Fotohromisks un tumsā mirdzošs pulkstenis: 12 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:55

Šis pulkstenis izmanto pielāgotu 4 ciparu 7 segmentu displeju, kas izgatavots no UV gaismas diodēm. Displeja priekšā ir novietots ekrāns, kas sastāv vai nu no fosforescējoša ("tumsā mirdzošs"), vai no fotohroma materiāla. Augšpusē esošā spiedpoga iedegas UV displejā, kas pēc tam dažas sekundes izgaismo ekrānu tā, lai tas sāk kvēlēt vai mainītu krāsu, kas pēc tam lēnām izgaist.

Šo projektu iedvesmoja satriecošais Tucker Shannon pulkstenis Glow-In-The Dark Plot Clock. Kad es pārbūvēju viņa projektu, es nedaudz pagriezu to, aizstājot tumsā mirdzošo ekrānu ar vienu 3D, kas izdrukāts no fotohroma kvēldiega, kas, mainot UV gaismu, maina krāsu. Tikmēr es redzēju, ka citiem cilvēkiem ir tāda pati ideja (skat., Piemēram, šeit). Lai gan pulksteņa mehāniskais zīmēšanas mehānisms noteikti ir satriecošs, tā trūkums ir tāds, ka skaitļi iznāk nedaudz šķībi, tāpēc es domāju par citu veidu, kā padarīt skaitļus tīrus. Sākumā es mēģināju nomainīt LCD displeja fona apgaismojumu ar UV gaismas diodēm un pēc tam uzlikt virsū fotohromisku/tumsā mirdzošu ekrānu. Tomēr izrādījās, ka caur LCD pārraidītā intensitāte bija ļoti zema. Pēc tam es nolēmu izveidot 4 ciparu 7 segmentu displeju, izmantojot UV gaismas diodes, lai apgaismotu ekrānu, kas deva daudz labākus rezultātus.

Piegādes

Materiāli

• DS3231 RTC modulis (ebay.de)
• Arduino Nano (ebay.de)
• UV krāsu mainīgais kvēldiegs (amazon.de)
• 96x39x1 mm tumsā mirdzoša uzlīme (ebay.de)
• 96x39x1 mm caurspīdīga plastmasas loksne (amazon.de)
• MT3608 DC DC pastiprināšanas modulis (ebay.de)
• 30 gab. 5 mm UV LED (ebay.de)
• TM1637 4 ciparu 7 segmentu displejs (ebay.de)
• 12x12 mm īslaicīga spiedpoga (ebay.de)

Rīki

• 3D printeris
• karstās līmes pistole
• lodāmurs
• multimetrs

1. darbība: 3D drukāšana

Šādi stl faili ir jāizdrukā 3D formātā. Korpusa daļas tika drukātas no melnas PLA, savukārt failam 4digits.stl es izmantoju baltu PLA. Ekrāns tika izdrukāts no violetas UV krāsas maiņas kvēldiega. Lodēšanas ierīci var izdrukāt no jebkura materiāla.

2. darbība: 7 segmentu displeja atkausēšana

Man bija nepieciešama tikai četrciparu 7 segmentu displeja I2C mugursoma, tāpēc pirmais solis bija diska atdalīšana no moduļa.

3. darbība. Sagatavojiet prototipa PCB

Tālāk es izgriezu gabalu no PCB prototipa UV gaismas diodēm un atzīmēju vietas, kur es gribēju novietot gaismas diodes saskaņā ar lodēšanas ierīci. Apakšējā daļā es vēlāk pievienoju vīriešu tapu galviņas savienošanai ar I2C mugursomu.

4. solis: lodēšanas gaismas diodes un tapu galvenes

Pēc tam es pielīmēju visas UV gaismas diodes PCB prototipam un pievienoju arī vīriešu tapu galvenes. Es izmantoju lodēšanas ierīci UV gaismas diožu izlīdzināšanai.

5. solis: LED vadu pievienošana

Pēc tam gaismas diodes tika savienotas saskaņā ar pievienoto shēmu, kas kopē 4 ciparu displeja izkārtojumu, kas tika atvienots no I2C aizmugures. Viena ciparu atsevišķu segmentu savienojumiem es izmantoju sudraba vara stiepli, bet pārējie savienojumi tika veikti ar izolētu vadu. Galu galā viss izskatās diezgan netīrs.

6. darbība: pievienojiet I2C mugursomu

Pēc tam es pievienoju PCB prototipu I2C mugursomai. Kamēr es lodēju abas detaļas tieši kopā, būtu prātīgāk mugursomā izmantot sieviešu galviņas, lai abas detaļas varētu pieslēgt un atvienot.

Pārbaudei es izveidoju savienojumu ar arduino nano un augšupielādēju TM167 testa piemēru no bibliotēkas TM1637.

7. solis: 4 ciparu displeja aizpildīšana

Tālāk 3D druka 4digits.stl daļa tiek piestiprināta virs gaismas diodēm. Lai izkliedētu gaismas diodes, es piepildīju segmentus ar karstu līmi un aizzīmogoju tos ar Kapton lenti, līdz līme bija sacietējusi. Tas man atstāja jauku pielāgotu 4 ciparu 7 segmentu displeju.

8. darbība: tumsā mirdzošs ekrāns

Sākumā es mēģināju arī 3D izdrukāt šo ekrānu no kvēlojoša kvēldiega. Tomēr izrādījās, ka tas pārāk daudz izkliedē gaismu, tāpēc skaitļi šķiet izskaloti. Tāpēc es nolēmu izmantot uzlīmi, kas bija piestiprināta pie caurspīdīga plastmasas ekrāna. Lielākā daļa plastmasas joprojām ir pietiekami caurspīdīgas gaismas diodes ~ 400 nm gaismai.

9. solis: komponentu uzstādīšana korpusā

Visbeidzot, komponentus var uzstādīt 3D drukātajā korpusā, izmantojot atkal daudz karstas līmes.

Pirms DS3231 moduļa lietošanas ir lietderīgi atspējot akumulatora uzlādes ķēdi. Tikai pēc tam, kad ar šo moduli bija uzbūvēti vairāki pulksteņi, es uzdūros pavedienam, kas paskaidro, ka VCC ir pievienots monētu elementu akumulatoram. Tas nozīmē, ka, barojot moduli, izmantojot VCC, akumulatoram pastāvīgi tiek pievienots spriegums. Tā kā modulim ir uzlādējamas CR2032 baterijas, tā nav laba ideja. Uzlādes ķēdi var viegli atspējot, atlaidinot diodi vai rezistoru, kas atzīmēts pievienotajā attēlā.

10. solis: savienojiet moduļus

Pēc tam komponenti tika savienoti, izmantojot Dupont kabeļus saskaņā ar pievienoto shēmu. Papildu modulis tika izmantots, lai palielinātu I2C mugursomas barošanas spriegumu līdz 7 V, jo es vēlējos padarīt UV gaismas diodes pēc iespējas gaišākas. Gaismas diodēm pielietotais spriegums ir VCC-2 V, t.i., 5 V, lai gan tas ir augstāks par ieteicamo gaismas diodes priekšējo spriegumu (3 V), tām vajadzētu spēt to apstrādāt, jo tās netiks pastāvīgi iedegtas.

11. darbība: augšupielādējiet kodu

Sākumā es iestatīju pašreizējo laiku RTC modulī. Šim nolūkam es tikko augšupielādēju DS1307RTC bibliotēkas SetTime piemēru. Pēc tam pievienoto pulksteņa kodu var augšupielādēt. Nospiežot pogu, displejs iedegsies uz 5 sekundēm un parādīs pašreizējo laiku.

12. solis: pabeigts pulkstenis

Šeit ir vēl daži gatavā pulksteņa attēli. Dienas laikā fotohromisko ekrānu var izmantot, bet nakts laikā to var nomainīt ar ekrānu tumsā.

Kopumā esmu diezgan apmierināts ar rezultātu, lai gan skaitļi abos slāņos joprojām varētu būt gaišāki. Vēl viena iespēja, ko es varētu vēlēties izmēģināt, ir tumsā mirdzoša pulvera sajaukšana ar epoksīdu un pēc tam tās izmantošana displeja segmentu aizpildīšanai karstās līmes vietā. Tāpat būtu jauki izmantot 5 mm gaismas diodes vietā profesionālu PCB ar SMD gaismas diodēm.