Leider habe ich beim Bau meiner Uhr nicht daran gedacht, daher fehlen bei einigen Buchstaben ihre inneren Teile. Allerdings mag ich diese Schriftart. Aber Sie können jede beliebige Schriftart verwenden.

Das Zifferblatt

Als nächstes müssen Sie ein Zifferblatt erstellen. Für diesen Vorgang habe ich einfach 12 Zeilen Kauderwelsch getippt, bestehend aus 12 Zeichen pro Zeile. Danach fügte ich die notwendigen Wörter hinzu (Es ist, viertel, halb, eins, zwei, …, Uhr und so weiter). (siehe Abb. 1).

Danach habe ich meinen gesamten Text kopiert und in Photoshop eingefügt. Sie können hier auch GIMP verwenden, wenn Sie kein Photoshop haben. In Photoshop müssen Sie Ihre Schriftart in die zuvor heruntergeladene Schablonenschriftart ändern und alles so gestalten, dass es auf einem 270x270mm-Bild (das ist die Größe unseres vorderen Platzes) gut aussieht, wie in den Abbildungen 2 und 3 gezeigt.

Anschließend den Text in einen Pfad umwandeln und alles als Vektorgrafik zum Laserschneiden exportieren. Sehen Sie sich die Richtlinien Ihres Laserschneidservices an, um dies richtig zu tun, da dies von Service zu Service unterschiedlich ist.

Die Firmware

Einfach hier herunterladen. Sie benötigen dies später und ich werde es später in diesem anweisbaren besprechen.

Schritt 3: Gehäuse zusammenbauen

Das komplette Gehäuse besteht aus zwei Quadraten und das innere sollte perfekt in das äußere Quadrat passen. Zusammen bilden sie den fertigen Koffer. Der innere dient als Abstandshalter und Montageplatz für die LED-Platinen. Kleben Sie die Holzstücke wie in Abbildung 1 gezeigt zusammen.

In der Mitte des Gehäuses sollte ein Leerzeichen von 250 × 250 sein. Hier werden später die Schaumabscheider platziert. Ich empfehle, dass Sie zuerst die Außenschale bauen und dann die Frontplatte und das Zifferblatt als Führung beim Bau des Innenrahmens verwenden, damit Sie eine kleine Lippe erhalten, an der diese beiden Komponenten später montiert werden können. Auf diese Weise schließen sie bündig mit den Kanten des Holzgehäuses ab und es sieht gut aus, wenn es fertig ist, wie in Abbildung 2 gezeigt. Vergessen Sie nicht, die Dicke Ihres lasergeschnittenen Zifferblatts hier zu berücksichtigen. Fügen Sie das einfach hinzu, je nach gewähltem Material.

Von der Rückseite sollte das Gehäuse so aussehen, wie ich es in Abbildung 3 gezeigt habe. Vergessen Sie nicht, irgendwo am Gehäuse eine Aussparung für eine DC-Buchse oder ein Kabel zu machen, vorzugsweise auf der Unterseite.

Schritt 4: Die Elektronik

Das war der Teil, für den ich lange gebraucht habe. Es war nicht schwer, aber Sie müssen die gesamte Verkabelung von Hand vornehmen, also machen Sie sich bereit für mindestens zwei Stunden Löten!

Nehmen Sie zunächst eine der beiden Sperrholzplatten und Ihre Vorderseite und richten Sie diese so aus, dass die Vorderseite auf der Platte aufliegt. Anschließend greifen Sie zu einem Stift und übertragen die Buchstaben, die Sie später beleuchten möchten, auf die Sperrholzplatte. Danach sollte es wie in Abbildung 1 dargestellt aussehen. (Hinweis: Ich habe anstelle des Sperrholzes eine Schaumstoffplatte verwendet, würde aber empfehlen, Holz zu verwenden, da der Schaumstoff beim Löten zum Schmelzen neigt und eine potenzielle Brand- und Gesundheitsgefahr darstellt).

Danach legen Sie den LED-Streifen auf diesem Panel aus. Versuchen Sie, LEDs gleichmäßig über die Wörter zu verteilen. Ich habe alle 60 LEDs verwendet, die auf dem Streifen kamen, aber Sie könnten weniger verwenden, wenn Sie möchten. Je mehr Sie jedoch pro Wort verwenden, desto besser wird es am Ende aussehen, da alle Buchstaben dieses einen Wortes gleichmäßig aufleuchten. Abbildung 2 zeigt, wie ich sie verteilt habe.

Wenn Sie mit dem Layout zufrieden sind, ziehen Sie die Schutzfolie von der Rückseite des LED-Streifens ab und montieren Sie die LEDs. Versuchen Sie, sie zentriert auf jedes Wort zu platzieren. Wenn Ihr Streifen nicht selbstklebend ist, verwenden Sie einen normalen Kleber und lassen Sie ihn trocknen.

Stellen Sie sicher, dass Sie sie in die richtige Richtung platzieren. Auf meinem Streifen war ein kleiner Pfeil, der den Weg anzeigte, den das Steuersignal nehmen wird (siehe Abb. 3). Richten Sie alle Streifen so aus, dass der Pfeil immer in die gleiche Richtung zeigt.

Danach müssen Sie einige 2 mm Löcher bohren. Bohren Sie auf beiden Seiten jedes LED-Streifens drei Löcher in der Nähe der Kupferkontakte auf dem Streifen, wie in Abbildung 4 gezeigt. Von der Rückseite sollte die Montageplatte wie meine in Abbildung 5 aussehen.

Jetzt kommt der knifflige Teil: Sie müssen die LED-Streifenstücke miteinander verbinden, sodass sie wieder einen langen Streifen bilden. Das heißt: Verbinden Sie die LED-Streifen in jeder Reihe miteinander (GND -> GND, 5V -> 5V, Data -> Data).

Wie Sie in Abbildung 5 sehen können, habe ich alle Stromleitungen angeschlossen und links und rechts der Montageplatine eine gemeinsame +5V- und eine gemeinsame GND-Schiene erstellt. So werden die Streifenstücke in einer Leitung miteinander verbunden und das letzte Stück jeder Leitung wird links mit GND verbunden und jedes erste Stück einer Leitung wird mit +5V verbunden.

Danach habe ich die Datenleitungen jedes Streifenstücks einer Leitung miteinander verbunden und den letzten Ausgang einer Leitung mit dem ersten Eingang der nächsten Leitung verbunden. Dann habe ich das Panel testweise in das Gehäuse eingebaut. Dies ist in Abbildung 6 zu sehen.

Ich habe flexible gelbe Drähte verwendet, um das Ende einer Linie mit dem nächsten zu verbinden und harte Kupferdrähte, um die Verbindungen zwischen den LED-Streifenstücken herzustellen, die sich auf derselben Linie befinden. Danach habe ich die Verbindungen mit dem Test-Skript getestet und als ich sah, dass alles funktionierte, habe ich die gelben Drähte mit Heißkleber befestigt, damit sie nicht im Gehäuse herumfliegen und habe ein rotes und schwarzes Kabel für die Stromschienen.

Wenn Sie für Ihren Stromanschluss eine DC-Buchse verwendet haben, schließen Sie diese jetzt an. Ich benutzte ein Telefonladegerät und verkabelte es.

Schritt 5: Endmontage

Wenn Sie sich vergewissert haben, dass alles funktioniert, montieren Sie die Platine mit den LEDs so in das Gehäuse, dass die LEDs nach vorne zeigen. Es sollte wie in Abbildung 1 dargestellt aussehen.

Sie können es entweder mit Schrauben befestigen oder einfach Kleber verwenden. Ich habe mich für die zweite Option entschieden, da ich nicht vorhabe, sie wieder zu entfernen.

Nachdem dies erledigt war, begann ich, das Schaumgitter zu erstellen, das verhindert, dass unerwünschte Buchstaben auf der Vorderseite aufleuchten. Also habe ich zuerst elf 250 x 40 mm große Stücke aus den Schaumstoffplatten ausgeschnitten und auf die LED-Platine geklebt. Kleben Sie diese zwischen die einzelnen Textzeilen auf der Vorderseite und Ihr Build sollte ungefähr so aussehen wie meiner in Abbildung 2.

Schneiden Sie nun den Schaumstoff in kleinere Stücke, die zwischen die Linien gehen und platzieren Sie diese wo nötig. Es sollte wie bei mir in Abbildung 3 aussehen.

Auf diese Weise erstellen Sie für jedes Wort einzelne Zellen, die am Ende aufleuchten. Danach alles trocknen lassen und ein 250 x 250 mm großes Stück Pergamentpapier oder ähnliches ausschneiden. Ich habe es verwendet, um das Licht zu zerstreuen, das von den LEDs kommt. auf das Schaumstoffgitter legen und mit einigen Tropfen Kleber fixieren. Versuchen Sie, es nicht auf die Holzteile zu legen.

Anschließend die lasergeschnittene Frontseite aufkleben und mit der Glasfront abschließen. Denken Sie daran, alle Schutzfolien zu entfernen. Das fertige Produkt sollte wie in Abbildung 4 aussehen.

Setzen Sie nun alle verbliebenen elektronischen Komponenten ein und stellen Sie die notwendigen Verbindungen her. Die Datenleitung des LED-Streifens ist an seinem 2. Pin (Pin 2) mit meinem Arduino verbunden und ich habe einen 330 Ohm Widerstand für zusätzlichen Schutz hinzugefügt.

Verbinden Sie dann das RTC-Modul mit den SDA- und SCL-Pins des Arduino und mit 5V und GND des Arduino.

Anschließend den Koffer mit der restlichen Sperrholzplatte verschließen und fertig mit dem Koffer!

Schritt 6: Die Firmware

Für die Firmware habe ich die Bibliotheken fastled und Sodaq-DS3231 für Arduino verwendet.

Diese Firmware funktioniert nur richtig, wenn Sie den gleichen LED-Strip-Controller verwenden, wie ich es getan habe. Wenn Sie einen anderen verwenden möchten, müssen Sie möglicherweise den Code ändern, damit er zu Ihren Teilen passt. Ich habe versucht, den Code so leicht verständlich wie möglich zu gestalten, damit Sie ihn schnell an Ihre Front- oder LED-Anordnung anpassen können. Wenn Sie nur einen anderen LED-Controller verwendet haben, sollten Sie gut sein, indem Sie nur diese Zeile in der setup()-Methode ändern:

FastLED.addLeds(LEDs, NUM_LEDS);

Wenn Sie jedoch eine andere Frontplatte erstellt haben, ändern Sie die Nummern der LEDs, die am Anfang des Programms definiert sind. Ich denke, der Code sollte relativ einfach zu verstehen sein und ich habe Kommentare hinzugefügt.

Ich gebe zu, dass das Programm nicht schön geschrieben ist (alles ist hartcodiert) und keineswegs optimiert, aber ich habe versucht, es so einfach und verständlich wie möglich zu halten.

Schritt 7: Fazit

Dies war mein erstes instructable und ich hoffe, es hat Ihnen gefallen. Wie oben erwähnt, habe ich auch eine Website, auf der ich mehr interessante Dinge wie diese poste. Besuchen Sie es gerne.

Außerdem ist im ersten Schritt ein Video angehängt, wenn Sie es lieber sehen, anstatt es zu lesen.

Mit diesem instructable wollte ich Ihnen zeigen, dass es immer noch möglich ist, eine billige Wordclock zu Hause ohne professionelle Werkzeuge oder Materialien zu bauen. Okay, Sie brauchen immer noch eine lasergeschnittene Vorderseite, aber Sie können es selbst tun, wenn Sie die Geduld und Zeit haben, jeden Buchstaben einzeln auszuschneiden.

Das Beste daran ist: Von außen sieht niemand, wie einfach es von innen ist, also kannst du dich immer noch als technischer Vordenker ausgeben, wenn Leute zu dir nach Hause kommen und auch wenn du das nicht vorhast, haben Sie immer noch eine schöne Möglichkeit, die aktuelle Zeit darzustellen!