Word Clock: 11 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:56

Beberapa tahun yang lalu, saya mulai membuat Word Clock pertama saya, terinspirasi oleh Instructables yang tersedia. Sekarang setelah saya membuat delapan Word Clocks, yang saya coba tingkatkan setiap kali, saya pikir inilah saatnya untuk membagikan pengalaman saya!

Keuntungan dari pengalaman saya adalah bahwa versi terbaru dari Word Clock saya sebenarnya cukup sederhana: jika Anda memiliki semua komponen, Anda seharusnya dapat membuatnya dalam satu hari.

Pertama, bagian dalam Word Clock

Versi saya saat ini menggunakan strip led RGB: ini adalah strip led di mana setiap 'bola lampu' terdiri dari led Merah, Hijau dan Biru. Dengan menggabungkan ketiga warna tersebut, (hampir) setiap warna dapat tercipta. Strip led RGB dikendalikan oleh satu input (masih sedikit ajaib bagi saya). Jadi, dengan menghubungkan satu kabel, Anda dapat mengontrol semua led di strip!

Di belakang setiap huruf di muka Jam Word (silakan lihat nanti langkah ini) menyembunyikan satu led strip led RGB. Jadi, ketika satu led menyala, seharusnya menyala satu huruf. Untuk mencapai ini, saya menggunakan pemotong laser untuk memotong kisi-kisi papan kayu. Di Instruksi lainnya, kisi ini dibuat menggunakan strip busa yang disatukan dalam kisi. Saya juga mencoba ini, tetapi ini tidak berhasil untuk saya. Namun, dalam versi pertama saya, saya membuat kisi-kisi dari potongan kayu tipis yang saya rekatkan. Ini berfungsi dengan baik, tetapi membutuhkan banyak waktu untuk membangun!

Otak dari Word Clock adalah Arduino Nano. Komputer mungil ini mampu mengontrol strip led RGB. Anda dapat menemukan banyak program di internet untuk dipusingkan, cukup menyenangkan!

Untuk menghindari banyak penyolderan (yang memakan waktu dan cukup rumit), saya menggunakan adaptor terminal untuk Arduino Nano. Semua yang dilakukan adaptor terminal adalah memungkinkan kita untuk menghubungkan kabel kita ke Arduino menggunakan sekrup.

Tentu saja, tujuan dari setiap jam, selain cantik, adalah untuk menampilkan waktu. Di Jam Word saya, modul Jam Waktu Nyata (RTC) melacak waktu. Ide dari modul ini adalah begitu Anda mengatur waktu yang tepat, modul ini terus berdetak (sampai baterainya habis). Saya bekerja dengan DS3231 RTC, yang cukup murah dan banyak dukungan tersedia di internet.

Sekarang bagian dalam Word Clock sudah jelas, kita beralih ke bagian luar

Dari pengalaman saya tahu penting untuk memulai proyek Anda dari basis yang nyaman. Itulah mengapa saya membuat hampir semua Jam Word saya menggunakan bingkai RIBBA dari IKEA. Keuntungannya adalah Anda memulai dengan bingkai yang semua sudutnya 90 derajat dan bagian luarnya mulus. Tentu saja, Anda dapat membuat bingkai sendiri jika Anda mau, tetapi saya akan tetap menggunakan bingkai RIBBA.

Wajah Jam Kata ditentukan oleh huruf-huruf yang melaluinya cahaya menunjukkan waktu. Saya menemukan dua cara untuk membuat wajah ini:

1. Mencetak pada foil transparan. Anda dapat mencetak negatif dari huruf pada kertas timah. Tinta hitam menghalangi cahaya. Kelemahan dari opsi ini adalah bahwa tinta harus cukup padat untuk menjadi tidak transparan. Solusi yang mungkin adalah mencetak wajah dua kali dan menumpuknya di atas satu sama lain.
2. Kertas potong laser. Jika Anda dapat menggunakan pemotong laser, pilihannya adalah memotong huruf dari kertas. Jika kertas cukup tebal, tidak ada cahaya yang akan lewat. Namun, Anda harus menggunakan font 'stensil'. Jenis font ini tidak memiliki lingkaran dekat. Jadi, misalnya, 'o' tidak hanya menjadi lubang di kertas, tetapi sebenarnya 'o'.

Apa yang dilakukan oleh Jam Kata?

Tentu saja, Jam Kata akan memberi tahu Anda waktu. Selain itu, karena kami menggunakan strip LED RGB, Anda dapat menyalakan huruf apa pun dalam (hampir) warna apa pun yang Anda inginkan! Anda dapat mengatur warna masing-masing LED RGB dengan memprogram Arduino Nano. Jika Anda ingin dapat mengubah warna led secara real time, Anda dapat menambahkan tombol yang melakukan ini untuk Anda. Namun, karena saya ingin membuatnya tetap sederhana untuk saat ini, ini tidak termasuk dalam Instruksi ini.

Baru-baru ini, saya mengembangkan Jam Word yang menggunakan Bluetooth untuk mengatur warna dan waktu. Jika saya menemukan waktu saya akan memposting pembaruan tentang ini!

Langkah 1: Mengumpulkan Bahan dan Peralatan

Bahan-bahan yang dibutuhkan:

- Strip yang dipimpin RGB, 5 volt, 60 led per meter, dapat dialamatkan secara individual. Anda membutuhkan sekitar 3 meter strip led. Misalnya, ini akan dilakukan: Strip led RGB. The 'ip' berdiri untuk tingkat ketahanan terhadap air. Karena tidak ada komponen yang kami gunakan tahan terhadap air, versi ip30 baik-baik saja. Harga: 4 euro per meter, jadi 12 euro.

-arduino nano: arduino nano. Harap dicatat bahwa lebih mudah untuk tetapi Arduino yang pinnya sudah disolder ke Arduino. Harga: 3 euro.

- Adaptor terminal untuk Arduino Nano. Menggunakan adaptor terminal akan menghemat banyak waktu! Mereka cukup murah: Adaptor terminalHarga: 1 euro.

-RTC DS3231: RTC DS3231. Anda dapat menggunakan RTC lain, tetapi yang ini terbukti berfungsi dengan baik! Harga: 1 euro.

- Rangka RIBBA: Rangka RIBBA (23x23cm), hitam atau putih. Harga: 6 euro.

- Untuk wajah Anda perlu:

1. Foil transparan yang cocok untuk dicetak (tanyakan pada toko percetakan lokal Anda!)
2. Karton yang cocok untuk pemotongan laser (tanyakan pemotong laser Anda!)

Harga: 5 euro.

- Kabel jumper untuk menghubungkan komponen. Saya tidak begitu tahu berapa banyak yang kita butuhkan, tetapi harganya murah dan tersedia secara luas: Kabel jumper. Lebih mudah untuk memiliki kabel pria-pria, pria-wanita dan wanita-wanita, namun, kabel pria-pria juga akan melakukannya (dengan sedikit penyolderan ekstra). Harga: 3 euro.

- Sumber Daya listrik. Strip led RGB menggunakan 5V. Penting untuk tidak melebihi tegangan ini, karena strip led RGB mudah rusak. Setiap led menggunakan 20-60mA. Karena kita menggunakan 169 led, maka ampere yang dibutuhkan untuk menyalakan led cukup besar. Oleh karena itu, saya sarankan untuk menggunakan setidaknya catu daya 2000mA, seperti ini: Catu daya. Harga: 5 euro.

- Satu resistor 400-500 ohm. Harga: diabaikan.

- Satu kapasitor 1000 uF. Harga: diabaikan.

- Satu papan prototipe, seperti ini: Protoboard. Harga: 1 euro.

- Sepotong kayu (papan) untuk membentuk bagian belakang Jam. Harga: 2 euro.

- Sepotong kayu berukuran sekitar 3x2cm untuk menempelkan bagian belakang Jam Kata ke bingkai. Harga: 1 euro.

- Dua mur kawat (untuk menghubungkan ke kali 5 kabel), tersedia di toko DIY lokal Anda. Harga: 2 euro.

Total harga: sekitar 40 euro.

Peralatan yang dibutuhkan:

- Pensil- Tempat solder- Alat pengupasan- Obeng- Gunting- Pita dua sisi (untuk memperbaiki komponen)- Gergaji (untuk menggergaji papan untuk bagian belakang Word Clock)- Sepotong kain (untuk mencegah goresan pada RIBBA bingkai saat mengerjakannya)

Langkah 2: Ikhtisar

Sekarang kita memiliki semua materi, senang memiliki gambaran umum tentang ide umum dari Word Clock.

Bagian depan Word Clock terdiri dari huruf-huruf (baik dicetak pada foil transparan atau potongan laser dari karton). Di belakang setiap huruf menyembunyikan satu led dari strip led RGB. Karena bingkai RIBBA berukuran 23x23cm dan kami menggunakan strip led RGB yang terdiri dari 60 led per meter (jadi 100cm/60leds=1,67cm per led), kami dapat memuat 23cm/1,67=13.8 led dalam satu baris. Karena 0,8 led mungkin sedikit merepotkan, kami tetap menggunakan 13 led per baris. Karena frame RIBBA berbentuk persegi, kita akan (nanti) membuat 'led-matrix' dari led 13x13.

Sederhananya, Word Clock terdiri dari jam kecil (RTC DS3231) yang sekali disetel, terus berdetak. Jam kecil ini mengkomunikasikan waktu ke komputer kecil (Arduino Nano). Komputer kecil tahu led mana yang harus menyala untuk waktu tertentu. Jadi, komputer kecil mengirimkan sinyal melalui kabel data ke strip led RGB dan menyalakan led.

Ini terdengar cukup sederhana, bukan?!:)

Langkah 3: Wajah Jam Kata

Kami akan menggunakan 13 led dalam satu baris dan 13 baris, yang menambahkan hingga matriks led 13x13.

Memotong strip led RGB

Potong 13 strip dari strip led RGB dengan panjang 13 led. Anda harus memotong strip led RGB di tengah tiga oval tembaga.

Merakit 13 strip led RGB

Kami menempelkan 13 strip led ke papan kayu yang termasuk dalam bingkai RIBBA. Ada pengait yang direkatkan ke papan, yang dapat dengan mudah dilepas menggunakan obeng. Dengan menggunakan kisi (dari langkah sebelumnya), Anda dapat dengan mudah menandai posisi masing-masing led di papan. Sebagian besar strip led RGB memiliki bagian belakang yang lengket, sehingga Anda dapat dengan mudah menempelkannya ke papan. Penting untuk memperhatikan arah strip led RGB. Panah pada strip led RGB menunjukkan arah aliran arus. Karena kami ingin menyambungkan 13 strip LED RGB, kami harus membuat jalur kontinu agar arus mengalir. Baru-baru ini, IKEA memotong salah satu sudut papan, sehingga lebih mudah mengeluarkan papan dari bingkai. Lebih mudah menggunakan sudut potong ini untuk memindahkan kabel dari satu sisi papan ke sisi lainnya. Dengan kata lain, pastikan bahwa led pertama terletak di sudut potong.

Menyolder 13 strip led RGB

Sekarang strip led 13 RGB menempel di papan, kita dapat menghubungkannya menggunakan besi solder. Pertama, keluarkan sedikit solder pada setiap setengah dari oval tembaga. Kedua, potong strip kabel jumper salah satu ujungnya. Sekali lagi, keluarkan sedikit solder di ujung kawat yang dilucuti. Sekarang, pimpin ujung kawat yang dilucuti menyentuh oval tembaga dan gunakan besi solder, lelehkan solder dan hubungkan. Hubungkan GND dari satu strip led RGB ke GND strip led RGB berikutnya. Lakukan hal yang sama untuk kabel 5V dan data.

Menyelesaikan matriks yang dipimpin

Solder kabel jumper ke masing-masing dari tiga oval tembaga dari led pertama dari matriks led RGB. Seperti yang dikatakan, akan lebih mudah untuk menemukan led pertama di sudut potong papan sehingga Anda dapat dengan mudah mendapatkan tiga kabel ke sisi lain papan.

Langkah 6: Elektronik

Sekarang kita telah menyelesaikan matriks led kita, kita dapat mulai menghubungkan komponen.

Kami akan menempelkan komponen (Arduino Nano di adaptor terminal, RTC DS3231, mur kawat) ke bagian belakang papan tempat kami membuat matriks led kami. Anda dapat menggunakan selotip dua sisi untuk memperbaiki komponen.

strip dipimpin RGB

Pertama, letakkan Arduino Nano di adaptor terminal. Lebih mudah untuk menempatkan adaptor terminal di tengah papan, karena beberapa kabel perlu dihubungkan ke adaptor terminal. Hubungkan kabel data strip led RGB (kabel tengah) ke salah satu port digital Arduino Nano (biasanya saya menggunakan port D6). Untuk melindungi strip led RGB dari lonjakan tegangan, Anda dapat meletakkan resistor 400-500 ohm antara kabel data dan Arduino.

RTC DS3231

Kedua, tempelkan RTC DS3231 di suatu tempat ke papan. Modul ini membutuhkan empat koneksi: satu ground, satu 5V, satu SCL dan satu SDA. Kami tidak menggunakan port SQW dan 32K. Anda dapat menggunakan kabel perempuan untuk menghubungkan ke pin RTC DS3231. Hubungkan SCL ke port analog kelima (A5) dari Arduino Nano. Hubungkan SDA ke port analog keempat (A4) dari Arduino Nano.

Langkah 7: Catu Daya

Catu daya apa yang harus digunakan?

Tegangan Anda dapat memberi daya pada Arduino Nano menggunakan berbagai tegangan. Port 'Vin' dapat menangani 7-12V, port 5V dapat menangani 5V (sangat mengejutkan) dan Anda dapat memberi daya pada Arduino Nano menggunakan kabel mini usb. Namun, strip led RGB lebih pilih-pilih dalam tuntutannya. Sebagian besar produsen meresepkan input 5V +/- 5% ke strip LED RGB mereka (untuk informasi lebih lanjut, lihat menyalakan Neopiksel). Oleh karena itu, kami akan menggunakan catu daya 5V.

Saat ini Satu LED RGB sebenarnya berisi tiga led terpisah (merah, hijau dan biru) yang bersama-sama membentuk warna yang diinginkan. Salah satu dari tiga led menggunakan sekitar 20mA. Jadi, led RGB yang memancarkan warna putih dengan cara memasang led merah, hijau dan biru secara bersamaan menggunakan 3*20mA=60mA. Jika Anda menyalakan semua 169 led RGB sekaligus dalam warna putih, Anda membutuhkan 169*60mA=10140mA=10A*. Catu daya yang paling umum adalah sekitar 2000mA. Jadi, dengan kata lain, menyalakan semua LED RGB sekaligus dalam warna putih bukanlah ide yang bagus**.

Saya merekomendasikan untuk menggunakan catu daya 5V, 2000mA, karena ini umum dan cukup murah.

* Harap perhatikan bahwa arus tinggi (di atas 5mA) berbahaya! Jadi, harap berhati-hati saat menyalakan Word Clock!

** Ada beberapa trik untuk menyalakan semua led RGB sekaligus, seperti menyambungkan catu daya ke kedua ujung strip led RGB, atau menggunakan led RGB pada kecerahan yang lebih rendah.

Menghubungkan catu daya

Kami akan menghubungkan catu daya ke komponen. Kami akan menghubungkan kapasitor 1000 uF melalui kabel positif dan negatif dari catu daya. Anda dapat menggunakan protoboard untuk mengamankan koneksi (lihat gambar). Karena kami memiliki beberapa komponen yang membutuhkan daya, kami menghubungkan masing-masing dari dua kabel catu daya 5V ke satu mur kabel: kami akan menyebutnya mur kabel positif (yang terhubung ke kabel positif catu daya) dan negatif mur kawat (yang terhubung ke kabel negatif catu daya). Sekarang, sambungkan kabel 5V dari strip led RGB dan RTC DS3231 ke mur kabel positif. Demikian pula, sambungkan kabel ground (GND) dari strip led RGB dan RTC DS3231 ke mur kabel negatif. Kami akan memberi daya pada Arduino Nano melalui port 5V dan salah satu port groundnya. Untuk melakukan ini, sambungkan port 5V Arduino ke mur kabel positif dan salah satu port GND ke mur kabel negatif.

Mengamankan catu daya

Untuk menghindari robeknya semua kabel elektronik Anda yang baik, disarankan untuk memasang kabel catu daya ke bagian dalam rangka RIBBA. Anda dapat melakukannya hanya dengan membuat simpul di kabel listrik sebelum meninggalkan bagian belakang Jam Word. Namun, cara yang lebih elegan adalah dengan mengamankan kabelnya dengan menjepitnya ke bagian dalam rangka RIBBA. Anda dapat dengan mudah melakukan ini dengan menggunakan sepotong kayu kecil dan mengencangkannya ke bagian dalam bingkai RIBBA menggunakan dua sekrup. Jepit kabel catu daya di antara potongan kayu dan rangka RIBBA. Di Word Clock versi terbaru saya, saya menggunakan engsel kecil (sekitar 3cm) untuk mengamankan kabel daya. Keuntungan dari ini adalah Anda tidak perlu memotong sedikit pun kayu.

Langkah 8: Menyatukan Semuanya

Sekarang kita mencetak atau memotong wajah Jam Kata, menyelesaikan matriks yang dipimpin dan menghubungkan komponen elektronik, sekarang saatnya untuk menyatukan semua lapisan Jam Kata.

1. Letakkan wajah Jam Word di bingkai RIBBA.
2. Letakkan kertas (semi) buram (kertas cetak biasa atau kertas kalkir) untuk mendistribusikan cahaya dengan baik di sepanjang huruf.
3. Letakkan kisi di bingkai RIBBA.
4. Papan dengan di satu sisi matriks yang dipimpin dan di sisi lain komponen elektronik dapat dengan hati-hati dimasukkan ke dalam bingkai RIBBA.

Langkah 9: Membuat Bagian Belakang Jam Word

Bagian belakang jam dapat dengan mudah dibuat dari papan kayu. Cara terbaik untuk melakukannya adalah dengan melihat sepotong papan dengan dimensi yang sama (sekitar 22,5x22,5 cm) dengan papan yang disertakan dalam rangka RIBBA. Bor dua lubang di bagian belakang Jam Word: satu untuk menempelkannya ke dinding (jika Anda mau) dan satu lagi untuk kabel listrik untuk meninggalkan Jam Word.

Melihat dua potong dengan panjang sekitar 20cm dari strip kayu. Kedua strip ini memiliki dua fungsi:

1. Memegang papan kayu dengan di satu sisi strip led RGB dan di sisi lain komponen elektronik di tempatnya
2. Membuat permukaan di mana bagian belakang Jam Word dapat disekrup pada tempatnya.

Sekarang, kencangkan strip ini ke bagian dalam bingkai RIBBA pastikan Anda menekannya dengan kuat ke papan yang menahan komponen listrik. Selanjutnya, Anda dapat meletakkan papan kayu yang baru saja Anda gergaji di atas strip kayu dan memperbaikinya menggunakan sekrup.

Jika Anda ingin memasang Word Clock di dinding, pastikan bagian belakang Word Clock terpasang dengan kuat.

Langkah 10: Pemrograman Arduino Nano

Jika Anda baru mengenal pemrograman Arduino, saya akan merekomendasikan untuk terlebih dahulu melakukan beberapa tutorial (seperti Blink), yang sangat informatif (dan menyenangkan!).

Karena saya hanya seorang mahasiswa Teknik Mesin, pemrograman bukanlah bagian favorit saya dari proyek ini. Untungnya, saudara ipar saya adalah Magister Ilmu Komputer, jadi memprogram Arduino adalah hal yang mudah baginya. Jadi, semua kredit untuk pemrograman adalah untuknya (terima kasih Laurens)!

Ide dasarnya adalah Anda menunjukkan led mana yang merupakan bagian dari kata mana. Perhatikan bahwa led pertama ditunjukkan sebagai led nomor 0. Jadi kita memiliki 0-168 led. Selanjutnya, Anda memberi tahu Arduino kata-kata mana yang perlu menyala pada waktu tertentu. Anda mengatur waktu pada RTC DS3231, sehingga Arduino tahu jam berapa saat ini.

Warna led strip led RGB ditentukan oleh nilai 0-255 untuk merah, hijau dan biru. Jadi, led merah dilambangkan dengan (merah, hijau, biru) = (255, 0, 0) dan led ungu oleh (reg, hijau, biru) = (255, 0, 255). Led yang tidak digunakan memiliki warna (merah, hijau, biru) = (0, 0, 0).

Anda dapat mengelompokkan kata-kata sesuai dengan tujuannya:

• Grup yang selalu menyala ('It', 'is', nama Anda, dll.)
• Sekelompok kata-kata yang menunjukkan menit
• Sekelompok kata penghubung ('masa lalu', 'ke', 'setengah', 'seperempat', dll.)
• Sekelompok kata yang menunjukkan jam
• Grup yang mencakup semua huruf yang tidak Anda gunakan saat ini

Untuk setiap kelompok kata Anda dapat mengatur warna (ini lebih mudah daripada menentukan warna untuk setiap kata atau bahkan huruf secara terpisah).

Anda dapat mengunggah program Anda dengan menghubungkan Arduino Nano ke komputer Anda menggunakan kabel mini usb.

PEMBARUAN (Januari 2019):

Saya menambahkan file Arduino ke Instructable. File ini ditulis oleh ipar saya, jadi semua kredit diberikan kepadanya! File ini didasarkan pada Word Clock menggunakan tombol untuk beralih antara mode warna tertentu dan mode digital. Tentu saja, Anda dapat memprogram tombol sesuai keinginan Anda

Langkah 11: Menyelesaikan

Jika semuanya berjalan sesuai rencana, Anda baru saja membuat Jam Kata Anda sendiri!

Tolong, jika Anda memiliki rekomendasi, jangan ragu untuk berkomentar! Saya akan mencoba menjawabnya, tetapi karena waktu saya terbatas, itu bisa memakan waktu cukup lama.