Фотохромные часы и светящиеся в темноте часы: 12 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:51

В этих часах используется специально созданный 4-значный 7-сегментный дисплей, сделанный из ультрафиолетовых светодиодов. Перед дисплеем размещается экран, состоящий из фосфоресцирующего («светящегося в темноте») или фотохромного материала. Кнопка наверху включает УФ-дисплей, который затем освещает экран на несколько секунд, так что он начинает светиться или меняет цвет, который затем медленно исчезает.

Этот проект был вдохновлен потрясающими светящимися в темноте сюжетными часами Такера Шеннона. Когда я перестроил его проект, я немного изменил его, заменив светящийся в темноте экран на один 3D, напечатанный из фотохромной нити накала, который меняет цвет под воздействием ультрафиолетового света. Тем временем я увидел, что у других людей была такая же идея (см., Например, здесь). Хотя механический график часов, безусловно, потрясающий, у него есть недостаток, заключающийся в том, что числа выходят немного кривыми, поэтому я подумал о другом способе, чтобы числа выглядели более чистыми. Сначала я попытался заменить подсветку ЖК-дисплея на УФ-светодиоды, а потом сверху поставить фотохромный / светящийся в темноте экран. Однако оказалось, что интенсивность, передаваемая через ЖК-дисплей, была очень низкой. После этого я решил построить 4-значный 7-сегментный дисплей с использованием УФ-светодиодов для освещения экрана, что дало гораздо лучшие результаты.

Запасы

Материалы

• Модуль DS3231 RTC (ebay.de)
• Arduino Nano (ebay.de)
• УФ-нить, меняющая цвет (amazon.de)
• Наклейка 96x39x1 мм, светящаяся в темноте (ebay.de)
• Прозрачный пластиковый лист 96x39x1 мм (amazon.de)
• MT3608 DC повышающий модуль постоянного тока (ebay.de)
• 30 шт 5 мм УФ светодиод (ebay.de)
• TM1637 4-значный 7-сегментный дисплей (ebay.de)
• Кнопка без фиксации 12x12 мм (ebay.de)

Инструменты

• 3д принтер
• пистолет для горячего клея
• паяльник
• мультиметр

Шаг 1: 3D-печать

Следующие файлы stl необходимо распечатать в 3D. Части корпуса были напечатаны из черного PLA, а для файла 4digits.stl я использовал белый PLA. Трафарет был напечатан с помощью фиолетовой УФ-нити, меняющей цвет. Паяльник можно распечатать из любого материала.

Шаг 2: демонтаж 7-сегментного дисплея

Мне нужен был только рюкзак I2C с 4-значным 7-сегментным дисплеем, поэтому первым шагом было снятие дисплея с модуля.

Шаг 3: Подготовьте прототип печатной платы

Затем я вырезал часть прототипа печатной платы для УФ-светодиодов и отметил места, где я хотел бы разместить светодиоды, в соответствии с паяльным приспособлением. Позже я прикрепил к нижней части штыревые разъемы для подключения к рюкзаку I2C.

Шаг 4: пайка светодиодов и контактных разъемов

Затем я припаял все УФ-светодиоды к прототипу печатной платы, а также прикрепил штыревые разъемы. Я использовал паяльник для установки УФ-светодиодов.

Шаг 5: Подключение светодиодов

Затем светодиоды были подключены в соответствии с прилагаемой схемой, которая копирует схему 4-значного дисплея, который был извлечен из задней части I2C. Для соединений отдельных сегментов одной цифры я использовал посеребренный медный провод, в то время как другие соединения были выполнены с помощью изолированного провода. В конце концов, все выглядит довольно беспорядочно.

Шаг 6: прикрепите рюкзак I2C

Затем я прикрепил прототип печатной платы к рюкзаку I2C. Хотя я спаял обе части напрямую вместе, было бы разумнее использовать на рюкзаке женские разъемы, чтобы обе части можно было вставлять и отключать.

Для тестирования я подключился обратно к arduino nano и загрузил пример TM167test из библиотеки TM1637.

Шаг 7: Завершение 4-значного отображения

Затем поверх светодиодов прикрепляется распечатанная на 3D-принтере часть 4digits.stl. Чтобы рассеять свет светодиодов, я залил сегменты горячим клеем и заклеил их каптоновой лентой, пока клей не затвердел. Это оставило меня с красивым индивидуальным 4-значным 7-сегментным дисплеем.

Шаг 8: светящийся в темноте экран

Сначала я попытался также распечатать этот экран на 3D-принтере из светящейся в темноте нити. Однако оказалось, что он слишком сильно рассеивает свет, поэтому цифры выглядят размытыми. Поэтому я решил использовать наклейку, которая была прикреплена к прозрачному пластиковому экрану. Большинство пластиков все еще достаточно прозрачны для света светодиодов с длиной волны ~ 400 нм.

Шаг 9: Установите компоненты в корпус

Наконец, компоненты можно установить в корпус, напечатанный на 3D-принтере, снова используя много горячего клея.

Перед использованием модуля DS3231 целесообразно отключить цепь зарядки аккумулятора. Только построив несколько часов с этим модулем, я наткнулся на ветку, объясняющую, что VCC подключен к батарее типа «таблетка». Это означает, что когда вы запитываете модуль через VCC, на аккумулятор постоянно подается напряжение. Поскольку модуль поставляется с неперезаряжаемыми батареями CR2032, это не лучшая идея. Вы можете легко отключить схему подзарядки, распаяв диод или резистор, отмеченный на прилагаемом рисунке.

Шаг 10: Подключите модули

Затем компоненты были подключены с помощью кабелей Dupont в соответствии с прилагаемой схемой. Повышающий модуль использовался для увеличения напряжения питания рюкзака I2C до 7 В, так как я хотел сделать ультрафиолетовые светодиоды как можно более яркими. Напряжение, подаваемое на светодиоды, составляет VCC-2 В, то есть 5 В, хотя оно выше, чем рекомендуемое прямое напряжение светодиодов (3 В), они должны быть в состоянии справиться с этим, поскольку они не будут гореть постоянно.

Шаг 11. Загрузите код

Сначала выставил текущее время в модуле RTC. Для этого я только что загрузил SetTime пример библиотеки DS1307RTC. После этого можно загрузить прикрепленный код для часов. При нажатии кнопки дисплей загорится на 5 секунд и покажет текущее время.

Шаг 12: Готовые часы

Вот еще несколько фото готовых часов. В дневное время фотохромный экран можно использовать, а в ночное время его можно заменить на светящийся в темноте экран.

В целом я вполне доволен результатом, хотя цифры на обоих экранах все равно могут быть ярче. Другая возможность, которую я, возможно, захочу попробовать, - это смешать светящийся в темноте порошок с эпоксидной смолой, а затем использовать его для заполнения сегментов дисплея вместо горячего клея. Также было бы неплохо использовать профессиональную печатную плату со светодиодами SMD вместо 5 мм светодиодов.