So erstellen Sie eine minimalistische LED-Uhr – wikiHow

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:16

All diese digitalen Wanduhren können so beschäftigt sein, oder? Sie möchten nicht wirklich, dass ein großes, helles 7-stelliges Display Ihre Wand überfüllt und im Weg steht, oder? Sogar die analogen Uhren, obwohl einfacher, haben immer noch hässliche schwarze Zahlen und Zeiger in Ihrer Peripherie. Und das Ticken kann einen manchmal in den Wahnsinn treiben.

Darf ich Ihnen die LED-Uhr vorstellen, um alle Ihre Probleme zu lösen. Anstelle eines hässlichen Bildschirms oder lauter und unbeholfener Hände umkreisen stumme Lichtpunkte den Umfang und bedeuten Sekunden, Minuten und Stunden. Völlig kundengerecht, können Sie das Gesicht aus allem heraus machen. Holz, Acryl, sogar Marmor. Unabhängig vom Zuhause kann die LED-Uhr zur Ästhetik passen. Möchten Sie einen sauberen weißen Schiefer mit sanften Blautönen am Rand? Du kannst. Oder bevorzugen Sie einen rustikaleren Look, ein Holzgesicht mit orangefarbenen Lichtern? Ein schwarzes Gesicht mit grünen Lichtern? Alles, was Sie sich vorstellen können, können Sie mit diesem einfachen Design erstellen.

Der folgende Prozess ist eine Anleitung. Wenn Sie möchten, können Sie die Uhr im Bild erstellen. Wenn Sie etwas Größeres möchten, können Sie dies tun. Folgen Sie treu oder machen Sie das Design zu Ihrem. Es ist schließlich Ihre Uhr.

Lieferungen

Die für die Uhr verwendeten Materialien sind:

Weißes Acryl (durchscheinend, obwohl es mit undurchsichtigem Material genauso gut funktionieren würde)

WS2812B LED-Streifen, 144 LEDs pro Meter

Arduino Pro Mini, 16Mhz, 5V

USB-zu-TTL-Adapter (zum Programmieren des Arduino)

Taktiler Taster (x2)

USB (mehr Infos im Verdrahtungsschritt)

Anschlusskabel

Mehradriger Draht (mit zwei Drähten darin)

Tafel Schokolade. Nicht unbedingt für die Uhr verwendet, aber trotzdem wichtig…

Die benötigten Werkzeuge sind (in keiner bestimmten Reihenfolge):

Ein Puzzle

Ein Lötkolben, Lötzinn und ein Schwamm

Eine Heißklebepistole

Ein Kompass

Sekundenkleber

Schritt 1: Übersicht und Designprozess

Ich bin ehrlich, das LED-Uhren-Framework habe ich in zwei Wochen zusammengeschlagen, mit allem, was ich während des Lockdowns zu Hause herumliegen hatte. Es ist keineswegs perfekt, und ich werde es später im Jahr definitiv noch einmal besuchen. Lassen Sie uns also auf das Warum eingehen.

Das Grundprinzip dahinter ist, dass es zwar NeoPixel-LED-Uhren gibt, aber alle ihre LEDs direkt ausstrahlen (direkt auf dein Gesicht). Ich finde das ein wenig aggressiv (ganz zu schweigen von der Ablenkung), also kam ich auf eine bessere Idee: das Licht an der Wand. Dies erzeugt einige sehr schöne Lichteffekte und hat den unbeabsichtigten Nebeneffekt, eine weiche Beleuchtung im Gesicht zu erzeugen.

Das Framework ist vollständig anpassbar, und obwohl ich nicht empfehle, mehr als 60 LEDs zu verwenden, ist die Programmierung in der Lage, wenn Sie eine größere Uhr wünschen, damit umzugehen. Es sollte für die meisten Leute, sogar für Anfänger, einfach sein, es anzupassen, und ich werde Ihnen im nächsten Schritt erklären, wie Sie dies tun. Für diejenigen unter Ihnen, die Erfahrung mit Arduino haben, wird vieles von dem, was ich sage, offensichtlich sein, aber für die Leute, die noch nie in ihrem Leben einen berührt haben, habe ich mich bemüht, es so einfach wie möglich zu machen.

Das Ablesen der Uhr ist dasselbe wie das Ablesen einer analogen Uhr, was für viele Teenager (wie mich) etwas Übung erfordert. Verschiedene Farben stehen für verschiedene Zeiger, wobei die Standardeinstellung Blau für Stunden, Grün für Minuten und Rot für Sekunden ist. Das heißt, lass uns beginnen!

Schritt 2: Programmierung Teil 1: Einrichten

Die Programmierung der Uhr ist relativ einfach, ich habe den schwierigen Teil für Sie erledigt und geschrieben. Gehen Sie zur Arduino-Site und laden Sie das Installationsprogramm herunter. Nicht die App. Das ist wichtig. Sobald das heruntergeladen ist, fahren Sie fort und installieren Sie es. Schnappen Sie sich ein Glas Wasser, während das passiert, Sie müssen hydratisiert bleiben. Sobald das installiert ist, sollten Sie die angehängte Datei "ClockV2.ino" öffnen können.

Schritt 3: Programmierung Teil 2: Bibliotheken installieren

Sobald Sie überprüft haben, dass die Arduino-Software installiert ist, müssen Sie die FastLED.zip-Bibliothek von hier herunterladen. Wenn Sie unter Windows arbeiten, legen Sie den Ordner in Documents/Arduino/libraries ab.

Öffnen Sie auf einem Mac die Arduino-Software und klicken Sie oben im Fenster auf "Skizze". Bewegen Sie den Mauszeiger im Dropdown-Menü über "Bibliothek einschließen" und klicken Sie auf "ZIP-Bibliothek hinzufügen". Wählen Sie die soeben heruntergeladene. ZIP-Datei aus und klicken Sie auf Öffnen.

Das ist dieser Schritt getan. Das war einfach, nicht wahr?

Schritt 4: Programmierung Teil 3: Anpassen des Codes

Jetzt kommt der lustige Teil: Anpassung! Alles im Code wurde kommentiert, sodass Sie selbst mit den rudimentärsten Programmierkenntnissen sehen können, was passiert. Die Teile, die Sie möglicherweise ändern möchten, sind jedoch die folgenden.

#define NUM_LEDS 60

Dies ist ziemlich einfach, wie viele LEDs sind in Ihrem Streifen? Ich persönlich empfehle, es auf 60 zu reduzieren, weil es schön und einfach ist. es ist auch die einzige Zahl mit einer LED pro Sekunde (für eine schöne glatte Zählung.)

FastLED.setHelligkeit(255);

Der Helligkeitsregler befindet sich im oberen Bereich. Dies akzeptiert eine Zahl zwischen 1 und 255, wobei 1 die leiseste und 255 die volle Helligkeit ist.

leds[ledMins] = CRGB::Grün;

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

Diese finden Sie ganz unten im Code. Alles, was sie tun, ist, dem Programm mitzuteilen, auf welche Farbe jede 'Hand' eingestellt werden soll. Experimentieren Sie herum, sehen Sie, was Ihnen gefällt. Wenn Sie den Sekundenzeiger nicht wollen (aus Gründen, die mir entgehen,), können Sie sogar die zweite Zeile löschen und diese "Hand" vollständig loswerden.

Schritt 5: Programmierung Teil 4: Hochladen

Wir sind fast fertig mit dem Code-Aspekt dieses Projekts, nur noch ein Schritt: den Code von Ihrem Computer zum Arduino zu bringen. Dies kann auf den ersten Blick ein wenig entmutigend erscheinen, aber wenn Sie Punkte verbinden können, können Sie es tun. Löten Sie zuerst die Pins auf Ihren Arduino. Sie benötigen nur die untere Reihe, die um 90 Grad gebogen wird.

Suchen Sie auf Ihrem USB-zu-TTL-Adapter die RX-, TX-, 5V-, RST- und GND-Pins. Verbinden Sie die Pins des Adapters mit den Pins an der Unterseite des Arduino. RX an RX, TX an TX, 5V (oder VCC) an VCC, GND an GND. Hinweis: Einige Adapter haben einen kleinen Jumper, um die Spannung zu steuern. Stellen Sie dies auf die Position 5V.

Wenn das erledigt ist, fahren Sie fort und schließen Sie es an Ihren Computer an. Warten Sie ein paar Minuten, während die Treiber installiert werden (trinken Sie wieder etwas Wasser). Sobald dies erledigt ist, öffnen Sie die Arduino-Software. Klicken Sie oben auf "Tools" (oder "Skizze" auf einem Mac) und ändern Sie das "Board" in "Arduino Pro oder Pro Mini". Ändern Sie danach den 'Prozessor' in "ATmega328P (5V, 16MHz.)".

'Port' ist eine Frage des Experimentierens. Welcher Port verschwindet, wenn Sie den Adapter abziehen? Wird es beim Anschließen wieder angezeigt? Benutze diesen. Wenn alles verbunden ist, drücken Sie den Pfeil oben links auf dem Bildschirm und drücken Sie die Taste oben auf dem Arduino. Warten Sie etwa eine Minute, und unten auf dem Bildschirm wird die Meldung "Hochladen abgeschlossen" angezeigt. Wenn es aus irgendeinem Grund fehlschlägt, versuchen Sie es erneut und drücken Sie die Taste nach einer anderen Zeit, bis es funktioniert. Und das ist alles! Die Software ist fertig!

Schritt 6: Elektronik

Es gibt vier Hauptschritte, um die Elektronik zu sortieren. Die Basis, die LEDs, die Verkabelung und der Stecker. Aber das Wichtigste zuerst.

Der Ring

Dafür gibt es zwei Möglichkeiten: Sie können die Basis in 3D drucken oder aus Holz schneiden. 3D-Druck ist viel weniger mühsam zu erstellen, aber offensichtlich unpraktisch, wenn Sie keinen 3D-Drucker haben. Falls Sie jedoch eine haben, wird die.stl-Datei angehängt.

Es ist auch einfach zu machen. Es ist einfach ein Ring aus 12 mm Sperrholz, 132 mm Durchmesser (bei mehr als 60 LEDs müssen Sie den Durchmesser selbst berechnen.) Dann wird eine Platte über das obere Viertel geklebt, mit einer Kerbe ausgeschnitten von ihm, um den Nagel (oder die Befehlsleiste, wenn Sie dies wünschen) aufzunehmen, an dem er hängt. Sehen Sie sich das Modell unten für eine visuelle Darstellung an.

Einfach genug, oder? Beachten Sie, dass die Wandstärke nicht besonders wichtig ist, wenn Sie es aus Holz herstellen. Ich habe es nur dünn gemacht, um Filament zu sparen.

Der LED-Streifen

Der LED-Streifen ist der Knackpunkt des Projekts. Obwohl auf der Rückseite bereits Industriekleber angebracht ist, fand ich, dass dieser nicht stark genug war, um ihn an Ort und Stelle zu halten. Es könnte perfekt für Sie funktionieren, aber ich empfehle die Verwendung von Sekundenkleber, um es niedrig zu halten. Nur für den Fall.

Die normalen Längen, die Sie kaufen können, sind 50 cm und 1 m. In beiden Fällen müssen Sie den Streifen zuschneiden. Zählen Sie 60 LEDs aus und schneiden Sie entlang der schwarzen Linie. Zählen Sie SEHR sorgfältig, Sie möchten nicht mehr LEDs kaufen müssen.

Beachten Sie die Pfeile auf dem Streifen. Dies ist die Richtung, in die sich die "Hände" drehen. Drehen Sie den Ring so, dass die Kerbplatte nach unten zeigt. Richten Sie die erste LED mit der Oberseite der hängenden Kerbe aus und drücken Sie sie fest nach unten. Wickeln Sie die LEDs im Uhrzeigersinn um und stecken Sie die Drähte durch die Kerbe. Die LEDs sollten sich vollständig umwickeln und kurz vor der ersten LED enden. Die LED an der 6-Uhr-Position muss modifiziert werden. Nimm dein Bastelmesser und schneide sehr vorsichtig eine Kerbe in den Streifen. Die Kerbe sollte breit genug sein, um Ihr Stromkabel (zweiadriges Kabel,) aufzunehmen, aber nicht breiter als der Raum zwischen den beiden Kupferkontakten. Die Regel, die ich verwende, ist, versuchen Sie, den Pfeil aus dem Streifen herauszuschneiden. Wichtig ist auch, dass Sie die Lötstellen der LEDs nicht schneiden.

Die Verkabelung

Die Verkabelung für die Uhr ist so einfach wie möglich. Es gibt drei Arten von Drähten: Anschlussdraht für die Uhr selbst, dickerer Draht, der auf die LEDs vorgelötet ist, und Dual-Core-Draht, um die Uhr mit Strom zu versorgen.

Das obige Diagramm könnte anfangs etwas überwältigend aussehen, aber Sie müssen nur die Punkte verbinden. Unten ist mein Foto des Prozesses, damit Sie ein Gefühl dafür bekommen, wie es aussehen soll. Der USB-Anschluss wird durch das Dual-Core-Kabel geführt, damit es möglichst aufgeräumt aussieht.

Der Stöpsel

Aufgrund des hohen Stromverbrauchs des Systems müssen wir es irgendwo einstecken. Ich werde das hoffentlich später beheben, aber im Moment müssen wir uns begnügen. Ich habe einen USB-Stecker gewählt, weil es praktisch ist, jeder einen Ersatzstrombaustein hat und wir keine Transformatoren zerlegen müssen (lesen Sie: Ich möchte nicht, dass sich jemand dabei verletzt, indem er dumm ist und einen Kondensator leckt.)

Nach einiger Suche fand ich ein altes Ladekabel von einem Spielzeughelikopter. Sicherlich hatte jeder einen dieser 15-Dollar-RC-Hubschrauber, der nach einem Monat kaputt ging?

Wenn Sie dies aus irgendeinem Grund nicht tun, müssen Sie einen männlichen USB-Anschluss und eine Schutzhülle kaufen. Jedenfalls habe ich das Gehäuse von meinem Ladegerät-Ding abgezogen und siehe da, es ging leicht auseinander.

Nach dem Entlöten von zwei Anschlüssen ging der Stecker sofort ab. Jetzt muss nur noch an den Dual-Core-Draht gelötet werden. Wenn Sie den USB mit den Kontakten zu Ihnen zeigen und den Laschen nach unten halten, verläuft die Verkabelung wie folgt: Strom, Signal, Signal, Masse. Da wir die beiden Signalanschlüsse nicht verwenden, verbinden wir nur die Drähte mit den äußeren beiden. Der Draht, der auf dem Arduino zu GND geht, geht zum Masseanschluss (rechts,) und der VCC-Anschluss geht zu Power (links).

Diese beiden zurückgefalteten Drähte waren einfach da, weil das Kabel, das ich gefunden habe, Quad-Core- statt Dual-Core-Kabel war. Jetzt muss nur noch das Gehäuse um den Stecker gelegt und mit Heißkleber vollgepumpt werden.

Schließen Sie es an, um es zu testen. Prüfen Sie, ob die Minuten-, Stunden- und Sekundenzeiger erscheinen. Wenn ja, perfekt.

WEITER! Zum nächsten Schritt!

Schritt 7: Zifferblatt

Hier kommt der wirklich knifflige Teil: einen perfekten Kreis von Hand schneiden. Perfekt ist optional, aber wir wissen beide, dass Sie nicht mit sich selbst leben können, wenn Sie eine schiefe Uhr bauen. Das Zifferblatt ist nur ein Kreis mit einem Durchmesser von 162 mm (oder etwa 15 mm größer als der Ring auf beiden Seiten, wenn Sie eine größere Uhr herstellen). Nehmen Sie einen Kompass, markieren Sie ihn und machen Sie sich bereit zum Schneiden.

Wenn Sie sich für ein anderes Material als Acryl entscheiden, wünsche ich Ihnen viel Glück. Ich kann Ihnen aus erster Hand sagen, 6mm Acryl ist hart. Ich habe mir den Ellbogen verletzt, als ich das entdeckt habe. Nach etwa zwanzig Minuten soliden Schnitts war ich endlich mit einer beeindruckend gleichmäßigen (wenn ich das selbst sage) Acrylscheibe fertig. Zwei Ratschläge. Gehen Sie zuerst langsam. Nehmen Sie sich Zeit, wenn Sie es vermasseln, müssen Sie von vorne beginnen. Zweitens tragen Sie eine Maske. Sie schneiden eine Verbindung, die Sie wahrscheinlich nicht in Ihrer Lunge haben möchten.

Jetzt ist es an der Zeit, diesen Schokoriegel nach viel harter Arbeit zu haben. Du verdienst es. Nutzen Sie die Gelegenheit, um noch etwas zu trinken. Nach dem Schneiden ist nur noch die Montage erforderlich. Feilen Sie jedoch den Rand Ihrer Diskette ab, um sicherzustellen, dass sie richtig rund ist, bevor Sie fortfahren.

Schritt 8: Kleben (und viel davon)

Wir sind jetzt auf der Zielgeraden, nur noch ein paar Dinge zu tun. Nehmen Sie zuerst Ihre Diskette, die Sie im letzten Schritt ausgeschnitten haben. Zeichnen Sie einen Kreis darauf, etwas größer als der Durchmesser Ihres Rings (oder etwas kleiner als der Innendurchmesser, wenn Sie ihn in 3D gedruckt haben.)

(Ja ich weiß, das ist eine schöne und gekonnt gezogene Linie)

Richten Sie Ihren Ring so gut wie möglich darauf aus. Es ist oft eine gute Idee, ein helles Licht direkt über Ihrer Arbeit zu haben, um alle Schatten zu beseitigen, die Sie verwirren könnten. Sobald Sie sicher sind, dass es an der richtigen Stelle ist, kleben Sie es einfach um die Innenseite herum (um die Gefahr des Beschlagens der LEDs zu verringern).

Der letzte Schritt besteht darin, die Komponenten zu verkleben, um die Wahrscheinlichkeit zu minimieren, dass etwas kaputt geht. Heißkleber wird hier den Zweck erfüllen.

Aaaund fertig! es bleibt nur noch zu testen! Der nächste Schritt deckt das ab.

Schritt 9: Fertigstellen

Das letzte, was Sie an dieser Uhr tun müssen, ist, ein Problem mit einer sehr High-Tech-Lösung zu beheben. Sie haben vielleicht bemerkt, dass der Arduino ein bemerkenswert helles, bemerkenswert rotes Licht hat, das durch das Acryl scheint (wenn Sie tatsächlich Acryl haben). die LED. Blu-Tack würde auch funktionieren. Oder malen. Decken Sie einfach das Licht ab. Um die Uhr einzustellen, drücken Sie einfach die obere Taste, um die Stunden zu erhöhen, und die untere, um die Minuten zu erhöhen.

Sie können feststellen, dass die Uhr Zeit gewinnt oder verliert. Dies liegt daran, dass der Quarz im Arduino nur in etwa 90% der Zeit zuverlässig ist. Sie können dies normalerweise anpassen, indem Sie die 'zweite' Variable oben ändern. 1013 Millisekunden waren das, was für mich funktioniert hat, aber Sie werden möglicherweise feststellen, dass es optimiert werden muss. Nachdem Sie es geändert haben, laden Sie es erneut hoch und warten Sie einen Tag, um zu sehen, ob es korrekt bleibt.

Das ist alles von mir, Sie wissen jetzt, wie man eine einzigartig angepasste minimalistische Uhr herstellt, die ehrlich gesagt wirklich, wirklich gut aussieht. Die Fotos werden dem nicht gerecht, es ist persönlich viel faszinierender. Ich habe definitiv vor, es in Zukunft noch einmal zu besuchen, mit Funktionen wie einem dedizierten Uhrenchip, Dimmen bei Nacht, Wachmodus (in dem es nur eingeschaltet wird, wenn jemand in der Nähe ist) und voller Akkuleistung. Bleiben Sie dran.