ساعت دیجیتال سون سگمنت رترو با آردوینو

+2

این نسخه نسبت به طراحی‌های قبلی تغییرات خیلی خوبی داشته. اول از همه، تعداد پیچ‌ها به شدت کم شده و از بیش از 20 عدد برای نسخه 4 رقمی، حالا به 10 تا رسیده. دیفیوزرها یا همان پخش‌کننده‌های نور حسابی ارتقا پیدا کرده‌اند و حالا نور خیلی نرم‌تر و یکدست‌تری داریم.

سیم‌کشی هم خیلی راحت‌تر شده و دیگر نیازی نیست برق و دیتا را از چند نقطه مختلف به ریسه ال‌ای‌دی وصل کنی؛ مسیر سیم‌کشی کاملا مستقیم و پشت سر هم طراحی شده است.

فضای خالی بین سگمنت‌ها حالا کاملا بسته شده و قطعات الکترونیکی مستقیم داخل ماژول اعداد قرار می‌گیرند. این کار باعث شده ضخامت قطعات پشتی کمتر بشه و در عین حال عمق دیفیوزرها برای پخش نور بهتر، افزایش پیدا کند.

البته برای این طراحی جذاب مجبور شدیم تعداد ال‌ای‌دی‌ها را از 99 به 103 عدد برسانیم تا ضخامت هر خط سگمنت از 8 میلی‌متر به 12 میلی‌متر افزایش پیدا کند و اعداد خواناتر بشوند.

می‌توانی ال‌ای‌دی‌های استفاده‌نشده در مسیر ریسه را حذف کنی، اما این کار نیازمند دستکاری آرایه‌ها در کدهای برنامه است. پس اگر با برنامه‌نویسی آشنا نیستی، بهتر است طبق همین آموزش پیش بروی.

فاصله بین ارقام و نقطه‌های چشمک‌زن وسط هم بهینه‌تر شده تا از دور خوانایی عالی داشته باشد. تصاویر مقایسه‌ای به خوبی تفاوت‌های این نسخه با مدل‌های قبلی را نشان می‌دهند.

فایل‌های سه‌بعدی این بار طوری طراحی شده‌اند که با تنظیمات پیش‌فرض اکثر اسلایسرها همخوانی داشته باشند. ضخامت تمام دیوارها مضربی از 0.5 میلی‌متر است که کار پرینت را سریع‌تر و بی‌نقص‌تر می‌کند. مثل همیشه، برای پرینت این قطعات هیچ نیازی به ساپورت‌گذاری نداری و خبری از بریج‌های طولانی یا شیب‌های تند نیست.

عکس‌های مقایسه‌ای این مرحله به تو کمک می‌کنند تا قبل از شروع، ابعاد نهایی این ساعت را بهتر درک کنی و با مدل‌های مشابه مقایسه‌اش کنی. پس اگر همه‌چیز آماده است، بریم سراغ ساختار داخلی این گجت رومیزی. در مرحله بعد با ماژول‌های داخلی بیشتر آشنا می‌شویم. همچنین در تصاویر می‌تونی سایز این مدل رو با نسخه‌های مینی و بزرگتر مقایسه کنی.

کافیست تنظیمات اسلایسر خودت را روی کیفیت استاندارد قرار بدهی. حالا بریم سراغ بخش اصلی مونتاژ. برای درک بهتر ابعاد، عکس‌های شماره یک تا سه را دقیق بررسی کن.

+5

داخل این ساعت خبرهای زیادی نیست و ساختار ساده‌ای دارد. دو ماژول اصلی برای نمایش اعداد داریم که داخل هر کدام 49 عدد ال‌ای‌دی قرار می‌گیرد. یک ماژول هم برای نقطه‌های چشمک‌زن وسط ساعت داریم که 5 ال‌ای‌دی را در خودش جای می‌دهد.

بقیه قطعات پرینت سه‌بعدی هم وظیفه دارند این ماژول‌ها را محکم کنار هم نگه دارند. عکس‌های این مرحله به تو یک دید کلی می‌دهد تا بدانی موقع مونتاژ قراره با چه قطعاتی کار کنی.

+7

موقع گذاشتن ریسه‌های ال‌ای‌دی حتما دقت کن که ماژول‌های پرینت‌شده تو جهت درستی قرار گرفته باشند. اگر برعکس بگذاری، بعدا برای بستن قاب پشتی به مشکل می‌خوری و مجبوری همه‌چیز را باز کنی.

البته اگر همه قطعات را برعکس بگذاری شاید بشود قاب را بست، اما پایه‌های ساعت می‌افتند بالا و مجبوری تو کدهای برنامه جهت نمایش را معکوس کنی!

قبل از برش ریسه، حواست به لحیم‌های کارخانه‌ای هر 50 سانتی‌متر باشد؛ چون روی این نقاط نمی‌توانی ریسه را به راحتی خم کنی. طبق عکس‌ها، کار را از سگمنت وسطی ماژول سمت چپ شروع کن. حتما به جهت فلش‌های کشیده‌شده روی ریسه دقت داشته باش که مسیر دیتا درست باشد.

بین سگمنت‌های بالا و پایین در سمت چپ، 2 عدد ال‌ای‌دی قرار می‌گیرد. موقع خم کردن ریسه خیلی مراقب باش تا مقاومت‌های ریز روی نوار کنده نشوند. بعد از تکمیل عدد چپ، 3 تا ال‌ای‌دی برای قسمت وسط می‌گذاریم و بعد می‌رویم سراغ عدد سمت راست.

مسیر ریسه در عدد سمت راست دقیقا قرینه همان سمت چپی است. بنابراین دوباره بین سگمنت‌های بالا و پایین 2 تا ال‌ای‌دی می‌افتد. وقتی کار این بخش تمام شد، همین پروسه را برای ماژول دوم اعداد تکرار کن. ماژول نقطه‌های وسط هم خیلی ساده است و فقط یک تکه ریسه 5 تایی از بالا به پایین داخلش قرار می‌گیرد.

مطمئن شو که ریسه‌ها تا انتها داخل شیارها رفته باشند. باید حدود 2 تا 3 میلی‌متر فضای خالی بالای ریسه‌ها بماند تا بعدا دیفیوزرها به درستی جا بخورند.

+4

حالا باید این سه تکه ریسه ال‌ای‌دی را به هم وصل کنیم. از ریسه داخل ماژول سمت چپ شروع کن. پدهای لحیم‌کاری انتهای ریسه را با احتیاط خم کن تا داخل فضای خالی پشت ریسه تو سگمنت وسطی قرار بگیرند. بعد سیم‌ها را از سوراخ کوچکی که کنار ماژول تعبیه شده رد کن تا به ماژول بعدی برسی.

انتهای ریسه عدد سمت چپ را به ابتدای ریسه ماژول نقطه‌های وسط وصل کن. به همین ترتیب، انتهای ریسه نقطه‌ها را هم به ابتدای ریسه عدد سمت راست لحیم کن.

یک نکته: اگر رد کردن سیم‌ها از سوراخ‌های کناری برایت سخت است، می‌توانی سیم‌ها را از سوراخ‌های مستطیلی‌شکل رد کنی و بعد از بستن قاب پشتی آن‌ها را به هم وصل کنی.

البته این روش جایگزین، بستن قاب پشتی را کمی سخت‌تر می‌کند چون قاب فقط زمانی فیکس می‌شود که درپوش‌ها سر جایشان باشند. تصاویر با ته‌رنگ قرمز، این روش جایگزین را نشان می‌دهند.

+2

وقتش رسیده پای آردوینو را به پروژه باز کنیم. چند تا سیم به ابتدای ریسه در ماژول سمت چپ لحیم کن و دقیقا مثل عکس‌ها از سوراخ مستطیلی ردشان کن.

مراقب باش اطراف سوراخ‌های گرد شلوغ نشود چون جای پیچ‌هاست. پایه‌های ریسه را به این شکل متصل کن: 5 ولت به 5 ولت، پایه GND به GND و پین دیتای ریسه (Data In) به پایه D6 آردوینو.

حالا باید کدهای آردوینو را تست کنیم تا ببینیم ریسه درست کار می‌کند یا نه. کدها را داخل نرم‌افزار آردوینو باز کن. چون هنوز ماژول ساعت متصل نیست، برای تست باید عبارت #define RTC_DS3231 را در بالای کد کامنت کنی (یک دوتا اسلش قبلش بگذاری) تا برنامه به دنبال ماژول ساعت نگردد. اگر این کار را نکنی باز هم می‌توانی ریسه را تست کنی، اما فقط انیمیشن‌های راه‌اندازی و تغییر رنگ را می‌بینی.

توجه: دلیل اینکه فعلا داریم از پورت USB برای تأمین برق استفاده می‌کنیم این است که جریان در داخل کدها به طور پیش‌فرض روی 500 میلی‌آمپر محدود شده است. به هیچ‌وجه نباید تعداد زیادی ال‌ای‌دی WS2812B را بدون محدودیت جریان به پورت USB کامپیوتر وصل کنی! موقع تست هم یک تکه کاغذ روی ال‌ای‌دی‌ها بگذار تا نور شدیدشان چشمت را اذیت نکند. کد را کامپایل و روی برد آپلود کن.

ساعت باید روشن شود و زمان صفر را نشان دهد. می‌توانی از سریال مانیتور نرم‌افزار آردوینو برای شبیه‌سازی فشار دکمه‌ها و تست تغییر رنگ استفاده کنی. پیام‌های وضعیت هم در همان محیط سریال مانیتور چاپ می‌شوند.

+7

پنج تا سیم را طبق تصاویر آماده کن. چهار تا از این سیم‌ها برای اتصال ماژول RTC به آردوینو استفاده می‌شود و پنجمی به پایه GND آردوینو می‌رود تا به عنوان اتصال مشترک برای دکمه‌ها استفاده شود. پایه‌های ماژول RTC را به این شکل وصل کن: پایه VCC به 3.3 ولت آردوینو، GND به GND، پایه SDA به A4 و پایه SCL به A5.

با اینکه ماژول DS3231 با ولتاژ 5 ولت هم کار می‌کند، اما اتصالش به 3.3 ولت باعث پایداری بیشتر و جلوگیری از مشکلات مربوط به باتری بک‌آپ می‌شود.

حالا کابل USB که برای تأمین برق اصلی در نظر گرفتی را بیاور و سیم‌های مثبت 5 ولت و GND آن را به انتهای ریسه لحیم کن. حتما از یک بست کمربندی یا گره استفاده کن تا اگر کابل ناگهان کشیده شد، پدهای لحیم کنده نشوند. حواست باشد که مسیر سوراخ‌های پیچ را مسدود نکنی!

دکمه‌ها را هم طبق تصاویر وصل کن؛ یک دکمه به پایه D3 و دکمه دوم به پایه D4 آردوینو متصل می‌شود. سمت دیگر هر دو دکمه باید به همان سیم مشترک GND وصل بشود.

+1

دیفیوزرها را بردار و طبق عکس‌ها سر جای خودشان قرار بده. قسمت‌هایی که فرورفتگی گرد دارند باید به سمت ال‌ای‌دی‌ها باشند. دقت کن که دیفیوزرهای سگمنت وسط با بقیه سگمنت‌ها فرق دارند و باید با دقت بیشتری جا زده شوند.

کلا سه مدل دیفیوزر داریم: یکی برای نقطه‌ها (خیلی کوچک و فقط برای دو تا ال‌ای‌دی)، یکی برای سگمنت‌های وسط و بقیه هم برای سگمنت‌های بیرونی اعداد. حالا درپوش‌های جلویی را با توجه به جهت درستشان روی فریم قرار بده و مطمئن شو که همه‌چیز به خوبی چفت شده و هیچ سیمی زیرشان له نشده باشد.

نکته: من موقع مونتاژ بعضی از عکس‌ها را در روزهای مختلف گرفتم، پس اگر تو بعضی از تصاویر دکمه‌ها هنوز وصل نیستند تعجب نکن!

در این مرحله پیشنهاد می‌کنم تنظیمات نهایی کد را انجام بدهی. مثلا همان خط مربوط به ماژول RTC را که قبلا غیرفعال کرده بودی، دوباره فعال کن، محدودیت جریان برق را بر اساس آداپتورت تنظیم کن و کدها را برای بار آخر روی آردوینو آپلود کن. حتما همه‌چیز را با دقت تست کن چون وقتی آردوینو داخل قاب قرار بگیرد و درپوش‌ها بسته بشوند، دیگر به پورت USB دسترسی نخواهی داشت!

اگر محدودیت جریان را تو کدها بالا بردی، حتما برق را از طریق همان کابل USB مجزایی که به انتهای ریسه لحیم کردی تأمین کن و دیگر از پورت USB خود آردوینو برای روشن کردن ال‌ای‌دی‌ها برق نکش.

البته هر زمان که بخواهی می‌توانی با باز کردن دو تا پیچ، دوباره به آردوینو دسترسی پیدا کنی؛ اما برای راحتی کار بهتر است همه‌چیز را همین الان قطعی کنی.

+17

با احتیاط تمام ماژول‌ها را برگردان و 180 درجه بچرخان. قاب پشتی را طبق عکس اول روی فریم‌ها قرار بده و با 6 تا پیچ محکمش کن. دکمه‌ها را سر جایشان نگه دار و با آن قطعات C شکل پرینت‌شده فیکسشان کن.

اینکه کدام دکمه نقش تنظیمات (D3) و کدام نقش تأیید (D4) را داشته باشد کاملا سلیقه‌ای است. من طوری بستم که وقتی از جلو به ساعت نگاه می‌کنم، دکمه اولی سمت چپ بیفتد. برد آردوینو و ماژول ساعت را داخل محفظه الکترونیکی قرار بده.

سیم‌ها را طبق تصاویر مرتب کن و کل مجموعه را داخل ماژول اعداد جا بزن. درپوش کابل‌ها را بگذار و سیم‌ها را از شیارهای مخصوص هدایت کن. درپوش‌های نهایی باید با یک فشار کوچک سر جایشان چفت بشوند (صدای تق می‌دهند). اگر خوب چفت نشدند، می‌توانی از 3 تا پیچ 5 تا 7 میلی‌متری برای محکم کردنشان استفاده کنی.

موقع گذاشتن درپوش بزرگ پشتی هم حواست به لبه‌های پایینی باشد که اول باید آن‌ها را جا بزنی. حالا ساعت زیبای تو آماده استفاده است!

+8

اگر دوست داری ساعتت ثانیه‌شمار هم داشته باشد، می‌توانی آن را به نسخه 6 رقمی ارتقا بدهی! برای این کار باید یک ماژول اعداد، یک ماژول نقطه‌ها و یک قاب پشتی دیگر به همراه 6 تا پیچ اضافی پرینت و آماده کنی. ماژول‌های جدید را مثل قبل مونتاژ کن. ساعت را برگردان تا به پشت آن دسترسی داشته باشی.

4 تا پیچی که درپوش کابل سمت چپ (جایی که کابل USB قرار دارد) و ماژول اعداد چپ را نگه داشته‌اند باز کن. چند تا از دیفیوزرها را موقتا بردار تا به انتهای ریسه دسترسی پیدا کنی. کابل USB را از انتهای ریسه فعلی جدا کن و به انتهای ریسه ماژول جدید لحیم کن. سپس انتهای ریسه قدیمی را به ابتدای ریسه ماژول نقطه‌های جدید وصل کن. دیفیوزرها و درپوش‌ها را سر جایشان برگردان.

تمام 10 پیچ را برای قاب پشتی دوم ببند تا همه‌چیز یکپارچه بشود. حالا در کدهای آردوینو مقدار متغیر #define LED_DIGITS را روی عدد 6 تنظیم کن و کد را دوباره آپلود کن. قطعات الکترونیکی را سر جایشان برگردان و پیچ‌هایشان را ببند. ساعت 6 رقمی تو آماده است.

فقط یادت نرود که به خاطر افزایش تعداد ال‌ای‌دی‌ها، شاید لازم باشد محدودیت جریان را در کدهای برنامه به حدود 1200 تا 1300 میلی‌آمپر ارتقا بدهی.

+6

اگر دلت یک ساعت خیلی بزرگ می‌خواهد، نسخه XL دقیقا برای تو طراحی شده! در این نسخه برای هر سگمنت از 4 عدد ال‌ای‌دی (و 3 تا برای نقطه‌ها) استفاده می‌شود. به جز این مورد، همه‌چیز دقیقا شبیه نسخه قبلی است.

برای نسخه 4 رقمی به 133 ال‌ای‌دی و برای 6 رقمی به 203 ال‌ای‌دی نیاز داری. ابعاد نهایی این ساعت غول‌پیکر 47 سانتی‌متر (و در نسخه 6 رقمی 73 سانتی‌متر) خواهد بود.

بزرگ‌ترین قطعه پرینتی این نسخه، درپوش ارقام است که به ابعاد 217 در 186 میلی‌متر فضا روی صفحه پرینتر نیاز دارد. اگر پرینترت این‌قدر بزرگ نیست، نگران نباش؛ نسخه‌های دوتکه‌شده (Split) فریم و درپوش‌ها هم در فایل‌ها وجود دارد. با این حال، پرینت این نسخه به پرینتری با حداقل ابعاد استاندارد نیاز دارد و روی پرینترهای خیلی کوچک جواب نمی‌دهد.

اگر از قطعات دوتکه استفاده کردی، کافیست آن‌ها را با 2 تا پیچ 10 میلی‌متری به هم وصل کنی. فقط موقع جابه‌جا کردن فریم احتیاط کن تا نشکند.

کدهای آردوینو برای این نسخه هم از پیش آماده شده و در همان پکیج کدهای اصلی وجود دارد. دقت کن که فایل مربوط به این پروژه را انتخاب کنی. امیدوارم از ساخت این ساعت جذاب و نوستالژیک لذت برده باشی و میز کارت را با آن حسابی حرفه‌ای کرده باشی. موفق باشی!