Kelime Saati: 11 Adım (Resimlerle) - Nasıl uygulanır 2025

İçindekiler:

Adım 1: Malzeme ve Ekipman Toplama
2. Adım: Genel Bakış
3. Adım: Kelime Saatinin Yüzü
Adım 6: Elektronik
Adım 7: Güç Kaynağı
8. Adım: Hepsini Bir Araya Getirmek
9. Adım: Kelime Saatinin Arkasını Oluşturma
Adım 10: Arduino Nano'nun Programlanması
Adım 11: Bitirme

2025 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2025-01-13 06:58

Birkaç yıl önce, mevcut güzel Instructables'tan ilham alarak ilk Kelime Saatimi yapmaya başladım. Şimdi her seferinde geliştirmeye çalıştığım sekiz Kelime Saati yaptığım için, deneyimlerimi paylaşmanın zamanı geldiğini düşünüyorum!

Deneyimlerimin bir avantajı, Kelime Saatimin en son sürümünün aslında oldukça basit olmasıdır: Tüm bileşenlere sahipseniz, onu bir günde oluşturabilirsiniz.

İlk olarak, Kelime Saatinin içi

Şu anki versiyonum bir RGB led şerit kullanıyor: bu, her 'ampulün' bir Kırmızı, Yeşil ve Mavi ledden oluştuğu bir led şerit. Üç rengi birleştirerek (neredeyse) her renk oluşturulabilir. RGB led şerit bir giriş tarafından kontrol edilir (hala bana biraz sihir). Yani bir kablo bağlayarak şeritteki tüm ledleri kontrol edebilirsiniz!

Kelime Saatinin yüzündeki her harfin arkasında (lütfen bu adıma bakın) RGB led şeridinin bir ledini gizler. Yani bir led yandığında bir harf yanmalıdır. Bunu başarmak için, tahtadan bir ızgarayı kesmek için bir lazer kesici kullandım. Diğer Instructables'ta bu ızgara, bir ızgarada bir araya getirilen köpük şeritler kullanılarak yapılmıştır. Bunu da denedim ama bu benim için işe yaramadı. Ancak ilk versiyonumda ızgarayı birbirine yapıştırdığım ince tahta şeritlerden yaptım. Bu gayet iyi çalışıyor, ancak inşa edilmesi çok zaman alıyor!

Kelime Saatinin beyni Arduino Nano'dur. Bu minik bilgisayar, RGB led şeridini kontrol edebiliyor. İnternette oyalanacak sonsuz sayıda program bulabilirsiniz, oldukça eğlenceli!

Çok fazla lehimlemeden kaçınmak için (ki bu zaman alır ve oldukça zanaattır), Arduino Nano için bir terminal adaptörü kullanıyorum. Bir terminal adaptörünün yaptığı tek şey, kablolarımızı vidaları kullanarak Arduino'ya bağlamamızı sağlamaktır.

Elbette herhangi bir saatin amacı, güzel olmasının yanı sıra zamanı göstermektir. Kelime Saatimde, bir Gerçek Zamanlı Saat modülü (RTC) zamanı takip eder. Bu modülün fikri, doğru zamanı ayarladığınızda (pil bitene kadar) çalışmaya devam etmesidir. DS3231 RTC ile çalışıyorum, oldukça ucuz ve internette bir çok desteği mevcut.

Artık Kelime Saatinin içi temizlendi, dışarıya geçiyoruz

Tecrübelerime göre projenize uygun bir temelden başlamanın önemli olduğunu biliyorum. Bu yüzden neredeyse tüm Kelime Saatlerimi IKEA'nın RIBBA çerçevesini kullanarak yapıyorum. Bunun avantajı, tüm açıları güzel bir şekilde 90 derece olan ve dışının bitişi sorunsuz olan bir çerçeve ile başlamanız.

Kelime Saatinin yüzü, ışığın zamanı gösterdiği harflerle belirlenir. Bu yüzü yaratmanın iki yolunu buldum:

Şeffaf folyo üzerine baskı. Folyo üzerine harflerin negatiflerini yazdırabilirsiniz. Siyah mürekkep ışığın kaynağı. Bu seçeneğin bir dezavantajı, mürekkebin şeffaf olmayacak kadar yoğun olması gerektiğidir. Olası bir çözüm, yüzü iki kez yazdırmak ve üst üste istiflemektir.
Lazer kesim kağıdı. Bir lazer kesici kullanabiliyorsanız, bir seçenek harfleri kağıttan kesmektir. Kağıt yeterince kalınsa, ışık geçmeyecektir. Ancak, bir 'stencil' yazı tipi kullanmalısınız. Bu tür yazı tiplerinin yakın çevresi yoktur. Yani, örneğin, 'o' kağıtta sadece bir delik değil, aslında bir 'o' olacaktır.

Kelime Saati ne işe yarar?

Elbette, Kelime Saati size zamanı söylemelidir. Ayrıca RGB led şerit kullandığımız için herhangi bir harfi (neredeyse) istediğiniz renkte yakabilirsiniz! Arduino Nano'yu programlayarak ayrı ayrı RGB ledlerin rengini ayarlayabilirsiniz. Ledlerin renklerini gerçek zamanlı olarak değiştirebilmek istiyorsanız, bunu sizin için yapan bir buton ekleyebilirsiniz. Ancak, şimdilik basit tutmak istediğim için bu, bu Eğitilebilir Tabloya dahil edilmemiştir.

Son zamanlarda, renkleri ve zamanı ayarlamak için Bluetooth kullanan bir Kelime Saati geliştirdim. Vakit bulursam bu konuda bir güncelleme yayınlayacağım!

Adım 1: Malzeme ve Ekipman Toplama

Gerekli malzemeler:

- RGB led şerit, 5 volt, metre başına 60 led, ayrı ayrı adreslenebilir. Yaklaşık 3 metre led şeride ihtiyacınız var. Örneğin, şunu yapacaktır: RGB led şerit. 'ip' suya dayanıklılık derecesi anlamına gelir. Kullandığımız bileşenlerin hiçbiri suya dayanıklı olmadığı için ip30 versiyonu gayet iyi. Fiyat: Metre başına 4 euro yani 12 euro.

- Arduino Nano: Arduino Nano. Lütfen pinleri Arduino'ya lehimlenmiş bir Arduino için uygun olduğunu unutmayın. Fiyat: 3 euro.

- Arduino Nano için terminal adaptörü. Bir terminal adaptörü kullanmak çok zaman kazandıracak! Oldukça ucuzlar: Terminal adaptörüFiyat: 1 euro.

- RTC DS3231: RTC DS3231. Başka bir RTC kullanabilirsiniz, ancak bunun gayet iyi çalıştığı kanıtlandı! Fiyat: 1 euro.

- RIBBA çerçeve: RIBBA çerçeve (23x23cm), siyah veya beyaz. Fiyat: 6 euro.

- Yüz için ihtiyacınız olan:

Üzerine baskı yapmaya uygun şeffaf folyo (yerel matbaadan isteyin!)
Lazer kesime uygun karton (lazer kesicinize sorun!)

Fiyat: 5 euro.

- Bileşenleri bağlamak için atlama telleri. Kaç taneye ihtiyacımız olduğunu gerçekten bilmiyorum ama bunlar ucuz ve yaygın olarak bulunabiliyor: Jumper kabloları. Erkek-erkek, erkek-dişi ve dişi-dişi tellere sahip olmak uygundur, ancak erkek-erkek teller de yapacaktır (biraz ekstra lehimleme ile). Fiyat: 3 euro.

- Güç kaynağı. RGB led şerit 5V kullanır. Bu voltajın aşılmaması önemlidir çünkü RGB led şeritler kolayca zarar görebilir. Her led 20-60mA kullanır. 169 led kullandığımız için ledlere güç vermek için gereken amper oldukça fazladır. Bu nedenle en az 2000mA güç kaynağı kullanmanızı tavsiye ederim, örneğin: Güç kaynağı. Fiyat: 5 euro.

- Bir adet 400-500 ohm direnç. Fiyat: ihmal edilebilir.

- Bir adet 1000 uF kapasitör. Fiyat: ihmal edilebilir.

- Bir prototip panosu, örneğin: Protoboard. Fiyat: 1 euro.

- Saatin arkasını oluşturmak için bir parça tahta (tahta). Fiyat: 2 euro.

- Kelime Saatin arkasını çerçeveye takmak için yaklaşık 3x2cm'lik ahşap bir şerit. Fiyat: 1 euro.

- Yerel DIY mağazanızda bulunan iki telli somun (5 teli bağlamak için). Fiyat: 2 euro.

Toplam fiyat: yaklaşık 40 euro.

Gerekli ekipman:

- Kalem - Lehimleme istasyonu - Sıyırma aleti - Tornavidalar - Makas - Çift taraflı bant (bileşenleri sabitlemek için) - Testere (Kelime Saatinin arkası için tahtayı kesmek için) - Bir parça bez (RIBBA'nın çizilmesini önlemek için) üzerinde çalışırken çerçeve)

2. Adım: Genel Bakış

Şimdi tüm materyallere sahibiz, Word Clock'un genel fikrine genel bir bakış atmak güzel.

Kelime Saatinin yüzü harflerden oluşur (şeffaf folyoya basılmış veya kartondan lazerle kesilmiş). Her harfin arkasında RGB led şeridin bir led'i gizlenir. RIBBA çerçevesi 23x23cm ölçülerinde olduğundan ve metrede 60 ledden oluşan RGB led şerit kullandığımızdan (yani led başına 100cm/60led=1.67cm), tek sıraya 23cm/1.67=13.8 led sığdırabiliyoruz. 0,8 led biraz zahmetli olabileceğinden, sıra başına 13 led'e bağlı kalıyoruz. RIBBA çerçevesi kare olduğundan, (daha sonra) 13x13 led'lik bir 'led matrisi' oluşturacağız.

Basitçe söylemek gerekirse, Kelime Saati, ayarlandıktan sonra çalışmaya devam eden küçük bir saatten (RTC DS3231) oluşur. Bu küçük saat, zamanı küçük bilgisayara (Arduino Nano) iletir. Minik bilgisayar, belirli bir süre için hangi ledlerin yanması gerektiğini bilir. Böylece minik bilgisayar, veri kablosu üzerinden RGB led şeridine bir sinyal gönderir ve ledleri açar.

Bu kulağa oldukça basit geliyor, değil mi?!:)

3. Adım: Kelime Saatinin Yüzü

Bir satırda 13 led ve 13x13 led matrisi ekleyen 13 satır kullanacağız.

RGB led şeridinin kesilmesi

13 led uzunluğundaki RGB led şeridinden 13 şerit kesin. Üç bakır ovalin ortasındaki RGB led şeridini kesmeniz gerekiyor.

13 RGB led şeridin montajı

13 adet led şeridi RIBBA çerçevesi içerisinde bulunan ahşap panoya yapıştırıyoruz. Tahtaya yapıştırılmış, tornavida ile kolayca çıkarılabilen bir kanca vardır. Izgarayı (önceki adımın) kullanarak, panodaki her bir ledin konumunu kolayca işaretleyebilirsiniz. RGB led şeritlerin çoğunun yapışkan bir arkası vardır, böylece bunları kolayca tahtaya yapıştırabilirsiniz. RGB led şeridin yönünü not etmek önemlidir. RGB led şerit üzerindeki oklar, akımın aktığı yönü gösterir. 13 RGB led şeridi bağlamak istediğimizden, akımın akması için sürekli bir yol oluşturmamız gerekiyor. Son zamanlarda, IKEA kartın bir köşesini kesti, böylece kartı çerçeveden çıkarmak daha kolay oldu. Kabloları tahtanın bir tarafından diğerine geçirmek için bu kesik köşeyi kullanmak uygundur. Başka bir deyişle, ilk ledin kesim köşesine yerleştirildiğinden emin olun.

13 RGB led şeridin lehimlenmesi

Şimdi 13 RGB led şerit tahtaya yapışmış durumda, bunları havya kullanarak bağlayabiliriz. İlk olarak, bakır ovallerin her bir yarısına biraz lehim koyun. İkinci olarak, atlama tellerini şeridin bir ucunu kesin. Yine, telin soyulmuş ucuna biraz lehim dağıtın. Şimdi, telin soyulmuş ucunu bakır ovale değdirin ve havyayı kullanarak lehimi eritin ve bağlayın. Bir RGB led şeridinin GND'sini sonraki RGB led şeridinin GND'sine bağlayın. 5V ve veri kabloları için de aynısını yapın.

Led matrisi bitirmek

RGB led matrisinin ilk ledinin üç bakır ovalinin her birine bir atlama teli lehimleyin. Söylendiği gibi, üç kabloyu kartın diğer tarafına kolayca alabilmeniz için ilk ledi kartın kesik köşesine yerleştirmek uygundur.

Adım 6: Elektronik

Artık led matrisimizi bitirdik, bileşenleri bağlamaya başlayabiliriz.

Bileşenleri (terminal adaptöründeki Arduino Nano, RTC DS3231, tel somunlar) led matrisimizi yaptığımız panonun arkasına yapıştıracağız. Bileşenleri sabitlemek için çift taraflı bandı kullanabilirsiniz.

RGB led şerit

İlk olarak Arduino Nano'yu terminal adaptörüne yerleştirin. Terminal adaptörüne birkaç kablonun bağlanması gerektiğinden, terminal adaptörünü kartın ortasına yerleştirmek uygundur. RGB led şeridinin (orta tel) veri kablosunu Arduino Nano'nun dijital portlarından birine bağlayın (genellikle D6 portunu kullanırım). RGB led şeridini voltaj yükselmelerinden korumak için veri kablosu ile Arduino arasına 400-500 ohm'luk bir direnç koyabilirsiniz.

RTC DS3231

İkinci olarak, RTC DS3231'i kartın bir yerine yapıştırın. Bu modül dört bağlantıya ihtiyaç duyar: bir toprak, bir 5V, bir SCL ve bir SDA. SQW ve 32K portunu kullanmıyoruz. RTC DS3231'in pinlerine bağlanmak için dişi bir kablo kullanabilirsiniz. SCL'yi Arduino Nano'nun beşinci analog portuna (A5) bağlayın. SDA'yı Arduino Nano'nun dördüncü analog portuna (A4) bağlayın.

Adım 7: Güç Kaynağı

Hangi güç kaynağı kullanılacak?

Voltaj Arduino Nano'ya geniş bir voltaj aralığı kullanarak güç sağlayabilirsiniz. 'Vin' portu 7-12V'u işleyebilir, 5V portu 5V'yi işleyebilir (ne sürpriz) ve Arduino Nano'yu usb mini kablosu kullanarak çalıştırabilirsiniz. Bununla birlikte, RGB led şerit taleplerinde daha seçicidir. Çoğu üretici, RGB led şeritlerine 5V +/- %5'lik bir giriş önerir (daha fazla bilgi için Neopiksellere güç verme bölümüne bakın). Bu nedenle 5V güç kaynağı kullanacağız.

Current One RGB led aslında birlikte istenen rengi oluşturan üç ayrı led (kırmızı, yeşil ve mavi) içerir. Üç ledden biri yaklaşık 20mA kullanır. Yani kırmızı, yeşil ve mavi led'i aynı anda koyarak beyaz rengi yayan bir RGB led 3*20mA=60mA kullanır. 169 RGB ledin hepsini aynı anda beyaz renkte yakarsanız, 169*60mA=10140mA=10A* gerekir. En yaygın güç kaynakları yaklaşık 2000mA'dır. Yani diğer bir deyişle, tüm RGB led'leri aynı anda beyaz renkte yakmak pek parlak bir fikir değil**.

Yaygın ve oldukça ucuz oldukları için 5V, 2000mA güç kaynağı kullanmanızı tavsiye ederim.

* Lütfen yüksek akımların (5mA üzeri) tehlikeli olduğuna dikkat ediniz! Bu nedenle, Word Clock'u çalıştırırken lütfen çok dikkatli olun!

** Güç kaynağını RGB led şeridinin her iki ucuna bağlamak veya RGB ledlerini daha düşük bir parlaklıkta kullanmak gibi tüm RGB led'lerini aynı anda yakmanın bazı püf noktaları vardır.

Güç kaynağının bağlanması

Güç kaynağını bileşenlere bağlayacağız. Güç kaynağının artı ve eksi kablosuna 1000 uF'lik bir kondansatör bağlayacağız. Bağlantıyı güvenceye almak için bir protokol kullanabilirsiniz (resme bakın). Güç gerektiren bazı bileşenlerimiz olduğundan, 5V güç kaynağının iki kablosunun her birini bir tel somuna bağlarız: bunlara pozitif tel somunu (güç kaynağının pozitif kablosuna bağlı) ve negatif diyeceğiz tel somunu (güç kaynağının negatif kablosuna bağlı). Şimdi RGB led şeridinin 5V kablolarını ve RTC DS3231'i pozitif kablo somununa bağlayın. Benzer şekilde, RGB led şeridinin topraklama kablolarını (GND) ve RTC DS3231'i negatif kablo somununa bağlayın. Arduino Nano'ya 5V portu ve toprak portlarından biri üzerinden güç vereceğiz. Bunu yapmak için Arduino'nun 5V bağlantı noktasını pozitif kablo somununa ve GND bağlantı noktalarından birini negatif kablo somununa bağlayın.

Güç kaynağının güvenliğini sağlama

Güzel bir şekilde bağlanmış tüm elektronik cihazlarınızı parçalamaktan kaçınmak için, güç kaynağının kablosunu RIBBA çerçevesinin içine sabitlemeniz önerilir. Bunu, Word Clock'un arkasından çıkmadan önce güç kablosuna bir düğüm atarak yapabilirsiniz. Ancak daha zarif bir yol, kabloyu RIBBA çerçevesinin içine sıkıştırarak sabitlemektir. Bunu küçük bir tahta parçası kullanarak ve iki vida kullanarak RIBBA çerçevesinin içine vidalayarak kolayca yapabilirsiniz. Güç kaynağının kablosunu tahta parçası ile RIBBA çerçevesi arasına sıkıştırın. Word Clock'un en son sürümünde, güç kablosunu sabitlemek için küçük bir menteşe (yaklaşık 3 cm) kullandım. Bunun bir avantajı, küçük bir tahta parçası kesmeniz gerekmemesidir.

8. Adım: Hepsini Bir Araya Getirmek

Şimdi Word Clock'un yüzünü yazdırdık veya kestik, led matrisini bitirdik ve elektronik bileşenleri bağladık, Word Clock'un tüm katmanlarını bir araya getirme zamanı.

Kelime Saatinin yüzünü RIBBA çerçevesine yerleştirin.
Işığı mektup boyunca güzel bir şekilde dağıtmak için (yarı) opak bir kağıt (normal baskı kağıdı veya aydınger kağıdı) koyun.
Izgarayı RIBBA çerçevesine yerleştirin.
Bir tarafında led matris, diğer tarafında elektronik bileşenler bulunan pano, RIBBA çerçevesine dikkatlice yerleştirilebilir.

9. Adım: Kelime Saatinin Arkasını Oluşturma

Saatin arkası basit bir şekilde tahtadan yapılabilir. Bunu yapmanın en güzel yolu, RIBBA çerçevesinde verilen tahta ile aynı boyutlarda (yaklaşık 22,5x22,5 cm) bir tahta parçası kesmektir. Word Clock'un arkasına iki delik açın: biri onu duvara takmak için (isterseniz) ve diğeri Word Clock'tan çıkmak için güç kablosu için.

Ahşap şeritten yaklaşık 20 cm uzunluğunda iki parça gördüm. Bu iki şeridin iki işlevi vardır:

Ahşap tahtayı bir tarafta RGB led şerit ve diğer tarafta elektronik bileşenler ile yerinde tutmak
Kelime Saatinin arkasının vidalanabileceği bir yüzey oluşturmak.

Şimdi, bu şeritleri RIBBA çerçevesinin iç kısmına vidalayın, elektrik bileşenlerini tutan panoya sıkıca bastırdığınızdan emin olun. Ardından, az önce kesmiş olduğunuz ahşap levhayı ahşap şeritlerin üzerine koyup vidalarla sabitleyebilirsiniz..

Word Clock'u duvara asmak istiyorsanız, Word Clock'un arkasının sıkıca takıldığından emin olun.

Adım 10: Arduino Nano'nun Programlanması

Arduino programlama konusunda yeniyseniz, önce çok bilgilendirici (ve eğlenceli!) olan birkaç öğreticiyi (Blink gibi) yapmanızı tavsiye ederim.

Ben sadece bir Makine Mühendisliği öğrencisi olduğum için, projenin en sevdiğim kısmı programlama değil. Neyse ki, eniştem Bilgisayar Bilimleri Yüksek Lisansı, bu yüzden Arduino'yu programlamak onun için çocuk oyuncağıydı. Yani, programlama için tüm krediler onun için (teşekkürler Laurens)!

Temel fikir, hangi ledlerin hangi kelimenin parçası olduğunu belirtmenizdir. İlk ledin 0 numaralı led olarak gösterildiğine dikkat edin. Yani elimizde 0-168 led var. Ardından, Arduino'ya belirli bir zamanda hangi kelimelerin yanması gerektiğini söylersiniz. RTC DS3231'de zamanı ayarlarsınız, böylece Arduino mevcut zamanın ne olduğunu bilir.

RGB led şeridinin ledlerinin renkleri kırmızı, yeşil ve mavi için 0-255 değeri ile belirlenir. Yani, kırmızı led (kırmızı, yeşil, mavi) = (255, 0, 0) ve mor led (reg, yeşil, mavi) = (255, 0, 255) ile gösterilir. Kullanılmayan bir led (kırmızı, yeşil, mavi) = (0, 0, 0) rengine sahiptir.

Sözcükleri amaçlarına göre gruplandırabilirsiniz: