Valokromaattinen ja pimeässä hehkuva kello: 12 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:01

Tämä kello käyttää räätälöityä 4-numeroista 7-segmenttinäyttöä, joka on valmistettu UV-LED-valoista. Näytön eteen asetetaan näyttö, joka koostuu joko fosforoivasta ("pimeässä hehkuva") tai fotokromaattisesta materiaalista. Yläosassa oleva painike sytyttää UV -näytön, joka sitten valaisee näytön muutaman sekunnin ajan niin, että se alkaa hehkua tai vaihtaa väriä, joka sitten häipyy hitaasti.

Tämä projekti sai inspiraationsa Tucker Shannonin upeasta Glow-In-The-Dark Plot Clockista. Kun rakensin hänen projektiaan uudelleen, annoin sille pienen käänteen korvaamalla pimeässä hohtavan näytön yhdellä 3D: llä, joka on tulostettu fotokromaattisesta filamentista, joka muuttaa väriä altistettuna UV-valolle. Sillä välin näin, että muillakin oli sama ajatus (katso esim. Täältä). Vaikka kellon mekaaninen piirtomekanismi on varmasti mahtava, sen haittana on, että numerot tulevat hieman vinoon, joten ajattelin toista tapaa saada numerot näyttämään puhtaammilta. Aluksi yritin korvata nestekidenäytön taustavalon UV-LED-valoilla ja laittaa sitten päälle fotokromaattinen/pimeässä hehkuva näyttö. Kävi kuitenkin ilmi, että nestekidenäytön kautta lähetetty voimakkuus oli hyvin alhainen. Sen jälkeen päätin rakentaa 4-numeroisen 7-segmenttisen näytön UV-LEDien avulla näytön valaisemiseen, mikä antoi paljon parempia tuloksia.

Tarvikkeet

Materiaalit

• DS3231 RTC -moduuli (ebay.de)
• Arduino Nano (ebay.de)
• UV -väriä vaihtava filamentti (amazon.de)
• 96x39x1 mm pimeässä hehkuva tarra (ebay.de)
• 96x39x1 mm läpinäkyvä muovilevy (amazon.de)
• MT3608 DC DC -tehostinmoduuli (ebay.de)
• 30 kpl 5 mm UV -LED (ebay.de)
• TM1637 4-numeroinen 7-segmenttinen näyttö (ebay.de)
• 12x12 mm: n hetkellinen painike (ebay.de)

Työkalut

• 3D tulostin
• kuuma liimapistooli
• juotin
• yleismittari

Vaihe 1: 3D -tulostus

Seuraavat stl -tiedostot on tulostettava 3D -muodossa. Kotelon osat painettiin mustasta PLA: sta, kun taas 4digits.stl -tiedostossa käytin valkoista PLA: ta. Seula painettiin violetista UV -väriä vaihtavasta filamentista. Juotin voidaan tulostaa mistä tahansa materiaalista.

Vaihe 2: Juotto 7-segmenttinäytöstä

Tarvitsin vain 4-numeroisen 7-segmentin näytön I2C-repun, joten ensimmäinen askel oli irrottaa näyttö moduulista.

Vaihe 3: Valmista protoype -piirilevy

Seuraavaksi leikkasin palan piirilevyn prototyypistä UV -LED -valoja varten ja merkitsin paikat, joihin halusin sijoittaa LEDit juotosjigin mukaisesti. Alaosaan kiinnitin myöhemmin urosnastaiset otsat I2C -reppuun liittämistä varten.

Vaihe 4: LEDien ja nastojen juottaminen

Juotin sitten kaikki UV -LEDit piirilevyn prototyyppiin ja kiinnitin myös urosnastat. Käytin juotospistettä UV -LEDien pienentämiseen.

Vaihe 5: LED -valojen kytkentä

Seuraavaksi LEDit kytkettiin oheisen kaavion mukaisesti, joka kopioi 4-numeroisen näytön asettelun, joka irrotettiin I2C-reppusta. Yksinumeroisten segmenttien liitäntöihin käytin hopeoitua kuparilankaa, kun taas muut liitännät tehtiin eristetyllä langalla. Koko juttu näyttää lopulta aika sekavalta.

Vaihe 6: Kiinnitä I2C -reppu

Seuraavaksi kiinnitin piirilevyn prototyypin I2C -reppuun. Vaikka juotin molemmat osat suoraan yhteen, olisi ollut viisaampaa käyttää repussa naaraspuolisia otsikoita, jotta molemmat osat voidaan kytkeä ja irrottaa.

Testiä varten yhdistyin takaisin arduino -nanoon ja latasin TM167 -testiesimerkin TM1637 -kirjastosta.

Vaihe 7: Viimeistele 4-numeroinen näyttö

Seuraavaksi 3D -tulostettu 4digits.stl -osa kiinnitetään LEDien päälle. LEDien valon hajauttamiseksi täytin segmentit kuumaliimalla ja suljin ne Kapton -teipillä, kunnes liima oli kovettunut. Tämä jätti minulle mukavan mukautetun 4-numeroisen 7-segmenttinäytön.

Vaihe 8: Pimeässä hehkuva näyttö

Aluksi yritin myös tulostaa tämän näytön 3D-valossa pimeässä hohtavasta filamentista. Kuitenkin kävi ilmi, että se levittää valoa liikaa, joten numerot näyttävät jotenkin pestyiltä. Siksi päätin käyttää tarraa, joka kiinnitettiin läpinäkyvään muovinäyttöön. Useimmat muovit ovat edelleen riittävän läpinäkyviä LEDien ~ 400 nm: n valolle.

Vaihe 9: Asenna komponentit koteloon

Lopuksi komponentit voidaan asentaa 3D -tulostettuun koteloon käyttämällä paljon kuumaa liimaa.

Ennen kuin käytät DS3231 -moduulia, on järkevää poistaa akun latauspiiri käytöstä. Vasta rakennettuani useita kelloja tällä moduulilla törmäsin lankaan, joka selittää, että VCC on kytketty nappiparistoon. Tämä tarkoittaa, että kun kytket moduulin virtalähteeseen VCC: n kautta, akkuun syötetään jatkuvasti jännitettä. Koska moduulin mukana toimitetaan CR2032-paristot, joita ei voi ladata, tämä ei ole hyvä idea. Voit helposti kytkeä latauspiirin pois päältä irrottamalla diodin tai vastuksen, joka on merkitty liitteenä olevaan kuvaan.

Vaihe 10: Yhdistä moduulit

Seuraavaksi komponentit johdotettiin Dupont -kaapeleilla liitteenä olevan kaavion mukaisesti. Tehostusmoduulia käytettiin I2C -repun syöttöjännitteen nostamiseen 7 V: iin, koska halusin tehdä UV -LEDit mahdollisimman kirkkaiksi. LEDeihin syötetty jännite on VCC-2 V, eli 5 V, kun taas tämä on korkeampi kuin LEDien suositeltu etujännite (3 V), niiden pitäisi pystyä käsittelemään sitä, koska ne eivät pala jatkuvasti.

Vaihe 11: Lähetä koodi

Aluksi asetin kellonajan RTC -moduulissa. Tätä varten latasin juuri DS1307RTC -kirjaston SetTime -esimerkin. Myöhemmin kelloon liitetty koodi voidaan ladata. Kun painiketta painetaan, näyttö syttyy 5 sekunniksi ja näyttää kellonajan.

Vaihe 12: Valmis kello

Tässä vielä kuva valmiista kellosta. Päivällä fotokromaattista näyttöä voidaan käyttää, kun taas yöllä se voidaan vaihtaa pimeässä hohtavan näytön kanssa.

Kaiken kaikkiaan olen melko tyytyväinen tulokseen, vaikka numerot molemmissa näytöissä voisivat silti olla kirkkaampia. Toinen mahdollisuus, jota haluan kokeilla, on sekoittaa pimeässä hehkuva jauhe epoksin kanssa ja käyttää sitä sitten näytön osien täyttämiseen kuumaliiman sijaan. Lisäksi olisi mukavaa käyttää ammattimaista piirilevyä, jossa on SMD -LEDit 5 mm: n LEDien sijaan.