Фотохромды және қараңғыда: 12 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:24

Бұл сағаттар ультракүлгін светодиодтардан жасалған 4-разрядты 7 сегментті дисплейді қолданады. Дисплейдің алдында фосфоресцентті («қараңғыда жарқыраған») немесе фотохромды материалдан тұратын экран орналастырылған. Үстіңгі жағындағы түймешік ультракүлгін дисплейді жанып тұрады, содан кейін ол экранды бірнеше секундқа жарықтандырады, ол жарқырай бастайды немесе түсі өзгереді, содан кейін ол баяу жоғалады.

Бұл жоба Такер Шеннонның «Қараңғыда жарқырау» сюжетімен керемет шабыттандырылды. Мен оның жобасын қайта құрған кезде, мен қараңғыдағы экранды ультракүлгін сәуле әсерінен түсі өзгеретін фотохромды жіптен басылған бір 3D-ге ауыстыру арқылы кішкене өзгеріс бердім. Бұл арада мен басқа адамдарда да осындай ой болғанын көрдім (мысалы, мына жерден қараңыз). Сағаттың механикалық графигі керемет болғанымен, оның кемшілігі бар, сандар сәл қисық болады, сондықтан мен сандарды таза етудің басқа әдісін ойладым. Алдымен мен СКД дисплейінің артқы жарығын ультракүлгін светодиодтармен алмастыруға тырыстым, содан кейін үстіне фотохромды/қараңғыда жарқыраған экранды қойдым. Алайда, СКД арқылы берілетін интенсивтілік өте төмен екені белгілі болды. Осыдан кейін мен экранды жарықтандыру үшін ультракүлгін светодиодтар көмегімен 4 санды 7 сегментті дисплей құруды шештім, бұл әлдеқайда жақсы нәтиже берді.

Жабдықтар

Материалдар

• DS3231 RTC модулі (ebay.de)
• Ардуино Нано (ebay.de)
• Ультракүлгін түсті өзгеретін жіп (amazon.de)
• 96x39x1 мм қараңғыда стикер (ebay.de)
• 96x39x1 мм мөлдір пластикалық парақ (amazon.de)
• MT3608 DC тұрақты ток күшейту модулі (ebay.de)
• 30 дана 5 мм ультракүлгін светодиоды (ebay.de)
• TM1637 4 таңбалы 7 сегментті дисплей (ebay.de)
• 12x12 мм лездік басу түймесі (ebay.de)

Құралдар

• 3D принтері
• ыстық желім қаруы
• дәнекерленген темір
• мультиметр

1 -қадам: 3D басып шығару

Келесі stl файлдары 3D басып шығарылуы керек. Корпустың бөліктері қара PLA -дан басып шығарылды, ал 4digits.stl файлында ақ PLA қолдандым. Экран күлгін ультракүлгін түсі өзгеретін жіптен басылған. Дәнекерлеу қондырғысы кез келген материалдан басып шығарылуы мүмкін.

2-қадам: 7 сегментті дисплейдің түсін кетіру

Маған тек 4-разрядты 7 сегментті дисплейдің I2C рюкзагы қажет болды, сондықтан бірінші қадам дисплейді модульден ажырату болды.

3 -қадам: Protoype ПХД дайындаңыз

Содан кейін мен ультракүлгін светодиодтарға арналған ПХД прототипінің бір бөлігін кесіп алдым және светодиодты дәнекерлеу қондырғысына сәйкес орналастырғым келетін жерлерді белгіледім. Төменгі бөлігінде мен кейінірек I2C рюкзагына қосылу үшін еркек штыровкаларды тіркедім.

4 -қадам: светодиодтар мен түйреуіштерді дәнекерлеу

Содан кейін мен барлық ультракүлгін светодиодтарды ПХД прототипіне дәнекерледім, сонымен қатар еркек түйреуіштердің тақырыптарын қостым. Мен ультракүлгін светодиодты теңестіру үшін дәнекерлеу қондырғысын қолдандым.

5 -қадам: жарықдиодты сымдарды жалғау

Содан кейін, светодиодтар I2C артқы қаптамасынан түсі өшірілген 4 таңбалы дисплейдің орналасуын көшіретін бекітілген схемаға сәйкес сыммен қосылды. Бір таңбалы жеке сегменттерді қосу үшін мен күмістелген мыс сымды қолдандым, ал басқа қосылыстар оқшауланған сыммен орындалды. Бәрі ақырында өте әдепсіз болып көрінеді.

6 -қадам: I2C рюкзагын бекітіңіз

Содан кейін мен PCB прототипін I2C рюкзагына қостым. Мен екі бөлікті де тікелей дәнекерлеген кезде, рюкзактарға екі бөлікті де қосуға және ажыратуға болатындай етіп әйелдердің тақырыптарын қолданған дұрыс болар еді.

Тестілеу үшін мен arduino наносына қосылдым және TM1637 кітапханасынан TM167test үлгісін жүктедім.

7-қадам: 4 таңбалы дисплейді аяқтау

Әрі қарай, 4digits.stl форматында 3D басып шығарылған бөлік жарық диодтардың үстіне бекітіледі. Жарықдиодты шамдарды тарату үшін мен сегменттерді ыстық желіммен толтырдым және желім қатайғанша оларды Каптон таспасымен жаптым. Бұл маған жақсы 4 таңбалы 7 сегментті дисплей қалдырды.

8-қадам: Қараңғыда жарқыраған экран

Алдымен мен бұл экранды қараңғыда жарқылдан үш өлшемді түрде басып шығаруға тырыстым. Алайда, бұл шамды шамадан тыс тарататыны белгілі болды, сондықтан сандар біршама жойылған сияқты. Сондықтан мен мөлдір пластикалық экранға бекітілген жапсырманы қолдануды шештім. Көптеген пластмассалар жарық диодтардың ~ 400 нм жарығы үшін жеткілікті мөлдір.

9 -қадам: Компоненттерді корпусқа орнату

Ақыр соңында, компоненттерді 3D баспа корпусына қайтадан ыстық желімнің көмегімен орнатуға болады.

DS3231 модулін қолданар алдында батареяны қайта зарядтау тізбегін өшірген дұрыс. Осы модульмен бірнеше сағат жасағаннан кейін ғана мен VCC монеталық батареяға қосылғанын түсіндіретін жіпке тап болдым. Яғни, модульді VCC арқылы қуаттандырған кезде батареяға үнемі кернеу түседі. Модуль қайта зарядталмайтын CR2032 батареяларымен жабдықталғандықтан, бұл жақсы идея емес. Қосылған суретте белгіленген диодты немесе резисторды өшіру арқылы қайта зарядтау тізбегін оңай ажыратуға болады.

10 -қадам: модульдерді қосыңыз

Содан кейін, компоненттер бекітілген схемаға сәйкес Dupont кабельдері арқылы сымға қосылды. Үдемелі модуль I2C рюкзагының қоректену кернеуін 7 В дейін жоғарылату үшін қолданылды, себебі мен ультракүлгін светодиоды мүмкіндігінше жарқын етіп жасағым келді. Жарықдиодты шамдарға кернеу VCC-2 В, яғни 5 В құрайды, бірақ бұл жарық диодтардың ұсынылған тура кернеуінен жоғары (3 В), олар оны басқара алуы керек, себебі олар үнемі жанбайды.

11 -қадам: кодты жүктеңіз

Алдымен мен RTC модулінде ағымдағы уақытты қойдым. Бұл үшін мен DS1307RTC кітапханасының SetTime мысалын жүктедім. Содан кейін сағаттың бекітілген кодын жүктеуге болады. Түймені басқанда, дисплей 5 секунд бойы жанады және ағымдағы уақытты көрсетеді.

12 -қадам: Аяқталған сағат

Міне, дайын сағаттың тағы бірнеше суреті. Күндізгі уақытта фотохромды экранды қолдануға болады, ал түнде оны қараңғыда жарықпен ауыстыруға болады.

Жалпы мен нәтижеге өте қуаныштымын, бірақ екі сценарийдегі сандар әлі де ашық болуы мүмкін. Мен қарағым келетін тағы бір мүмкіндік-қараңғыда ұнтақты эпоксидпен араластыру, содан кейін оны ыстық желімнің орнына дисплей сегменттерін толтыру. Сонымен қатар, 5 мм жарықдиодты емес, SMD светодиоды бар кәсіби ПХД қолдану жақсы болар еді.