Fotokromik ve Karanlıkta Parlayan Saat: 12 Adım (Resimlerle)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:19

Bu saat, UV LED'lerden yapılmış özel olarak oluşturulmuş 4 haneli 7 segmentli bir ekran kullanır. Ekranın önüne fosforlu ("karanlıkta parlayan") veya fotokromik malzemeden oluşan bir ekran yerleştirilmiştir. Üst kısımdaki bir basma düğmesi UV ekranını aydınlatır ve ardından ekranı birkaç saniye aydınlatır, böylece parlamaya başlar veya renk değiştirir ve ardından yavaşça kaybolur.

Bu proje, Tucker Shannon'ın muhteşem Karanlıkta Glow-In-The-Dark Plot Clock'tan ilham aldı. Projesini yeniden oluşturduğumda, karanlıkta parlayan ekranı, UV ışığına maruz kaldığında renk değiştiren fotokromik filamentten basılmış bir 3D ile değiştirerek biraz döndürdüm. Bu arada diğer insanların da aynı fikirde olduğunu gördüm (bkz. Saatin mekanik çizim mekanizması kesinlikle harika olsa da, sayıların biraz çarpık çıkması dezavantajı var, bu yüzden sayıları daha temiz göstermenin başka bir yolunu düşünüyordum. İlk başta bir LCD ekranın arka ışığını UV LED'lerle değiştirmeye çalıştım ve ardından üstüne fotokromik/karanlıkta parlayan bir ekran yerleştirdim. Ancak LCD üzerinden iletilen yoğunluğun çok düşük olduğu ortaya çıktı. Bundan sonra, ekranı aydınlatmak için UV LED'leri kullanarak çok daha iyi sonuçlar veren 4 haneli 7 segmentli bir ekran oluşturmaya karar verdim.

Gereçler

Malzemeler

• DS3231 RTC modülü (ebay.de)
• Arduino Nano (ebay.de)
• UV renk değiştiren filament (amazon.de)
• 96x39x1 mm Karanlıkta Parlayan çıkartma (ebay.de)
• 96x39x1 mm şeffaf plastik levha (amazon.de)
• MT3608 DC DC yükseltme modülü (ebay.de)
• 30 adet 5 mm UV LED (ebay.de)
• TM1637 4 haneli 7 segmentli ekran (ebay.de)
• 12x12 mm anlık basma düğmesi (ebay.de)

Aletler

• 3 boyutlu yazıcı
• sıcak yapıştırıcı tabancası
• havya
• multimetre

1. Adım: 3D Baskı

Aşağıdaki stl dosyalarının 3D yazdırılması gerekir. Muhafaza parçaları siyah PLA'dan basıldı, 4digits.stl dosyası için beyaz PLA kullandım. Ekran, mor UV renk değiştiren filamentten basılmıştır. Lehimleme aparatı herhangi bir malzemeden basılabilir.

Adım 2: 7-segment Ekranın Lehim Sökülmesi

Sadece 4 haneli 7 segmentli ekranın I2C sırt çantasına ihtiyacım vardı, bu yüzden ilk adım ekranı modülden sökmek oldu.

Adım 3: Prototip PCB'yi Hazırlayın

Daha sonra UV LED'ler için bir prototip PCB'den bir parça kestim ve LED'leri lehimleme aparatına göre yerleştirmek istediğim yerleri işaretledim. Alt kısma daha sonra I2C sırt çantasına bağlantı için erkek pin başlıkları ekledim.

Adım 4: Lehimleme LED'leri ve Pin Başlıkları

Daha sonra tüm UV LED'lerini prototip PCB'ye lehimledim ve ayrıca erkek pin başlıklarını da ekledim. UV LED'lerin hizalanması için lehimleme aparatını kullandım.

Adım 5: Kablolama LED'leri

Daha sonra LED'ler, I2C sırt çantasından sökülen 4 basamaklı ekranın düzenini kopyalayan ekteki şemaya göre kablolandı. Tek bir hanenin ayrı bölümlerinin bağlantıları için gümüş bakır tel kullandım, diğer bağlantılar izole tel ile yapıldı. Sonunda her şey oldukça dağınık görünüyor.

Adım 6: I2C Sırt Çantasını Takın

Sonra prototip PCB'yi I2C sırt çantasına bağladım. Her iki parçayı da doğrudan birbirine lehimlerken, her iki parçanın da takılıp çıkarılabilmesi için sırt çantasında dişi başlıklar kullanmak daha akıllıca olurdu.

Test için bir arduino nano'ya bağlandım ve TM1637 kitaplığından TM167test örneğini yükledim.

7. Adım: 4 basamaklı Ekranı Tamamlama

Daha sonra 3D baskılı 4digits.stl kısmı LED'lerin üzerine takılır. LED'lerin ışığını dağıtmak için parçaları sıcak tutkalla doldurdum ve tutkal sertleşene kadar Kapton bantla kapattım. Bu bana güzel bir özel 4 haneli 7 segmentli ekran bıraktı.

8. Adım: Karanlıkta Parlayan Ekran

İlk başta bu ekranı Karanlıkta Glow-in-the-Dark filamentinden 3D yazdırmaya çalıştım. Ancak, ışığı çok fazla dağıttığı ortaya çıktı, bu yüzden sayılar biraz soluk görünüyor. Bu nedenle şeffaf plastik bir ekrana yapıştırılmış bir çıkartma kullanmaya karar verdim. Çoğu plastik, LED'lerin ~400 nm ışığı için hala yeterince şeffaftır.

Adım 9: Bileşenleri Muhafazaya Monte Edin

Son olarak, bileşenler yine bol miktarda sıcak tutkal kullanılarak 3D baskılı muhafazaya monte edilebilir.

DS3231 modülünü kullanmadan önce pil şarj devresini devre dışı bırakmak akıllıca olacaktır. Ancak bu modülle birkaç saat kurduktan sonra, VCC'nin madeni para piline bağlı olduğunu açıklayan bir ileti dizisine rastladım. Bu, modüle VCC üzerinden güç verdiğinizde aküye sürekli voltaj uygulandığı anlamına gelir. Modül, şarj edilemeyen CR2032 pillerle birlikte geldiğinden, bu iyi bir fikir değildir. Ekteki resimde işaretli diyotu veya rezistörü sökerek şarj devresini kolayca devre dışı bırakabilirsiniz.

Adım 10: Modülleri Bağlayın

Daha sonra bileşenler, ekteki şemaya göre Dupont kabloları kullanılarak kablolanmıştır. UV LED'leri olabildiğince parlak yapmak istediğimden, I2C sırt çantasının besleme voltajını 7 V'a çıkarmak için yükseltme modülü kullanıldı. LED'lere uygulanan voltaj VCC-2 V yani 5 V'tur, bu LED'lerin önerilen ileri voltajından (3 V) daha yüksek olmakla birlikte sürekli yanmayacakları için idare edebilmeleri gerekir.

11. Adım: Kodu Yükleyin

İlk başta RTC modülünde mevcut saati ayarladım. Bunun için az önce DS1307RTC kitaplığının SetTime örneğini yükledim. Daha sonra saatin ekli kodu yüklenebilir. Düğmeye basıldığında, ekran 5 saniye yanacak ve geçerli saati gösterecektir.

Adım 12: Bitmiş Saat

İşte bitmiş saatin biraz daha resmi. Gündüz fotokromik ekran kullanılabilir, gece ise Karanlıkta Parlayan ekran ile değiştirilebilir.

Genel olarak sonuçtan oldukça memnunum, ancak her iki ekrandaki rakamlar hala daha parlak olabilir. Denemek isteyebileceğim başka bir olasılık da karanlıkta parlayan tozu epoksi ile karıştırıp sıcak tutkal yerine ekran segmentlerini doldurmak için kullanmak. Ayrıca 5 mm LED'ler yerine SMD LED'li profesyonel bir PCB kullanmak güzel olurdu.