Como criar um relógio LED minimalista: 9 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:35

Todos aqueles relógios de parede digitais podem estar tão ocupados, não é? Você realmente não quer uma tela grande e brilhante de 7 dígitos bagunçando sua parede, atrapalhando, quer? Mesmo os relógios analógicos, embora mais simples, ainda têm feios números pretos e ponteiros na sua periferia. E o tique-taque, às vezes, pode deixá-lo louco.

Apresento o relógio led para resolver todos os seus problemas. Em vez de uma tela feia ou mãos barulhentas e desajeitadas, pontos silenciosos de luz circundam o perímetro, significando segundos, minutos e horas. Totalmente personalizável, você pode dar cara a qualquer coisa. Madeira, acrílico e até mármore. Não importa a casa, o relógio LED pode se adequar à estética. Você gostaria de uma lousa branca limpa, com azuis suaves avançando em seu caminho ao redor da borda? Você pode. Ou talvez você prefira um visual mais rústico, um rosto de madeira com luzes laranja? Um rosto negro com luzes verdes? Qualquer coisa que você possa imaginar, você pode criar com este design simples.

O processo abaixo é um guia. Se quiser, você pode criar o relógio na imagem. Se você quiser algo maior, você pode. Acompanhe fielmente ou torne o design seu. Afinal, é o seu relógio.

Suprimentos

Os materiais usados para o relógio são:

Acrílico branco (translúcido, embora funcione tão bem com material opaco)

Faixa de LED WS2812B, 144 LEDs por metro

Arduino Pro Mini, 16 MHz, 5 V

Adaptador USB para TTL (para programação do Arduino)

Botão tátil (x2)

USB (mais informações na etapa de fiação)

Fio de conexão

Fio multi-core (com dois fios dentro)

Barra de chocolate. Não necessariamente usado para o relógio, mas importante, no entanto …

As ferramentas de que você precisa são (sem uma ordem específica):

Um quebra-cabeças

Um ferro de solda, solda e uma esponja

Uma pistola de cola quente

Um compasso

Supercola

Etapa 1: Visão geral e processo de design

Vou ser honesto, a estrutura do relógio LED é algo que montei em duas semanas, com o que quer que eu tivesse em casa enquanto estava trancado. Não é de forma alguma perfeito e com certeza vou revisitá-lo no final do ano. Dito isso, vamos descobrir o porquê.

O princípio básico por trás disso é que, embora existam relógios de LED NeoPixel, todos eles iluminam seus LEDs diretamente (bem na sua cara). Acho isso um pouco agressivo (para não dizer distrativo), então tive uma ideia melhor: brilhar a luz na parede. Isso cria alguns efeitos de iluminação muito bons, além de ter o efeito colateral indesejado de criar uma iluminação suave no rosto.

O framework é totalmente personalizável e, embora eu não recomende ter mais de 60 LEDs, caso você deseje um relógio maior, a programação é capaz de lidar com isso. Deve ser simples para a maioria das pessoas, até mesmo iniciantes, personalizá-lo, e explicarei como fazer isso na próxima etapa. Para aqueles de vocês que têm alguma experiência com o Arduino, muito do que eu digo será óbvio, mas para as pessoas que nunca tocaram em um na vida, me esforcei para torná-lo o mais direto possível.

Ler o relógio é o mesmo que ler um relógio analógico, o que para muitos adolescentes (como eu) requer um pouco de prática. Cores diferentes representam ponteiros diferentes, com o padrão sendo azul para horas, verde para minutos, vermelho para segundos. Dito isso, vamos começar!

Etapa 2: Programação Parte 1: Configurando

Programar o relógio é relativamente simples, fiz a parte difícil para você e escrevi. Vá para o site do Arduino e baixe o instalador. Não é o app. Isso é importante. Depois de fazer o download, vá em frente e instale-o. Pegue um copo d'água enquanto isso acontece, você tem que se manter hidratado. Depois de instalado, você deve conseguir abrir o arquivo "ClockV2.ino" anexado.

Etapa 3: Programação - Parte 2: Instalando Bibliotecas

Depois de verificar se o software Arduino está instalado, você precisa obter a biblioteca FastLED.zip daqui. Se você estiver no Windows, coloque a pasta dentro de Documentos / Arduino / bibliotecas.

Em um Mac, abra o software Arduino e, na parte superior da janela, clique em 'esboço'. No menu suspenso, passe o mouse sobre 'incluir biblioteca' e clique em 'Adicionar biblioteca. ZIP'. Selecione o. ZIP que você acabou de baixar e clique em abrir.

Essa etapa está concluída. Foi fácil, não foi?

Etapa 4: Programando Parte 3: Personalizando o Código

Agora vem a parte divertida: personalização! Tudo no código foi comentado, portanto, mesmo que você tenha o conhecimento mais rudimentar de programação, será capaz de ver o que está acontecendo. As partes que você pode querer alterar, no entanto, são as seguintes.

# define NUM_LEDS 60

Este é bastante simples, quantos LEDs existem na sua faixa? Eu, pessoalmente, recomendo cortar para 60 porque é bom e simples. é também o único número com um led por segundo (para uma boa contagem suave).

FastLED.setBrightness (255);

O controle de brilho pode ser encontrado próximo ao topo. Isso aceitará um número entre 1 e 255, sendo 1 o mais suave e 255 sendo o brilho total.

leds [ledMins] = CRGB:: Verde;

leds [ledSecs] = CRGB:: DarkRed; leds [ledHrs] = CRGB:: Azul;

Eles podem ser encontrados na parte inferior do código. Tudo o que eles fazem é dizer ao programa em que cor definir cada 'mão'. Experimente, veja o que você gosta. Se você não quiser a segunda mão (por motivos que me escapam), você pode até deletar a segunda linha e se livrar dessa 'mão' completamente.

Etapa 5: Programação Parte 4: Upload

Estamos quase concluindo o aspecto do código deste projeto, apenas mais uma etapa: transferir o código do seu computador para o Arduino. Isso pode parecer um pouco assustador no início, mas se você conseguir conectar os pontos, poderá fazê-lo. Primeiro, solde os pinos em seu Arduino. Você só precisa da linha inferior, que ficará dobrada em 90 graus.

Em seu adaptador USB para TTL, encontre os pinos RX, TX, 5V, RST e GND. Conecte os pinos do adaptador aos pinos na parte inferior do Arduino. RX para RX, TX para TX, 5V (ou VCC) para VCC, GND para GND. Nota: alguns adaptadores terão um pequeno jumper para controlar a tensão. Defina-o para a posição 5V.

Feito isso, conecte-o ao seu computador. Aguarde alguns minutos enquanto os drivers são instalados (novamente, beba um pouco de água). Uma vez feito isso, abra o software Arduino. No topo, clique em 'ferramentas' (ou 'esboço' em um Mac) e mude a 'placa' para "Arduino Pro ou Pro Mini." Depois disso, altere o 'processador' para "ATmega328P (5V, 16 MHz.)"

'Porto' é uma questão de experimentação. Quando você desconecta o adaptador, que porta desaparece? Quando você o conecta, ele aparece novamente? Use aquele. Com tudo conectado, aperte a seta no canto superior esquerdo da tela e pressione o botão próximo ao topo do Arduino. Espere mais ou menos um minuto e uma mensagem aparecerá na parte inferior da tela dizendo 'upload concluído'. Se falhar por qualquer motivo, tente novamente, pressionando o botão após um período de tempo diferente, até que funcione. E isso é tudo! o software está concluído!

Etapa 6: Eletrônica

Existem quatro etapas principais para classificar os componentes eletrônicos. A base, os LEDs, a fiação e o plugue. Mas primeiro as coisas mais importantes.

O anel

Existem duas opções para isso: você pode imprimir a base em 3D ou pode recortá-la em madeira. A impressão 3D é muito menos trabalhosa de criar, mas obviamente inconveniente se você não tiver, você sabe, uma impressora 3D. No caso de você ter um, porém, o arquivo.stl é anexado.

Para torná-lo simples também. É simplesmente um anel cortado de madeira compensada de 12 mm, 132 mm de diâmetro (se você estiver usando mais de 60 LEDs, você mesmo terá que calcular o diâmetro). Uma placa é então colada sobre o quarto superior, com um entalhe dele para acomodar o prego (ou faixa de comando, se desejar) em que está pendurado. Veja o modelo abaixo para uma representação visual.

Bastante simples, certo? Observe que a espessura da parede não é particularmente importante se você estiver fazendo de madeira, eu apenas a fiz fina para economizar filamento.

A faixa de LED

A faixa de LED é o ponto crucial do projeto. Embora venha com adesivo industrial pré-aplicado nas costas, descobri que não era forte o suficiente para mantê-lo no lugar. Pode funcionar perfeitamente para você, mas eu recomendo usar supercola para mantê-lo no lugar. Apenas no caso de.

Os comprimentos normais que você pode comprar são 50 cm e 1 m, em ambos os casos você terá que cortar a tira no tamanho certo. Conte até 60 LEDs e corte ao longo da linha preta. Conte com MUITO cuidado, você não quer ter que comprar mais LEDs.

Observe as setas na tira. Esta é a direção em que as 'mãos' irão girar. Vire o anel de forma que a placa do entalhe fique voltada para baixo. Alinhe o primeiro LED com a parte superior do entalhe suspenso e pressione-o para baixo com firmeza. Enrole os LEDs no sentido horário, enfiando os fios pelo entalhe. Os LEDs devem envolver completamente, terminando logo antes do primeiro LED. O LED na posição das seis horas precisa de algumas modificações. Pegue sua faca artesanal e com muito cuidado corte um entalhe na tira. O entalhe deve ser largo o suficiente para acomodar o cabo de alimentação (fio dual-core), mas não mais largo do que o espaço entre os dois contatos de cobre. A regra que uso é tentar cortar a flecha da tira. Também é imperativo que você não corte os pontos de solda dos LEDs.

A fiação

A fiação do relógio é a mais simples possível. Existem três tipos de fio envolvidos: fio de conexão, no próprio relógio, fio mais grosso, que vem pré-soldado nos LEDs, e fio de núcleo duplo, para levar a energia ao relógio.

O diagrama acima pode parecer um pouco complicado para começar, mas tudo o que você precisa fazer é conectar os pontos. Abaixo está minha foto do processo, para que você tenha uma ideia de como ele deve ser. A conexão USB é feita através do fio dual-core, para que pareça o mais organizado possível.

O plug

Devido ao alto consumo de energia do sistema, temos que conectá-lo em algum lugar. Espero consertar isso mais tarde, mas, por enquanto, temos que nos virar. Escolhi um plugue USB porque é conveniente, todo mundo tem uma fonte de alimentação sobressalente e não precisamos desmontar nenhum transformador (leia: não quero que ninguém se machuque ao fazer isso sendo estúpido e lambendo um capacitor.)

Depois de caçar, encontrei um velho cabo de carregamento de um helicóptero de brinquedo. Certamente todo mundo tinha um daqueles helicópteros RC de US $ 15 que quebrou depois de um mês?

Do contrário, por qualquer motivo, você terá que comprar um conector USB macho e uma cobertura. De qualquer forma, puxei o invólucro do meu carregador e, vejam só, ele se desfez facilmente.

Depois de dessoldar duas conexões, o plugue foi desligado. Tudo o que precisa ser feito agora é soldá-lo ao fio dual-core. Se você estiver segurando o USB com os contatos apontando para você e as guias voltadas para baixo, a fiação funciona da seguinte maneira: Alimentação, Sinal, Sinal, Terra. Como não usaremos os dois conectores de sinal, apenas conectamos os fios aos dois mais externos. O fio que vai para GND no Arduino vai para o conector Terra (direita) e o VCC vai para Energia (esquerda).

Aqueles dois fios dobrados para trás simplesmente estavam lá porque o cabo que encontrei era quad-core, em vez de dual-core, não ligue para eles. Tudo o que resta a fazer agora é colocar o invólucro de volta ao redor do plugue e enchê-lo de cola quente.

Conecte-o para testá-lo. Verifique se os 'ponteiros' dos minutos, horas e segundos aparecem. Se sim, perfeito.

PARA A FRENTE! Para a próxima etapa!

Etapa 7: mostrador do relógio

Aí vem a parte realmente complicada: cortar um círculo perfeito com a mão. Bem, perfeito é opcional, mas nós dois sabemos que você não conseguirá viver consigo mesmo se fizer um relógio instável. O rosto é apenas um círculo, 162 mm de diâmetro (ou cerca de 15 mm maior do que o anel em cada lado, se você estiver fazendo um relógio maior). Pegue uma bússola, marque-a e prepare-se para cortar.

Se você decidir usar algum material diferente do acrílico, desejo-lhe boa sorte. Posso dizer em primeira mão que o acrílico de 6 mm é resistente. Machuquei meu cotovelo ao descobrir isso. Após cerca de vinte minutos de corte sólido, finalmente terminei com um disco de acrílico impressionantemente uniforme (se é que posso dizer isso). Dois conselhos. Primeiro, vá devagar. Não tenha pressa, se errar terá que começar tudo de novo. Em segundo lugar, use uma máscara. Você está cortando um composto que provavelmente não deseja em seus pulmões.

Agora é a hora de comer aquela barra de chocolate, depois de muito trabalho. Você merece isso. Aproveite para beber mais um pouco também. Após o corte, tudo o que é realmente necessário é a montagem. Mas lixe a borda do disco, para ter certeza de que está devidamente redonda, antes de prosseguir.

Etapa 8: colagem (e muito)

Estamos na reta final agora, só faltam mais algumas coisas. Primeiro, pegue o disco que você cortou na última etapa. Trace um círculo nele, um pouco maior que o diâmetro do seu anel (ou um pouco menor que o diâmetro interno, se você o imprimiu em 3D).

(Sim, eu sei, essa é uma linha bonita e habilmente desenhada)

Alinhe seu anel com ele da melhor maneira possível; geralmente é uma boa ideia ter uma luz brilhante brilhando bem acima de seu trabalho para eliminar quaisquer sombras que possam confundi-lo. Quando tiver certeza de que está no lugar certo, basta colar em excesso, ao redor do interior (para reduzir a chance de embaçar os LEDs).

A etapa final é colar os componentes para minimizar as chances de alguma coisa quebrar. A cola quente fará o truque aqui.

Aaaand, está feito! tudo o que resta é testá-lo! A próxima etapa cobre isso.

Etapa 9: Concluindo

A última coisa a fazer com esse relógio é aplicar uma correção de alta tecnologia a um problema. Você deve ter notado que o Arduino tem uma luz elétrica incrivelmente brilhante e vermelha que brilha através do acrílico (se você tiver acrílico). Você pode resolver isso com o expediente incrivelmente simples de cortar um pequeno quadrado de fita isolante e colá-lo por cima o LED. O Blu-Tack também funcionaria. Ou pintar. Apenas cubra a luz. Para acertar o relógio, basta pressionar o botão superior para incrementar as horas e o inferior para incrementar os minutos.

Você pode descobrir que o relógio ganha ou perde tempo, isso se deve ao fato de que o cristal no Arduino só é confiável cerca de 90% do tempo. Normalmente, você pode ajustar isso alterando a 'segunda' variável, perto do topo. 1.013 milissegundos foi o que funcionou para mim, mas você pode achar que precisa de ajustes. Depois de alterá-lo, recarregue-o e aguarde um dia para ver se ele permanece correto.

Isso é tudo meu, agora você sabe como fazer um relógio minimalista e personalizado que, francamente, parece muito, muito bom. As fotos não fazem justiça, é muito mais hipnotizante pessoalmente. Definitivamente, estou planejando revisitá-lo no futuro, com recursos como um chip de relógio dedicado, escurecimento à noite, modo de sentinela (onde ele só liga se alguém estiver por perto) e bateria completa. Fique ligado.