الساعة الفوتوكرومية والمتوهجة في الظلام: 12 خطوة (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:38

تستخدم هذه الساعة شاشة مخصصة مكونة من 4 أرقام مكونة من 7 أجزاء مصنوعة من مصابيح LED للأشعة فوق البنفسجية. يتم وضع شاشة أمام الشاشة تتكون إما من مادة فسفورية ("توهج في الظلام") أو مادة فوتوكرومية. يضيء زر الضغط الموجود في الأعلى شاشة الأشعة فوق البنفسجية التي تضيء الشاشة بعد ذلك لبضع ثوانٍ بحيث تبدأ في التوهج أو يتغير لونها ثم يتلاشى ببطء.

هذا المشروع مستوحى من ساعة Glow-In-The-Dark Plot الرائعة التي صممها تاكر شانون. عندما أعدت بناء مشروعه ، قمت بتغييره قليلاً عن طريق استبدال الشاشة المتوهجة في الظلام بأخرى ثلاثية الأبعاد مطبوعة من خيوط فوتوكرومية يتغير لونها عند تعرضها لضوء الأشعة فوق البنفسجية. في غضون ذلك ، رأيت أن الأشخاص الآخرين لديهم نفس الفكرة (انظر على سبيل المثال هنا). على الرغم من أن آلية الرسم الميكانيكي للساعة رائعة بالتأكيد ، إلا أن لها عيبًا يتمثل في أن الأرقام تظهر ملتوية بعض الشيء ، لذلك كنت أفكر في طريقة أخرى لجعل الأرقام تبدو أكثر نقاءً. في البداية حاولت استبدال الإضاءة الخلفية لشاشة LCD بمصابيح LED للأشعة فوق البنفسجية ثم أضع شاشة فوتوكروميك / توهج في الظلام في الأعلى. ومع ذلك ، اتضح أن الكثافة المنقولة عبر شاشة LCD منخفضة جدًا. بعد ذلك ، قررت إنشاء شاشة عرض مكونة من 7 أرقام باستخدام مصابيح LED للأشعة فوق البنفسجية لإضاءة الشاشة التي أعطت نتائج أفضل بكثير.

اللوازم

المواد

• وحدة DS3231 RTC (ebay.de)
• اردوينو نانو (ebay.de)
• خيوط تغيير لون الأشعة فوق البنفسجية (amazon.de)
• 96x39x1 mm ملصق Glow-in-the-Dark (ebay.de)
• ورقة بلاستيكية شفافة 96x39x1 مم (amazon.de)
• MT3608 DC DC وحدة تصعيد (ebay.de)
• 30 جهاز كمبيوتر شخصى 5 ملم الأشعة فوق البنفسجية LED (ebay.de)
• شاشة TM1637 مكونة من 7 خانات مكونة من 4 أرقام (ebay.de)
• زر ضغط مؤقت 12 × 12 مم (ebay.de)

أدوات

• طابعة 3D
• مسدس الغراء الساخن
• لحام حديد
• المقياس المتعدد

الخطوة 1: الطباعة ثلاثية الأبعاد

يجب طباعة ملفات stl التالية ثلاثية الأبعاد. تمت طباعة أجزاء السكن من PLA الأسود بينما استخدمت PLA الأبيض في ملف 4digits.stl. تمت طباعة الشاشة من خيوط متغيرة اللون فوق البنفسجي. يمكن طباعة أداة اللحام من أي مادة.

الخطوة 2: إزالة اللحام من الشاشة المكونة من 7 مقاطع

كنت بحاجة فقط إلى حقيبة الظهر I2C للشاشة المكونة من 4 أرقام المكونة من 7 أجزاء ، لذا كانت الخطوة الأولى هي إزالة الشاشة من الوحدة النمطية.

الخطوة 3: تحضير Protoype PCB

بعد ذلك ، قمت بقطع قطعة من نموذج أولي لـ PCB لمصابيح LED للأشعة فوق البنفسجية وقمت بتمييز الأماكن التي أردت فيها وضع مصابيح LED وفقًا لتوجيه اللحام. في الجزء السفلي ، قمت لاحقًا بإرفاق رؤوس دبوس ذكر للاتصال بحقيبة الظهر I2C.

الخطوة 4: لحام المصابيح ورؤوس الدبوس

ثم قمت بعد ذلك بلحام جميع مصابيح LED للأشعة فوق البنفسجية بالنموذج الأولي لثنائي الفينيل متعدد الكلور ، كما قمت أيضًا بإرفاق رؤوس دبوس الذكور. لقد استخدمت تهزهز اللحام لتركيب مصابيح LED للأشعة فوق البنفسجية.

الخطوة 5: أسلاك المصابيح

بعد ذلك ، تم توصيل مصابيح LED وفقًا للتخطيطي المرفق الذي ينسخ تخطيط الشاشة المكونة من 4 أرقام التي تم فكها من الحزمة الخلفية I2C. بالنسبة لتوصيلات الأجزاء الفردية من رقم واحد ، استخدمت الأسلاك النحاسية الفضية بينما تم إجراء التوصيلات الأخرى بسلك معزول. يبدو الأمر برمته فوضويًا تمامًا في النهاية.

الخطوة 6: إرفاق حقيبة ظهر I2C

بعد ذلك ، قمت بإرفاق النموذج الأولي ثنائي الفينيل متعدد الكلور بحقيبة الظهر I2C. بينما قمت بلحام كلا الجزأين معًا مباشرة ، كان من الحكمة استخدام رؤوس نسائية على حقيبة الظهر بحيث يمكن توصيل كلا الجزأين وفصلهما.

للاختبار ، قمت بالاتصال بالعودة إلى اردوينو نانو وقمت بتحميل مثال اختبار TM167 من مكتبة TM1637.

الخطوة 7: استكمال العرض المكون من 4 أرقام

بعد ذلك ، يتم إرفاق الجزء 4digits.stl المطبوع ثلاثي الأبعاد أعلى مصابيح LED. لنشر ضوء مصابيح LED ، ملأت الأجزاء بالغراء الساخن وختمتها بشريط Kapton حتى تم تصلب الغراء. تركني هذا مع عرض مخصص لطيف مكون من 7 أرقام.

الخطوة 8: شاشة توهج في الظلام

في البداية حاولت أيضًا طباعة هذه الشاشة ثلاثية الأبعاد من خيوط Glow-in-the-Dark. ومع ذلك ، اتضح أنه ينشر الضوء كثيرًا ، لذا تبدو الأرقام باهتة نوعًا ما. لذلك قررت استخدام ملصق متصل بشاشة بلاستيكية شفافة. لا تزال معظم المواد البلاستيكية شفافة بدرجة كافية لضوء LED البالغ 400 نانومتر.

الخطوة 9: تركيب المكونات في السكن

أخيرًا ، يمكن تركيب المكونات في الغلاف المطبوع ثلاثي الأبعاد باستخدام الكثير من الغراء الساخن مرة أخرى.

قبل استخدام وحدة DS3231 ، من الحكمة تعطيل دائرة إعادة شحن البطارية. فقط بعد أن قمت ببناء العديد من الساعات باستخدام هذه الوحدة ، عثرت على مؤشر ترابط يوضح أن VCC متصل ببطارية خلية العملة المعدنية. هذا يعني أنه عند تشغيل الوحدة عبر VCC يتم تطبيق الجهد باستمرار على البطارية. نظرًا لأن الوحدة تأتي مع بطاريات CR2032 غير قابلة لإعادة الشحن ، فهذه ليست فكرة جيدة. يمكنك بسهولة تعطيل دائرة إعادة الشحن عن طريق إلغاء لحام الصمام الثنائي أو المقاوم المحدد في الصورة المرفقة.

الخطوة 10: توصيل الوحدات

بعد ذلك ، تم توصيل المكونات باستخدام كبلات Dupont وفقًا للتخطيط المرفق. تم استخدام وحدة التصعيد لزيادة جهد الإمداد لحقيبة الظهر I2C إلى 7 فولت لأنني أردت أن أجعل مصابيح LED للأشعة فوق البنفسجية ساطعة قدر الإمكان. الجهد المطبق على مصابيح LED هو VCC-2 V ، أي 5 فولت ، في حين أن هذا أعلى من الجهد الأمامي الموصى به لمصابيح LED (3 فولت) ، يجب أن يكونوا قادرين على التعامل معه لأنه لن يضيء باستمرار.

الخطوة 11: تحميل الكود

في البداية ، قمت بتعيين الوقت الحالي في وحدة RTC. لهذا قمت للتو بتحميل مثال SetTime لمكتبة DS1307RTC. بعد ذلك ، يمكن تحميل الكود المرفق على مدار الساعة. عند الضغط على الزر ، ستضيء الشاشة لمدة 5 ثوانٍ وتظهر الوقت الحالي.

الخطوة 12: الساعة النهائية

فيما يلي المزيد من الصور للساعة النهائية. خلال النهار ، يمكن استخدام الشاشة الفوتوكرومية بينما يمكن استبدالها أثناء الليل مع شاشة Glow-in-the-Dark.

بشكل عام ، أنا سعيد جدًا بالنتيجة على الرغم من أن الأرقام الموجودة في كل من screesn لا تزال أكثر إشراقًا. هناك احتمال آخر قد أرغب في تجربته وهو خلط مسحوق التوهج في الظلام مع الإيبوكسي ثم استخدامه لملء أجزاء الشاشة بدلاً من الغراء الساخن. سيكون من الجيد أيضًا استخدام PCB احترافيًا مع SMD LEDs بدلاً من 5 mm LEDs.