Сөз сағаты: 11 қадам (суреттермен)

2025 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2025-01-23 14:51

Бірнеше жыл бұрын мен қол жетімді нұсқаулықтардан шабыттанған алғашқы Word Clock жасай бастадым. Енді мен сегіз Word Clock жасадым, мен оны әр уақытта жақсартуға тырысамын, мен өз тәжірибеммен бөлісетін уақыт келді деп ойлаймын!

Менің тәжірибемнің артықшылығы - менің Word Clock -тың соңғы нұсқасы өте қарапайым: егер сізде барлық компоненттер болса, оны бір күнде құрастыру керек.

Біріншіден, Word Clock іші

Менің қазіргі нұсқамда RGB светодиодты жолағы қолданылады: бұл әрбір «шам» қызыл, жасыл және көк светодиодтан тұратын жарықдиодты жолақ. Үш түсті біріктіру арқылы (дерлік) кез келген түсті жасауға болады. RGB светодиодты бір кіріспен басқарылады (маған әлі де сиқыр). Сонымен, бір сымды қосу арқылы жолақтағы барлық жарықдиодты басқаруға болады!

Word Clock бетіндегі әр әріптің артында (бұл қадамды кейінірек қараңыз) RGB светодиодты бір жолағын жасырады. Сонымен, бір жарық диодты қосқанда, ол бір әріпті жанып тұруы керек. Мұны істеу үшін мен ағаш тақтайшаның торын кесу үшін лазерлік кескішті қолдандым. Басқа нұсқаулықтарда бұл тор торға біріктірілген көбік жолақтарының көмегімен жасалған. Мен мұны да сынап көрдім, бірақ бұл мен үшін нәтиже бермеді. Алайда, менің бірінші нұсқада мен торды бір -біріне жапсырылған жұқа ағаш жолақтардан жасадым. Бұл өте жақсы жұмыс істейді, бірақ оны құру үшін көп уақыт қажет!

Сөз сағатының миы - Arduino Nano. Бұл кішкентай компьютер RGB светодиодты басқара алады. Интернетте сіз шатастыратын көптеген бағдарламаларды таба аласыз, бұл өте қызықты!

Дәнекерлеуге жол бермеу үшін (бұл уақытты қажет етеді және өте қолөнер), мен Arduino Nano үшін терминалды адаптерді қолданамын. Терминал адаптерінің барлығы сымдарды Arduino -ға бұрандалармен қосуға мүмкіндік береді.

Әрине, кез келген сағаттың мақсаты - әдемі болудан басқа, уақытты көрсету. Менің Word Clock -та нақты уақыт сағаты модулі (RTC) уақытты бақылайды. Бұл модульдің идеясы - уақытты дұрыс орнатқаннан кейін, ол (батарея заряды таусылғанша) жануды жалғастырады. Мен DS3231 RTC -мен жұмыс жасаймын, ол өте арзан және интернетте үлкен қолдау бар.

Енді Word Clock іші түсінікті, біз сыртқа қарай жүреміз

Өз тәжірибемнен білемін, сіздің жобаңызды ыңғайлы базадан бастау маңызды. Сондықтан мен барлық дерлік Word сағаттарымды RIBBA IKEA фреймі арқылы құрамын. Мұның артықшылығы - барлық бұрыштары жақсы 90 градус болатын жақтаудан бастау, ал сырты біркелкі емес, әрине, егер сіз қаласаңыз, өзіңіздің жақтауыңызды жасай аласыз, бірақ мен RIBBA жақтауын ұстанатын едім.

Сөз сағатының беті жарық уақытты көрсететін әріптермен анықталады. Мен бұл бетті жасаудың екі әдісін таптым:

1. Мөлдір фольгада басып шығару. Әріптердің теріс жағын фольгада басып шығаруға болады. Қара сия жарықты тудырады. Бұл опцияның жетіспеушілігі-сия мөлдір болмайтындай тығыз болуы керек. Мүмкін болатын шешім - бетті екі рет басып шығару және оларды бір -бірінің үстіне қою.
2. Қағазды лазермен кесу. Егер сіз лазерлік кескішті қолдана алсаңыз, қағаздан әріптерді қиып алу мүмкіндігі бар. Егер қағаз жеткілікті қалың болса, онда жарық өтпейді. Дегенмен, сіз «трафарет» қарпін пайдалануыңыз керек. Мұндай қаріптердің жақын шеңберлері жоқ. Мәселен, мысалы, «о» қағаздағы тесік емес, шын мәнінде «о» болады.

Word Clock не істейді?

Әрине, Word Clock сізге уақытты көрсетуі керек. Сонымен қатар, біз RGB светодиодты қолданатындықтан, кез келген әріпті кез келген түспен жарықтандыруға болады! Arduino Nano бағдарламалау арқылы жеке RGB шамдарының түсін орнатуға болады. Егер сіз жарықдиодты түстерді нақты уақытта өзгертуді қаласаңыз, сіз үшін бұл батырманы қосуға болады. Дегенмен, мен әзірше қарапайым етіп сақтағым келгендіктен, бұл нұсқаулыққа кірмейді.

Жақында мен түстер мен уақытты орнату үшін Bluetooth қолданатын Word Clock жасадым. Егер мен уақыт табатын болсам, бұл туралы жаңартуды жіберемін!

1 -қадам: материалдар мен жабдықтарды жинау

Қажетті материалдар:

- RGB жетегі бар жолақ, 5 вольт, метрге 60 шам, жеке адрес. Сізге шамамен 3 метр жарықдиодты жолақ қажет. Мысалы, бұл: RGB жарықдиодты жолағы. 'IP' суға төзімділік дәрежесін білдіреді. Біз пайдаланатын компоненттердің ешқайсысы суға төзімді болғандықтан, ip30 нұсқасы жақсы. Бағасы: метріне 4 евро, сондықтан 12 евро.

- Ардуино Нано: Ардуино Нано. Назар аударыңыз, бұл түйреуіштер Arduino -ға дәнекерленген Arduino, бірақ бағасы: 3 евро.

- Arduino Nano үшін терминалды адаптер. Терминалды адаптерді қолдану көп уақытты үнемдейді! Олар өте арзан: Терминалды адаптер Бағасы: 1 евро.

- RTC DS3231: RTC DS3231. Сіз басқа RTC қолдана аласыз, бірақ бұл өте жақсы жұмыс істеді! Бағасы: 1 евро.

- RIBBA-кадр: RIBBA жақтауы (23x23 см), қара немесе ақ. Бағасы: 6 евро.

- Бет үшін сізге қажет:

1. Басуға ыңғайлы мөлдір фольга (жергілікті баспа дүкенінен сұраңыз!)
2. Лазермен кесуге жарамды картон (лазерлік кескіштен сұраңыз!)

Бағасы: 5 евро.

- Компоненттерді қосуға арналған секіргіш сымдар. Бізге қанша қажет екенін білмеймін, бірақ олар арзан және кеңінен қол жетімді: секіргіш сымдар. Еркек-еркек, еркек-әйел және әйел-аналық сымдардың болуы ыңғайлы, алайда еркек-еркек сымдары да болады (қосымша дәнекерлеу кезінде). Бағасы: 3 евро.

- Нәр беруші. RGB светодиодты 5В қолданады. Бұл кернеуден аспау маңызды, себебі RGB сымды жолақтар оңай зақымдалады. Әр светодиод 20-60мА қолданады. Біз 169 жарықдиодты қолданатындықтан, жарықдиодты қуаттандыру үшін кернеу шамасы өте үлкен. Сондықтан мен кемінде 2000 мА қуат көзін пайдалануды ұсынамын, мысалы: Қуат көзі. Бағасы: 5 евро.

- 400-500 Ом бір резистор. Бағасы: шамалы.

- 1000 uF бір конденсатор. Бағасы: елеусіз.

- Бір прототип тақтасы, мысалы: Protoboard. Бағасы: 1 евро.

- Сағаттың артқы жағын құрайтын ағаш (тақта) бағасы: 2 евро.

- Сөз сағатының артқы жағын кадрға бекіту үшін шамамен 3х2 см ағаш жолақ. Бағасы: 1 евро.

- Екі сымды жаңғақ (5 сымға қосылу үшін), жергілікті DIY дүкенінде қол жетімді. Бағасы: 2 евро.

Жалпы бағасы: шамамен 40 евро.

Қажетті құрал -жабдықтар:

- Қарындаш- Дәнекерлеу станциясы- Ажырату құралы- Бұрауыштар- Қайшы- Екі жақты таспа (компоненттерді бекіту үшін)- Аралау (Сөз сағатының артқы жағындағы тақтаны көру үшін)- Матаның бір бөлігі (RIBBA сызаттарын болдырмау үшін) жұмыс кезінде кадр)

2 -қадам: Шолу

Енді бізде барлық материалдар бар, Word Clock туралы жалпы түсінікке шолу жасаған жақсы.

Word Clock беті әріптен тұрады (мөлдір фольгада басылған немесе картоннан кесілген лазерлі). Әр әріптің артында RGB жолағының бір сымы жасырылады. RIBBA рамасының өлшемі 23х23 см болғандықтан және біз бір метрге 60 ледтен тұратын RGB светодиодты қолданатындықтан (бір сымға 100см/60лс = 1,67см), біз бір қатарға 23см/1,67 = 13,8 жарықдиодты сыйдыра аламыз. 0,8 светодиод сәл ыңғайсыз болғандықтан, біз бір жолға 13 жарықдиодты ұстаймыз. RIBBA жақтауы төртбұрышты болғандықтан, біз (кейінірек) 13x13 жарықдиодты «LED-матрицаны» құрамыз.

Қарапайым сөзбен айтқанда, Word Clock кішкене сағаттардан тұрады (RTC DS3231), ол бір рет орнатылады және үнемі жұмыс істейді. Бұл кішкентай сағат уақытты кішкентай компьютерге жеткізеді (Arduino Nano). Кішкентай компьютер қандай светодиод белгілі бір уақытқа қосылуы керектігін біледі. Кішкентай компьютер деректер сымы RGB жарық диодты жолағына сигнал жіберіп, жарықдиодты қосады.

Бұл өте қарапайым естіледі, солай емес пе ?!:)

3 -қадам: Сөз сағаты

Біз бір жолда 13 жарықдиодты және 13 жолды қолданамыз, ол 13х13 жарықдиодты матрицаны қосады.

RGB жарықдиодты жолағын кесу

Ұзындығы 13 жарықдиодты RGB светодиодының 13 жолағын кесіңіз. Сіз үш мыс сопақшаның ортасында RGB светодиодын кесуіңіз керек.

13 RGB светодиодты жинау

Біз 13 жарықдиодты RIBBA рамасына кіретін ағаш тақтаға жабыстырамыз. Тақтаға ілгегі бар, оны бұрағышпен оңай алып тастауға болады. Торды қолдана отырып (алдыңғы қадамда) тақтадағы әрбір сымның орнын оңай белгілеуге болады. RGB жолақтарының көпшілігінің артқы жағы жабысқақ, сондықтан оларды тақтаға оңай жабыстыруға болады. RGB жарық диодты жолағының бағытын атап өту маңызды. RGB жарық диодты жолағындағы көрсеткілер ток ағып жатқан бағытты көрсетеді. Біз 13 RGB светодиодты қосқымыз келетіндіктен, ток ағуы үшін үздіксіз жолды құруға тиіспіз. Жақында IKEA тақтаның бір бұрышын кесіп тастады, осылайша тақтаны жақтаудан шығару оңайырақ. Тақтаның бір жағынан екінші жағына сымдарды алу үшін осы кесілген бұрышты пайдалану ыңғайлы. Басқаша айтқанда, бірінші сымның кесілген бұрышта орналасқанына көз жеткізіңіз.

13 RGB жетекші жолақтарды дәнекерлеу

Енді тақтаға 13 RGB светодиодтары бекітілген, біз оларды дәнекерлеу үтігінің көмегімен қосамыз. Алдымен, мыс сопақшаларының әр жартысына аздап дәнекерлеңіз. Екіншіден, секіргіш сымдардың бір ұшын кесіңіз. Тағы да, сымның жыртылған ұшына аздап дәнекерлеңіз. Енді сымның жалаңаш ұшын мыс сопақшаға тигізіп, дәнекерлеуішті қолданып, дәнекерді балқытып, жалғаңыз. Бір RGB светодиодты GND келесі RGB светодиодты GND -ге қосыңыз. 5В және деректер сымдары үшін де солай жасаңыз.

Жетекші матрицаны аяқтау

RGB бірінші матрицасының үш мыс сопақшасының әрқайсысына өтпелі сымды дәнекерлеңіз. Айтылғандай, тақтаның екінші жағына үш сымды оңай жеткізу үшін тақтаның қиылған бұрышына бірінші сымды қою ыңғайлы.

6 -қадам: электроника

Енді біз негізгі матрицаны аяқтадық, біз компоненттерді қосуды бастай аламыз.

Біз компоненттерді (Arduino Nano терминал адаптерінде, RTC DS3231, сымдық гайкалар) өзіміздің негізгі матрицаны жасаған тақтаның артына жабыстырамыз. Компоненттерді бекіту үшін екі жақты таспаны қолдануға болады.

RGB жолағы

Алдымен Arduino Nano терминалын адаптерге салыңыз. Терминалды адаптерді тақтаның ортасына қою ыңғайлы, себебі терминал адаптеріне бірнеше сым қосу керек. RGB сымды жолағының деректер сымын (орта сым) Arduino Nano цифрлық порттарының біріне қосыңыз (әдетте мен D6 портын қолданамын). RGB светодиодын кернеудің көтерілуінен қорғау үшін деректер сымы мен Arduino арасына 400-500 Ом резистор қоюға болады.

RTC DS3231

Екіншіден, RTC DS3231 тақтаға бір жерге жабыстырыңыз. Бұл модульге төрт қосылым қажет: бір жер, бір 5В, бір SCL және бір SDA. Біз SQW және 32K портын қолданбаймыз. DS3231 RTC түйреуіштеріне қосылу үшін аналық сымды қолдануға болады. SCL -ді Arduino Nano бесінші аналогтық портына (A5) жалғаңыз, SDA -ны Arduino Nano -ның төртінші ұқсас портына (A4) қосыңыз.

7 -қадам: Қуат көзі

Қандай қуат көзін қолдану керек?

Кернеу Arduino Nano -ны кернеудің кең ашуы арқылы қуаттауға болады. 'Vin' порты 7-12В, 5В порты 5В қабылдай алады (бұл таңқаларлық) және сіз USB mini кабелінің көмегімен Arduino Nano-ны қуаттай аласыз. Алайда, RGB светодиодты талаптарға сай келеді. Көптеген өндірушілер RGB светодиодтарына 5В +/- 5% кірісті тағайындайды (қосымша ақпарат алу үшін неопиксельдерді қосу бөлімін қараңыз). Сондықтан біз 5В қуат көзін қолданамыз.

Ағымдағы бір RGB светодиодында үш түсті жарық диоды бар (қызыл, жасыл және көк), олар бірге қажетті түсті құрайды. Үш шамның бірінде 20 мА шамасы қолданылады. Сонымен, қызыл, жасыл және көк светодиодты қосу арқылы ақ түсті шығаратын RGB светодиоды бір мезгілде 3*20мА = 60мА пайдаланады. Егер сіз барлық 169 RGB светодиодтарын ақ түспен бірден жарықтандырсаңыз, сізге 169*60мА = 10140мА = 10А*қажет. Ең жиі қолданылатын қуат көздері 2000 мА шамасында. Басқаша айтқанда, барлық RGB светодиодтарын ақ түспен жарықтандыру - бұл өте жақсы идея емес **.

Мен 5В, 2000мА қуат көзін пайдалануды ұсынамын, себебі олар кең таралған және өте арзан.

* Назар аударыңыз, жоғары токтар (5мА жоғары) қауіпті! Сондықтан, сөз сағатын қосқанда өте абай болыңыз!

** Барлық RGB светодиодтарын бірден жарықтандырудың бірнеше амалдары бар, мысалы, қуат көзін RGB светодиодының екі ұшына жалғау немесе RGB шамдарын төмен жарықтықта пайдалану.

Қуат көзін қосу

Біз қуат көзін компоненттерге қосамыз. Біз қуат көзінің оң және теріс сымына 1000 уФ конденсаторды қосамыз. Байланысты бекіту үшін протобер тақтасын қолдануға болады (суретті қараңыз). Бізде қуат қажет бірнеше компоненттер болғандықтан, біз 5В қуат көзінің екі сымының әрқайсысын бір сымдық гайкаға қосамыз: біз оларды оң сымдық гайка деп атаймыз (ол қуат көзінің оң сымына қосылған) және теріс сымдық гайка (ол қуат көзінің теріс сымына қосылған). Енді RGB светодиодының 5В сымдары мен RTC DS3231 оң сымдық гайкаға қосыңыз. Сол сияқты, RGB светодиодының жерге қосқыш сымдарын (GND) және RTC DS3231 теріс сым гайкасына қосыңыз. Біз Arduino Nano -ны 5В порты мен оның порттарының бірі арқылы қуаттайтын боламыз. Ол үшін Arduino 5В портын оң сымдық гайкаға және GND порттарының біреуін теріс сымдық гайкаға қосыңыз.

Қуат көзін бекіту

Барлық жақсы сымдалған электрониканы жыртып алмау үшін, қуат көзінің сымын RIBBA жақтауының ішкі жағына бекіту ұсынылады. Бұған сіз қуат сымының «Сағат сағаты» артқы жағынан шықпас бұрын түйін жасау арқылы қол жеткізе аласыз. Дегенмен, талғампаз әдіс - сымды RIBBA жақтауының ішкі жағына қысу арқылы бекіту. Сіз мұны ағаштың кішкене бөлігін пайдаланып және оны екі бұранданың көмегімен RIBBA жақтауының ішкі жағына бұрау арқылы оңай жасай аласыз. Ағаш пен RIBBA жақтауының арасындағы қуат көзінің сымын қысыңыз. Word Clock -тың соңғы нұсқасында мен қуат сымын бекіту үшін кішкене топсаны (шамамен 3 см) қолдандым. Мұның артықшылығы - ағаштың кішкене бөлігін кесудің қажеті жоқ.

8 -қадам: Барлығын біріктіру

Енді біз Word Clock бетін басып шығардық немесе кесіп тастадық, негізгі матрицаны аяқтадық және электронды компоненттерді қостық, Word Clock барлық қабаттарын біріктірудің уақыты келді.

1. Word Clock бетін RIBBA жақтауына қойыңыз.
2. Жарықты әріп бойымен жақсы тарату үшін (жартылай) мөлдір емес қағазды (кәдімгі баспа қағазын немесе калька) салыңыз.
3. Торды RIBBA жақтауына салыңыз.
4. Бір жағында светодиодты матрицасы бар тақтаны, екінші жағында электронды компоненттерді RIBBA жақтауына мұқият енгізуге болады.

9 -қадам: Сөз сағатының артқы жағын жасау

Сағаттың артқы жағы ағаш тақтадан жасалуы мүмкін, мұны істеудің ең жақсы жолы - RIBBA жақтауында берілген тақтаймен бірдей өлшемдегі (шамамен 22,5х22,5 см) тақтаны көру. Сөз сағаттарының артқы жағында екі тесік бұрғылаңыз: біреуі оны қабырғаға бекіту үшін (қаласаңыз), екіншісі - Word сағатынан шығу үшін қуат сымы үшін.

Ағаш жолақтың ұзындығы шамамен 20 см болатын екі бөлікті көріңіз. Бұл екі жолақтың екі функциясы бар:

1. Ағаш тақтаны бір жағында RGB светодиодты, ал екінші жағында электронды компоненттерді ұстаңыз
2. Word Clock -тың артқы жағын бұрап қоюға болатын бетті құру.

Енді бұл белдеулерді RIBBA жақтауының ішкі жағына бұрап бекітіңіз, оларды электр компоненттері бар тақтаға мықтап басқаныңызға көз жеткізіңіз, содан кейін сіз ағаш жолақтардың үстіне жаңа ғана ағаш тақтайшаны қойып, бұрандалармен бекітіңіз..

Егер сіз Word сағатын қабырғаға қойғыңыз келсе, Word Clock артқы жағының мықтап бекітілгеніне көз жеткізіңіз.

10 -қадам: Arduino Nano бағдарламалау

Егер сіз Arduino бағдарламалауды жаңадан білсеңіз, мен алдымен бірнеше оқу құралдарын (мысалы, Blink) орындауды ұсынар едім, олар өте ақпараттандырады (және қызықты!).

Мен механика инженериясының студенті болғандықтан, бағдарламалау менің жобаның сүйікті бөлігі емес. Бақытымызға орай, менің қайын інім - информатика магистрі, сондықтан Arduino -ны бағдарламалау ол үшін торт болды. Сонымен, бағдарламалауға арналған барлық несиелер оған арналған (рахмет Лоренс)!

Негізгі идея - сіз қандай ледтер қай сөздің құрамына кіретінін көрсету. Назар аударыңыз, бірінші жарық диодты нөмір 0 ретінде көрсетілген. Сондықтан бізде 0-168 жарық диодтары бар. Әрі қарай, сіз Arduino -ға белгілі бір уақытта қандай сөздер жануы керек екенін айтасыз. Сіз DS3231 RTC уақытты орнатасыз, сондықтан Arduino ағымдағы уақыттың не екенін біледі.

RGB жарықдиодты жолақтардың түстері қызыл, жасыл және көк үшін 0-255 мәнімен анықталады. Сонымен, қызыл светодиод (қызыл, жасыл, көк) = (255, 0, 0) және күлгін (reg, green, blue) = (255, 0, 255) арқылы белгіленеді. Қолданылмайтын светодиодтың түсі (қызыл, жасыл, көк) = (0, 0, 0) болады.

Сөздерді мақсатына қарай топтастыруға болады:

• Әрқашан жанатын топ ('Бұл', 'бұл', сіздің атыңыз және т.б.)
• Минутты көрсететін сөздер тобы
• Біріккен сөздер тобы ('өткен', 'to', 'жарым', 'ширек' және т.б.)
• Сағатты білдіретін сөздер тобы
• Ағымдағы уақытта пайдаланылмайтын барлық әріптерді қамтитын топ

Әр сөз тобы үшін түс орнатуға болады (бұл әр сөздің немесе тіпті әріптің түсін бөлек анықтаудан оңай).

Бағдарламаны Arduino Nano -ны компьютерге шағын USB кабелі арқылы қосу арқылы жүктеуге болады.

ЖАҢАРТУ (қаңтар 2019 ж.):

Мен Arduino файлын нұсқаулыққа қостым. Файлды менің қайын ағам жазған, сондықтан барлық несие оған тиесілі! Файл Word Clock-қа негізделген, белгілі бір түс режимдері мен цифрлық режим арасында ауысады. Әрине, сіз түймелерді өзіңіз қалағандай бағдарламалай аласыз

11 -қадам: Аяқтау

Егер бәрі жоспар бойынша жүрсе, сіз өзіңіздің жеке сағат сағатын жасадыңыз!

Пожалуйста, егер сізде қандай да бір ұсыныстар болса, түсініктеме беруден күмәнданбаңыз! Мен оларға жауап беруге тырысамын, бірақ менің уақытым шектеулі болғандықтан, біраз уақыт кетуі мүмкін.