שעון פוטוגרומי וזוהר בחושך: 12 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:14

שעון זה משתמש בצג בן 4 ספרות בנוי בהתאמה אישית בן 4 ספרות העשוי מנורות UV. מול התצוגה מוצב מסך המורכב מחומר זרחני ("זוהר בחושך") או מחומר פוטוכרומי. כפתור לחיצה בחלקו העליון מאיר את תצוגת ה- UV אשר לאחר מכן מאירה את המסך למשך מספר שניות, כך שהוא יתחיל לזרוח או משנה את צבעו ולאחר מכן מתפוגג באיטיות.

הפרויקט הזה היה בהשראת השעון המדהים של זוהר בחושך מאת טאקר שאנון. כשבניתי את הפרויקט שלו נתתי לו טוויסט קטן על ידי החלפת המסך הזוהר בחושך בתלת ממד אחד המודפס מנימה פוטו כרומית שמשנה את צבעו כאשר הוא נחשף לאור אור UV. בינתיים ראיתי שלאנשים אחרים יש אותו רעיון (ראה למשל כאן). למרות שמנגנון התכנון המכני של השעון בהחלט מדהים יש לו חיסרון שהמספרים יוצאים קצת עקומים אז חשבתי על דרך אחרת לגרום למספרים להראות נקיים יותר. בהתחלה ניסיתי להחליף את התאורה האחורית של תצוגת LCD עם נוריות UV ולאחר מכן לשים למעלה מסך פוטו כרומי/זוהר בחושך. עם זאת, התברר כי העוצמה המועברת דרך ה- LCD הייתה נמוכה מאוד. לאחר מכן החלטתי לבנות תצוגה בת 7 ספרות בת 4 ספרות באמצעות נוריות UV להארת המסך מה שנתן תוצאות טובות בהרבה.

אספקה

חומרים

• מודול RTC DS3231 (ebay.de)
• Arduino Nano (ebay.de)
• נימה שמשנה צבע UV (amazon.de)
• מדבקה זוהרת בחושך 96x39x1 מ"מ (ebay.de)
• יריעת פלסטיק שקופה 96x39x1 מ"מ (amazon.de)
• מודול הגברת MT3608 DC DC (ebay.de)
• 30 יח '5 מ"מ UV LED (ebay.de)
• צג TM1637 בעל 4 ספרות בת 7 פלחים (ebay.de)
• כפתור לחיצה רגעי 12x12 מ"מ (ebay.de)

כלים

• מדפסת תלת מימד
• אקדח דבק חם
• מלחם
• מולטימטר

שלב 1: הדפסה תלת מימדית

יש להדפיס את קבצי ה- stl הבאים. חלקי הדיור הודפסו מ- PLA שחור בעוד שבקובץ 4digits.stl השתמשתי ב- PLA לבן. המסך הודפס מנימה שמשתנה צבע סגול UV. ניתן להדפיס את קנקן ההלחמה מכל חומר.

שלב 2: תצוגת 7 מגזרי הלחמה

הייתי צריך רק את תרמיל ה- I2C של הצג בן 4 הספרות בן 7 הספרות, כך שהשלב הראשון היה להסיר את המסך מהמודול.

שלב 3: הכינו PCB Protoype

לאחר מכן גזרתי חתיכה מתוך PCB של אב טיפוס עבור נוריות ה- UV וסימנתי את המקומות שבהם אני רוצה למקם את הלדים על פי ג'יג הלחמה. בחלק התחתון הצמדתי מאוחר יותר כותרות סיכה זכריות לחיבור לתרמיל I2C.

שלב 4: הלחמות נוריות וכותרות סיכות

לאחר מכן הלחמתי את כל נוריות ה- UV לאב -טיפוס PCB והצמדתי גם את כותרות הסיכה הגברית. השתמשתי בלוח ההלחמה לצורך יישור של נוריות ה- UV.

שלב 5: חיווט נוריות

לאחר מכן, נוריות ה- LED היו מחוברות לפי הסכימה המצורפת המעתיקה את פריסת התצוגה בת 4 הספרות שהורחקה מחבילת הגב של I2C. עבור החיבורים של הקטעים הבודדים של ספרה אחת השתמשתי בחוט נחושת מכסף בעוד שאר החיבורים נעשו עם חוט מבודד. כל העניין נראה די מבולגן בסופו של דבר.

שלב 6: צרף תרמיל I2C

לאחר מכן, חיברתי את אב הטיפוס PCB לתרמיל I2C. בזמן שהלחמתי את שני החלקים ישירות ביחד היה חכם יותר להשתמש בכותרות נקבות על התרמיל כך שניתן לחבר ולנתק את שני החלקים.

לבדיקה התחברתי לגב לננו ארדואינו והעלתי את הדוגמה TM167test מספריית TM1637.

שלב 7: השלמת תצוגה בת 4 ספרות

לאחר מכן החלק המודפס בתלת -ממד מודפס בתלת -ממד על גבי נוריות הלדים. כדי לפזר את האור של הלדים מילאתי את הקטעים בדבק חם ואטמתי אותם עם סרט קפטון עד שהדבק התקשה. זה השאיר לי תצוגה מותאמת אישית בת 4 ספרות מותאמת אישית בת 4 ספרות.

שלב 8: מסך זוהר בחושך

בהתחלה ניסיתי להדפיס תלת מימד גם את המסך הזה מתוך נימה זוהרת בחושך. עם זאת, התברר שהוא מפזר את האור יותר מדי, כך שהמספרים נראים די שטופים. לכן החלטתי להשתמש במדבקה שהוצמדה למסך פלסטיק שקוף. רוב הפלסטיק עדיין שקוף מספיק לאור של ~ 400 ננומטר של נוריות הלדים.

שלב 9: הרכיב רכיבים בדיור

לבסוף ניתן להרכיב את הרכיבים לתוך הדיור המודפס בתלת מימד באמצעות שוב הרבה דבק חם.

לפני השימוש במודול DS3231 כדאי להשבית את מעגל הטעינה של הסוללה. רק לאחר שבניתי כמה שעונים עם מודול זה נתקלתי בחוט המסביר כי VCC מחובר לסוללת תא המטבע. המשמעות היא שכאשר אתה מפעיל את המודול באמצעות VCC מתח מוחל כל הזמן על הסוללה. מכיוון שהמודול מגיע עם סוללות CR2032 שאינן ניתנות לטעון, זה לא רעיון טוב. אתה יכול לבטל את מעגל הטעינה בקלות על ידי הרחקת הדיודה או הנגד המסומן בתמונה המצורפת.

שלב 10: חבר מודולים

לאחר מכן, הרכיבים חוברו באמצעות כבלי Dupont בהתאם לסכימה המצורפת. מודול ההגבהה שימש להגברת מתח האספקה של תרמיל I2C ל -7 וולט מכיוון שרציתי להפוך את נוריות ה- UV לבהירות ככל האפשר. המתח המופעל על הנורות הוא VCC-2 V, כלומר 5 V, בעוד שזה גבוה מהמתח הקדמי המומלץ של הנורות (3 V) הם אמורים להיות מסוגלים להתמודד עם זה מכיוון שהם לא יוארו כל הזמן.

שלב 11: העלאת קוד

בהתחלה, קבעתי את השעה הנוכחית במודול RTC. בשביל זה הרגע העלתי את הדוגמה SetTime של ספריית DS1307RTC. לאחר מכן, ניתן להעלות את הקוד המצורף לשעון. בעת לחיצה על הכפתור, התצוגה תדלק במשך 5 שניות ותציג את השעה הנוכחית.

שלב 12: שעון סיים

להלן עוד כמה תמונות של השעון המוגמר. במהלך היום ניתן להשתמש במסך הפוטוכרום, בעוד שבלילה ניתן להחליף אותו עם מסך הזוהר בחושך.

בסך הכל אני די מרוצה מהתוצאה למרות שהמספרים בשני הסקרן עדיין יכולים להיות בהירים יותר. אפשרות נוספת שאולי תרצה לנסות היא ערבוב של אבקה זוהרת בחושך עם אפוקסי ולאחר מכן באמצעותה למלא את מקטעי התצוגה במקום דבק חם. כמו כן, יהיה נחמד להשתמש במחשב PCB מקצועי עם נוריות SMD במקום נוריות 5 מ מ.