የቃል ሰዓት (የጀርመን አቀማመጥ) 8 ደረጃዎች

2024 ደራሲ ደራሲ: John Day | [email protected]. ለመጨረሻ ጊዜ የተሻሻለው: 2024-01-30 07:29

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ich möchte Euch hier mal mein letztes Projekt vorstellen. ኢች ሀበእ ኢኔ ኡሁር ገባው። Allerdings keine "normale" Uhr, sondern eine Word Clock. Zu solchen Bastelprojekten gibt es hier zwar schon ein paar Artikel, aber trotzdem möchte ich mal zeigen was ich mir ausgedacht und gebaut ሃቤ። Vielleicht hilft es ja dem ein oder anderen ja bei seinem Projekt.

Auf die Idee hierzu hat mich vor ein paar Monaten ein Kollege gebracht, der mir ein bisschen etwas über seine Mikrocontroller-Projekte erzählt hat und das er unter anderem auch eine solche Uhr für seine Frau gebaut hat. Die Idee fand ich በጣም አሪፍ ፣ dass ich mich auch entschieden habe so eine Uhr zu bauen። Sollte ja für einen Informatikstudenten im vierten Semester wohl irgendwie machbar sein. ዳንኬ ጃኔስ: ዲ

Glücklicherweise hatte ich zu diesem Zeitpunkt noch genug Zeit (5 Monate) bis zum Geburtstag meiner Freundin, sodass ich das kombinieren konnte und sie dann die Uhr zum Geburtstag bekommen hat.

ዳ ዳስ ሄር ሜይን ኤርስቴስ ሪችግግግስስ ፕሮጄክት ጦርነት ፣ ቢን ኢች ሲቸር ፣ ዳስ ich bestimmt nicht alles perfekt gemacht habe. Allerdings bin ich mit dem Ergebnis mehr als zufrieden (und meine Freundin auch:). Von daher fall ihr Anmerkungen und Tipps habt, gerne in die Kommentare.

ደረጃ 1 ቁሳቁስ

ባውማተርያን ፦

• ኤምዲኤፍ Holzplatte (n) (8 ሚሜ እና 12 ሚሜ)
• የፊት ግንባር (Fotokarton)
• Plexiglasplatte
• ሆልዝድብል

• ሽሩቤን ፦

  • Zylinderkopfschraube 25 ሚሜ x M5
  • M5 Hülsenmutter
  • ሽራቤን 20 ሚሜ x M4
  • ክላይን Metallwinkel
  • ግሮ Metallwinkel
  • Holzschrauben 40 ሚሜ

ማይክሮ መቆጣጠሪያ:

• አርዱዲኖ ናኖ አትሜጋ 328 ፒ
• RTC-Modul

ኤሌትሮኒክ:

• Netzteil (ውጫዊ ፣ ውጤት 5V ፣ 3 ኤ (15 ዋ) ፣ ሆልሸከር 2 ፣ 1x5 ፣ 5 ሚሜ)
• WS2812b LEDs (60LED/m) (ገደማ 2 ሜትር)
• Kupferdraht
• CR1220 ኖኖፍፍሌል
• Hohlsteckerbuchse 2 ፣ 1x5 ፣ 5 ሚሜ
• Hohlstecker-Verlängerungskabel
• Verlegekabel 3x0 ፣ 75 ሚሜ^2
• Infrarot-Fernbedienung (IR)
• Schrumpfschläuche
• Fotowiderstand
• IR-Empfänger (TSOP4838 38 kHz)

• ባውቴይል ፕላቲን;

  • Buchenleiste (1x15 ፖሊግ)
  • Buchenleiste 90 ° gebogen (1x5 polig)
  • ስፋት (470 Ohm ፣ 1k Ohm)
  • ኮንዲነርተር (1000µF)

  • Klemmleiste (Schraubklemmblock):

    • 2-ፖሊግ
    • 3-ፖሊግ
    • 10-ፖሊግ

እንደዚሁም ፦

Nerven und Geduld

ደረጃ 2: Planung

Zu Beginn habe ich mir erstmal Gedanken gemacht welche Funktionen die Uhr ናቸር ሀበን ሶል። አንሃንድር ደር ዳፍüር benötigten Bauteile konnte ich die Planung machen. Ich habe mich auf folgende Funktionen festgelegt:

• Anzeige der aktuellen Uhrzeit (minutengenau)
• Speicherung der Zeit (für Spannungsausfall)
• Steuerung der LED-Farben
• Automatische Anpassung der Helligkeit an die Umgebung + manuelle Einstellung der Helligkeit
• Automatische Umstellung auf Sommer-/Winterzeit
• Funktion zum manuellen Einstellen der Zeit (für den Fall der Fälle)
• Steuerung über eine Infrarot-Fernbedienung (Farbe, Helligkeit, Blinkeffekte, Zeiteinstellung)

ዙዱም ሶል ይሞታል Uhr an der Wand montiert werden oder normal aufrecht hingestellt werden können.

Damit konnte ich mich an die Konstruktion wagen. Nachdem ich mit den ganzen Papierzetteln irgendwann dann fast den Überblick verloren hatte, bin ich auf eine CAD App (Shapr3D) fürs iPad umgestiegen. በ bekommt man als የተማሪ glücklicherweise kostenlos:)። Damit konnte ich die Uhr als 3D-Modell aufbauen, was die Planung deutlich erleichtert hat (siehe Bilder)

ደረጃ 3 የፊት ግንባር

ዳስ ወህል ዊችግግስቴ ቴል ደር ኡር ኢስት ሞት ፍረፕላቴቴኤም ደም scheንበርን ውርረን ቡጭስትራደን። Entsprechend habe ich damit auch angefangen, da sich die ganze Konstruktion der Uhr daran orientiert.

Bei der Positionierung der Buchstaben bzw. ዎርተር ሃቢ ichን ሙስተር ገውሕልት ፣ ቤይ ዴም ስመ ሚንደር ፍሬኡንኡን ሰንክርትት በደር በ ሚት ዴ ቡችስታቤንፌልድስ ስሕት። Dazu musste ich ein bisschen rumprobieren, bis ein passendes Muster mit allen notwendigen Wörtern rauskam. ዳ አበር ኒችት አል ቡችስታቤን ገኑዝት ወርደን ፣ hatte ich hier etwas Spielraum።

Die Frontplatte an sich besteht aus einem schwarzen Fotokarton. Diesen habe ich bei formulor.de fertigen lassen. ዳስ größtmögliche bestellbare rechteckige Maß beträgt 384mm x 384mm. Dieses Maß liegt somit der gesamten Uhr zugrunde።

Buchstaben im Karton werden በ Laser ausgeschnitten. Dazu muss eine Vektorgrafik-Datei auf der Formulor-Webseite hochgeladen werden, die genau das auszuschneidende Muster definiert. Zur Erstellung einer Vektorgrafik eignet sich sehr gut das OpenSource-Tool InkScape. Auf der Formulor-Webseite lässt sich eine Art "Vorlage" herunterladen, in der die Maße des Fotokartons bereits eingezeichnet sind.

Mit dem Programm habe ich ein Raster für die Buchstaben erstellt und die Buchstaben entsprechend positioniert. Hierbei mussten einige Buchstaben allerdings extra bearbeitet werden, damit die Innenbereiche (sog. "Punzen") nicht herausfallen beim lasern. Dazu habe ich Pfade der betroffenen Buchstaben einzeln angepasst und "Stege" eingesetzt werden. ዳበይ ኢንስተምስ ein ziemlich schöner und passender Schriftstil wie ich finde.

ደረጃ 4 Konstruktion Und Fertigung Der Holzteile

Nachdem die Frontplatte fertig war, konnte ich mit der eigentlichen Konstruktion und dem Bau Bau Uhr beginnen.

ቁሳቁስ:

ዴር ራህማን ደር ኡር በ AUS ኤምዲኤፍ-ፕላተን (mitteldichte Holzfaserplatte)። Holzbauteile habe ich im Internet የበይነመረብ ሚት ዴስ passenden Maßen bestellt። ካን ሰው natürlich auch selbst zuschneiden, war aber einfacher:)

ራህማን ፦

Wie bereits erwähnt, orientiert sich die Größe der Uhr an der möglichen bestellbaren Größe der Frontplatte. Aus diesem Grund wurden die Rahmenteile entsprechend der Größe dimensioniert:

Ober- ፣ Unter- und Seitenplatten sind gedübelt ፣ verleimt und verschraubt. Damit wird eine optimale Stabilität gewährleistet, da die Uhr schon ein bisschen was wiegt.

Auf der Oberplatte ist neben den Löchern für die Befestigungsschrauben in der Mitte ein Loch gebohrt, in dem der Fotowiderstand für die automatische Helligkeitssteuerung eingesetzt ist. Die Unterplatte besitzt ebenfalls mittig ein Loch für die untere Hohlsteckerbuchse zur Spannungsversorgung.

አሏህ ራህመተኢይል wurden nach der Bearbeitung von außen und an den Rändern mit einer Grundierung schwarz lackiert (siehe spätere Bilder)። ዳስ ሃባ ich ቮን አይኔም ማሌርሚስተር aus dem Bekanntenkreis machen lassen። ቪየን ዳንክ አን ደር ስቴሌ ኖክማል ክሪስቶፍ:)

Mittelplatte ፦

ሚትቴልፕላት ሃልት ኡር ኢም ግሩንዴ ቮን ኢነን ዙሳምመን። Hier sind alle Teile des Innenlebens befestigt. Die Mittelplatte besitzt vier äußere Bohrungen für die Hülsenmuttern zur Fixierung der Frontplatte. Zudem sind verteilt sieben Löcher gesetzt, durch die die Kabel für die LEDs und den IR-Empfänger durchgeführt sind.

Auf der Rückseite der Platte ist außerdem mittig mit einer Oberflächenfräse ein rechteckiger Bereich ausgefräst worden, in der später die Platine mit dem Arduino ወዘተ eingelassen wurde. Hierdurch lässt sich die Uhr insgesamt etwas schmaler bauen. Die Fräse habe ich mir von einem Kollegen meines Vaters ausgeliehen. ቪየለን ዳንክ አንድ ሞተርስ ስቴሌ ኖክማል:)

ሎችፕላት:

ሞተ ሎችፕላቴ ኢስት ዳስ አውፍወንድግስተ ቴል ደር ኡር። Sie hat die Aufgabe das Licht jeder einzelnen LEDs möglichst von den anderen abzuschirmen, damit die benachbarten Buchstaben nicht "mitleuchten". Dazu habe ich für jede LED ein 23mm breites Loch mit einem Forstnerbohrer gefertigt።

Zusammen sind ሞተ 110 Löcher für die LEDs, vier kleinere Löcher für die Minuten-LEDs und nochmal vier weitere Löcher an den Ecken zur Fixierung der Platte.

ዙደም ሲንድ auf der Rückseite dieser Platte Kerben für die LEDs und Kabel ausgefräst, damit die Platte möglichst bündig auf der Mittelplatte aufliegen kann und so eine gute Lichtabschirmung ermöglicht wart. platziert ist.

ደረጃ 5: Elektronik

Schaltung und Platine

Die Steuerung der Uhr erfolgt über einen Arduino Nano. ዴር Mikrocontroller steuert die adressierbaren WS2812b LEDs hinter dem Buchstabenfeld. Die Uhrzeit für die Verarbeitung bezieht der Arduino aus einem RTC-Modul. Dieses besitzt eine Batterie und kann die Zeit speichern und "zählt weiter", auch wenn die Spannungsversorgung unterbrochen ist. Externe Steuerungssignale kann die Arduino über einen Infrarotempfänger (TSOP4838 38 kHz) empfangen. Informationen über die Umgebungshelligkeit bekommt er durch einen kleinen Fotowiderstand auf der Oberseite.

Zu beachten hierbei ist das die Datenleitung der WS2812b LEDs mit einem Widerstand zwischen 300 und 500 Ohm geschützt werden muss. Die Werte des Fotowiderstands werden über einen Spannungsteiler mit dem analogen Eingang des Mikrocontrollers ermittelt.

Zur besseren Handhabung (und zum besseren Aussehen;)) habe ich für die Schaltung eine Platine entwickelt. Dazu habe ich EAGLE von Autodesk verwendet (ist für Hobbyanwender kostenlos und als ተማሪ bekommt man sogar die Vollversion)። Hier wurde der Schaltplan nachgebaut und die ፕላቲን entsprechend designt. ፕላቲኒን አንድ sich habe ich bei JLCPCB.com bestellt. ቪየለን ዳንክ አንድ ዮናስ ፣ ደር mir mit EAGLE und der Bestellung geholfen hat: D

Spannungsversorgung für die LEDs läuft ebenfalls über die Platine. 10 (bzw. 11) LED Reihen sind in fünf zweier (bzw. die letzte in dreier) Parallelstränge aufgeteilt ፣ damit die Strombelastung für die Leiterbahnen der ersten LEDs und der Spannungsabfall am Ende nicht zu groß wird.

ቤይም ንዝተይል ሃቢ ich ሚች ፉር ኢይን externes Netzteil entschieden, damit die Uhr etwas dünner gebaut werden kann. ዲሞንድዩንግንግ ቤዝርት auf der Grundlage der erwarteten Leistungsaufnahme der LEDs። Pro LED sollte man mit 0, 06A rechnen, ungefähr benötigt werden wenn weißes Licht (alle 3 RGB LEDs a) leuchten soll. Bei 114 LEDs wären das theoretisch stolze 6, 8A. ዳ አልለዲንግስ ቤይ ደር ኣንዚገ ደር ደር ዘይት ንኤምላስስ ኤልኤልስ ግሊይቺይቲግ ሉቸተን ወርደን ፣ ካን ሄር ኢይን ደውቲች ክላይነርስ ንዝተይል verwendet werden። Ich habe mich für ein 3A Netzteil entschieden, das somit immer noch genug Reserven hat. (Bei der Programmierung sollte man das aber im Hinterkopf behalten und evtl. Grenzen für die Helligkeit in der Software einbauen, damit das Netzteil nicht abraucht)

ባው

Nach der sehnsüchtig erwarteten Ankunft meiner ersten selbstdesignten Platinen und dem verlöten der Bauteile konnte ich die 114 LEDs auf der Mittelplatte platzieren und ebenfalls zusammenlöten. Definitiv die unschönste Arbeit an der ganzen Uhr. አበር የማች ሰው ኒችት አልልስ ነበር….:) Dafür sollte man einige Abende einplanen. ዙር Verbindung der LEDs innerhalb der Reihe eignet sich verzinnter Kupferdraht hervorragend.

Nach dem Verlöten der LEDs wurden die Kabel für die Spannungsversorgung der Reihen auf der Rückseite der Mittelplatte festgeklebt und an die Schraubklemmen der Platin geführt.

ዴር ፎቶይድርስትንድ wurde oben in der Oberplatte ebenfalls festgeklebt und die Kabel zur Platine gelegt. Ebenso wie beim IR-Empfänger, der auf die 3D-gedruckte Halterung auf der Vorderseite an die Oberplatte geklebt wird (später mehr)።

ደረጃ 6: 3D Druckteile

ዝዋይ ቴሌ ደር ኡሁር ሃቢ ich mit einem 3D-Drucker fertigen lassen። Da diese beiden Halterungen nur sehr kleine Bauteile tragen müssen und nicht viel Platz vorhanden ist, habe ich mich für einen 3D Druck entschieden:

• Halterung der rückwärtigen Hohlsteckerbuchse
• Halterung des IR-Empfängers

Den Entwurf habe wieder mit der Shapr3D-App erstellt. Die daraus generierte STL-Datei konnte ich an einen Freund senden, der ganz zufällig einen 3D-Drucker hat. ዳንኬ nochmal dafür ዮናስ: ዲ

Die Halterung für die Hohlsteckerbuchse befindet sich in der Uhr auf der Unterplatte auf der Rückseite. Damit lässt sich die Uhr auch im Stand betreiben, obwohl die untere Buchse verdeckt ist. Zweite Halterung ist an die Unterseite der Oberplatte geklebt und positioniert den IR-Empfänger genau hinter der entsprechenden Öffnung der Frontplatte.

ደረጃ 7 - ባው ደር ኡር

ናጭደም አል ኖወንድገን ተይለ ገባው ዋረን ፣ konnte endlich die Uhr vollständig zusammengebaut werden።

ዴር Rahmenteile sind wie anfangs erwähnt mit der Mittelplatte verschraubt und verleimt. Die Schrauben habe ich hier noch schwarz lackiert, damit sie nicht so in dem schwarzen Rahmen auffallen.

Mit dem zusammengebauten Rahmen konnte dann die Verkabelung für die Spannungsversorgung gemacht werden. Die beiden Hohlsteckerbuchsen sind dazu zusammengeführt (ትይዩ) und gehen zusammen auf die Eingangsklemmen der Platine, damit die Uhr sowohl hängend an der Wand als auch aufrecht stehend betrieben werden kann. Außerdem konnte jetzt der Fotowiderstand und der IR IR-Empfänger mit der 3D-gedruckten Halterung verklebt und mit der Platin verkabelt werden.

Zur besseren Streuung des Lichtes und damit die LEDs hinter der Frontplatte nicht sichtbar sind, sind die Bohrungen der Lochplatte mit weißen, leicht transparentem Papier überdeckt. ዳዲቸርች leuchten ይሞቱ ቡችስታቤን ግሊችሚäßግ።

ደረጃ 8: Programmierung

ዙር Programmierung der Uhr habe ich die Arduino IDE verwendet. Die Programmierung läuft daher vielleicht nachher zwar nicht so super effizient, aber man kann sich mehr auf sein Programm konzentrieren als auf das Handling des Chips. Bibliotheken für die eingebauten Funktionen und Bauteile sind die folgenden:

• DS3231.h RTC-Modul
• Adafruit_Neopixel.h Steuerung WS2812b-LEDs
• IRremote.h und IRremoteInt.h IR- ተቀባይ

ግሩንድፕሪዚፕ (አይንፋች)-Über das RTC-Modul werden bei jedem Zyklus des Mikrocontrollers die Zeitdaten bezogen. Diese werden ውስጥ 5-Minuten-Bereiche zerlegt und die entsprechenden, als Wöterter definierte LEDs, aktiviert. Bei jedem Zyklus wird zusätzlich die Umgebungshelligkeit überprüft und es wird gecheckt, ob neue Signale über den IR-Empfänger empfangen wurden. Allsቴ etwas davon zutrifft, wus ausgelagerte Funktionen gesprungen um z. B. einen Helligkeits-Fading-Effekt zu erzeugen. ሠላም kann ሰው sich beliebig austoben. Meine über die Software realisierten Funktionen sind die folgenden:

• “ጁሊያ” -ኢንትሮ ቤይም ጀምር ደር ኡር ኡንድ ጀደር vollen Stunde (mit Fadeout-Effekt)
• Steuerung der Farbe über IR-Fernbedienung (በ interwendung HSV-Farbsystem ውስጥ)
• Manuelle Steuerung der Helligkeit über IR-Fernbedienung
• Fading-Effekt der LED-Helligkeit bei Änderung der Umgebungshelligkeit oder manueller Änderung
• Automatische Zeitumstellung (ሶመር/ክረምት)
• Manuelle Zeitstellung (durch blinkendes "Menü" zum Durchschalten der Minutenbereiche und anschließendes flashen ins RTC) über IR-Fernbedienung
• ብሊንኬክክት ሚት ዙፍሊግ vergebenen Farben über die aktiven Buchstaben
• ቀስተ ደመና- Effekt

Und damit ist die Uhr auch (schon) fertig. ቪየለን ዳንክ fürs lesen:)

ቺርስ!