كيفية إنشاء ساعة LED صغيرة: 9 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:36

كل ساعات الحائط الرقمية هذه يمكن أن تكون مشغولة للغاية ، أليس كذلك؟ أنت لا تريد حقًا شاشة كبيرة ساطعة مكونة من 7 أرقام تشوش على الحائط الخاص بك ، وتعيق الطريق ، أليس كذلك؟ حتى الساعات التناظرية ، على الرغم من كونها أبسط ، لا تزال تحتوي على أرقام وعقارب سوداء قبيحة في محيطك. والدقات ، في بعض الأحيان يمكن أن تدفعك إلى الجنون.

هل لي أن أقدم ساعة LED لحل جميع مشاكلك. بدلاً من الشاشة القبيحة أو الأيدي الصاخبة وغير المرغوبة ، تدور نقاط ضوئية صامتة حول المحيط ، مما يدل على الثواني والدقائق والساعات. قابل للتخصيص بالكامل ، يمكنك جعل الوجه من أي شيء. خشب ، أكريليك ، حتى رخام. بغض النظر عن المنزل ، يمكن لساعة LED أن تناسب المظهر الجمالي. هل ترغب في الحصول على قائمة بيضاء نظيفة ، مع البلوز الناعم الذي يتقدم ببطء حول الحافة؟ تستطيع. أو ربما تفضل مظهرًا ريفيًا أكثر ، وجهًا خشبيًا بأضواء برتقالية؟ وجه أسود بأضواء خضراء؟ أي شيء يمكنك تخيله ، يمكنك إنشاؤه باستخدام هذا التصميم البسيط.

العملية أدناه هي دليل. إذا كنت تريد ، يمكنك إنشاء الساعة في الصورة. إذا كنت ترغب في شيء أكبر ، يمكنك ذلك. اتبع بأمانة ، أو اجعل التصميم خاصًا بك. إنها ساعتك بعد كل شيء.

اللوازم

المواد المستخدمة للساعة هي:

أكريليك أبيض (شفاف ، على الرغم من أنه يعمل بشكل جيد مع المواد غير الشفافة)

شريط WS2812B LED ، 144 مصباح LED لكل متر

Arduino Pro Mini ، 16 ميجا هرتز ، 5 فولت

محول USB إلى TTL (لبرمجة Arduino)

زر ضغط لمسي (x2)

USB (مزيد من المعلومات في خطوة الأسلاك)

وصل الأسلاك

سلك متعدد النواة (بداخله سلكان)

قطعة شوكولاتة. لا تستخدم بالضرورة للساعة ، لكنها مهمة رغم ذلك …

الأدوات التي ستحتاجها هي (بدون ترتيب معين):

بانوراما

مكواة لحام واسفنج

مسدس الغراء الساخن

بوصلة

صمغ ممتاز

الخطوة 1: نظرة عامة وعملية التصميم

سأكون صادقًا ، إطار ساعة LED هو شيء قمت بجمعه معًا في غضون أسبوعين ، مع كل ما كنت أرقده في المنزل أثناء الإغلاق. إنها ليست مثالية بأي حال من الأحوال ، وسأعاود زيارتها بالتأكيد في وقت لاحق من العام. بعد قولي هذا ، دعنا ندخل في السبب.

المبدأ الأساسي وراء ذلك هو أنه على الرغم من وجود ساعات NeoPixel LED ، فإنها جميعًا تضيء مصابيح LED الخاصة بها مباشرة (على وجهك مباشرة). الضوء على الحائط. هذا يخلق بعض تأثيرات الإضاءة الرائعة ، بالإضافة إلى التأثير الجانبي غير المقصود لخلق إضاءة ناعمة على الوجه.

إطار العمل قابل للتخصيص بالكامل ، وعلى الرغم من أنني لا أوصي بوجود أكثر من 60 مصباح LED ، إذا كنت ترغب في الحصول على ساعة أكبر ، فإن البرمجة قادرة على التعامل معها. يجب أن يكون الأمر واضحًا بالنسبة لمعظم الأشخاص ، حتى المبتدئين ، لتخصيصه ، وسأطلعك على كيفية القيام بذلك في الخطوة التالية. بالنسبة لأولئك الذين لديهم بعض الخبرة مع Arduino ، سيكون الكثير مما أقوله واضحًا ، لكن بالنسبة للأشخاص الذين لم يسبق لهم أن لمسها في حياتهم ، فقد حاولت أن أجعلها واضحة قدر الإمكان.

قراءة الساعة هي نفسها قراءة الساعة التناظرية ، والتي تتطلب بعض التدريب للعديد من المراهقين (مثلي). تمثل الألوان المختلفة عقارب مختلفة ، حيث يكون اللون الافتراضي هو الأزرق لساعات ، والأخضر للدقائق ، والأحمر للثواني. ومع ذلك ، فلنبدأ!

الخطوة 2: البرمجة الجزء 1: الإعداد

برمجة الساعة بسيطة نسبيًا ، لقد قمت بالجزء الصعب من أجلك وقمت بكتابته. توجه إلى موقع Arduino وقم بتنزيل برنامج التثبيت. ليس التطبيق. هذا مهم. بمجرد تنزيله ، امض قدمًا وقم بتثبيته. اشرب كوبًا من الماء أثناء حدوث ذلك ، عليك أن تحافظ على رطوبتك. بمجرد تثبيت ذلك ، يجب أن تكون قادرًا على فتح ملف "ClockV2.ino" المرفق.

الخطوة 3: البرمجة الجزء 2: تثبيت المكتبات

بمجرد التحقق من تثبيت برنامج Arduino ، ستحتاج إلى الحصول على مكتبة FastLED.zip من هنا. إذا كنت تستخدم نظام Windows ، فضع المجلد بالداخل في Documents / Arduino / libraries.

على جهاز Mac ، افتح برنامج Arduino ، وانقر فوق "رسم تخطيطي" في الجزء العلوي من النافذة. من القائمة المنسدلة ، مرر مؤشر الماوس فوق "تضمين مكتبة" ، وانقر فوق "إضافة مكتبة. ZIP". حدد ملف. ZIP الذي قمت بتنزيله للتو ، وانقر فوق فتح.

هذه هي الخطوة التي تم القيام بها. كان ذلك سهلاً ، أليس كذلك؟

الخطوة 4: البرمجة الجزء 3: تخصيص الكود

الآن يأتي الجزء الممتع: التخصيص! تم التعليق على كل شيء في الكود ، لذا حتى إذا كان لديك فهم بدائي للغاية للبرمجة ، فستتمكن من رؤية ما يحدث. ومع ذلك ، فإن الأجزاء التي قد ترغب في تغييرها هي التالية.

# تعريف NUM_LEDS 60

هذا بسيط إلى حد ما ، كم عدد مصابيح LED في شريطك؟ أنا شخصياً أوصي بقطعها إلى 60 لأنها لطيفة وبسيطة. إنه أيضًا الرقم الوحيد الذي يحتوي على مؤشر ضوئي واحد في الثانية (للحصول على عدد سلس لطيف.)

FastLED.setBrightness (255) ،

يمكن العثور على عنصر التحكم في السطوع بالقرب من الجزء العلوي. سيقبل هذا الرقم بين 1 و 255 ، 1 هو أنعم و 255 سطوع كامل.

المصابيح [ledMins] = CRGB:: أخضر ؛

المصابيح [ledSecs] = CRGB:: DarkRed ؛ المصابيح [ledHrs] = CRGB:: أزرق ؛

يمكن العثور على هذه الحق في الجزء السفلي من الكود. كل ما يفعلونه هو إخبار البرنامج باللون الذي يجب أن يضبط كل يد له. جرب حولك ، شاهد ما تحب. إذا كنت لا تريد اليد الثانية (لأسباب تهرب مني ،) يمكنك حتى حذف السطر الثاني والتخلص من هذا "اليد" تمامًا.

الخطوة 5: البرمجة الجزء 4: التحميل

لقد انتهينا تقريبًا من جانب الكود في هذا المشروع ، خطوة واحدة فقط: الحصول على الكود من جهاز الكمبيوتر الخاص بك إلى Arduino. قد يبدو هذا شاقًا بعض الشيء في البداية ، ولكن إذا كان بإمكانك توصيل النقاط ، فيمكنك القيام بذلك. أولاً ، قم بلحام المسامير على Arduino. ما عليك سوى الصف السفلي ، الذي سينحني بزاوية 90 درجة.

على محول USB إلى TTL ، ابحث عن دبابيس RX و TX و 5 V و RST و GND. قم بتوصيل المسامير الموجودة على المحول بالدبابيس الموجودة في الجزء السفلي من Arduino. RX إلى RX ، TX إلى TX ، 5V (أو VCC) إلى VCC ، GND إلى GND. ملاحظة: تحتوي بعض المحولات على وصلة مرور صغيرة للتحكم في الجهد. اضبط هذا على وضع 5V.

بعد ذلك ، امض قدمًا وقم بتوصيله بجهاز الكمبيوتر الخاص بك. انتظر بضع دقائق أثناء تثبيت برامج التشغيل (مرة أخرى ، اشرب بعض الماء.) بمجرد الانتهاء من ذلك ، افتح برنامج Arduino. في الجزء العلوي ، انقر فوق "أدوات" (أو "رسم" في جهاز Mac) وقم بتغيير "اللوحة" إلى "Arduino Pro أو Pro Mini". بعد ذلك ، قم بتغيير "المعالج" إلى "ATmega328P (5V ، 16MHz.)."

"المنفذ" هي مسألة تجريب. عند فصل المحول ، ما المنفذ الذي يختفي؟ عند توصيله ، هل يظهر مرة أخرى؟ استخدم هذا. مع توصيل كل شيء ، اضغط على السهم في الجزء العلوي الأيسر من الشاشة ، واضغط على الزر الموجود بالقرب من أعلى Arduino. انتظر دقيقة أو نحو ذلك ، وستظهر رسالة أسفل الشاشة تقول "تم التحميل". إذا فشل لأي سبب من الأسباب ، فحاول مرة أخرى ، بالضغط على الزر بعد فترة زمنية مختلفة ، حتى يعمل. و هذا كل شيء! البرنامج انتهى!

الخطوة السادسة: الإلكترونيات

هناك أربع خطوات رئيسية لفرز الإلكترونيات. القاعدة ومصابيح LED والأسلاك والمقبس. أول الأشياء أولا بالرغم من ذلك.

الخاتم

هناك خياران لهذا: يمكنك طباعة القاعدة ثلاثية الأبعاد ، أو قصها من الخشب. تعد الطباعة ثلاثية الأبعاد أقل صعوبة في الإنشاء ، ولكن من الواضح أنها غير مريحة إذا لم يكن لديك طابعة ثلاثية الأبعاد ، كما تعلم. في حالة وجود واحد ، على الرغم من ذلك ، يتم إرفاق ملف.stl.

لجعله بسيطًا أيضًا. إنها مجرد حلقة مقطوعة من الخشب الرقائقي 12 مم ، وقطرها 132 مم (إذا كنت تستخدم أكثر من 60 مصباح LED ، فسيتعين عليك حساب القطر بنفسك.) ثم يتم لصق اللوح فوق الربع العلوي ، بقطع شق. منه لاستيعاب الظفر (أو شريط الأوامر ، إذا كنت ترغب في ذلك) الذي يتم تعليقه عليه. انظر النموذج أدناه للحصول على تمثيل مرئي.

بسيط بما فيه الكفاية ، أليس كذلك؟ لاحظ أن سمك الجدار ليس مهمًا بشكل خاص إذا كنت تصنعه من الخشب ، لقد جعلته رقيقًا فقط لحفظ الفتيل.

شريط LED

شريط LED هو جوهر المشروع. على الرغم من أنه يأتي مع مادة لاصقة صناعية مطبقة مسبقًا على الظهر ، إلا أنني وجدت أن هذا لم يكن قويًا بما يكفي لتثبيته في مكانه. قد يعمل بشكل مثالي بالنسبة لك ، لكنني أوصي باستخدام superglue لإبقائه منخفضًا. فقط في حالة.

الأطوال العادية التي يمكنك شراؤها هي 50 سم ، ومتر واحد ، وفي كلتا الحالتين ، سيتعين عليك قص الشريط حسب الحجم. عد 60 مصباحًا ، واقطعها على طول الخط الأسود. عد بعناية شديدة ، فأنت لا تريد شراء المزيد من مصابيح LED.

لاحظ الأسهم على الشريط. هذا هو الاتجاه الذي ستدور فيه "العقارب". اقلب الحلقة بحيث تكون لوحة الشق متجهة لأسفل. قم بمحاذاة مؤشر LED الأول مع الجزء العلوي من الشق المعلق ، واضغط عليه لأسفل بقوة. لف مصابيح LED في اتجاه عقارب الساعة ، مدسًا الأسلاك لأسفل من خلال الشق. يجب أن تلتف المصابيح بالكامل ، وتنتهي قبل أول مؤشر ضوئي. يحتاج مؤشر LED في موضع الساعة السادسة إلى بعض التعديل. أمسك بسكين الحرف الخاص بك ، وقم بقطع الشق بعناية فائقة في الشريط. يجب أن يكون الشق عريضًا بما يكفي لاستيعاب كبل الطاقة (سلك ثنائي النواة ،) ولكن ليس أوسع من المسافة الموجودة بين جهات الاتصال النحاسية. القاعدة التي أستخدمها هي محاولة قطع السهم من الشريط. من الضروري أيضًا ألا تقطع نقاط اللحام الخاصة بمصابيح LED.

الأسلاك

الأسلاك على مدار الساعة بسيطة بقدر ما يمكنني صنعها. هناك ثلاثة أنواع من الأسلاك متضمنة: سلك التوصيل ، في الساعة نفسها ، سلك أكثر سمكًا ، والذي يأتي مُلحمًا مسبقًا على مصابيح LED ، وسلك ثنائي النواة ، لنقل الطاقة إلى الساعة.

قد يبدو الرسم البياني أعلاه صعبًا بعض الشيء لتبدأ به ، ولكن كل ما عليك فعله هو توصيل النقاط. يوجد أدناه صورتي الخاصة بالعملية ، حتى تشعر بالشكل الذي من المفترض أن تبدو عليه. يتم تشغيل اتصال USB عبر سلك ثنائي النواة ، بحيث يبدو مرتبًا قدر الإمكان.

القابس

نظرًا لارتفاع استهلاك الطاقة للنظام ، يتعين علينا توصيله في مكان ما. آمل أن أصلح هذا لاحقًا ، لكن في الوقت الحالي ، يتعين علينا القيام بذلك. اخترت قابس USB لأنه مناسب ، كل شخص لديه لبنة طاقة احتياطية ، ولا يتعين علينا تفكيك أي محولات (اقرأ: لا أريد أن يؤذي أي شخص نفسه أثناء القيام بذلك عن طريق الغباء ولعق مكثف.)

بعد بعض البحث ، وجدت كابل شحن قديم من طائرة هليكوبتر لعبة. من المؤكد أن كل شخص لديه واحدة من تلك المروحيات RC التي تبلغ تكلفتها 15 دولارًا والتي تحطمت بعد شهر؟

إذا لم تقم بذلك ، لأي سبب من الأسباب ، فسيتعين عليك شراء موصل USB ذكر وكفن. على أي حال ، قمت بسحب غلاف الشاحن الخاص بي ، وها هو يتفكك بسهولة.

بعد فك توصيلين ، خرج القابس على الفور. كل ما يحتاجه الآن هو لحامه بالسلك ثنائي النواة. إذا كنت تمسك USB مع توجيه جهات الاتصال نحوك ، ووجهت علامات التبويب لأسفل ، فإن الأسلاك تسير على النحو التالي: Power ، Signal ، Signal ، Ground. نظرًا لأننا لن نستخدم موصلي الإشارة ، فإننا نقوم فقط بتوصيل الأسلاك بالخارجين. ينتقل السلك الذي يذهب إلى GND على Arduino إلى الموصل الأرضي (يمينًا) وسلك VCC ينتقل إلى Power (يسار).

كان هذان السلكان مطويان للخلف ببساطة لأن الكبل الذي وجدته كان رباعي النواة ، بدلاً من ثنائي النواة ، لا داعي لهما. كل ما تبقى الآن هو إعادة الغلاف حول القابس وضخه بالكامل بالغراء الساخن.

قم بتوصيله لاختباره. تحقق من ظهور "عقارب" الدقائق والساعة والثواني. إذا كان الأمر كذلك ، فهو مثالي.

فصاعدا! إلى الخطوة التالية!

الخطوة 7: وجه الساعة

هنا يأتي الجزء الصعب حقًا: قطع دائرة كاملة باليد. حسنًا ، الكمال اختياري ، لكن كلانا يعلم أنك لن تكون قادرًا على العيش مع نفسك إذا قمت بعمل ساعة متزعزعة. الوجه عبارة عن دائرة بقطر 162 ملم (أو أكبر بحوالي 15 ملم من الحلقة على كلا الجانبين ، إذا كنت تصنع ساعة أكبر.) احصل على بوصلة ، وحددها ، واستعد للقطع.

إذا قررت استخدام مادة أخرى غير الأكريليك ، أتمنى لك التوفيق. أستطيع أن أخبرك مباشرة ، أكريليك 6 مم صعب. لقد آذيت كوعى عند اكتشاف هذا. بعد حوالي عشرين دقيقة من القطع الصلب ، انتهيت أخيرًا من قرص أكريليك مثير للإعجاب (إذا قلت ذلك بنفسي). نصيحتان. أولا ، اذهب ببطء. خذ وقتك ، إذا أخفقت ، فسيتعين عليك البدء من جديد. ثانيًا ، ارتدِ قناعًا. أنت تقطع مركبًا ربما لا تريده في رئتيك.

حان الوقت الآن للحصول على لوح الشوكولاتة هذا ، بعد الكثير من العمل الشاق. تستحقها. اغتنم الفرصة لشرب المزيد أيضًا. بعد القطع ، كل ما نحتاجه حقًا هو التجميع. لكن قم بلف حافة القرص الخاص بك ، للتأكد من أنه مستدير بشكل صحيح قبل المتابعة.

الخطوة 8: الإلتصاق (والكثير منه)

نحن الآن في طريقنا إلى المنزل ، وما زال هناك عدد قليل من الأشياء التي يتعين علينا القيام بها. أولاً ، احصل على القرص الذي قطعته في الخطوة الأخيرة. ارسمي دائرة عليها ، أكبر بقليل من قطر الحلقة (أو أصغر قليلاً من القطر الداخلي ، إذا طبعتها ثلاثية الأبعاد).

(نعم أعلم ، هذا خط جميل ومرسوم بمهارة)

قم بمحاذاة الخاتم معها كما يمكنك ، غالبًا ما تكون فكرة جيدة أن يكون لديك ضوء ساطع يسطع فوق عملك مباشرة لإزالة أي ظلال قد تربكك. بمجرد التأكد من أنه في المكان المناسب ، قم ببساطة بإلصاقه لأسفل ، حول الداخل (لتقليل فرصة تعفير مصابيح LED).

الخطوة الأخيرة هي لصق المكونات لأسفل لتقليل فرص كسر أي شيء. الغراء الساخن سيفي بالغرض هنا.

Aaaand ، لقد انتهيت! كل ما تبقى هو اختباره! الخطوة التالية تغطي ذلك.

الخطوة 9: الانتهاء

آخر شيء يجب القيام به لهذه الساعة هو تطبيق إصلاح عالي التقنية لمشكلة ما. ربما تكون قد لاحظت أن Arduino يحتوي على ضوء طاقة أحمر ساطع بشكل ملحوظ والذي يضيء من خلال الأكريليك (إذا كان لديك بالفعل أكريليك.) يمكنك حل هذا من خلال وسيلة بسيطة للغاية تتمثل في قطع مربع صغير من الشريط الكهربائي وإلصاقه. بقيادة. سوف يعمل Blu-Tack أيضًا. أو ترسم. فقط قم بتغطية الضوء. لضبط الساعة ، ما عليك سوى الضغط على الزر العلوي لزيادة الساعات والزر السفلي لزيادة الدقائق.

قد تجد أن الساعة تكتسب الوقت أو تفقده ، ويرجع ذلك إلى حقيقة أن البلورة في Arduino يمكن الاعتماد عليها فقط في حوالي 90 ٪ من الوقت. يمكنك عادةً ضبط هذا عن طريق تغيير المتغير "الثاني" بالقرب من الأعلى. كان 1013 مللي ثانية هو ما نجح معي ، ولكن قد تجد أنه يحتاج إلى التغيير والتبديل. بمجرد تغييره ، أعد تحميله وانتظر يومًا لمعرفة ما إذا كان لا يزال دقيقًا.

هذا كل شيء مني ، أنت الآن تعرف كيف تصنع ساعة بسيطة ومخصصة بشكل فريد ، والتي ، بصراحة تامة ، تبدو جيدة حقًا حقًا. الصور لا تنصفها ، إنها أكثر إبهارًا على المستوى الشخصي. أنا أخطط بالتأكيد لإعادة النظر فيه في المستقبل ، مع ميزات مثل شريحة ساعة مخصصة ، والتعتيم في الليل ، ووضع الحراسة (حيث يتم تشغيله فقط إذا كان شخص ما قريبًا ،) وطاقة بطارية كاملة. ابقوا متابعين.