/Projekti/Sat sa riječima

Već duže vrijeme po internetu viđam ove takozvane "Word Clock" satove. Nikada mi nisu bili nešto posebno zanimljivi sve dok nisam naišao na izvedbu od Biegert&Funk. Jednostavno nisam mogao a da ne napravim lokalnu verziju ovog sata koja bi prikazivala puno vrijeme (a ne 5-minutno kao original) i zbog toga je u izradi korišteno 248 LED-ica. Da bi sat u konačnici imao taj "stealthy" izgled, korišteni su kapacitivni "touch" senzori umjesto običnih prekidača za podešavanje vremena i ostalih parametara.

UPDATE: Ima i diskusija o konstrukciji sata na forumu ovdje!

UPDATE: Trenutno se testiraju fabričke PCB: Main Board TOP, Main Board BOT, Touch Sensor BOT, Touch Sensor TOP.

word clock qlocktwo circuit schematics

Čitav projekat je open source i svi projektni fajlovi se mogu downloadovati klikom na crveno download dugme, na dnu članka.

word clock qlocktwo circuit schematics

Firmware features

1. prikaz vremena, očigledno
2. prikaz datuma
3. prikaz temperature
4. prikaz sekundi
5. podesiva vremena za prikaz gore nabrojanog (naprimjer, moguće je podesiti sat tako da se vrijeme prikazuje 20 sekundi i nakon toga da se prikaže datum, temperatura pa sekunde. Takođe je moguće podesiti sat da prikazuje naprimjer samo temperaturu)
6. automatsko prilagođavanje jačine LED osvjetljenja prema osvjetljenju ambijenta (sa automatskom kalibracijom senzora)
7. blinkanje LED-ica u uglovima (tačaka) sa frekvencijom od 1/2 Hz (ili isključeno)
8. sleep režim - isključenje sata do narednog pritiska dugmeta (senzora)

Struktura sata

wordclocksandwitch

Sat se sastoji iz 5 slojeva: a) Staklo, b) Grafika (naljepnica sa slovima), c) Paus papir, d) Medijapan-ploča, e) Zadnja stranica. Slojevi "a+b" ćemo zvati Maska, "c" je obični paus papir da zamuti i propušta svjetlost od LED-ica, "d" je Sredina, a sloj "e" je Zadnja stranica. Dimenzija sata je 45x45cm.

Maska (staklo + grafika)
Prednja stranica sata je napravljena od 3mm debelog stakla sa mašinski obrađenim ivicama. Ovdje sam mogao koristiti i pleksiglas umjesto stakla ali je on nešto skuplji a uz to je manje otporan na ogrebotine.
Folija sa riječima je naljepnica SERILUX™ koju je izrezala mašina za pravljenje reklama u obližnjoj štampariji. Ideja je bila da se naljepnica nalijepi na unutrašnju stranu stakla tako da sat izgleda još sjajnije. Zbog toga je bilo veoma bitno da se prilikom ljepljenja slučajno ne nađe prašina ili dlačica između stakla i naljepnice jer bi to upropastilo cijeli izgled sata. Najbolji način da se folija zalijepi za staklo a da na kraju ne sadrži prašinu uopšte, jeste da se lijepi pod vodom. Mnogo jednostavnija metoda je ona uobičajena - koristeći prskalicu napunjenu sa mješavinom vode i kapljicom deterdženta za pranje suđa. Na kraju ljepljenja voda se pažljivo istisne sa kreditnom karticom.

bazen1
Bazen sa vodom za podvodno ljepljenje folije

bazen2
Pozicioniranje folije na staklo pod vodom

Sam proces ljepljenja ovdje neće biti objašnjen jer postoji mnogo "tutoriala" na internetu. Samo ću naglasiti da je ovo posao za 2 osobe jer je vrlo teško odlijepiti ovoliku naljepnicu sa zaštitnog papira i prenijeti je na staklo.
Naljepnica je dizajnirana u programu Inkscape - open-source program za vektorsku grafiku. Font koji je korišten se zove "DIN" i odgovara onom koji je korišten u originalnom QlockTwo satu.

You can see me my reflection in the glass :-)
Naljepnica konačno na staklu - trenutno bez "sredine" na nekim slovima

Maska je zalijepljena na drvo sa silikonom. Korišteno je relativno malo silikona u slučaju da se maska bude morala skinuti - iako se nadam da se to neće nikada desiti.

Medijapan-ploča
Kompletna elektronika je ugrađena u samu MDF ploču standardne debljine 18mm. Krajevi ploče su "kantovani" sa sjajnom bijelom PVC kant-trakom. Ploču sam jednostavno naručio od lokalnog proizvođača kuhinjskih elemenata.
Nakon što je ploča bila gotova, trebalo je izbušiti 248 konusnih rupa i prefarbati ih sa reflektirajućom farbom.

drvo2
Početak

drvo6
Proširenje rupa na vrhu - konusni borer još uvijek nisam imao

Naredni korak je bio da se naprave žljebovi za elektroniku, pločice sa LED-icama i panele od kapacitivnih senzora.

drvo8
Pravljenje žljebova na drugoj strani ploče

woodgroovesdone
Žljebovi za elektroniku i rupe za 4 "tačke"

woodreflectivepainting
Farbanje rupa kroz koje će LED-ice svijetliti

woodedgespaintedblack
Ivice sata su ofarbane u crno jer je folija bila manja za 1mm od stakla pa se sprijeda nazirala bijela boja

Kroz donju kant-traku je probušena mala rupa (5mm) za CdS foto-ćeliju koja se koristi za automatsko podešavanje osvjetljenja slova prema osvijetljenosti ambijenta.

Elektronika
Cijeli sat je u suštini jedan veliki matrični displej sa 244 LE diode, i 4 LE diode za svaki ugao (tačke). Mikrokontroler koji je korišten u ovom projektu je ATmega328P ali se program može ubaciti i u ATmega168P. Vrijeme čuva DS3231 (ili DS3232) i2c RTC kolo od Maxim-a. Ovo je vrlo dobar i tačan RTC koji takođe ima i temperaturni senzor kojeg možemo čitati preko i2c-a.

U elektronici nema naponskog pretvarača/regulatora da bi izbjegli zagrijavanje sata. Korištena je samo zener dioda kao zaštita od prenapona, jer se cijeli sat napaja direktno iz SMPS 220V/5V 1A adaptera.

wccpu
Shema glavne elektronike - klikni da uvećaš

mainpcbdrilling
Bušenje glavne štampane pločice

mainpcbdone2
Glavna štampana pločica završena

mainpcbdone
Komponente na pločici su lemljene na gornjoj strani (kao SMD), iako neke od njih nisu SMD

Kontrolisanje svih 248 LE dioda se vrši sa 4 seriski povezana MAX7219 IC-a. Ova kola mogu kontrolisati do 64 LE diode ponaosob tako da nam je trebalo ukupno 4 komada za kompletni projekat.

ledmatrixschematics

LED matrica - sat se sastoji iz 4 ovakve matrice, po jedna za svaki MAX7219

ledstrip
Štampane pločice koje "drže" LED-ice - napravljeno je ukupno 56 ovih pločica

ledmatrix
Svih 56 LED pločica je zalemljeno i stavljeno u svoje žljebove/utore

ledmatrixinwood
Sada je konačno vrijeme da spojimo i MAX7219 IC-ove

LE diode korištene u ovom projektu su bijele SMD diode koje zahtjevaju svega 4-5mA za puni sjaj. Kako su diode multipleksirane koristeći MAX7219, najgori slučaj potrošnje struje je oko 8*4*5mA = 160mA + nekoliko mA za Atmel uC i ostale IC-ove. Pri normalnom radu sat troši svega ~40mA!

wcMAX7219breakout
Shema MAX7219 štampanih pločica - klikni da uvećaš

max7219pcb
MAX7219 pločice završene - 4 potrebne za ovaj projekat

max7219inplace
MAX7219 PCB postavljena u svoju rupu, spremna za spajanje sa LED matricom

max7219soldered
Sve 4 pločice sa MAX7219 zalemljene za svoje LED matrice

addingcornerleds
Kasnije sam dodao i 4 LE diode u uglove (tačke). One su spojene na dva gornja MAX-a jer se kod njih koristi samo 6 redova sa diodama

Mala napomena kod lemljenja LED matrica na MAX7219 - nije bitan raspored lemljenja redova/kolona jer postoji dio koda u firmware-u kod kojeg je moguće re-mapirati redove/kolone u zavisnosti od toga kako su zalemljeni. Taj dio koda sam dodao jer sam ih i ja lemio freestyle.
Za korisnički interface sam se odlučio da koristim kapacitivne touch senzore od Atmel-a AT42QT1011 koji rade odlično kroz naljepnicu i staklo. Obični dugmići su jednostavno - obični.

wctouchsensor
AT42QT1011 touch senzor shema - klikni da uvećaš

P8080130
Kapacitivni touch senzor - pločice

at42qt1011
AT42QT1011 zalemljeni

P8080141
Paneli za senzore su prefarbani sprejem PLASTIK 70 da bi se spriječila njihova oksidacija

P8080140
Pločica koja će detektovati približavanje ruke (touch/proximity)

touchsensorinplace
Elektronika od "touch" senzora postavljena na svoje mjesto

Sve komponente su spojene međusobno koristeći kablove kao što je prikazano na slici, dok je kablo za napajanje ostalo slobodno za spajanje na adapter.

mainpcbinwood
Glavna pločica spojena sa svim ostalim komponentama

alldone2
Završeno!

Zadnja stranica (šperploča)
Zadnja stranica je napravljena od bijele šperploče debljine 3mm.

Testiranje LE dioda
Od svih 248 zalemljenih LE dioda, samo jedna je bila neispravna, a 3 su bile pogrešno zalemljene.

matrixbadleds
Testiranje LED matrice

Slike gotovog sata

word clock qlocktwo circuit schematics

word clock qlocktwo circuit schematics

word clock qlocktwo circuit schematics

word clock qlocktwo circuit schematics

Video snimci sata


Normalni rad sata


Klikanje kroz MENU, isključivanje blinkanja tačaka


Testiranje automatskog podešenja osvjetljenja i kalibracija CdS senzora

 

Video snimci napravljeni u toku izrade sata
Napravljeno je i nekoliko video snimaka tokom same izrade sata.


Testiranje displeja sa jednom defektnom LE diodom


Testiranje koda za prikaz teksta

Sve što je sada ostalo da se uradi, je da se sat okači na zid.

Autor (poslao): Trax

Broj download-a: 3,061

Ocjena: (3.03, glasova 2754)

Glasaj:

Datum: 12-09-2012

English version of this page: Word Clock

841_word_clock.zip

Bookmark and Share Komentari (208)

komentar [208]

Naravno da mogu. Evo saljem ti email...
IP: n/a

komentar [207]

Trax imam jedan problem, odnosno molbu. Jer mi mozes ti iskompajlirat source code u "HEX-a"oblik posto imam isti redoalijed slova ko i ti. Ako mozes bio bih ti zahvalan jer prebacivanje na ATMEGU mogu ali problem minje jedino iskompalirati u HEX-a oblik. I ako mozemo mozda negdje privatno razgovarat jer da nepitam stalno na ovoj stranici ako ce mi nesto trebat.
IP: 78.0.213.60

komentar [206]

Ok. Imam ja nekog ko ce mi pomoc oko programiranja samo sam htio znat dal je sve tamo sto mi treba. Koristim ATMEGA168 jer je tako na shemama pa onda valjda moze i snjim umjesto ATMEGE328. Koriatim sve sto je na ovoj tranici da bude lakse mi za napravit jer ce bit otprilike sve isto.
IP: 93.136.36.179

komentar [205]

U arhivi je source code. Trebas ga iskompajlirati za svoj mikrokontroler ATmega328p ili ATmega168p (ja sam koristio 328p, ako se dobro sjecam 168p takodje ima dovoljno memorije, ali nisam probao). Kompajliranjem ces dobiti svoj HEX fajl kojeg ubacujes u mikrokontroler. Trebace ti AVR Studio za to. Mozda ti mogu i ja pomoci ako ne uspijes sam.
IP: n/a

komentar [204]

Pozdrav! Imam jedno pitanje ako mi mozes odgovorit vec danas bilo bi odlicno. Zanima me jer je sve u filovima(koji se skinu preko "download") sto treba za programiranje ATMEGE168?
IP: 93.136.36.179

komentar [203]

C1=100uF/16V, C4=100nF, a R1 procitas iz tabele u MAX7219 datasheet u zavisnosti od struje koju zelis da propustis kroz svoje LED-ice koje koristis.
IP: n/a

komentar [202]

Pozdrav Koje su vrijednosit R1,C4,C1 na MAX7219 shemi. Hvala unaprijed
IP: 46.188.163.230

komentar [201]

Pozdrav,imam ovakav slican sat za prodaju tko zeli neka se javi na mail
IP: 95.178.131.135

komentar [200]

Hvala. I u pravu si s tim da nisam bas takvo nes radio, ali ce mi profesori i jos neki drugi pomoc oko rada, tako da sam s tim donekle siguran. Ali govorio si o nekom PDF file-u, di je taj PDF file.
IP: 93.136.126.238

komentar [199]

Q1 je kristal od 8MHz, SPARE te ne zanima (ignorisi). Imam osjecaj da bas i nisi do sada radio na slicnim projektima pa nebi bilo lose da radis zajedno sa nekim ko ima malo vise iskustva. Ako grijesim izvini :) Ovi JP1, JP2, SENS1, SENS2 i Photo su ti konektori za senzore i photo celiju. Na shemi pogledaj na sta je vezan JP1 i JP2...
IP: n/a


Stranica komentara: 12345678...>


dodaj komentar

ime

e-mail (neće biti objavljen)

web

Koliko je = takođe dodaj slovo "a" na kraj rezultata! Npr.: 7a

Ulogiraj se!

Za prijavu koristi svoj username i password od foruma.

Registracija

prijatelji sajta

sponzorirani linkovi

reklame