Hoe maak je een minimalistische LED-klok: 9 stappen

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:15

Al die digitale wandklokken kunnen zo druk zijn, nietwaar? U wilt toch niet dat een groot, helder 7-cijferig scherm op uw muur staat en in de weg staat? Zelfs de analoge klokken, hoewel eenvoudiger, hebben nog steeds lelijke zwarte cijfers en wijzers in je periferie. En het tikken, soms kan je er gek van worden.

Mag ik u de led-klok presenteren om al uw problemen op te lossen. In plaats van een lelijk scherm of luide en lompe handen, cirkelen stille lichtpunten rond de omtrek, wat staat voor seconden, minuten en uren. Volledig klantgericht, kunt u het gezicht van om het even wat maken. Hout, acryl, zelfs marmer. Ongeacht het huis, de LED-klok past bij de esthetiek. Wil je een schone witte leisteen, met zachte blues die zich een weg baant langs de rand? Jij kan. Of misschien heb je liever een meer rustieke uitstraling, een houten gezicht met oranje lampjes? Een zwart gezicht met groene lichten? Alles wat je maar kunt bedenken, kun je creëren met dit eenvoudige ontwerp.

Het onderstaande proces is een richtlijn. Als je wilt, kun je de klok in de afbeelding maken. Als je iets groters wilt, kan dat. Volg trouw, of maak het ontwerp van jou. Het is tenslotte jouw klok.

Benodigdheden

De gebruikte materialen voor de klok zijn:

Wit acryl (doorschijnend, hoewel het net zo goed zou werken met ondoorzichtige dingen)

WS2812B ledstrip, 144 leds per meter

Arduino Pro Mini, 16Mhz, 5V

USB naar TTL adapter (voor het programmeren van de Arduino)

Tactiele drukknop (x2)

USB (meer info in de bedradingsstap)

Aansluitdraad

Meeraderige draad (met twee draden erin)

Chocoladereep. Niet per se gebruikt voor de klok, maar toch belangrijk…

De tools die je nodig hebt zijn (in willekeurige volgorde):

een legpuzzel

Een soldeerbout, soldeer en een spons

Een heet lijmpistool

Een kompas

Superlijm

Stap 1: Overzicht en ontwerpproces

Ik zal eerlijk zijn, het frame van de LED-klok is iets dat ik in twee weken in elkaar heb geslagen, met alles wat ik thuis had liggen terwijl ik in lockdown was. Het is zeker niet perfect en ik zal het later in het jaar zeker opnieuw bezoeken. Dat gezegd hebbende, laten we ingaan op het waarom.

Het basisprincipe erachter is dat hoewel NeoPixel LED-klokken bestaan, ze allemaal hun LED's recht naar buiten schijnen (recht op je gezicht). Ik vind dat een beetje agressief (om nog maar te zwijgen van storend), dus ik kwam met een beter idee: schijnen het licht aan de muur. Dit zorgt voor een aantal zeer mooie lichteffecten, en heeft ook het onbedoelde neveneffect van het creëren van zachte verlichting op het gezicht.

Het raamwerk is volledig aanpasbaar, en hoewel ik niet aanraad om meer dan 60 LED's te hebben, als je een grotere klok wenst, kan de programmering het aan. Het zou voor de meeste mensen, zelfs beginners, eenvoudig moeten zijn om het aan te passen, en ik zal je in de volgende stap uitleggen hoe je dat kunt doen. Voor degenen onder jullie die enige ervaring hebben met Arduino, veel van wat ik zeg zal duidelijk zijn, maar voor de mensen die er nog nooit een in hun leven hebben aangeraakt, heb ik geprobeerd het zo eenvoudig mogelijk te maken.

De klok lezen is hetzelfde als het lezen van een analoge klok, wat voor veel tieners (zoals ik,) enige oefening zal vergen. Verschillende kleuren vertegenwoordigen verschillende wijzers, met als standaard blauw voor uren, groen voor minuten, rood voor seconden. Dat gezegd hebbende, laten we beginnen!

Stap 2: Programmeren Deel 1: Instellen

Het programmeren van de klok is relatief eenvoudig, ik heb het moeilijke deel voor je gedaan en geschreven. Ga naar de Arduino-site en download het installatieprogramma. Niet de app. Dat is belangrijk. Zodra dat is gedownload, ga je gang en installeer je het. Pak een glas water terwijl dat gebeurt, je moet gehydrateerd blijven. Zodra dat is geïnstalleerd, zou u het bijgevoegde bestand "ClockV2.ino" moeten kunnen openen.

Stap 3: Programmeren Deel 2: Bibliotheken installeren

Zodra je hebt geverifieerd dat de Arduino-software is geïnstalleerd, moet je de FastLED.zip-bibliotheek vanaf hier pakken. Als u Windows gebruikt, plaatst u de map in Documents/Arduino/libraries.

Open op een Mac de Arduino-software en klik bovenaan in het venster op 'schets'. Plaats de muisaanwijzer in het vervolgkeuzemenu op 'Bibliotheek opnemen' en klik op 'Voeg. ZIP-bibliotheek toe'. Selecteer de. ZIP die u zojuist hebt gedownload en klik op openen.

Dat is deze stap gedaan. Dat was makkelijk, niet?

Stap 4: Programmeren Deel 3: De code aanpassen

Nu komt het leuke gedeelte: maatwerk! Alles in de code is becommentarieerd, dus zelfs als je het meest rudimentaire begrip van programmeren hebt, kun je zien wat er gebeurt. De onderdelen die u misschien wilt wijzigen, zijn echter de volgende.

#define NUM_LEDS 60

Deze is vrij eenvoudig, hoeveel LED's zitten er in je strip? Persoonlijk raad ik aan om het tot 60 te verminderen, omdat het leuk en eenvoudig is. het is ook het enige nummer met één led per seconde (voor een mooie vlotte telling.)

FastLED.setBrightness(255);

De helderheidsregeling bevindt zich bovenaan. Dit accepteert een getal tussen 1 en 255, waarbij 1 de zachtste is en 255 de volledige helderheid.

leds[ledMins] = CRGB::Groen;

leds[ledSecs] = CRGB::Donkerrood; leds[ledHrs] = CRGB::Blauw;

Deze zijn te vinden rechts onderaan de code. Het enige wat ze doen is het programma vertellen op welke kleur elke 'hand' moet worden ingesteld. Experimenteer rond, kijk wat je leuk vindt. Als je de tweede hand niet wilt (om redenen die mij ontgaan zijn,), kun je zelfs de tweede regel verwijderen en die 'hand' volledig verwijderen.

Stap 5: Programmeren Deel 4: Uploaden

We zijn bijna klaar met het code-aspect van dit project, nog één stap: de code van je computer naar de Arduino brengen. Dit kan in het begin een beetje ontmoedigend lijken, maar als je punten kunt verbinden, dan kun je het doen. Soldeer eerst de pinnen op je Arduino. Je hebt alleen de onderste rij nodig, die in een hoek van 90 graden wordt gebogen.

Zoek op uw USB naar TTL-adapter de RX-, TX-, 5V-, RST- en GND-pinnen. Verbind de pinnen op de adapter met de pinnen aan de onderkant van de Arduino. RX naar RX, TX naar TX, 5V (of VCC) naar VCC, GND naar GND. Opmerking: sommige adapters hebben een kleine jumper om de spanning te regelen. Zet deze op de 5V stand.

Als dat klaar is, ga je gang en sluit je het aan op je computer. Wacht een paar minuten terwijl de stuurprogramma's worden geïnstalleerd (nogmaals, drink wat water.) Zodra dat is gebeurd, opent u de Arduino-software. Klik bovenaan op 'tools' (of 'schets' op een Mac,) en verander het 'board' in 'Arduino Pro of Pro Mini'. Wijzig daarna de 'processor' in "ATmega328P (5V, 16MHz.)"

'Port' is een kwestie van experimenteren. Welke poort verdwijnt wanneer u de adapter loskoppelt? Als je hem aansluit, verschijnt hij dan weer? Gebruik die. Als alles is aangesloten, drukt u op de pijl in de linkerbovenhoek van het scherm en drukt u op de knop bovenaan de Arduino. Wacht ongeveer een minuut en er verschijnt een bericht onder aan het scherm met de tekst 'klaar met uploaden'. Als het om wat voor reden dan ook mislukt, probeer het dan opnieuw en druk na een andere tijd op de knop totdat het werkt. En dat is alles! de software is klaar!

Stap 6: Elektronica

Er zijn vier hoofdstappen om de elektronica te sorteren. De basis, de LED's, de bedrading en de stekker. Maar eerst dingen eerst.

De ring

Hiervoor zijn twee mogelijkheden: je kunt de basis 3d printen, of je kunt hem uit hout snijden. 3D-printen is veel minder lastig om te maken, maar natuurlijk onhandig als je geen 3D-printer hebt. Als u er echter een heeft, is het.stl-bestand bijgevoegd.

Om het te maken is ook eenvoudig. Het is gewoon een ring gesneden uit 12 mm multiplex met een diameter van 132 mm (als u meer dan 60 LED's gebruikt, moet u de diameter zelf berekenen.) Een plaat wordt vervolgens over het bovenste kwart gelijmd, met een inkeping uitgesneden van het om de spijker (of commandostrip, als je dat wilt) op te nemen waaraan het hangt. Zie onderstaand model voor een visuele weergave.

Simpel genoeg, toch? Merk op dat de wanddikte niet bijzonder belangrijk is als je het van hout maakt, ik heb het alleen dun gemaakt om filament te besparen.

De LED-strip

De ledstrip is de crux van het project. Hoewel het wordt geleverd met industriële lijm die vooraf op de achterkant is aangebracht, ontdekte ik dat dit niet sterk genoeg was om het op zijn plaats te houden. Het werkt misschien perfect voor jou, maar ik raad aan om secondelijm te gebruiken om het laag te houden. Voor de zekerheid.

De normale lengtes die je kunt kopen zijn 50cm en 1m, in beide gevallen moet je de strip op maat knippen. Tel 60 LED's uit en knip langs de zwarte lijn. Reken ZEER zorgvuldig, u wilt niet nog meer LED's moeten kopen.

Let op de pijlen op de strip. Dit is de richting waarin de 'handen' draaien. Draai de ring zodat de inkeping naar beneden wijst. Lijn de eerste LED uit met de bovenkant van de hangende inkeping en druk deze stevig naar beneden. Wikkel de LED's met de klok mee rond en stop de draden door de inkeping. De LED's moeten zich volledig omwikkelen en eindigen net voor de eerste LED. De LED op de zes uur positie behoeft enige aanpassing. Pak je hobbymes en snijd heel voorzichtig een inkeping in de strook. De inkeping moet breed genoeg zijn voor uw stroomkabel (dual-core draad,), maar niet breder dan de ruimte tussen de twee koperen contacten. De regel die ik gebruik is, probeer de pijl uit de strip te snijden. Ook noodzakelijk is dat u de soldeerpunten van de LED's niet doorknipt.

de bedrading

De bedrading voor de klok is zo eenvoudig als ik maar zou kunnen maken. Er zijn drie soorten draad bij betrokken: aansluitdraad, voor in de klok zelf, dikkere draad, die voorgesoldeerd op de LED's komt, en dual-core draad, om de stroom naar de klok te dragen.

Het bovenstaande diagram kan in het begin een beetje overweldigend lijken, maar het enige dat u hoeft te doen, is de punten met elkaar verbinden. Hieronder is mijn foto van het proces, zodat je een idee krijgt van hoe het eruit moet zien. De USB-aansluiting loopt via de dual-core draad, zodat deze er zo netjes mogelijk uitziet.

De stekker

Vanwege het hoge stroomverbruik van het systeem moeten we het ergens hebben aangesloten. Ik zal dit hopelijk later oplossen, maar voor nu moeten we het doen. Ik heb een USB-stekker gekozen omdat het handig is, iedereen een reserve-stroomblok heeft en we geen transformatoren hoeven te demonteren (lees: ik wil niet dat iemand zichzelf pijn doet terwijl hij dit maakt door dom te zijn en aan een condensator te likken.)

Na wat rondspeuren vond ik een oude oplaadkabel van een speelgoedhelikopter. Iedereen had toch zeker een van die $ 15 RC-helikopters die na een maand kapot gingen?

Als je dat niet doet, om wat voor reden dan ook, moet je een mannelijke USB-connector en shroud kopen. Hoe dan ook, ik trok de behuizing van mijn oplader, en zie, het viel gemakkelijk uit elkaar.

Na het desolderen van twee verbindingen kwam de stekker er gelijk uit. Het enige dat u nu hoeft te doen, is het aan de dual-core draad solderen. Als u de USB vasthoudt met de contacten naar u gericht en de lipjes naar beneden gericht, gaat de bedrading als volgt: voeding, signaal, signaal, aarde. Omdat we de twee signaalconnectoren niet gebruiken, verbinden we alleen de draden met de buitenste twee. De draad die naar GND op de Arduino gaat, gaat naar de Ground-connector (rechts,) en de VCC gaat naar Power (links).

Die twee opgevouwen draden waren er gewoon omdat de kabel die ik vond quad-core was, in plaats van dual-core, let maar niet op. Het enige dat u nu nog hoeft te doen, is de behuizing terug rond de plug te plaatsen en deze vol met hete lijm te pompen.

Sluit hem aan om hem te testen. Controleer of de minuten-, uur- en secondewijzers verschijnen. Als dat zo is, perfect.

VOORUIT! Op naar de volgende stap!

Stap 7: Wijzerplaat

Hier komt het echt lastige deel: het met de hand snijden van een perfecte cirkel. Nou, perfect is optioneel, maar we weten allebei dat je niet met jezelf kunt leven als je een wankele klok maakt. Het gezicht is slechts een cirkel, 162 mm in diameter (of ongeveer 15 mm groter dan de ring aan beide kanten, als je een grotere klok maakt.) Pak een kompas, markeer het en maak je klaar om te snijden.

Als je besluit een ander materiaal dan acryl te gebruiken, wens ik je veel succes. Ik kan je uit de eerste hand vertellen, 6 mm acryl is taai. Ik deed pijn aan mijn elleboog toen ik dit ontdekte. Na ongeveer twintig minuten stevig snijden was ik eindelijk klaar met een indrukwekkend gelijkmatige (al zeg ik het zelf) schijf van acryl. Twee adviezen. Ga eerst langzaam. Neem de tijd, als je het verprutst, moet je helemaal opnieuw beginnen. Ten tweede, draag een masker. Je snijdt een verbinding die je waarschijnlijk niet in je longen wilt hebben.

Nu is het tijd om die chocoladereep te hebben, na veel hard werken. Je verdient het. Maak ook van de gelegenheid gebruik om wat meer te drinken. Na het snijden is het enige dat echt nodig is de montage. Maar vijl de rand van uw schijf, om er zeker van te zijn dat deze goed rond is voordat u verder gaat.

Stap 8: lijmen (en veel ervan)

We zijn nu op de thuisbaan, nog een paar dingen te gaan. Pak eerst je schijf die je in de laatste stap hebt uitgeknipt. Trek er een cirkel op, iets groter dan de diameter van je ring (of iets kleiner dan de binnendiameter, als je het 3d hebt geprint.)

(Ja ik weet het, dat is een mooie en vakkundig getekende lijn)

Lijn je ring er zo goed mogelijk op uit, het is vaak een goed idee om een helder licht recht boven je werk te laten schijnen om eventuele schaduwen te elimineren die je in de war kunnen brengen. Zodra u zeker weet dat het op de juiste plaats zit, plakt u het eenvoudig aan de binnenkant vast (om de kans op beslaan van de LED's te verkleinen).

De laatste stap is om de componenten vast te lijmen, om de kans dat er iets breekt te minimaliseren. Hete lijm zal hier de truc doen.

Aaaan, je bent klaar! het enige dat overblijft is om het te testen! De volgende stap omvat dat.

Stap 9: Afwerking

Het laatste wat je met deze klok moet doen, is een zeer high-tech oplossing toepassen op een probleem. Het is je misschien opgevallen dat de Arduino een opmerkelijk helder, opmerkelijk rood stroomlicht heeft dat door het acryl schijnt (als je inderdaad acryl hebt). de led. Blu-Tack zou ook werken. Of verf. Dek gewoon het licht af. Om de klok in te stellen, drukt u eenvoudig op de bovenste knop om de uren te verhogen en op de onderste om de minuten te verhogen.

Het kan zijn dat de klok tijd wint of verliest, dit komt doordat het kristal in de Arduino slechts ongeveer 90% van de tijd betrouwbaar is. U kunt dit normaal gesproken aanpassen door de 'tweede' variabele, bovenaan, te wijzigen. 1013 milliseconden was wat voor mij werkte, maar je zult misschien merken dat het moet worden aangepast. Nadat u het hebt gewijzigd, uploadt u het opnieuw en wacht u een dag om te zien of het nog steeds correct is.

Dat is alles van mij, je weet nu hoe je een unieke, op maat gemaakte minimalistische klok kunt maken die er, eerlijk gezegd, echt heel goed uitziet. De foto's doen het geen recht, het is veel fascinerender in persoon. Ik ben zeker van plan om het in de toekomst opnieuw te bezoeken, met functies zoals een speciale klokchip, 's nachts dimmen, schildwachtmodus (waar het alleen wordt ingeschakeld als er iemand in de buurt is) en volledige batterijvoeding. Blijf kijken.