De 3D-geprinte behuizing van de “pxlDigits” was aanvankelijk niet bedoeld als “slechts” een 7-segments display met WLAN.
Voor een vriend van mij heb ik oorspronkelijk een soort timer gebouwd van een tweecijferig 7-segmentdisplay. Ze is lerares op een basisschool en had het probleem dat ze voor haar leerlingen een tijdweergave nodig had die ook gelezen kon worden door leerlingen die nog niet in staat zijn cijfers te lezen en/of tijdsperioden in te schatten.
In dit geval is het weergeven van de cijfers op het 7-segmentdisplay uiteraard niet geschikt. Daarom werd het display uitgebreid met een 1 meter lange LED-strip gemaakt van WS2812 LED's en een roterende encoder. Vervolgens kunt u met de draaiknop de tijdsduur instellen die moet verstrijken.
Zodra een tijd is ingesteld, loopt deze automatisch af. De LED-strip licht in eerste instantie volledig op. Naarmate de tijd verstrijkt, wordt het aantal verlichte LED’s op de LED-strip verminderd. Bovendien verandert de kleur van de LED-strip van groen naar rood.
In principe geeft deze LED-strip de verstreken tijd visueel weer. Vergelijkbaar met een laadbalk op een computer. Dit betekent dat de resterende tijd voor een schoolopdracht ook kan worden gelezen door leerlingen die nog moeite hebben met de cijfers.
Hoe u deze timer genaamd “time_timy” opnieuw kunt maken, wordt beschreven in het volgende artikel.
Veiligheidsinstructies
Ik weet dat de volgende opmerkingen altijd een beetje vervelend zijn en onnodig lijken. Helaas hebben veel mensen die "beter" wisten door onvoorzichtigheid ogen, vingers of andere dingen verloren of zichzelf verwond. Gegevensverlies is in vergelijking bijna te verwaarlozen, maar zelfs dit kan erg vervelend zijn. Neem daarom vijf minuten de tijd om de veiligheidsinstructies te lezen. Omdat zelfs het coolste project geen blessure of andere problemen waard is.
https://www.nerdiy.de/sicherheitshinweise/
Affiliate links / reclame links
De hier vermelde links naar online winkels zijn zogenaamde affiliate-links. Als u op zo'n affiliate-link klikt en via deze link een aankoop doet, ontvangt Nerdiy.de een commissie van de betreffende onlineshop of aanbieder. De prijs verandert voor jou niet. Als u via deze links uw aankopen doet, steunt u Nerdiy.de om in de toekomst andere nuttige projecten aan te kunnen bieden. 🙂
Eisen
Voor de constructie moet je SMD-soldeertaken beheersen. In de volgende artikelen vindt u tips hoe u dit kunt doen.
- Elektronica - Mijn vriend de soldeerbout
- Elektronica – Soldeer THT-componenten met de hand
- Elektronica – Soldeer SMD-componenten met de hand
Vereist gereedschap:
Benodigd materiaal:
Verzamel de onderdelen die je nodig hebt
Om je eigen time_timy te bouwen, moet je eerst de benodigde onderdelen verzamelen.
Voor de montage heeft u de volgende onderdelen nodig.
- 2x volledig geassembleerde zeven segment cijfers. Zie hiervoor: Elektronica – Bouw “pxlDigit” met zeven segmentcijfers van WS2812 LED’s
- 1x 3D-geprint hoesje
- 1x 3D geprint deksel
- 1x ArduinoNano
- 1x roterende encoder
- Vijfaderige kabel van 10-15 cm
- 2x M3 schroefdraadinzetstukken
- 1x aansluitkabel voor WS2812 LED-strips
- 6x M3x6 verzonken schroef
- Eventueel 5V zoemer
schakelschema
Hieronder ziet u in het schakelschema hoe de afzonderlijke componenten met elkaar zijn verbonden.
Overzicht van het gehele schakelschema.
Close-up van het zevensegmentendisplay.
Close-up van de Arduino Nano inclusief de aangesloten componenten.
Close-up van de Arduino Nano inclusief de aangesloten componenten.
Steek inzetstukken met schroefdraad in de basis
Zodat de behuizing later met een deksel kan worden afgesloten, is deze nu voorbereid.
Voeg de M3-draadinzetstukken toe...
…met een soldeerbout…
...in de uitsparing in de behuizing.
Afhankelijk van de kwaliteit van de draadinzetstukken is het nu de moeite waard om een draadafsnijder te gebruiken om de draden van de draadinzet “vrij af te snijden”.
Als u echter geen draadafsnijder bij de hand heeft, kunt u deze stap overslaan.
Om te testen kunt u het deksel met de verzonken schroef M3x6 op de behuizing schroeven.
Een andere kijk op het geschroefde deksel.
Schroef cijfers op de basis
Nadat u het deksel weer heeft geopend, kunt u nu de zeven segmentnummers op de behuizing schroeven.
Leid de toevoerleiding naar de zevensegmentcijfers door de gaten in de behuizing, zoals weergegeven...
...en schroef ze vanuit de binnenkant van de behuizing vast met twee M3x6 verzonken schroeven.
Zorg ervoor dat de schroeven goed vastzitten door een draad in het plastic van de zevensegmentdisplays te snijden. Omdat dit erg dun is, moet je hier bijzonder voorzichtig zijn en de schroeven niet te strak aandraaien.
Nadat u beide getallen aan elkaar heeft geschroefd, zou uw structuur er als volgt uit kunnen zien.
Encoder voorbereiden voor installatie
De weer te geven tijdsduur kan later met de draaiknop worden ingesteld en indien nodig opnieuw worden ingesteld. Om dit te laten werken, moet de roterende encoder via een kort stukje kabel op de Arduino worden aangesloten.
Ter voorbereiding op het aansluiten van de roterende encoder moet u eerst de kabel erop aansluiten.
Om dit te doen, moet u ca. 5 mm isolatie van de uiteinden van de afzonderlijke kabels strippen en deze met een beetje soldeer vertinnen.
Herhaal dit voor het andere uiteinde van de lijnen.
Een andere kijk op de gestripte en vertinde draden.
Nu kunt u de contacten op de draai-encoder ook voorbereiden door ze met een beetje soldeer te vertinnen.
Vervolgens kunt u de voorbereide kabel zoals afgebeeld aan de contacten van de roterende encoder solderen.
Bereid Arduino Nano voor op solderen
In deze stap worden enkele eerste soldeerwerkzaamheden op de Arduino Nano uitgevoerd.
Om dit te doen, moet u eerst...
...vertin de contacten op de Arduino Nano met een beetje soldeer.
Dus tin de volgende contacten.
- +5V
- GND
- D2
- D3
- D4
- D5
- D6
U kunt nu de aansluitkabel voor het aansluiten van de LED-strip strippen en de uiteinden vertinnen.
Dan kun je eerst de aansluitkabel van de draai-encoder aansluiten met...
...soldeer aan de Arduino Nano.
U dient zich te houden aan de kleurcodering die op de afbeelding wordt weergegeven. (Op voorwaarde dat u ook de afzonderlijke lijnen op de roterende encoder hebt aangesloten, zoals hierboven weergegeven.)
U kunt nu de kabels voor het leveren van energie samenvatten in de cijfers met zeven segmenten...
...en soldeer ze aan elkaar.
Voor het aansluiten van de LED-strip dient u de aansluitkabel met ca. 10cm te verlengen. 🙂
Vervolgens kunt u de aansluitkabel voor de LED-strip door het gat in de zijkant van de behuizing voeren.
U hebt nu dus de verbindingskabels voor de roterende encoder en de twee cijfers met zeven segmenten voorbereid.
Soldeer de Arduino Nano aan de kabels
Nadat je de kabels voor de aan te sluiten componenten hebt voorbereid, kun je nu de Arduino Nano aansluiten.
Om dit te doen, moet u nu de voorbereide kabels solderen zoals weergegeven.
U kunt de kabels solderen volgens onderstaand schema.
| functie | Arduino-pinnen |
|---|---|
| Cijferinvoer | D5 |
| LED-strip ingang | D6 |
| Encoder Een speld | D3 |
| Encoder B-pen | D2 |
| encoder knop | D4 |
| Cijfer 5V | 5V |
| Digitale GND | GND |
| Encoder GND | GND |
Zicht op de gesoldeerde roterende encoder.
Om de gesoldeerde kabels mechanisch te stabiliseren en te isoleren, kun je nu de soldeerpunten bedekken met wat hete lijm.
U kunt dezelfde procedure herhalen voor de roterende encoder.
De behuizing monteren
Zodra alle elektrische aansluitingen zijn voltooid, kunt u de afzonderlijke onderdelen in de behuizing installeren.
Om dit te doen, moet je de Arduino Nano gebruiken zoals afgebeeld...
...in de nis...
van de huisvesting die...
...de USB-poort van de Wemos D1 Mini is toegankelijk vanaf de buitenkant.
Vervolgens kun je de roterende encoder in het gat in het deksel vastzetten met de moer.
Vervolgens kun je het deksel op de basis schroeven met de twee verzonken M3-schroeven.
Nog een blik op de geassembleerde behuizing.
Nog een blik op de geassembleerde behuizing.
Nog een blik op de geassembleerde behuizing.
Tot slot kun je aan een draaiknop draaien...
...op de rotatieas van de roterende encoder.
Een andere kijk op de bijgevoegde knop.
Plaats een alternatieve LED-segmentafdekking
Ik heb gemerkt dat de papieren randen die de LED's in de zeven segmentcijfers bedekken na verloop van tijd hun kleefkracht verliezen.
Een alternatieve oplossing voor de voorpanelen met 3D-geprinte panelen wordt ook beschreven in het artikel Elektronica – Bouw “pxlDigit” met zeven segmentcijfers van WS2812 LED’s beschreven.
Optioneel: bevestig zoemer
Als je naast de visuele melding ook akoestisch wilt worden geïnformeerd wanneer de ingestelde tijd van de timer is verstreken, kun je ook een zoemer installeren.
Je hebt een 5V sounder/buzzer nodig, twee krimpkousjes van ongeveer 20 cm lang en twee kabels van ongeveer 10 cm lang.
Een andere kijk op de benodigde onderdelen.
Om de zoemer te installeren, moet je eerst de behuizing weer openen.
Bereid vervolgens de draden voor door ongeveer 5 mm isolatie van de uiteinden te strippen en ze te vertinnen met een beetje soldeer.
Nu kun je de voorbereide kabels aansluiten op de contacten van de zoemer.
…soldeer.
Close-up van de gesoldeerde kabels.
Close-up van de gesoldeerde kabels.
Vervolgens kun je de krimpkous gebruiken om de contactpunten te beschermen tegen kortsluiting.
Er zit een gat in het deksel naast de roterende encoder.
De zoemer wordt hier later achter gemonteerd.
Close-up van het gat.
Maar nu is het tijd om de zoemer aan te sluiten.
Vertin de contacten "A1" en "A2" van de Arduino Nano met wat soldeer.
Vervolgens kun je de aansluitkabels van de Buzzer aan de Arduino Nano solderen zoals afgebeeld.
Je setup zou er nu ongeveer zo uit moeten zien.
Nu moet je de zoemer over het gat bevestigen met wat hete lijm, zodat het gat in de zoemer congruent is met het gat in het deksel.
De gelijmde zoemer moet dan ongeveer...
... er uitzien als dit.
Het is belangrijk dat het gat in de zoemer gelijk is met het gat in het deksel en dat er geen hete lijm over het gat in de zoemer komt.
Dit is de enige manier waarop het geluid van de zoemer de buitenkant kan bereiken.
Een ander opzicht.
Vervolgens kun je het deksel weer op de behuizing schroeven.
Laad de software met de Arduino IDE
De Arduino code voor het bedienen van de "time_timy" kan gevonden worden in de volgende Git repository.
Hoe je bestanden van een Git repository kunt downloaden staat beschreven in het artikel GitHub - Hoe kopieer ik bestanden van een Git-repository naar mijn computer beschreven.
Ook tips voor het programmeren van de Arduino-code op de Arduino Nano vind je in het artikel ArduinoIDE - Tips en trucs.
Bevestig de LED-strip
Helaas heb ik geen foto's van de complete opstelling, inclusief de LED-strip. Je kunt echter wel een goed overzicht krijgen van de complete opstelling in de volgende video.
Je hoeft alleen de LED-strip in de voorbereide aansluiting te steken. Deze LED-strips worden vaak geleverd met de connector die hier wordt gebruikt. Je LED strip moet bestaan uit 90 WS2812 LEDs. Als je meer of minder LED's gebruikt, kun je dit aantal in de Arduino-code aanpassen met de parameter "NUMPIXELS_BAR".
stroomvoorziening
Je kunt de "time_timy" voeden via de USB-aansluiting van de Arduino Nano. Zorg ervoor dat de voeding die je gebruikt beveiligd is tegen overspanning, overstroom, kortsluiting en alle andere mogelijke storingen. Ik heb ook een voeding die je kunt gebruiken gelinkt in de materialenlijst.
Het stroomverbruik van de LED's wordt verminderd met behulp van de configuratie in de Arduino-schets. Je moet deze waarden niet veranderen zonder de voeding te hebben aangepast.
Veel plezier met het project
Ik hoop dat alles werkte zoals beschreven. Zo niet, of als je vragen of suggesties hebt, laat het me weten in de commentaren. Ik zal dit dan zo nodig aan het artikel toevoegen.
Ideeën voor nieuwe projecten zijn altijd welkom. 🙂
PS Veel van deze projecten - vooral de hardwareprojecten - kosten veel tijd en geld. Natuurlijk doe ik dit omdat ik het leuk vind, maar als je het cool vindt dat ik de informatie met je deel, dan zou ik blij zijn met een kleine donatie aan het koffiefonds. 🙂
Nederlands 
Deutsch 
English 
Français 
Español