先上效果圖
原型設計
用樂高板做了一個原始雛形,由數字形狀0-9依次疊加,之所以選用EL冷光線,因為它能發射360度可見光,材質半透明狀態,但是缺點是它不會提供與LED一樣多的光,並且顏色可能會因日曬而褪色,由於這個時鐘在室內使用,所以不必擔心這個。
Fusion 360設計
所有數據都是在構建原型後在Fusion 360中繪製的。線之間的距離為4毫米,EL線的厚度為2.3毫米。
EL導線不導電,因此導線可能相互接觸。我選擇在頂層獲取儘可能多的數字部分。其他線路有一些中斷,但數字的主要特徵仍然可見。
並非所有數字都需要相同數量的EL線。然而,較短的EL線比較長的EL線發出更多的光。因此EL線的最終(使用)長度與最小所需長度不同。
測量的所需最小長度為:
0 - 50 cm
1 - 30 cm
2 - 45 cm
3 - 45 cm
4 - 45 cm
5 - 50 cm
6 - 45 cm
7 - 40 cm
8 - 65 cm
9 - 45 cm
3D打印
圖的設計約為5×10英寸(13×25cm)。它分為兩部分,因為它對我的打印機來說太大了。該型號幾乎不需要填充,並且在0.2毫米的層高度上印刷。仍然每個部分打印大約需要5個小時(UP加2個打印機)。
打印後取下所有支撐材料,並確保EL線穿過孔。使用2.35 mm或2.4 mm鑽頭打開這些孔。最好使用小型手鑽。在握住鑽頭的同時緩慢旋轉鑽頭。
電子組件
Arduino的I / O端口數量有限。此時鐘需要40個輸出端口。這需要一個電路來增加I / O端口的數量存在不同的集成電路,這是可能的。其中一個是74HC595N移位寄存器。該IC提供8個輸出端口,僅有3個輸入端口。IC可以鏈接,因為它們是由同步串行通信控制的。該時鐘需要5個移位寄存器,用於40個輸出端口。每個輸出端口連接一個電阻和三端雙向可控硅開關。74HC595N的所有未使用端口均已連接(gnd或5V),以防止浮動輸入端口。因此,不需要額外的上拉或下拉電阻。我已經制作了一個Tinkercad電路來測試Arduino代碼的第一個版本。此代碼使用數組將時間轉換為移位寄存器所需的位。程序的操作最好通過一個例子來解釋。這個例子使用時間19:30:
1 =最左邊的數字(顯示4)
9
3
0 =最右邊的數字(顯示1)
有4個數組,每個數字一個。第一步採用屬於該數字的字節:
1 = {0x00,0x00,0x00,0x80,0x00}
9 = {0x00,0x00,0x00,0x20,0x00}
3 = {0x00,0x20,0x00,0x00,0x00}
0 = {0x01,0x00,0x00,0x00,0x00}
添加這些十六進制數字(0x80 + 0x20 = 0xA0)給出5個字節:
0x01,0x20,0x00,0xA0,0x00
這些被髮送到移位寄存器(從左到右)。這將以下數據發送到移位寄存器。每個位都與一些顯示相關聯:
byte = 0 0 A 0 0 0 2 0 0 1
bits = 0000 0000 1010 0000 0000 0000 0010 0000 0000 0001
number = 9876 5432 1098 7654 3210 9876 5432 1098 7654 3210
顯示器= 4444 4444 4433 3333 3333 2222 2222 2211 1111 1111
最右邊的位附加到最右側顯示的0。並且所有使能位都給出值'1930'。
Arduino和4個relais。我使用了8個繼電器模塊,但只使用了4個。每個繼電器/開關都有一個輸入和兩個輸出:“開”和“關”。當繼電器關閉時,交流電源(紅線)將傳遞到下一個繼電器。第四個繼電器的EL線連接到每個輸出。當所有繼電器都“關閉”時,電源被轉移到EL線“e”(總是有一根EL線接通)。接通繼電器,為相應的字母供電。但這阻止了其他EL線的供電。為了分別控制EL線,每根線必須有自己的繼電器。這些繼電器在端口值為低電平時接通,在端口為高電平時關閉。這與三端雙向可控硅開關相反。Arduino代碼與名字符號示例幾乎相同。唯一的區別是HIGH(1)表示開啟,LOW(0)表示關閉。使用端口0,1,2和3作為輸出端口。不使用輸出端口號4。
組裝
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