手把手教你自制文字时钟,超有成就感!

星舰日志 居家装饰 176
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现在我们身边到处都是钟表,从电脑、手机到手表和墙上的挂钟,大多是传统的指针式或数字显示的款式。不过我们可以换个花样,自己动手做一个文字时钟(Word Clock),用文字来显示时间,而不是数字。网上买一个这样的时钟价格不低,自己做不仅更有成就感,还能学到不少东西!

这篇教程会分享我制作文字时钟的过程,并提供一些建议,帮助你更快完成自己的版本。这是我参加CREST Gold奖项目的一部分。

注意:你可以随意使用我提供的所有文件、程序和图片,不需要注明出处,就当是开源项目吧!

*如果你有任何问题,欢迎留言问我!

所需用品

  • LED灯带(144个LED)
  • 微控制器(我用了Micro:bit)
  • Micro USB数据线
  • 多股导线
  • 电烙铁
  • 3毫米胶合板
  • 3毫米透明亚克力板
  • A4纸一张
  • 330欧姆电阻
  • 100微法电容
  • 4颗40毫米M4螺丝(嗯,好多“4”!)
  • 4个M4螺母

第一步:设计木质相框

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这个文字时钟由11层3毫米厚的胶合板和一层3毫米厚的透明亚克力组成。

从前往后,各层排列如下:

  • 字体面板
  • 亚克力层
  • LED间隔层(普通)
  • LED间隔层(普通)
  • LED间隔层(侧面开孔)
  • LED间隔层(侧面开孔)
  • LED背板
  • 框架 - LED开口
  • 框架 - LED开口和走线口
  • 框架 - 走线口
  • 框架 - 普通
  • 后盖板

我用的是2D Design软件设计图纸,然后用激光切割机加工。所有文件都可以在我的网盘中找到:

(链接已删除)

激光切割会在胶合板边缘留下一些黑色烧痕。为了让前面板更干净美观,可以把设计水平翻转后再切割,这样切出来正面会比较干净。当然也可以喷漆处理,比如把整个时钟喷成黑色。

第二步:焊接电路

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好啦,材料都准备好了,接下来就是焊接部分了。

我用的LED灯带是这种型号的,请确保选用WS2812B系列的,这样可以单独控制每个LED。

电路图如上所示。你需要把LED灯带剪成12段,每段12个LED,然后串联起来——没错,这需要大量焊接工作!我就是在焊接的时候听了几个小时喜欢的播客节目 :)

接着要把灯带连接到导线和其他电子元件上,最后接到微控制器。如果你买的微控制器不贵,而且打算永久装在时钟里,建议直接把电阻焊上去。

我推荐找一根粗一点的Micro USB线剪开,最好是一根充电线而不是数据线,这样里面只有两根线:地线和电源线。记得把两端的绝缘皮剥掉露出金属部分。

我的做法是在小电路板上焊接四个节点:电线两端、电容以及LED灯带的电源和地线。这样如果出问题也更容易更换零件,而且整体看起来更整洁。如果你也这么做,建议像照片那样用胶带固定一下,这样焊接更安全。

关于LED灯带的更多信息,我参考过一个网站,挺有帮助的。

第三步:建造

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螺丝和孔之间没有间隙,也就是说可能需要用点力气拧进去,但这样结构会更稳固。

首先,把LED灯带穿过背板的小孔,让它贴在背板上。接着把整个背板翻过来,让电路部分朝上。用胶带把元件固定在LED背板背面,注意不要重叠,避免短路。

完成后,依次把其他几层叠上去,同时把主电缆穿过去。再翻一次面,小心地调整LED灯带的位置并放上间隔层。如果你愿意,可以用胶带把灯带固定住,因为它们通常自带背胶。一直叠到亚克力层之前,在最后一块间隔层和亚克力之间放一张白纸,大小刚好能塞进去就行。用普通的打印纸就可以,它可以帮助灯光更均匀地散开。最后放上剩下的两层,把螺丝插进四角的孔里,确认所有层都对齐,可能需要用力拧到底。拧完四个角之后,把整个结构翻过来,取下底板,再把螺母拧上。

现在你应该已经组装好了整个结构,只剩底板没装了。下一步就是写代码啦!

*关于扩散灯光的方法,我试过很多种,比如磨砂亚克力、各种花哨的设计甚至烘焙纸,但最终发现还是普通的白纸最简单有效!

步骤 4:编程

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快完成了!

我是用Micro:bit MakeCode编辑器写的JavaScript代码。我的代码已经开源,可以在下面地址查看:

https://github.com/sourishs17/main-word-clock-code

https://github.com/SourishS17/word-clock-support

MakeCode编辑器地址:

https://makecode.microbit.org/

如果你想导入并修改代码,请参考GitHub页面中的“Edit this project”部分说明。

代码里有很多注释,方便你理解它是怎么工作的!

你可以随意修改、重新设计或者直接使用。

要把它下载到Micro:bit上,只要把Micro:bit连到电脑,点击MakeCode里的下载按钮,把生成的.hex文件拖到Micro:bit里就可以了。完成后拔掉USB线,再把时钟内部的Micro USB线接上。

等代码上传完成,把螺丝卸下来,再把后盖装回去就大功告成了!

*备注:代码还在优化中,但目前的功能已经很完整了。

步骤 5:额外内容!

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现在你的时钟已经可以正常运行了,不妨想想还能怎么玩?尽情发挥创意吧!

这里有几个灵感供你参考:

  • 试试彩色纸作为扩散材料
  • 改改代码看能不能加新功能
  • 在代码里设计一个生日动画
  • 换一种材料代替木头,比如塑料或金属
  • 试着为电子元件设计一块PCB板
  • 试试用Arduino或树莓派等其他微控制器
  • 其实这块LED矩阵本质上就是一个屏幕,你可以把它当作像素点来设计小游戏哦
    • 更新:我已经成功在上面写了贪吃蛇游戏!
    • 演示视频
    • 时钟代码
    • 控制器代码

希望你喜欢我的项目,也祝你顺利完成自己的文字时钟!

感谢看到最后!

标签: DIY灯具 创意家居 电子创意

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