DIY Word Clock: 10 etapas (com imagens)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:39

Hoje, vou mostrar como construir um Word Clock. É basicamente um relógio que exibe as horas usando palavras. Também mostrarei como usar um Shift Register e RTC usando um microcontrolador. O Shift Register pode ser muito útil se você ficar sem pinos em um microcontrolador, então é bom aprender sobre eles.

Não espere mais e vá direto ao assunto.

Etapa 1: Assista ao vídeo

O vídeo contém a explicação detalhada de todas as etapas envolvidas na construção. Portanto, observe primeiro para obter uma melhor compreensão do projeto.

Etapa 2: Obtenha as peças necessárias

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

74HC595 Registro de turno: ÍNDIA: https://amzn.to/2pGA8MDUS:

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

ULN2803 Darlington Transistor Array: ÍNDIA: https://amzn.to/2GculoXUS:

Etapa 3: Teste o registrador de turno

Existem quatro tipos de registrador de deslocamento - Serial In Parallel Out (SIPO), SISO, PISO e PIPO. Vamos usar 74HC595, que é um registrador de deslocamento SIPO de 8 bits, o que significa que pegará dados seriais de 8 bits e os converterá em dados paralelos de 8 bits. Você pode se perguntar por que precisamos de um registrador de deslocamento. Vamos ver. Um Uno possui 14 pinos de E / S digital e 6 pinos de entrada analógica. Mesmo depois de combiná-los, temos apenas 20 pinos, dos quais nem todos têm capacidade de saída. E esse é o problema porque estaremos trabalhando com muitos LEDs neste projeto. Um registrador de deslocamento consome muito menos pinos do microcontrolador, 3 neste caso específico, e pode controlar um grande número de LEDs com ele, que é 8 nesse caso. E não é isso. Este registro de deslocamento também pode ser encadeado com outro registro de deslocamento para controlar ainda mais LEDs, e o segundo pode ser encadeado com o próximo registro de deslocamento e assim por diante. O que estou tentando dizer é que apenas usando três pinos, você pode controlar muitos e muitos dispositivos digitais.

Veja o diagrama de pinos do registro Shift. Os pinos de 1 a 7 junto com o pino 15 são os dados de saída paralela. Como todos os CIs da série 74, 8 e 16 são pinos de alimentação. O pino 14 - também conhecido como entrada serial, pino 12 - também conhecido como trava, pino 11 - também conhecido como relógio, são o controle pinos de que falei. O pino 10 é chamado de liberação serial e é usado para limpar a saída do registrador de deslocamento e será mantido alto durante todo o projeto; o pino 13 chamado de habilitação de saída, como o nome indica, habilita a saída, será mantido baixo. O pino 9 é usado para encadeamento e está conectado ao próximo 74595.

Vamos ver o funcionamento. A trava é puxada para baixo antes de enviar os dados seriais. Então, cada um dos 8 bits é enviado um a um. O registrador de deslocamento determina que novos dados estão chegando, verificando o status do pino do relógio, se o pino do relógio estiver alto, os dados são novos. Quando todos os bits são completamente enviados, a trava é puxada para cima para realmente refletir os dados nos 8 pinos de saída.

Para executar tudo isso no IDE do Arduino, existe uma função chamada shift out com quatro parâmetros (veja a imagem). Os dois primeiros são autoexplicativos, o quarto são os dados seriais de 8 bits, escritos aqui em formato binário. Se o terceiro parâmetro for MSB primeiro, então o MSB dos dados seriais será enviado primeiro e realmente será refletido no pino 'Qh' do registro que precede os dados restantes e se o terceiro parâmetro for LSB primeiro, o LSB será mostrado no pino 'Qh'.

Agora, a capacidade de saída de corrente deste registrador de deslocamento é de apenas 20 mA por pino, e precisaremos de mais do que isso, é aí que entra o ULN2803.

Se você quiser testar o funcionamento do registrador de deslocamento, anexei um esboço neste esboço junto com as imagens, basta ligar, conectar os pinos 11, 12 e 14 a qualquer pino digital do Arduino e fazer o upload do esboço. Veja o vídeo para melhor compreensão.

Etapa 4: definir a data e a hora do RTC

Eu conectei o RTC ao Arduino como qualquer outro dispositivo I2C (SDA para A4 e SCL para A5) e apliquei energia. Em seguida, abri o esboço anexado nesta etapa e defini os parâmetros de "setDS3231time" referindo-se à linha comentada logo acima dela, para definir a data e hora corretas do RTC. Então, descomentei essa linha e carreguei o programa no Arduino. Sem desconectar nada, comentei a linha novamente e carreguei o esboço no Arduino. Agora remova a alimentação do RTC, espere um ou dois minutos, conecte-o ao Arduino mais uma vez e abra o monitor serial. Se a data e a hora exibidas no monitor estiverem corretas, você sabe que o RTC está funcionando bem.

Etapa 5: faça a placa de circuito

O diagrama de conexão está anexado nesta etapa. Você pode soldá-lo manualmente ou solicitar um PCB. Está tudo nas tuas mãos. Encomendei o PCB porque já fiz a soldagem manual do PCB, e demorou bastante e o fundo também era muito desajeitado.

Encomendei meu PCB do JLCPCB.

Link para esquemático e PCB:

Etapa 6: Prepare os LEDs

1. Verifique todos os LEDs com uma bateria de 3V.

2. Corte a parte superior do LED.

3. Encurte uma perna do resistor e o ânodo (perna mais longa) do LED.

4. Solde a perna curta do resistor e o ânodo juntos.

Faça isso com todos os LEDs que usará.

Etapa 7: construir o backbone e o teste final

Depois que os LEDs estão prontos, peguei um papelão de uma embalagem de eletrodoméstico, de 8 x 8 polegadas.

Imprimi o template anexo a esta etapa em um papel branco e duas cópias em uma folha transparente, pois a tinta é um pouco leve.

Agora corto o molde no tamanho real e colo no papelão com um pouco de cola. Depois disso, fiz orifícios para os LEDs de acordo com o comprimento das palavras, para que não pareçam esmaecidos quando os LEDs acendem. Então peguei 4 fios de cobre sólidos e os coloquei entre duas fileiras de LEDs. Em seguida, empurrei os LEDs nos orifícios mantendo o resistor conduzido próximo ao fio de cobre. Depois disso, soldei o resistor ao fio de cobre e soldei o cátodo dos LEDs de mesma palavra. Então cortei o excesso de leads.

Agora peguei três cabos de fita com oito fios cada e, em uma extremidade, soldei os conectores machos e a outra extremidade será soldada aos LEDs. Esses cabeçalhos irão então para os cabeçalhos femininos do PCB. Mas qual fio será soldado a que palavra? Em anexo a esta etapa está a seqüência de conexão dos cabeçalhos de acordo com o programa que escrevi. Portanto, o primeiro fio do conector 1 deve ir para a palavra vinte e cinco, o segundo para trinta, o primeiro fio do segundo conector para um e assim por diante.

Agora você notará que os últimos 4 conectores não estão conectados a nada e poderá notar que o fio de cobre na parte traseira deve ser soldado a 5 Volts. Então, eu coloquei todos eles em curto e os conectei ao último cabeçote e, se você se lembra, também conectei o último cabeçote feminino ao Vcc ou 5 Volts. A palavra "é" e "hora" deve estar sempre ligada, portanto, eu os soldei no penúltimo pino do conector e na PCB eu os aterrei. Por último, a palavra "minutos" nem sempre está ligada e também precisa de controle, então eu a soldei ao quinto pino do terceiro coletor e a razão pela qual encurtamos o pino 3 ao quinto coletor fêmea enquanto montamos o PCB enquanto o pino 3 controla o minuto de palavra no programa que escrevi.

Dito isso, agora é hora de verificar o funcionamento conectando os cabeçalhos em seus respectivos lugares, fazendo o upload do esboço para o Arduino e aplicando 5 volts e o meu está funcionando muito bem. Eu rapidamente soldei um conector de barril DC aos pinos de alimentação, pois estarei usando um adaptador de 5 volts, caso contrário, eu teria usado o 7805, para o qual já deixei um espaço no PCB.

Etapa 8: Remova o sangramento leve

Para tirar o sangramento de luz em outras palavras usei um pedaço de papelão de 1 cm de altura e colei com um pouco de cola quente entre cada palavra. Comecei do centro e depois saí completamente. Depois disso, medi e cortei o papelão para cada lugar e colei novamente usando duas gotas de cola quente.

Etapa 9: coloque tudo no gabinete

Fiz um invólucro com um MDF de 12 mm com dimensões internas de 8x8 polegadas e verifiquei se o papelão se encaixava perfeitamente. Também cortei uma folha de acrílico do tamanho adequado e lembrando que desta vez não deve ser muito grossa. Fixei a folha de acrílico e também fiz um orifício para a entrada do cano em um dos lados do gabinete.

Agora ajustei cada vinil ao tamanho, removendo os cantos e, depois, empilhei-os e grampeei em dois lados opostos. No verso do vinil, colo uma fita adesiva opaca nas palavras que não servem para nada.

Então, coloquei o vinil no gabinete e também o papelão que preparei e liguei, e tudo parece ótimo.

Cortei um pedaço de papelão dos cantos para que seja fácil removê-los, se necessário.

Algumas mudanças (não são realmente necessárias): Mudei o cabo de alimentação para um calibre mais grosso para que possa transportar a corrente necessária com facilidade e também conectei o RTC usando um conector fêmea (recomendado), pois às vezes é necessário alterar a data e a hora. Você pode adicionar cola quente para segurar o papelão no lugar, se necessário, mas o meu tem fricção suficiente para ficar lá mesmo em um terremoto.

Etapa 10: feito

Espero que você tenha aprendido algo hoje. Sinta-se à vontade para compartilhar suas ideias e dicas sobre o projeto e considere se inscrever no Instructables e em nosso canal no YouTube.

Aproveite a sua criação:)