Про конструкцию больших часов на светодиодной ленте я уже писал в одной из своих прошлых статей. Эти часы, размером 320 на 100 см, адаптированы к установке на открытом воздухе на улице. Тогда же, 7 лет назад, сразу же после изготовления этих часов я приступил к реализации другой похожей конструкции, размером меньше, для комнаты. На это у меня осталось не только свободное время, но и некие свободные детали. Главным образом – основная плата с микроконтроллером Atmega8 и микросхемой часов DS1307 с батарейкой. А также 4 платы с регистрами и ключами ULN2803. Эти платы я изготавливал для предыдущих часов. Микросхема DS1307 является не очень удачным выбором в плане точности хода часов, поэтому она в тех моих больших часах при высокой окружающей температуре показала себя не очень хорошо. Поэтому я перешёл на DS3231, изготовив новую плату. А при комнатной температуре DS1307 работает более-менее нормально: часы уходят вперёд за год на 3 минуты.
Данная статья, можно сказать, является дополнением той вышеупомянутой статьи. Все основные подробности изложены именно там. А здесь я расскажу про особенности, касающиеся второй менее габаритной конструкции.
Внешне данная конструкция представляет собой деревянный корпус, размерами 100x35x5 см. Основа для отрезков светодиодной ленты – фанера 100 на 35 см. Светодиодная лента выбрана зелёного цвета, аналогичная синей, которая первоначально применялась в больших часах. Длина одного сегмента составляет 15 см, или 3 группы по 3 светодиода. Сегменты точек представляют собой три полосы по три светодиода, что по мощности эквивалентно основным сегментам.
Отрезки светодиодных лент уложены в канавки требуемой ширины и глубины. Данные канавки на фанере я реализовывал с помощью концевой фрезы на ЧПУ станке, ибо была такая возможность. На нём же я сверлил отверстия под провода и крепления. Программу для ЧПУ станка я формировал в Excel, а при помощи SPlan получал координаты опорных точек, набросав там эскиз своей конструкции (рис. 1).
Аналогичным образом я изготавливал корпус для велоспидометра, который я делал в то же время (если кто помнит эту статью). Сверху фанера со светодиодными лентами накрыта тёмной плёнкой (тонировкой) для предания контрастности и закрыта тонким оргстеклом. Сзади по периметру и по центру для опоры к фанере прикручены деревянные бруски требуемой толщины (40 на 25 мм). В роли задней стенки используется ДВП.
Вернёмся к электрической структурной схеме часов. Помимо вышеописанных ULN2803, стоит отметить ещё некоторые особенности схемы. Вместо I2C термодатчика DS1621 я применил SPI термодатчик TMP121, так как первого у меня не оказалось в наличии. Этот датчик запаян на кусок текстолита, который размещён под часами на дне снаружи. Рядом с ним торчат три кнопки для управления. Точнее, не кнопки, а их толкатели. Также рядом с кнопками выведен переменный резистор для регулировки яркости. Это ещё одна ключевая особенность данной конструкции. Несмотря на то, что используется тонировка, притемняющая видимую яркость светодиодов, всё равно мне показалось, что они светят очень ярко. Это не всегда практично. Мне не очень нравятся схемы с ШИМ, так как они дают паразитное мерцание (пульсацию). Поэтому я решил изготовить простейшую схему линейного регулятора на LM317 с применением выходного транзистора для умощнения. Единственное, с чем пришлось повозиться, – подбор постоянных резисторов в дополнение к переменному, чтобы добиться линейности в полном диапазоне регулирования. К UART интерфейсу подключен модуль Bluetooth для возможности управления часами через терминал.
Часы работают на ура, и по сей день. Конструкция получилась довольно надёжной и красивой по внешнему виду при всей её простоте.
Комментарии (18)
Grey83
31.10.2024 08:31Если использовать COB-ленту, то было бы ещё симпатичнее, кмк.
Вот типа такой (и коэффициент цветопередачи значения не имеет): https://habr.com/ru/articles/854598/Ещё можно использовать в качестве сегментов китайские COB-модули ДХО на алюминиевой подложке, но там фрезеровать нужно больше (они шире в 2 раза полосы люминофора на них, сама пластина шириной полтора сантиметра).
Вот тут расказывают про такие модули, что я имею в виду: https://www.drive2.ru/l/4066245/
И аналогичные круглые модули для точек должны быть.Grey83
31.10.2024 08:31На али даже цветные есть: https://aliexpress.ru/item/1005003913840047.html
Думаю и в локальных магазинах должны быть, если поискать.Я такие модули взял себе когда-то задёшево просто ради поиграться с ними. Сейчас использую их как локальную подсветку (один модуль питаю от нокиевского зарядного 5В/350мА через повышайку на MT3608, даю максимум 11В, чтобы не перегревать).
R3EQ Автор
31.10.2024 08:31Увы, но 7 лет назад я не знал про такие ленты. Особенно с учётом моего места жительства. Уверен, что сейчас комментарии завалят адресными лентами. Но и про них я тогда тоже не знал.
Grey83
31.10.2024 08:31Адресные тут, кмк, без надобности. Продают ленты с трёхцветными светодиодами (с блоком ДУ, который позволяет управлять цветом, оттенком и яркостью).
Вот вроде этой: https://www.dns-shop.ru/product/646ec7cbb4612eb0/svetodiodnaa-lenta-era-5050kit-144-60-12-ip65-rgb-5m/
positroid
31.10.2024 08:31Стоят адресные ленты сопоставимо с обычными, управляются сильно проще. Как итог - меньше схемотехники - больше потенциальных возможностей.
Сейчас подобный проект можно собрать буквально на коленках из esp и адресной ленты, даже софт самому писать не придется скорее всего.Но 7 лет назад и разница в ценах и доступность элементов были иными, тут не поспоришь.
Grey83
31.10.2024 08:31управляются сильно проще
Ну тут как сказать.
Тут же не нужно делать текст разноцветным и возможностей RGB-ленты будет вполне достаточно.
Собственно для часов хватит ленты и родного блока ДУ (он с помощью ИК-пульта размером с фалангу пальца управляется) для управления свечением (яркость, оттенок).Т.е. ничего дополнительно городить не будет нужно.
positroid
31.10.2024 08:31Нет, я не про яркость/цвет, а про количество сегментов. В сабже их 30 (или 29?) и нужно отдельно управлять каждым - т.е. минимум нужно 30 управляющих выходов (а с rgb скорее все 90), поэтому схема сделана на регистрах.
В кейсе с esp и адресными светодиодами вся лента управляется 1 выходом контроллера, а разделение на сегменты - программное по количеству светодиодов от начала, желательно только питание подвести через каждый метр ленты, хотя для обозначенных размеров думаю питания в начале и конце будет достаточноGrey83
31.10.2024 08:31Отдельным сегментом транзисторные ключи управляют: в статье же структурная схема есть.
Т.е. нужно 3 канала на управление цветом/яркостью для всех часов и 7*4+1 для управления свечением сегментов.
Т.е. 32 канала всего.
И то 3 канала идут общие (как идёт сейчас один, который регулируется переменным резистором). А оставшиеся 29 - будут управлять сегментами. Разве что потребуется в 3 раза больше транзистров для их включения/выключения, если управлять питанием цветов. Если отрубать транзистором общий провод сегменту, то тогда транзисторов потребуется столько же, сколько используется сейчас.positroid
31.10.2024 08:31Если рассматривать схему из статьи - да. Если новое устройство с аналогичной логикой - то можно выкинуть все ключи, кастомные платы, всю схемотехнику, кроме часов ресльного времени, подключить 1 провод от условной esp у общей адресной ленте и подвести питание, что, кажется, намного проще и быстрее реализовать
vesowoma
31.10.2024 08:31Не было ли проблемы деградации светодиодов из-за перегрева? Все-таки фанера теплоизолирует хорошо, и спереди закрыто
Grey83
31.10.2024 08:31Если ограничить ток (а не выкручивать его как в китайских дешманских лампах), то часы десятки лет проработать способны, кмк.
R3EQ Автор
31.10.2024 08:31Особо как-то и не думал об этом. А так, проблем таких нет. Светодиодная лента применена самая слабая по мощности (4.7 Вт/м). Да и эксплуатируются часы на половину яркости.
Ivnika
Сделать на гибкой прозрачной основе и можно продавать (всетаки массивное такое основание не очень удачное решение имхо)
А так идея супер, вроде на поверхности лежит, но реализаций не видел еще
R3EQ Автор
У меня есть оргстекло большого размера, толщиной 17мм. Не гибкое, но и не такое массивное. До последнего момента думал сделать на нём. Но тогда мне пришлось бы делать внешний источник питания, и это как минимум.
Ivnika
17 мм это уже целая плита ))
Я имел в виду что то условно 3-5 мм (тоже оргстекло) чтобы можно было приклеить к стене (или подвесить как-то). Главная идея замаскировать основание, чтобы только цифры оставались видимыми.
xSVPx
Ну да, обеспечить светодиодам идеальную теплоизоляцию и продавать... А потом бежать-бежать-бежать....
Ivnika
Эээ.. вы о чем? Что дерево, что оргстекло, опять же токи уменьшены, наклейка с внешней стороны а не внутри замкнутого пространства, что не так?
xSVPx
Так и фанера - не шедевр.
Не так то, что лента на такое не рассчитана. Ей по хорошему нужен радиатор к которому ее клеют. Можно, наверное, понижать ток и как-то "крутиться", но хорошо бы иметь какое-то подтверждение на основе даташитов, что результат нормальный и не начнет дохнуть у клиентов хотя-бы в пределах гарантийного срока.
И то, что это всё в каких-то условиях "проканало" совершенно не значит, что будет нормально работать в других, вполне бытовых условиях.