Création d'une horloge lumineuse

Salut les Geektimes! En règle générale, lorsque l'on parle d'une horloge lumineuse, de nombreuses personnes imaginent des appareils qui indiquent l'heure actuelle à travers une ombre. C'était donc dans l'antiquité sur un cadran solaire, ça se passe dans le monde moderne, dans des projets comme celui des geektimes - Shadowplay .

Je voudrais parler du projet de montres légères qui n'utilisent pas l'ombre pour indiquer le temps, mais les parties en surbrillance de la surface de base, qui est le cadran. L'idée est née au cours de l'atelier, qui s'est tenu sur la base du programme de maîtrise en production numérique de NUST «MISiS» sous la direction du merveilleux et unique professeur de l'Université Jennifer Astwood de Wisconsin-Stout. Son objectif était de créer une lampe à LED. Cependant, en plus de l'éclairage, je voulais réaliser la possibilité d'afficher l'heure. Le prototype (je pense que ce n'est pas le dernier) de mon appareil est donc né.


Ensuite, quelques photos et mots sur les étapes de la production, le concept de montres et l'impression générale du travail effectué.

La première étape a été le développement de la conception de l'appareil. J'aime beaucoup la texture de différents types de bois - chêne, hêtre, bouleau. Le choix du matériau pour le cadran principal n'a pas été pénible pour moi. Heureusement, dans n'importe quel Leroy, ils vendent de bonnes pièces en hêtre collé face sous le couvert de marches d'escalier. Et la géométrie générale a été dictée par la nécessité de diviser la surface en 12 éléments. Il a été décidé de marquer le plan du cadran en positionnant la section de chaque heure à son propre angle, formant ainsi des faces. Les coins des visages indiquent une heure spécifique. Le triangle entre les visages est un segment de temps multiple de 12. Pour un affichage clair de l'heure, j'ai dû utiliser deux couleurs - le blanc montre les minutes (en fait, un segment de temps est un multiple de 5 minutes), le vert montre les heures (en raison de la surbrillance du segment entre les visages, nous considérons que l'heure actuelle est mise en évidence )Ainsi, sur la photo dans le titre du sujet, l'heure sur la montre se situe autour de 14,50 - 14,55.

Il est à noter que, grâce à la fabrique MISiS, il est possible d'utiliser un grand nombre de machines de fraisage et laser, ainsi que des imprimantes 3D.

Processus de création de surface:

PJYr1ZmnEBU.jpg

L'étape du fraisage grossier sur la fraiseuse axiale à portique trois.

1bNSiC9E8_M.jpg

Selon la géométrie résultante, la carte LED a été développée de telle sorte que la lumière des LED tombe sur la bissectrice de l'angle du secteur temporel. Des LED de taille 2835 ont été utilisées, 2 pièces pour chaque couleur et heure. La planche a également été gravée sur une fraiseuse. Pour moi, c'était la première expérience dans le câblage et la fabrication de cartes, donc il s'est avéré que ce n'était pas de très haute qualité et précis, mais à l'avenir, la carte remplit sa fonction avec succès. La carte entière est conçue pour une installation CMS, cependant, je n'avais pas de pâte à souder et j'ai récupéré la carte entière avec un fer à souder. À la fin de l'installation, je m'étais déjà adapté pour mettre les éléments de manière assez nette, mais cela n'a pas beaucoup amélioré l'image globale.

2iyjIkep-7g.jpg

Il restait à fixer la carte au-dessus de la surface et à limiter le flux lumineux des LED pour éclairer uniquement un segment de temps spécifique sur le cadran. La géométrie de la boîte porte-cartes répétait la surface du cadran dans une zone particulière. La boîte, le déflecteur de lumière et l'axe de support ont été imprimés sur l'imprimante et ensuite collés avec de la cyacrine et de la colle chaude, faisant passer les câbles de la carte à travers la cavité du tube.

P6UQKVPGHiU.jpg

Le processus d'allumage des LED est implémenté sur la carte Arduino Mega, tandis que les minutes des LED ont un allumage doux en raison du signal PWM, et l'horloge s'allume instantanément.

Af0J99zUzTg.jpg

int ledW[] = {3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 2};
int ledG[] = {22, 24, 26, 28, 30, 32, 34, 36, 38, 40, 42, 44};

 
void setup()
{

  for (int i=0; i <= 11; i++){
  pinMode(ledW[i], OUTPUT);
  pinMode(ledG[i], OUTPUT);
}

}
 
void loop()
{
  for (int j=0; j <= 11; j++){
    digitalWrite(ledG[j], HIGH);
  
      for (int i=0; i <= 11; i++){
      analogWrite(ledW[i], 67);
      delay(100);
      analogWrite(ledW[i], 130);
      delay(100);
      analogWrite(ledW[i], 200);
      delay(4800);
      analogWrite(ledW[i], 0);
     }   
  digitalWrite(ledG[j], LOW);
  }
}

Le résultat de l'assemblage et de la configuration est l'horloge présentée dans le titre du sujet. Une démonstration de leur travail est présentée dans la vidéo. Le mode de fonctionnement n'est qu'une démonstration - accéléré pour montrer comment la lumière se déplace à travers le champ du cadran. En vrai travail, vous devez attendre 5 minutes pour changer la zone de rétroéclairage.



Malheureusement, l'épaisseur de la planche de hêtre a été choisie à partir du budget existant et ne permettait pas un relief profond (sur ce prototype, la planche est de 20 mm, le relief est de 13 mm de profondeur) et, par conséquent, les segments ne sont pas très bien lus, ce qui a nécessité de les colorer, en les séparant avec de la couleur. De plus, une approche de la direction du flux lumineux nécessite une modernisation supplémentaire, en fait nous avons un très petit secteur de l'éclairage du secteur, et la géométrie de l'ombre avec la géométrie du cadran n'est pas très bien observée. Il est nécessaire de déployer des LED à partir d'un plan horizontal et il vaut mieux travailler sur un déflecteur - il y aura quelque chose à faire lors de longues soirées d'hiver.

Source: https://habr.com/ru/post/fr399491/


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