Reloj fotocromático y que brilla en la oscuridad: 12 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:42

Este reloj utiliza una pantalla personalizada de 7 segmentos de 4 dígitos hecha de LED UV. Delante de la pantalla se coloca una pantalla que consiste en material fosforescente ("que brilla en la oscuridad") o fotocromático. Un botón en la parte superior ilumina la pantalla UV que luego ilumina la pantalla durante unos segundos para que comience a brillar o cambie de color, que luego se desvanece lentamente.

Este proyecto se inspiró en el impresionante reloj de trama que brilla en la oscuridad de Tucker Shannon. Cuando reconstruí su proyecto, le di un pequeño giro reemplazando la pantalla que brilla en la oscuridad por una impresa en 3D con filamento fotocrómico que cambia de color cuando se expone a la luz ultravioleta. Mientras tanto, vi que otras personas tenían la misma idea (ver, por ejemplo, aquí). Aunque el mecanismo de trazado mecánico del reloj es ciertamente asombroso, tiene la desventaja de que los números salen un poco torcidos, así que estaba pensando en otra forma de hacer que los números se vieran más limpios. Al principio traté de reemplazar la luz de fondo de una pantalla LCD con LED UV y luego puse una pantalla fotocromática / que brilla en la oscuridad en la parte superior. Sin embargo, resultó que la intensidad transmitida a través de la pantalla LCD era muy baja. Después de eso, decidí construir una pantalla de 4 dígitos y 7 segmentos usando LED UV para iluminar la pantalla, lo que dio mejores resultados.

Suministros

Materiales

• Módulo RTC DS3231 (ebay.de)
• Arduino Nano (ebay.de)
• Filamento que cambia de color UV (amazon.de)
• Adhesivo que brilla en la oscuridad de 96x39x1 mm (ebay.de)
• Lámina de plástico transparente 96x39x1 mm (amazon.de)
• Módulo elevador DC DC MT3608 (ebay.de)
• 30 piezas LED UV de 5 mm (ebay.de)
• Pantalla TM1637 de 4 dígitos y 7 segmentos (ebay.de)
• Pulsador momentáneo de 12x12 mm (ebay.de)

Instrumentos

• impresora 3d
• pistola de silicona
• soldador
• multimetro

Paso 1: Impresión 3D

Los siguientes archivos stl deben imprimirse en 3D. Las partes de la carcasa se imprimieron con PLA negro, mientras que para el archivo 4digits.stl utilicé PLA blanco. La pantalla se imprimió a partir de un filamento que cambia de color violeta UV. La plantilla de soldadura se puede imprimir de cualquier material.

Paso 2: Desoldar la pantalla de 7 segmentos

Solo necesitaba la mochila I2C de la pantalla de 7 segmentos de 4 dígitos, por lo que el primer paso fue desoldar la pantalla del módulo.

Paso 3: Prepare Protoype PCB

A continuación, corté una pieza de un prototipo de PCB para los LED UV y marqué los lugares donde quería colocar los LED de acuerdo con la plantilla de soldadura. En la parte inferior adjunté luego cabezales de clavija macho para conectarlos a la mochila I2C.

Paso 4: Soldadura de LED y encabezados de clavija

Luego soldé todos los LED UV al prototipo de PCB y también conecté los encabezados de los pines macho. Usé la plantilla de soldadura para alinear los LED UV.

Paso 5: LED de cableado

A continuación, los LED se conectaron de acuerdo con el esquema adjunto que copia el diseño de la pantalla de 4 dígitos que se desoló de la mochila I2C. Para las conexiones de los segmentos individuales de un solo dígito utilicé alambre de cobre plateado mientras que las otras conexiones se hicieron con alambre aislado. Todo parece bastante complicado al final.

Paso 6: coloque la mochila I2C

A continuación, adjunté el prototipo de PCB a la mochila I2C. Si bien soldé ambas partes directamente juntas, hubiera sido más prudente usar cabezales hembra en la mochila para que ambas partes se puedan enchufar y desenchufar.

Para la prueba, me conecté a un arduino nano y cargué el ejemplo de TM167test de la biblioteca TM1637.

Paso 7: Completar la pantalla de 4 dígitos

A continuación, la parte 4digits.stl impresa en 3D se adjunta en la parte superior de los LED. Para difundir la luz de los LED, rellené los segmentos con pegamento caliente y los sellé con cinta Kapton hasta que el pegamento se endureció. Esto me dejó con una bonita pantalla personalizada de 4 dígitos y 7 segmentos.

Paso 8: pantalla que brilla en la oscuridad

Al principio traté de imprimir también en 3D esta pantalla a partir del filamento que brilla en la oscuridad. Sin embargo, resultó que difunde demasiado la luz, por lo que los números parecen un poco borrosos. Por lo tanto, decidí usar una pegatina que estaba pegada a una pantalla de plástico transparente. La mayoría de los plásticos siguen siendo lo suficientemente transparentes para la luz de ~ 400 nm de los LED.

Paso 9: Monte los componentes en la carcasa

Finalmente, los componentes se pueden montar en la carcasa impresa en 3D utilizando de nuevo mucho pegamento caliente.

Antes de usar el módulo DS3231, es aconsejable desactivar el circuito de recarga de la batería. Solo después de haber construido varios relojes con este módulo, me topé con un hilo que explicaba que VCC está conectado a la batería de celda de moneda. Eso significa que cuando alimenta el módulo a través de VCC, el voltaje se aplica constantemente a la batería. Dado que el módulo viene con baterías CR2032 no recargables, esta no es una buena idea. Puede desactivar fácilmente el circuito de recarga desoldando el diodo o la resistencia marcada en la imagen adjunta.

Paso 10: Conecte los módulos

A continuación, los componentes se conectaron utilizando cables Dupont de acuerdo con el esquema adjunto. El módulo elevador se usó para aumentar el voltaje de suministro para la mochila I2C a 7 V, ya que quería que los LED UV fueran lo más brillantes posible. El voltaje aplicado a los LED es VCC-2 V, es decir, 5 V, mientras que este es más alto que el voltaje directo recomendado de los LED (3 V), deberían poder manejarlo ya que no estarán encendidos constantemente.

Paso 11: Cargar código

Al principio, configuré la hora actual en el módulo RTC. Para esto, acabo de cargar el ejemplo de SetTime de la biblioteca DS1307RTC. Posteriormente, se puede cargar el código adjunto para el reloj. Al presionar el botón, la pantalla se iluminará durante 5 segundos y mostrará la hora actual.

Paso 12: Reloj terminado

Aquí hay algunas imágenes más del reloj terminado. Durante el día, la pantalla fotocromática se puede utilizar mientras que durante la noche se puede cambiar por la pantalla que brilla en la oscuridad.

En general, estoy bastante contento con el resultado, aunque los números en ambos lados podrían ser aún más brillantes. Otra posibilidad que quizás quiera probar es mezclar polvo que brilla en la oscuridad con epoxi y luego usarlo para llenar los segmentos de la pantalla en lugar de pegamento caliente. También sería bueno utilizar un PCB profesional con LED SMD en lugar de los LED de 5 mm.