Word Clock fai da te: 10 passaggi (con immagini)

2025 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2025-01-12 07:31

Oggi ti mostrerò come costruire un Word Clock. È fondamentalmente un orologio che mostra il tempo usando le parole. Ti mostrerò anche come utilizzare un registro a scorrimento e un RTC utilizzando un microcontrollore. Shift Register può tornare molto utile se si esauriscono i pin in un microcontrollore, quindi è una buona cosa impararli.

Non aspettare più e mettiti subito in gioco.

Passaggio 1: guarda il video

Il video ha la spiegazione dettagliata di tutti i passaggi coinvolti nella build. Quindi guardalo prima per avere una migliore comprensione del progetto.

Passaggio 2: ottenere le parti necessarie

Arduino:INDIA - https://amzn.to/2FAOfxMUS - https://amzn.to/2FAOfxMUK -

74HC595 Shift Register: INDIA: https://amzn.to/2pGA8MDUS:

DS3231 RTC:INDIA: https://amzn.to/2pGTxh4US:

ULN2803 Array di transistor Darlington: INDIA: https://amzn.to/2GculoXUS:

Passaggio 3: testare il registro a turni

Esistono quattro tipi di registro a scorrimento: Serial In Parallel Out (SIPO), SISO, PISO e PIPO. Useremo 74HC595 che è un registro a scorrimento SIPO a 8 bit che significa che prenderà dati seriali a 8 bit e li convertirà in dati paralleli a 8 bit. Potresti chiederti perché abbiamo bisogno di un registro a turni. Vediamo. Uno ha 14 pin di I/O digitali e 6 pin di ingresso analogico. Anche dopo averli combinati, abbiamo solo 20 pin, di cui non tutti sono in grado di produrre. E questo è il problema perché lavoreremo con molti LED in questo progetto. Un registro a scorrimento consuma molto meno pin del microcontrollore, 3 in questo caso specifico, e può controllare un gran numero di LED con esso, che è 8 in questo caso. E non è questo. Questo registro a scorrimento può anche essere collegato a margherita con un altro registro a scorrimento per controllare ancora più LED, e il secondo può essere collegato a margherita con il registro a scorrimento successivo e così via. Quello che sto cercando di dire è che usando solo tre pin, puoi controllare moltissimi dispositivi digitali.

Vedere il diagramma dei pin del registro Shift. I pin da 1 a 7 insieme al pin 15 sono i dati di uscita parallela. Come tutti i circuiti integrati della serie 74, 8 e 16 sono pin di alimentazione. Pin 14 - alias ingresso seriale, Pin 12 - alias latch, Pin 11 - alias orologio, sono il controllo pin di cui ho parlato. Il pin 10 si chiama serial clear, e serve per azzerare l'output del registro a scorrimento, verrà tenuto alto per tutto il progetto; il pin 13 chiamato abilitazione uscita, come suggerisce il nome, abilita l'uscita, verrà tenuto basso. Il pin 9 viene utilizzato per il collegamento a margherita ed è collegato al successivo 74595.

Vediamo il funzionamento. Il fermo viene abbassato prima di inviare i dati seriali. Quindi ciascuno degli 8 bit viene inviato uno per uno. Il registro a scorrimento determina l'arrivo di nuovi dati controllando lo stato del pin dell'orologio, se il pin dell'orologio è alto, i dati sono nuovi. Quando tutti i bit sono stati inviati completamente, il latch viene alzato per riflettere effettivamente i dati negli 8 pin di uscita.

Per eseguire tutto questo nell'IDE di Arduino, c'è una funzione chiamata shift out con quattro parametri (vedi immagine). I primi due sono autoesplicativi, il quarto sono i dati seriali a 8 bit, scritti qui in formato binario. Se il terzo parametro è prima MSB, allora l'MSB dei dati seriali verrà inviato per primo e si rifletterà effettivamente nel pin 'Qh' del registro che precede i dati rimanenti e se il terzo parametro è prima LSB, l'LSB sarà mostrato nel pin 'Qh'.

Ora la capacità di uscita corrente di questo registro a scorrimento è di soli 20 mA per pin, e ne avremo bisogno di più, è qui che entra in gioco ULN2803.

Se vuoi testare il funzionamento del registro a scorrimento, ho allegato uno schizzo in questo schizzo insieme alle immagini, basta dare alimentazione, collegare i pin 11, 12 e 14 a qualsiasi pin digitale di Arduino e caricare lo schizzo. Guarda il video per una migliore comprensione.

Passaggio 4: impostare la data e l'ora di RTC

Ho collegato l'RTC ad Arduino come qualsiasi altro dispositivo I2C (SDA su A4 e SCL su A5) e ho applicato l'alimentazione. Quindi ho aperto lo sketch allegato in questo passaggio e ho impostato i parametri del "setDS3231time" facendo riferimento alla riga commentata appena sopra di esso, per impostare la data e l'ora corrette dell'RTC. Quindi ho decommentato quella riga e ho caricato il programma su Arduino. Senza scollegare nulla, ho commentato di nuovo la linea e ho caricato lo sketch su Arduino. Ora rimuovi l'alimentazione dall'RTC, lascialo per un minuto o due, collegalo di nuovo ad Arduino e apri il monitor seriale. Se la data e l'ora visualizzate sul monitor sono corrette, saprai che l'RTC funziona correttamente.

Passaggio 5: crea il circuito

Lo schema di collegamento è allegato in questo passaggio. Puoi saldarlo a mano o ordinare un PCB. Dipende tutto da te. Ho ordinato il PCB perché una volta ho saldato a mano il PCB, ed è stato un bel po' di tempo e anche il fondo era davvero goffo.

Ho ordinato il mio PCB da JLCPCB.

Link per schema e PCB:

Passaggio 6: preparare i LED

1. Controllare tutti i LED con una batteria da 3V.

2. Tagliare la parte superiore del LED.

3. Accorciare una gamba del resistore e l'anodo (gamba più lunga) del LED.

4. Saldare insieme la gamba corta del resistore e l'anodo.

Fallo per tutti i LED che utilizzerai.

Passaggio 7: costruire la spina dorsale e il test finale

Dopo che i LED sono finiti, ho preso un cartone dalla confezione di un elettrodomestico, delle dimensioni di 8x8 pollici.

Ho stampato il modello allegato a questo passaggio su un foglio bianco e due copie su un foglio trasparente, poiché l'inchiostro è un po' leggero.

Ora ho tagliato il modello a grandezza naturale e l'ho incollato sul cartone usando un po' di colla. Successivamente, ho praticato dei fori per i LED in base alla lunghezza delle parole in modo che non appaiano deboli quando i LED si accendono. Quindi ho preso 4 fili di rame solido e li ho attaccati tra due file di LED. Poi ho spinto i led nei fori tenendo il led della resistenza vicino al filo di rame. Dopo questo, ho saldato il resistore al filo di rame e ho saldato insieme il catodo dei LED della stessa parola. Poi ho tagliato i cavi in eccesso.

Ora ho preso tre cavi a nastro con otto fili ciascuno e su un'estremità ho saldato i connettori maschio e l'altra estremità sarà saldata ai LED. Queste intestazioni andranno quindi alle intestazioni femminili del PCB. Ma quale filo sarà saldato a quale parola? In allegato a questo passaggio è la sequenza della connessione delle intestazioni secondo il programma che ho scritto. Pertanto, il primo filo dell'intestazione 1 dovrebbe andare alla parola venticinque, il secondo a trenta, il primo filo della seconda intestazione a uno e così via.

Ora noterai che le ultime 4 intestazioni non sono collegate a nulla e potresti notare che il filo di rame sul retro deve essere saldato a 5 Volt. Quindi, li ho cortocircuitati tutti e li ho collegati all'ultimo header e se ricordi ho collegato anche l'ultimo header femmina a Vcc o 5 Volt. La scritta "it is" e "o'clock" devono essere sempre accese quindi le ho saldate al penultimo pin dell'header e sul PCB le ho messe a massa. Infine, la parola "minuti" non è sempre attiva e deve anche essere controllata, quindi l'ho saldata al quinto pin della terza intestazione e il motivo per cui abbiamo cortocircuitato il pin 3 con la quinta intestazione femmina durante l'assemblaggio del PCB poiché il pin 3 controlla il parola minuto nel programma che ho scritto.

Detto questo, ora è il momento di verificare il funzionamento collegando le intestazioni nelle rispettive posizioni, caricando lo sketch su Arduino e applicando 5 volt e il mio funziona alla grande. Ho saldato rapidamente un connettore cilindrico CC ai pin di alimentazione poiché utilizzerò un adattatore da 5 volt, altrimenti avrei usato il 7805, per il quale ho già lasciato uno spazio nel PCB.

Passaggio 8: rimuovere il sanguinamento della luce

Per rimuovere il leggero sanguinamento ad altre parole ho usato un pezzo di cartone alto 1 cm e l'ho incollato usando della colla a caldo tra ogni parola. Sono partito dal centro e poi sono uscito fino in fondo. Dopo questo ho misurato e tagliato il cartone per ogni posto e poi l'ho incollato di nuovo usando due gocce di colla a caldo.

Passaggio 9: inserisci tutto nell'allegato

Ho realizzato un involucro con un MDF da 12 mm con dimensioni interne 8x8 pollici e mi sono assicurato che il cartone si adattasse perfettamente. Ho anche tagliato un foglio acrilico della misura adatta e tengo presente che questa volta non deve essere molto spesso. Ho attaccato il foglio acrilico e ho anche fatto un foro per il jack a botte su un lato del recinto.

Ora ho portato ogni vinile a misura rimuovendo gli angoli e poi li ho impilati insieme e pinzati su due lati opposti. Sul retro del vinile, ho incollato con nastro adesivo opaco le parole che non sono servite.

Poi ho lasciato cadere il vinile nella custodia e anche il cartone che ho preparato e alimentato, e tutto sembra fantastico.

Ho tagliato un pezzo di cartone dagli angoli in modo che sia facile rimuoverli se necessario.

Poche modifiche (non proprio necessarie): ho cambiato il cavo di alimentazione con uno più spesso in modo che possa trasportare la corrente richiesta con facilità e ho anche collegato l'RTC utilizzando un'intestazione femmina (consigliata) poiché a volte richiede di modificare la data e l'ora. Se necessario, puoi aggiungere della colla a caldo per tenere fermo il cartone, ma il mio ha abbastanza attrito per essere presente anche in caso di terremoto.

Passaggio 10: fatto

Spero che tu abbia imparato qualcosa oggi. Sentiti libero di condividere i tuoi pensieri e suggerimenti sul progetto e considera di iscriverti a Instructables e al nostro canale YouTube.

Goditi la tua creazione:)