Сөз сааты: 11 кадам (сүрөттөр менен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:41

Бир нече жыл мурун, мен жеткиликтүү жакшы Instructablesдан шыктанган биринчи Word Clock жасай баштадым. Эми мен сегиз Word Clock жасадым, аны мен ар дайым жакшыртууга аракет кылам, менин тажрыйбам менен бөлүшүү убактысы келди деп ойлойм!

Менин тажрыйбамдын артыкчылыгы, менин Word Clockтын акыркы версиясы чындыгында абдан жөнөкөй: эгерде сизде бардык компоненттер болсо, аны бир күндө куруп алышыңыз керек.

Биринчиден, Сөз сааттын ичи

Менин учурдагы версиямда RGB LED тилкеси колдонулат: бул ар бир "лампа" Кызыл, Жашыл жана Көк ледден турган LED тилкеси. Үч түстү бириктирүү менен, (дээрлик) ар бир түстү жаратууга болот. RGB LED тилкеси бир киргизүү менен башкарылат (мага дагы деле бир аз сыйкырдуу). Ошентип, бир зымды туташтыруу менен, тилкедеги бардык леддерди көзөмөлдөй аласыз!

Word Clockтын бетиндеги ар бир тамганын артында (бул кадамды кийинчерээк караңыз) RGB LED тилкесинин бир сызыгы жашырылган. Ошентип, бир жарык күйгүзүлгөндө, ал бир тамганы жарык кылышы керек. Муну ишке ашыруу үчүн жыгач тактайдын торун кесүү үчүн лазердик кескичти колдондум. Башка көрсөтмөлөрдө, бул тор торго бириктирилген көбүк тилкелеринин жардамы менен жасалган. Мен дагы муну сынап көрдүм, бирок бул мен үчүн болгон жок. Бирок, менин биринчи версиямда, торду мен жабышкан ичке жыгач тилкелерден жасадым. Бул абдан жакшы иштейт, бирок куруу үчүн көп убакыт талап кылынат!

Сөз саатынын мээси - Arduino Nano. Бул кичинекей компьютер RGB LED тилкесин башкара алат. Интернеттен чексиз көптөгөн программаларды таба аласыз, бул абдан кызыктуу!

Көп ширетүүнү болтурбоо үчүн (бул көп убакытты талап кылат жана абдан кол өнөрчүлүк), мен Arduino Nano үчүн терминалдык адаптерди колдоном. Терминалдын адаптеринин баары - зымдарыбызды Arduino менен бурамалар аркылуу туташтырууга мүмкүнчүлүк берүү.

Албетте, ар кандай сааттардын максаты, сулуу болгондон тышкары, убакытты көрсөтүү. Менин Word Clockта, Real Time Clock модулу (RTC) убакытты көзөмөлдөп турат. Бул модулдун идеясы, сиз туура убакытты койгондон кийин, (анын батарейкасы өлгөнгө чейин) чыкылдатууда. Мен DS3231 RTC менен иштейм, ал абдан арзан жана интернетте көп колдоо бар.

Азыр Сөз Саатынын ичи ачык, биз сыртка карай жылабыз

Тажрыйбам боюнча, сиздин долбоорду ыңгайлуу базадан баштоо маанилүү экенин билем. Мына ошондуктан мен дээрлик бардык Word сааттарымды IKEAнын RIBBA алкагын колдонуу менен түзөм. Мунун артыкчылыгы - сиз бардык бурчтары 90 градуска жакындай турган жана сыртынын бүтүшү чексиз болгон алкактан баштооңуз.

Сөз Саатынын жүзү жарык убакытты көрсөткөн тамгалар менен аныкталат. Мен бул жүздү түзүүнүн эки жолун таптым:

1. Ачык фольгага басып чыгаруу. Сиз фольгадагы тамгалардын терс жактарын басып чыгара аласыз. Кара сыя жарыкты пайда кылат. Бул варианттын бир кемчилиги сыя тунук эмес болушу үчүн тыгыз болушу керек. Мүмкүн болгон чечим - бул бетти эки жолу басып чыгаруу жана аларды бири -биринин үстүнө коюу.
2. Кагазды лазер менен кесүү. Эгерде сиз лазердик кескичти колдоно алсаңыз, анда кагаздан тамгаларды кесип салуу мүмкүнчүлүгү бар. Кагаз жетишерлик калың болсо, жарык өтпөйт. Бирок, сиз "трафарет" шрифтин колдонушуңуз керек. Мындай шрифттердин жакын чөйрөлөрү жок. Ошентип, мисалы, "о" кагаздын тешиги эмес, чындыгында "о" болот.

Word Clock эмне кылат?

Албетте, Сөз сааты сизге убакытты билдириши керек. Мындан тышкары, биз RGB LED тилкесин колдонуп жаткандыктан, сиз каалаган тамгаңызды (дээрлик) каалаган түскө жарык кыла аласыз! Сиз Arduino Nano программалоо аркылуу жеке RGB леддердин түсүн орното аласыз. Эгерде сиз реалдуу убакытта леддердин түстөрүн өзгөрткүңүз келсе, анда сиз үчүн муну жасоочу баскычты кошсоңуз болот. Бирок, мен азырынча жөнөкөй болгум келгендиктен, бул инструкцияга кирбейт.

Жакында мен түстөрдү жана убакытты Bluetooth үчүн колдонгон Word Clock иштеп чыктым. Убакыт табылса, бул тууралуу жаңыртууну жазам!

1 -кадам: Материалдарды жана жабдууларды чогултуу

Керектүү материалдар:

- RGB жетектөөчү тилке, 5 вольт, метрине 60 лед, жекече адрес. Сизге болжол менен 3 метр лед тилкеси керек. Мисалы, бул: RGB LED тилкеси. "Ип" сууга туруштук берүү даражасын билдирет. Биз колдонгон компоненттер сууга туруктуу эмес болгондуктан, ip30 версиясы жакшы. Баасы: метрине 4 евро, ошондуктан 12 евро.

- Ардуино Нано: Ардуино Нано. Көңүл бургула, бул ыңгайлуу, бирок анын төөнөгүчтөрү Arduino'го ээриген Arduino. Баасы: 3 евро.

- Arduino Nano үчүн терминалдык адаптер. Терминал адаптерин колдонуу көп убакытты үнөмдөйт! Алар абдан арзан: Терминалдык адаптер Баасы: 1 евро.

- RTC DS3231: RTC DS3231. Сиз башка RTC колдоно аласыз, бирок бул эң сонун иштеди! Баасы: 1 евро.

- RIBBA-кадр: RIBBA алкагы (23x23 см), кара же ак. Баасы: 6 евро.

- Жүз үчүн сизге керек:

1. Басууга ылайыктуу тунук фольга (жергиликтүү басмаканаңыздан сураңыз!)
2. Лазердик кесүүгө ылайыктуу картон (лазер кескичтериңизден сураңыз!)

Баасы: 5 евро.

- Компоненттерди туташтыруу үчүн секирүүчү зымдар. Бизге канчасы керек экенин билбейм, бирок алар арзан жана кеңири таралган: Jumper зымдары. Эркек-эркек, эркек-ургаачы жана ургаачы-зымдарга ээ болуу ыңгайлуу, бирок, эркек-эркек зымдары да (бир аз кошумча ширетүү менен) болот. Баасы: 3 евро.

- Электр камсыздоо. RGB LED тилкеси 5V колдонот. Бул чыңалуудан ашпоо маанилүү, анткени RGB жетектөөчү тилкелери оңой эле бузулат. Ар бир LED 20-60mA колдонот. Биз 169 ледди колдонгондуктан, ледтерди иштетүү үчүн керектүү ампер өтө чоң. Ошондуктан, мен, жок эле дегенде, 2000mA кубат булагын колдонууну сунуш кылам: Электр энергиясы менен камсыз кылуу. Баасы: 5 евро.

- Бир 400-500 Ом каршылыгы. Баасы: анча маанилүү эмес.

- Бир 1000 uF конденсатор. Баасы: анча маанилүү эмес.

- Бир прототип тактасы, мисалы: Protoboard. Баасы: 1 евро.

- Сааттын арткы бөлүгүн түзүү үчүн жыгач (такта). Баасы: 2 евро.

- 3x2см өлчөмүндөгү жыгач тилке, Word Clockтын арт жагын кадрга бекитүү үчүн. Баасы: 1 евро.

- Эки зым гайкасы (5 зымга туташуу үчүн), жергиликтүү DIY дүкөнүңүздө бар. Баасы: 2 евро.

Жалпы баасы: болжол менен 40 евро.

Керектүү жабдуулар:

- Карандаш- Лайнердик станция- Ачуу куралы- Бурагычтар- Кайчы- Эки тараптуу лента (компоненттерди оңдоо үчүн)- Араа (Сөз сааттын арткы бетиндеги тактайды көрүү үчүн)- Бир кездеме (RIBBAда чийикти болтурбоо үчүн) үстүндө иштеп жатканда кадр)

2 -кадам: Обзор

Азыр бизде бардык материалдар бар, Word Clock жөнүндө жалпы түшүнүккө ээ болуу жакшы.

Word Clockтын жүзү тамгалардан турат (же тунук фольгада басылган же лазерден картон менен кесилген). Ар бир тамганын артында RGB LED тилкесинин бир сызыгы катылган. RIBBA алкагынын өлчөмү 23х23см болгондуктан, биз метрге 60 ледден турган RGB LED тилкесин колдонгондуктан (бир LEDге 100см/60ледс = 1.67см), биз бир катарга 23см/1.67 = 13.8 ледди батыра алабыз. 0.8 лед бир аз ыңгайсыз болушу мүмкүн болгондуктан, биз бир катарда 13 ледге жабышабыз. RIBBA алкагы төрт бурчтуу болгондуктан, биз (кийинчерээк) 13x13 леддердин "LED-матрицасын" курабыз.

Жөнөкөй сөз менен айтканда, Word Clock кичинекей сааттан турат (RTC DS3231), ал жөндөлгөндөн кийин тынымсыз иштей берет. Бул кичинекей саат кичинекей компьютерге (Arduino Nano) убакытты билдирет. Кичинекей компьютер кайсы LEDлар белгилүү бир убакытка күйгүзүлүшү керек экенин билет. Ошентип, кичинекей компьютер маалымат зымы RGB LED тилкесине сигнал жөнөтүп, леддерди күйгүзөт.

Бул абдан жөнөкөй угулат, туурабы ?!:)

3 -кадам: Сөз саатынын жүзү

Биз бир катарда 13 ледди жана 13 катарды колдонобуз, бул 13x13 LED матрицасына чейин кошулат.

RGB LED тилкесин кесүү

RGB LED тилкесинин 13 тилкесинин 13 тилкесин кесип. Сиз үч жез овалдын ортосунда RGB LED тилкесин кесип салышыңыз керек.

13 RGB LED тилкелерин чогултуу

Биз RIBBA алкагына кирген жыгач тактага 13 ледди жабыштырабыз. Тактага чапталган илгич бар, аны отвертка менен оңой эле алып салса болот. Тордун жардамы менен (мурунку кадамдын) тактадагы ар бир леддин ордун оңой эле белгилеп койсоңуз болот. RGB жетектөөчү тилкелердин көпчүлүгүнүн арткы бети жабышчаак болгондуктан, аларды тактага оңой жабыштыра аласыз. Бул RGB LED тилкесинин багытын белгилеп кетүү маанилүү. RGB LED тилкесиндеги жебелер агымдын агымын көрсөтөт. Биз 13 RGB LED тилкелерин туташтыргысы келгендиктен, биз агымдын үзгүлтүксүз жолун түзүшүбүз керек. Акыркы убакта IKEA тактанын бир бурчун кесип салды, андыктан тактаны алкактан чыгаруу оңой. Тактайдын бир тарабынан экинчисине зымдарды алуу үчүн бул кесилген бурчту колдонуу ыңгайлуу. Башкача айтканда, биринчи лед кесилген бурчта жайгашканын текшериңиз.

13 RGB LED тилкелерин ширетүү

Азыр 13 RGB LED тилкелери тактага илинди, биз аларды ширетүүчү үтүктүн жардамы менен туташтыра алабыз. Биринчиден, жез овалдарынын ар бир жарымына бир аз ширетүү керек. Экинчиден, секирүүчү зымдардын бир учун кескиле. Дагы, зымдын сыйрылган учуна бир аз ширетүүнү тартыңыз. Эми, зымдын сыйрылган учу жездин тегерегине тийип, темирди колдонуп, эритинди менен туташтырыңыз. Бир RGB LED тилкесинин GNDди кийинки RGB LED тилкесинин GNDине туташтырыңыз. 5V жана маалымат зымдары үчүн да ушундай кылыңыз.

Жетектөөчү матрицаны бүтүрүү

RGB жетектөөчү матрицанын биринчи жетисиндеги үч жез овалдын ар бирине секирүүчү зым менен туташтырыңыз. Жогоруда айтылгандай, биринчи леданы тактанын башка бурчуна оңой эле түшүрүү үчүн тактанын кесилген бурчуна жайгаштыруу ыңгайлуу.

6 -кадам: Электроника

Эми биз жетектөөчү матрицаны бүтүрдүк, биз компоненттерди туташтыра баштасак болот.

Биз компоненттерди (Arduino Nano терминалдык адаптерде, RTC DS3231, зым жаңгактары) өзүбүздүн жетектөөчү матрицабызды тактанын артына жабыштырабыз. Компоненттерди оңдоо үчүн эки тараптуу лента колдонсоңуз болот.

RGB LED тилкеси

Биринчиден, Arduino Nano терминал адаптерине салыңыз. Терминал адаптерин тактанын ортосуна коюу ыңгайлуу, анткени терминалдык адаптерге бир нече зым туташтырылышы керек. RGB LED тилкесинин маалымат зымын (орто зымды) Arduino Nano санарип портторунун бирине туташтырыңыз (көбүнчө D6 портун колдоном). RGB LED тилкесин чыңалуудан коргоо үчүн, маалымат зымы менен Arduino ортосунда 400-500 Ом резисторун койсоңуз болот.

RTC DS3231

Экинчиден, RTC DS3231ди тактага бир жерге чаптаңыз. Бул модулга төрт байланыш керек: бир жер, бир 5V, бир SCL жана бир SDA. Биз SQW жана 32K портун колдонбойбуз. Сиз RTC DS3231 казыктарына туташуу үчүн аял зымын колдоно аласыз. SCLди Arduino Nano бешинчи аналогдук портуна (A5) туташтырыңыз. SDAны Arduino Nano төртүнчү аналогдук портуна (A4) туташтырыңыз.

7 -кадам: Электр менен камсыздоо

Кандай электр булагын колдонуу керек?

Чыңалуу Сиз Arduino Nano'го кеңири ачуулануу менен кубат бере аласыз. 'Вин' порту 7-12В, 5В порту 5В менен иштей алат (бул кандай сюрприз) жана сиз USB мини кабелин колдонуп Arduino Nanoго кубат бере аласыз. Бирок, RGB жетектөөчү тилкеси анын талаптарына караганда тандалма. Көпчүлүк өндүрүүчүлөр RGB LED тилкелерине 5V +/- 5% киргизүүнү жазышат (көбүрөөк маалымат алуу үчүн Neopixelsти иштетүүнү караңыз). Ошондуктан, биз 5V электр булагын колдонобуз.

Учурдагы One RGB LED чындыгында үч башка LEDди (кызыл, жашыл жана көк) камтыйт, алар чогуу каалаган түстү түзөт. Үч леддин биринде 20 мАга жакын энергия колдонулат. Ошентип, кызыл, жашыл жана көк түстү коюу менен ак түстү чыгарган RGB LED бир убакта 3*20mA = 60mA колдонот. Эгерде сиз бардык 169 RGB леддерин бир убакта ак түс менен жарык кылсаңыз, сизге 169*60mA = 10140mA = 10A*керек. Эң кеңири таралган энергия булактары 2000 мАга жакын. Башкача айтканда, бардык RGB леддерин бир убакта ак түскө жарыктандыруу өтө жаркыраган идея эмес **.

Мен 5V, 2000mA электр менен камсыздоону колдонууну сунуштайм, анткени алар кеңири таралган жана абдан арзан.

* Көңүл буруңуз, жогорку агымдар (5мАдан жогору) коркунучтуу! Андыктан, сөз саатын иштетүүдө өтө этият болуңуз!

** Бардык RGB светодиоддорун бир убакта күйгүзүү үчүн кээ бир амалдар бар, мисалы, RGB LED тилкесинин эки учуна электр менен камсыздоону туташтыруу же RGB леддерди төмөн жарыктыкта колдонуу.

Электр булагын туташтыруу

Биз электр булагын компоненттерге туташтырабыз. Биз 1000 uF конденсаторун электр менен камсыздоонун оң жана терс зымдарына туташтырабыз. Байланышты камсыз кылуу үчүн протоборд колдоно аласыз (сүрөттү караңыз). Бизде кубаттуулукка муктаж болгон кээ бир компоненттер бар болгондуктан, биз 5В электр энергиясынын эки зымын бир зым гайкасына туташтырабыз: биз аларды позитивдүү зым гайкасы (электр менен камсыздоонун оң зымына туташкан) жана терс деп атайбыз зым гайкасы (ал электр энергиясынын терс зымына туташкан). Эми, RGB LED тилкесинин 5V зымдарын жана RTC DS3231 позитивдүү зым гайкасына туташтырыңыз. Ошо сыяктуу эле, RGB LED тилкесинин жерге зымдарын (GND) жана RTC DS3231 терс зым гайкасына туташтырыңыз. Биз Arduino Nanoго 5V порту жана анын портторунун бири аркылуу кубат беребиз. Бул үчүн Arduino 5V портун оң зым гайкасына жана GND портторунун бирин терс зым гайкасына туташтырыңыз.

Электр менен камсыз кылуу

Бардык жакшы зымдуу электроникаңызды үзүп албаш үчүн, RIBBA алкагынын ичине электр менен камсыздоонун зымын оңдоо сунушталат. Бул үчүн, Сааттын арткы бөлүгүнөн кетердин алдында, электр шнуруна түйүн жасоо менен жетише аласыз. Бирок, бир кыйла саркеч ыкма - жипти RIBBA алкагынын ичине кысуу менен бекитүү. Сиз муну кичинекей жыгачты колдонуп жана RIBBA алкагынын ичине эки бураманы колдонуу менен оңой жасай аласыз. Жыгач менен RIBBA алкагынын ортосундагы электр менен камсыздоонун шнурун кысыңыз. Word Clockтын акыркы версиясында мен электр шнурун бекемдөө үчүн кичине топсону (болжол менен 3 см) колдондум. Мунун бир артыкчылыгы - кичине жыгачты кесүүнүн кажети жок.

8 -кадам: Бардыгын бириктирүү

Эми биз Word Clockтын бетин басып чыгардык же кесип салдык, жетектелген матрицаны бүтүрдүк жана электрондук компоненттерди бириктирдик, Word Clockтын бардык катмарларын бириктирүү мезгили келди.

1. Word Clockтын жүзүн RIBBA алкагына коюңуз.
2. Жарыкты тамга бою жакшы бөлүштүрүү үчүн (жарым) тунук эмес кагазды (кадимки басып чыгаруучу кагаз же калька) коюңуз.
3. Торду RIBBA алкагына салыңыз.
4. Бир тарапта LED матрицасы бар такта, экинчи жагында электрондук компоненттер RIBBA алкагына кылдаттык менен киргизилиши мүмкүн.

9 -кадам: Сөз саатынын арткы бөлүгүн түзүү

Сааттын арткы бети жыгач тактайдан жасалышы мүмкүн. Мунун эң жакшы жолу - RIBBA алкагына киргизилген тактайдай эле өлчөмдөгү (болжол менен 22,5х22,5 см) тактайды көрүү. Word Clockтын арт жагында эки тешик бургулаңыз: бири аны дубалга тагуу үчүн (эгер кааласаңыз) жана бирөө Word Clockтан чыгуу үчүн электр зымына.

Жыгач тилкесинин узундугу болжол менен 20 см болгон эки бөлүктү көрдүм. Бул эки тилкеде эки функция бар:

1. Жыгач тактаны бир жагында RGB лентасы, экинчи жагында электрондук компоненттери бар
2. Сөз Саатынын арт жагын бурап кете турган бетти түзүү.

Эми, бул тилкелерди RIBBA алкагынын ичине сайыңыз, аларды электр компоненттерин кармап турган тактайга катуу басыңыз. Андан кийин, жыгач тактайлардын үстүнө жаңы эле жыгач тактайын коюп, бурамалар менен оңдоп койсоңуз болот..

Эгерде сиз Сөз саатын дубалга орноткуңуз келсе, анда Сааттын арткы бети бекем бекитилгенин текшериңиз.

10 -кадам: Arduino Nano программалоо

Эгерде сиз Arduino программасын жаңыдан үйрөнүп жатсаңыз, мен адегенде абдан маалыматтуу (жана кызыктуу!) Бир нече окуу куралын (мисалы, Көз ирмем) жасоону сунуштайт элем.

Мен жөн гана Машина Инженериясынын студенти болгондуктан, программалоо менин долбоордун эң жакшы көргөн бөлүгү эмес. Бактыга жараша, менин кайын иним информатика боюнча магистр, андыктан Arduino программалоо ал үчүн кекс болгон. Ошентип, программалоо үчүн бардык кредиттер ал үчүн (рахмат Лоренс)!

Негизги идея - кайсы LEDлар кайсы сөздүн бир бөлүгү экенин көрсөтүү. Белгилей кетчү нерсе, биринчи лед 0 номери катары көрсөтүлгөн. Андыктан бизде 0-168 лед бар. Андан кийин, сиз Arduinoго кайсы убакта белгилүү бир убакта жануу керектигин айтасыз. Сиз убакытты RTC DS3231ге коюп, Arduino учурдагы убакытты билет.

RGB LED тилкесинин леддеринин түсү кызыл, жашыл жана көк үчүн 0-255 мааниси менен аныкталат. Ошентип, кызыл LED (кызыл, жашыл, көк) = (255, 0, 0) жана кызгылт көк (жашыл, көк) = (255, 0, 255) менен белгиленет. Колдонулбаган LEDдын түсү бар (кызыл, жашыл, көк) = (0, 0, 0).

Сиз сөздөрдү максатына жараша топтосоңуз болот:

• Дайыма күйүп турган топ ('It', 'is', сиздин атыңыз ж. Б.)
• Протоколду көрсөтүүчү сөздөр үчүн топ
• Бириктирүүчү сөздөрдүн тобу ("өткөн", "үчүн", "жарым", "чейрек" ж. Б.)
• Сааттарды көрсөтүүчү сөздөр тобу
• Учурда колдонулбаган бардык тамгаларды камтыган топ

Ар бир сөз тобу үчүн түстү коюуга болот (бул ар бир сөздүн, ал тургай тамганын өзүнчө түсүн аныктоого караганда оңой).

Сиз программаңызды USB mini кабелин колдонуп Arduino Nano'ду компьютериңизге туташтырып жүктөй аласыз.

UPDATE (January 2019):

Мен Arduino файлын Instructableге коштум. Файл менин бир тууган иним тарабынан жазылган, андыктан бардык кредиттер ага жүктөлөт! Албетте, сиз баскычтарды каалагандай программалай аласыз

11 -кадам: Бүтүрүү

Эгерде баары план боюнча жүрсө, сиз өзүңүздүн жеке саат саатын түздүңүз!

Сураныч, эгер сизде кандайдыр бир сунуштар болсо, комментарий берүүдөн шек санабаңыз! Мен аларга жооп берүүгө аракет кылам, бирок убактым чектелүү болгондуктан, бир аз убакыт кетиши мүмкүн.