HowTo: Fibonacci-klok - Montage

bij de post Fibonacci-klok - Een ongebruikelijke tijdsindicator habe ich die coole Idee von Philippe Chrétien vorgestellt. Wie in dem Beitrag erwähnt finde ich die Idee cool und habe daraufhin begonnen das ganze nachzubauen. Allerdings habe ich mir dabei eine eigene “Konstruktion” überlegt die ich hier gerne zur Verfügung stellen will.

De structuur van het geheel 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. 🙂 


Overzicht

Um den Aufbau der FibonacciUhr erfolgreich über die Bühne zu bringen benötigt Ihr neben einfachen Lötkenntnissen natürlich Werkzeug und die benötigten Teile. Im folgenden Liste ich dazu alles notwendige auf.

Handige artikelen:
Für den Aufbau der FibonacciUhr müsst ihr einfache Lötaufgaben bewältigen. Für den Grundaufbau der Uhr werden nur THT-Bauteile und keine SMD-Bauteile verwendet. Lediglich für den Einbau eines LDR’s müssen zwei 0805 SMD Widerstände verlötet werden. Die folgenden Artikel enthalten Tipps dazu.
Elektronica - Mijn vriend de soldeerbout
Elektronica – Soldeer THT-componenten met de hand
Elektronica – Soldeer SMD-componenten met de hand

Gereedschap nodig:

In de volgende lijst vind je alle tools die je nodig hebt om dit artikel te implementeren.

Falls ihr die Gehäuseteile selber drucken wollt braucht Ihr außerdem noch einen 3D Drucker (Falls nicht könnt ihr die Teile auch im Shop unter www.nerdiy.de/product-category/fibonacciuhr/ ontvangen)

Materiaal:

In de volgende lijst vindt u alle onderdelen die u nodig heeft om dit artikel te implementeren.

Alle benötigten Teile findet ihr auch im Shop unter: www.nerdiy.de/product-category/fibonacciuhr/


Structuur van de Fibonacci-klok

Je zou nu alle componenten voor je moeten hebben om te beginnen met bouwen.

Auf diesem Bild könnt ihr alle benötigten Bauteile(bis auf den Rückendeckel) sehen.

Print de benodigde 3D onderdelen

Download alle vereiste STL-bestanden: Fibonacci klok - Montage

Kader: 

Je kunt de 3D-weergave van het STL-bestand draaien door de muisknop ingedrukt te houden. Je kunt in- en uitzoomen met het muiswiel.

dekt:

Je kunt de 3D-weergave van het STL-bestand draaien door de muisknop ingedrukt te houden. Je kunt in- en uitzoomen met het muiswiel.

Rooster:

Je kunt de 3D-weergave van het STL-bestand draaien door de muisknop ingedrukt te houden. Je kunt in- en uitzoomen met het muiswiel.


LED’s auflöten

Die LED’s welche später die Anzeige der Uhrzeit übernehmen kommen in Form eines LED-Streifens daher.
Um diese einzeln verlöten zu können müssen die LED’s also erst mal an den entsprechenden Stellen getrennt werden.

Hier könnt ihr den LED Streifen mit neun WS2812B LED’s erkennen. Dieser lässt sich nach jeder LED auftrennen.
Hier ist in Rot die Stelle markiert an der Ihr den Streifen in die einzelnen LED’s auftrennen könnt. Ihr müsst dazu genau auf der schwarzen Linie durch die kupferfarbenen Lötpads schneiden.
Habt ihr alle LED’s aufgetrennt sollten nun neun einzelne LED’s vor euch liegen.

Nun geht es daran die einzelnen LED’s auf der Platine aufzulöten.

Auf der Vorderseite der Platine befinden sich neun Positionen an denen die LED’s in korrekter Ausrichtung eingelötet werden müssen. Dazu ist es sehr hilfreich zuerst die LED’s auf die Platine zu kleben. Dazu muss die Schutzfolie auf der Rückseite der LED’s entfernt und recht genau, mittig zwischen die jeweiligen Lötpäds geklebt werden. Darauf muss auf die korrekte Ausrichtung geachtet werden.
Korrekte Ausrichtung bedeutet dabei, dass ihr die LED’s so zwischen die Lötpäds kleben müsst, das sowohl der Pfeil auf der Platine als auch der Pfeil auf der LED in die gleiche Richtung zeigen. Auf diesem Bild sind beide Pfeile rot eingekreist.
Habt ihr alle LED’s aufgeklebt sollte eure Platine nun so aussehen.
Um die einzelnen Lötpads zu verlöten empfiehlt es sich zuerst etwas Lötzinn auf das Lötpad der Platine und dann auf das Lötpad der LED aufzutragen. Dann ist es relativ einfach die beiden verzinnten Lötpads miteinander zu verbinden.
Sobald ihr alle LED’s und deren Lötpads korrekt verlötet habt sollte die Platine in etwa so aussehen.

Het installeren van de knoppen

Nun geht es daran die Taster einzulöten mit denen die Uhr später bedient und eingestellt wird.

Dazu müsst Ihr als erstes die sechs Taster an den angezeigten Positionen durch die Platine stecken. Achtet darauf, dass die Taster von der Seite durch-gesteckt werden auf der auch die entsprechenden Beschriftungen sind
Um die eingesteckten Taster nun zu verlöten müsst ihr die Platine umdrehen und die einzelnen Pins mit der Platine verlöten.

Einlöten des Arduino Nano

Der Arduino Nano ist das “Gehirn” der FibonacciUhr. In diesem wird später das Programm einprogrammiert, dass für die anzeige der Uhrzeit und alle anderen Funktionen zuständig ist. Bevor dies allerdings geschieht muss der Arduino-Nano zuerst auf der Platine eingelötet werden.

Zuerst müssen die Stiftleisten mit denen der Arduino-Nano auf der Platine verlötet wird an der Stelle über den Tastern durch die Platine gesteckt werden. Dabei wird der kürzere Teil der Stiftleisten durch die Platine gesteckt.
Um die Stiftleisten nun verlöten zu können muss die Platine umgedreht werden. Dabei fallen die Stiftleisten leider wieder sehr leicht aus der Platine heraus. Hier hilft ein kleiner Tesafilm-streifen mit dem man die Stiftleisten in der Platine fixieren kann bis die Stiftleisten korrekt eingelötet sind. WICHTIG: Noch nicht alle Pins der Stiftleisten einlöten!
Nach dem Umdrehen kann jede Stiftleiste fest gelötet werden. Dazu sollte zuerst nur ein Pin der jeweiligen Stiftleiste angelötet werden. Danach muss zuerst kontrolliert werden ob die Stiftleisten wirklich rechtwinklig und nicht schief auf der Platine stehen.
Auf diesem Bild kann man erkennen, dass die Stiftleisten noch nicht gerade auf der Platine stehen. Um dies zu korrigieren muss man den Lötzinn des bereits eingelöteten Pins einer Stiftleiste nochmal kurz mit dem Lötkolben erhitzen. Dann lässt sich die jeweilige Stiftleiste gerade einlöten.
Auf diesem Bild kann man beide Stiftleisten sehen wie sie aussehen müssten. Sie stehen nun genau rechtwinklig zur Platine. Nur so lässt sich der Arduino-Nano auf die Stiftleisten aufstecken.
Nachdem die Stiftleisten eingelötet sind kann der Arduino-Nano darauf gesteckt werden. Dabei ist darauf zu achten, dass der USB Anschluss in die Platinenmitte zeigt. Bevor ihr den Arduino-Nano dann mit der Stiftleiste verlöten könnt, müsst ihr aber folgendes beachten.
Es ist wichtig, dass der Arduino-Nano nicht “bis zum Anschlag” an die schwarzen Abstandshalter auf die Stiftleisten aufgeschoben wird. Er sollte etwas oberhalb des Abstandshalter sitzen, da nur so genügend Platz bleibt um ein Kabel in den USB Anschluss des Arduino-Nano einstecken zu können.
Nun kann der Arduino-Nano mit der Stiftleiste verlötet werden. Hilfreich ist es dazu wieder mit einem oder zwei Pins pro Stiftleiste zu beginnen, dann nochmal zu prüfen ob der Abstand zur Platine stimmt und der USB Anschluss auch in die Platinenmitte zeigt. Ist alles korrekt können auch die Übrigen Pins verlötet werden. Damit ist der Einbau des Arduino-Nano abgeschlossen. 🙂

Installatie van de DS3231 RTC-module

Das DS3231 RTC Modul ist eine Batteriegepufferte Real Time Clock. Dieses hat zwei Funktionen, einmal sorgt das Modul dafür, dass die Uhrzeit auch gespeichert(und weiter gezählt) wird wenn mal der Strom ausfällt. Zum zweiten kann es die Uhrzeit sehr exakt weiter zählen. Dies hat den Vorteil, dass die Uhrzeit auch über einen langen Zeitraum immer korrekt läuft.

Damit das Modul eingebaut werden kann müssen wir zuerst die 5-Pin Stiftleiste(auf die das Modul später aufgesteckt wird) etwas “tunen”.
Die nachfolgende Modifikation der Stiftleiste ist wichtig, damit das Modul später nicht zu weit von der Platine absteht. Dazu muss der schwarze Abstandshalter der Stiftleiste(welcher die einzelnen Pins auch zusammen hält) verschoben werden. Dies ist am einfachsten wenn man den Abstandshalter mit einer Zange verschiebt. Wie das ganze aussehen soll kann man im nachfolgenden Bild erkennen
Fertig “getunt” sollte die Stiftleiste nun so aussehen.
Nu kan de pinstrip door de printplaat worden gestoken.
Daraufhin kann die Platine umgedreht und die Stiftleiste darin verlötet werden. Falls die Stiftleiste beim Umdrehen herausfällt hilft wieder ein Stück Tesafilm um die Stiftleiste bis zum verlöten zu fixieren.
Fertig eingelötet sollte die Stiftleiste so aussehen.
Last but not least kan de RTC-module nu ook op de pinstrip worden gestoken, zoals afgebeeld

Installatie van het I2C OLED-display

(Dieser Schritt ist Optional. Für die Grundfunktion der Uhr ist kein OLED Display notwendig.)
Das OLED Display wird für die eigentliche Funktion der Uhr nicht benötigt. Es hilft aber gerade am Anfang sehr dabei die Uhr lesen zu lernen, da man so nochmal schnell auf der Uhren-Rückseite die abgelesen Uhrzeit überprüfen kann. Davon abgesehen werden auf dem OLED Display auch zusätzliche Informationen wie das Datum, der eingestellte Modus, die aktuelle Helligkeit und weiteres angezeigt ohne, dass man die Uhr an einen Computer anschließen und diese Infos darüber anzeigen muss.

Zum Einbau des OLED Displays muss dies wie abgebildet in die Platine eingesteckt werden. Damit das OLED Display beim umdrehen der Platine nicht wieder herausfällt kann es wieder mit einem Tesafilm-streifen fixiert werden.
Nun können die Pins des OLED Displays mit der Platine verlötet werden. Am einfachsten ist es dabei wenn man wieder erst einen Pin verlötet, dann prüft ob das Display gerade sitzt und dann erst alle anderen Pins verlötet. Die überstehenden Pins können danach mit dem Seitenschneider etwas gekürzt werden.

Einbau eines LDR’s zur automatischen Helligkeitsregelung

(Dieser Schritt ist Optional. Für die Grundfunktion der Uhr ist kein LDR notwendig)
Ein LDR ist ein licht abhängiger Widerstand, mit dessen Hilfe die Uhr ihre Helligkeit automatisch der aktuellen Helligkeit des Umgebungslichts anpassen kann. Dies hat den Vorteil, dass die Uhr in einer dunklen Umgebung nicht zu hell und in einer hellen Umgebung nicht zu dunkel leuchtet wie es oft vorkommt, wenn man eine fest eingestellte Helligkeit vorgibt.

Damit der LDR korrekt funktioniert müssen zwei SMD Widerstände der Baugröße 0805 verlötet werden. Dazu muss an der Position “R2” ein 10kOhm Widerstand und an der Position “R3” ein 1kOhm Widerstand verlötet werden. Der Einbau des eigentlichen LDR’s erfolgt nachdem die Platine in das Gehäuse eingesetzt wurde. Dazu gibt es weiter unten weitere Infos.

Einbau der komplett bestückten Platine in das Uhrengehäuse

Nachdem die Platine der Uhr komplett mit allen Bauteilen bestückt wurde kann sie in das Uhrengehäuse eingebaut werden. Dazu benötigt ihr den Gehäuserahmen, das LichtLeitGitter und eine milchige/satinierte Plexiglasplatte mit den Maßen 160x80x3mm. Die Gehäuseteile könnt ihr euch entweder selber mithilfe eines 3D Druckers ausdrucken oder ihr bezieht sie aus dem Shop.

Als erstes müsst ihr die Schutzfolien auf beiden Seiten der Plexiglasplatte entfernen.(Wenn nicht bereits geschehen.)
Die vorbereitete Plexiglasplatte kann dann in den Gehäuserahmen eingesetzt werden.
Hier ist der Gehäuserahmen der FibonacciUhr mit eingesetzter Plexiglasplatte zu sehen.
Nun kann der LichtLeitRahmen so wie abgebildet in den Gehäuserahmen eingesetzt werden. Dabei müsst ihr darauf achten, dass sowohl die Plexiglasscheibe als auch der LichtLeitRahmen bis nach ganz unten durch geschoben ist. Hierbei benötigt ihr etwas Fingerspitzengefühl bis alles passt.
Fertig zusammengesetzt sollte das Gehäuse nun so aussehen.
Die zuvor aufgebaute Platine kann nun wie abgebildet in den Gehäuserahmen eingesetzt werden.
Falls ihr den Einbau eines LDR’s vorbereitet habt kann nun der LDR von außen durch das Gehäuse gesteckt werden.
Dann kann der LDR auf der Innenseite mit Kleber(am einfachsten ist es mit Heißkleber) verklebt werden.
Ist der LDR korrekt eingeklebt können die Anschlussbeinchen des LDR’s wie abgebildet an dem gezeigten Platz mit der Platine verlötet werden.
Der letzte Schritt beim Zusammenbau der Uhr ist das Einsetzen der Rückseite. Durch diese wird die Platine an ihrem Platz gehalten und alles nicht genutzte abgedeckt.
Je voltooide Fibonacci-klok ziet er nu zo uit. Hiermee is de constructie voltooid. Nu hoeft het alleen nog geprogrammeerd te worden.

Voordat u begint, moet u nu de tips uit het artikel volgen Eektronik - Inbedrijfstelling van een nieuw circuit observeren.


Was Ihr tun müsst um eure FibonacciUhr zu programmieren habe ich in diesem Beitrag beschrieben:
Fibonacci-klok - Programmeren

Für den späteren Betrieb könnt ihr hier außerdem eine Bedienungsanleitung finden:
Fibonacci klok gebruikershandleiding


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. 🙂

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2 reacties

  1. Hoi Nerd!!! Ik heb net je website ontdekt en ik ben echt onder de indruk van het aantal buitengewone projecten dat je in zo'n korte tijd hebt ontwikkeld. Ik ben zelf maker en maak graag nieuwe dingen met elektronica en 3D-printers. Ik werd verliefd op je Fibonacci-klok en ik zou graag willen weten hoe ik de printplaat en de componenten kan krijgen om mijn eigen te maken. Waar ik ook echt in geïnteresseerd ben, is je steppers-project, Clockception. Ik heb gezien dat je al je eigen bibliotheek hebt gemaakt om je apparaten te bedienen. Het is fantastisch om uw eigen code te kunnen creëren die is aangepast aan de speciale vereisten van uw projecten. Gefeliciteerd. Heel erg bedankt voor het delen!!!

    1. hoi jos,
      Hartelijk dank voor uw vriendelijke woorden. 🙂
      Uh, dat PCB-ding is een goed punt. Ik realiseerde me net dat ik de fabricagebestanden ervoor niet heb gepubliceerd.
      Ik ga dit voorbereiden en laat het je dan weten. 🙂
      hartelijke groeten
      Fab

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