Photochromic & Glow-in-the-Dark Clock: 12 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:33

Đồng hồ này sử dụng màn hình 7 đoạn 4 chữ số được chế tạo tùy chỉnh được làm từ đèn LED UV. Phía trước màn hình, một màn hình được đặt bằng vật liệu lân quang ("phát sáng trong bóng tối") hoặc quang sắc. Một nút nhấn ở phía trên cùng làm sáng màn hình UV, sau đó sẽ chiếu sáng màn hình trong vài giây để nó bắt đầu phát sáng hoặc thay đổi màu sắc rồi từ từ mờ đi.

Dự án này được lấy cảm hứng từ Đồng hồ âm mưu phát sáng tuyệt vời của Tucker Shannon. Khi tôi xây dựng lại dự án của anh ấy, tôi đã thay đổi một chút bằng cách thay thế màn hình phát sáng trong bóng tối bằng một màn hình 3D được in từ sợi quang sắc tố sẽ thay đổi màu sắc khi tiếp xúc với ánh sáng UV. Trong khi đó, tôi thấy rằng những người khác cũng có cùng ý tưởng (xem ví dụ: tại đây). Mặc dù cơ chế vẽ cơ học của đồng hồ chắc chắn là tuyệt vời nhưng nó có nhược điểm là các con số xuất hiện hơi quanh co, vì vậy tôi đã nghĩ ra một cách khác để làm cho các con số trông sạch sẽ hơn. Lúc đầu, tôi đã cố gắng thay thế đèn nền của màn hình LCD bằng đèn LED UV và sau đó đặt một màn hình quang sắc / phát sáng trong bóng tối lên trên. Tuy nhiên, hóa ra cường độ truyền qua màn hình LCD rất thấp. Sau đó, tôi quyết định xây dựng một màn hình 4 chữ số 7 đoạn bằng cách sử dụng đèn LED UV để chiếu sáng màn hình và cho kết quả tốt hơn nhiều.

Quân nhu

Vật liệu

• Mô-đun DS3231 RTC (ebay.de)
• Arduino Nano (ebay.de)
• Dây tóc thay đổi màu UV (amazon.de)
• Hình dán phát sáng trong bóng tối 96x39x1 mm (ebay.de)
• Tấm nhựa trong suốt 96x39x1 mm (amazon.de)
• Mô-đun nâng cấp DC DC MT3608 (ebay.de)
• 30 chiếc LED UV 5 mm (ebay.de)
• TM1637 màn hình 7 đoạn 4 chữ số (ebay.de)
• Nút nhấn tạm thời 12x12 mm (ebay.de)

Công cụ

• máy in 3D
• súng bắn keo nóng
• mỏ hàn
• đồng hồ vạn năng

Bước 1: In 3D

Các tệp stl sau đây phải được in 3D. Các phần vỏ được in từ PLA màu đen trong khi đối với tệp 4digits.stl, tôi sử dụng PLA màu trắng. Màn hình được in từ dây tóc thay đổi màu UV tím. Đồ gá hàn có thể được in từ bất kỳ vật liệu nào.

Bước 2: Hiển thị 7 phân đoạn tàn lụi

Tôi chỉ cần ba lô I2C của màn hình 4 chữ số 7 đoạn nên bước đầu tiên là xóa màn hình khỏi mô-đun.

Bước 3: Chuẩn bị Protoype PCB

Tiếp theo, tôi cắt một mảnh từ PCB nguyên mẫu cho đèn LED UV và đánh dấu những nơi tôi muốn đặt đèn LED theo đồ gá hàn. Ở phần dưới cùng, sau này tôi đã gắn các đầu ghim nam để kết nối với ba lô I2C.

Bước 4: Hàn đèn LED và đầu ghim

Sau đó, tôi hàn tất cả đèn LED UV vào PCB nguyên mẫu và cũng gắn các đầu cắm pin nam. Tôi đã sử dụng đồ gá hàn để căn chỉnh đèn LED UV.

Bước 5: Đi dây đèn LED

Tiếp theo, các đèn LED được nối dây theo sơ đồ đính kèm sao chép bố cục của màn hình 4 chữ số đã được giải mã từ gói mặt sau I2C. Đối với các kết nối của các phân đoạn riêng lẻ của một chữ số, tôi đã sử dụng dây đồng tráng bạc trong khi các kết nối khác được thực hiện bằng dây cách ly. Cuối cùng thì toàn bộ mọi thứ trông khá lộn xộn.

Bước 6: Gắn Balo I2C

Tiếp theo, tôi gắn PCB nguyên mẫu vào ba lô I2C. Trong khi tôi hàn trực tiếp cả hai phần với nhau, sẽ khôn ngoan hơn nếu sử dụng tiêu đề nữ trên ba lô để có thể cắm và rút cả hai phần.

Để kiểm tra, tôi đã kết nối trở lại với arduino nano và tải lên ví dụ TM167test từ thư viện TM1637.

Bước 7: Hoàn thành Hiển thị 4 chữ số

Tiếp theo, phần 4digits.stl được in 3D được gắn trên đầu các đèn LED. Để khuếch tán ánh sáng của đèn LED, tôi lấp đầy các phân đoạn bằng keo nóng và dán chúng bằng băng Kapton cho đến khi keo cứng lại. Điều này để lại cho tôi màn hình hiển thị 4 chữ số 7 đoạn tùy chỉnh đẹp mắt.

Bước 8: Màn hình phát sáng trong màn hình tối

Lúc đầu, tôi cũng cố gắng in 3D màn hình này từ dây tóc Phát sáng trong bóng tối. Tuy nhiên, hóa ra nó khuếch tán ánh sáng quá nhiều, nên các con số có vẻ như bị trôi đi. Vì vậy, tôi quyết định sử dụng một miếng dán được gắn vào một màn hình nhựa trong suốt. Hầu hết các loại nhựa vẫn đủ trong suốt đối với ánh sáng ~ 400 nm của đèn LED.

Bước 9: Gắn các thành phần trong nhà ở

Cuối cùng, các thành phần có thể được gắn vào vỏ máy in 3D bằng cách sử dụng lại rất nhiều keo nóng.

Trước khi sử dụng mô-đun DS3231, bạn nên tắt mạch sạc pin. Chỉ sau khi xây dựng một số đồng hồ với mô-đun này, tôi tình cờ gặp một chủ đề giải thích rằng VCC được kết nối với pin đồng xu. Điều đó có nghĩa là khi bạn cấp nguồn cho mô-đun thông qua điện áp VCC liên tục được áp dụng cho pin. Vì mô-đun đi kèm với pin CR2032 không thể sạc lại nên đây không phải là một ý kiến hay. Bạn có thể dễ dàng vô hiệu hóa mạch sạc lại bằng cách khử độc điốt hoặc điện trở được đánh dấu trong hình đính kèm.

Bước 10: Kết nối các mô-đun

Tiếp theo, các thành phần được nối dây bằng cáp Dupont theo sơ đồ đính kèm. Mô-đun nâng cấp được sử dụng để tăng điện áp cung cấp cho ba lô I2C lên 7 V vì tôi muốn làm cho đèn LED UV sáng nhất có thể. Điện áp được áp dụng cho đèn LED là VCC-2 V, tức là 5 V, trong khi mức này cao hơn điện áp chuyển tiếp được khuyến nghị của đèn LED (3 V) mà chúng có thể xử lý vì chúng sẽ không sáng liên tục.

Bước 11: Tải lên mã

Lúc đầu, tôi đặt thời gian hiện tại trong mô-đun RTC. Đối với điều này, tôi vừa tải lên ví dụ SetTime của thư viện DS1307RTC. Sau đó, mã đính kèm cho đồng hồ có thể được tải lên. Khi nhấn nút, màn hình sẽ sáng trong 5 giây và hiển thị thời gian hiện tại.

Bước 12: Đồng hồ hoàn thành

Đây là một số hình ảnh khác của đồng hồ đã hoàn thành. Vào ban ngày, màn hình quang sắc có thể được sử dụng trong khi vào ban đêm, nó có thể được trao đổi với màn hình Phát sáng trong bóng tối.

Nhìn chung, tôi khá hài lòng với kết quả này mặc dù con số trên cả hai screesn vẫn có thể sáng hơn. Một khả năng khác mà tôi có thể muốn thử là trộn bột phát sáng trong bóng tối với epoxy và sau đó sử dụng nó để lấp đầy các phân đoạn hiển thị thay vì keo nóng. Ngoài ra, sẽ rất tuyệt nếu sử dụng PCB chuyên nghiệp với đèn LED SMD thay vì đèn LED 5 mm.