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如何使用EL線制作時(shí)鐘

454398 ? 來源:工程師吳畏 ? 2019-08-20 10:50 ? 次閱讀

第1步:電致發(fā)光線

如何使用EL線制作時(shí)鐘

該項(xiàng)目使用電致發(fā)光線(EL線)。這是可彎曲的,看起來像一個(gè)薄的霓虹燈管,這使其成為靈活裝飾的理想選擇。它在整個(gè)長度上提供360度的可見光。

El線由涂有磷光體的細(xì)銅線組成,兩根細(xì)線纏繞在其上。磷光體用作隔離器/電容器并通過交流電開始發(fā)光。這發(fā)生在約200伏的電壓下,頻率為1000赫茲。但是,所需的電壓沒有足夠的功率/能量是危險(xiǎn)的。

El wire有不同的長度和不同的顏色。對于這個(gè)時(shí)鐘,我使用橙色EL線。我在Gearbest訂購了8件4米(每件約3,55美元)。這樣可以提供超過100英尺(32米)的橙色EL線。其中大部分已用于此時(shí)鐘。

EL導(dǎo)線有一些缺點(diǎn):它沒有LED那么多的光。并且顏色可能會(huì)因日曬而褪色。由于這個(gè)時(shí)鐘在陰暗的環(huán)境中使用,我不會(huì)為此煩惱。

第2步:EL線名標(biāo)志

使用EL線制作名稱符號很簡單。它不需要任何焊接或使用電子設(shè)備。

從粗略草圖開始,在紙上或在大型切割墊上(第一張圖像)。黑色膠帶部分位于木質(zhì)面板的背面。

將此設(shè)計(jì)復(fù)制到一塊木頭上。并在木材上鉆2.5毫米的孔,以穿過EL線。切割EL線的蓋帽,并用第一個(gè)字母開始(從背面)。

雖然EL線很容易粘合,但我使用了不同的技術(shù)。鉆一個(gè)非常小的孔(0.8毫米),并使用細(xì)銅線或釣魚線連接EL線(第三張圖像)。

步驟3:Arduino受控EL線

在此步驟中我們將通過Arduino控制EL線。

EL導(dǎo)線的作用與燈泡或LED不同。磷光體的快速充電和放電發(fā)光。電線可以建模為電容器,每米電容約為5nF。 EL電線具有每米600 KOhm的高電阻。

逆變器使用2節(jié)AA電池將直流電轉(zhuǎn)換為高壓交流輸出。逆變器將電容EL線與變壓器(線軸)組合在一起以產(chǎn)生高壓。變壓器初級側(cè)的每次電壓變化都會(huì)在次級側(cè)產(chǎn)生電壓。對于正弦波,該電壓的高度取決于變壓器的匝數(shù)比。

但是這個(gè)逆變器首先施加電壓然后將其關(guān)閉,產(chǎn)生方波輸入波?,F(xiàn)在繞組內(nèi)的磁通量產(chǎn)生反激電壓。并且該電壓可以遠(yuǎn)大于施加的電壓。如果沒有連接EL線,輸出電壓可能非常高。甚至高達(dá)600伏。這可能會(huì)損壞變頻器的內(nèi)部電子元件:在打開變頻器之前,務(wù)必將一些EL線連接到變頻器。

變頻器有一個(gè)開關(guān)。按下按鈕時(shí)EL線會(huì)打開。通過永久按下開關(guān),當(dāng)插入電池(或連接電源)時(shí),電線將立即發(fā)光。這樣就可以用Arduino控制供電電壓(3伏)。但這需要為每根EL線提供一個(gè)逆變器。

用Arduino切換(高壓)AC需要一個(gè)三端雙向可控硅開關(guān)。三端雙向可控硅是電子元件,在觸發(fā)時(shí)在任一方向上傳導(dǎo)電流。它們的工作方式與晶體管幾乎相同,但接著是交流電流。我正在使用BT131三端雙向可控硅開關(guān),可以處理高達(dá)600伏的電壓。

三端雙向可控硅開關(guān)由Arduino直接控制。該步驟中的電路在低壓和高壓部件之間沒有額外的(光學(xué))絕緣(不要使用該電路來切換交流電源電壓)。

步驟4:閃爍名稱標(biāo)志

此步驟使用5根EL線和Arduino創(chuàng)建閃爍的名稱標(biāo)志。它使用三端雙向可控硅來控制EL線。并且應(yīng)始終打開一根EL線(逆變器需要最小負(fù)載)。因此首先給Arduino上電,然后再給逆變器供電。

電子電路放在面包板上,由Arduino控制。 Arduino由移動(dòng)電源供電,EL導(dǎo)線由2節(jié)AA電池供電。

void setup() {

pinMode(0, OUTPUT);

pinMode(1, OUTPUT);

pinMode(2, OUTPUT);

pinMode(3, OUTPUT);

pinMode(4, OUTPUT);

}

void loop() {

digitalWrite(0, 1);

digitalWrite(4, 0);

delay (500);

digitalWrite(1, 1);

digitalWrite(0, 0);

delay (500);

digitalWrite(2, 1);

digitalWrite(1, 0);

delay (500);

digitalWrite(3, 1);

digitalWrite(2, 0);

delay (500);

digitalWrite(4, 1);

digitalWrite(3, 0);

delay (500);

}

此外,在這個(gè)Instructable中,我將描述如何制作這個(gè)銘牌,即使沒有焊接也是如此。

第5步:第一次設(shè)計(jì)

使用EL線制作時(shí)鐘的方法有很多種。而且我選擇利用發(fā)射的連續(xù)360度可見光。我使用與Nixie管相同的技術(shù):所有數(shù)字都是一個(gè)接一個(gè)地放在一起。

因?yàn)镋L線的光線較少,而且不是半透明的,所以字母不能直接放在一起。因此,所有數(shù)字必須相對于彼此稍微移動(dòng)。

對于第一個(gè)設(shè)計(jì),我開始使用LEGO和舊計(jì)算機(jī)/UTP電纜。這讓我們對這個(gè)時(shí)鐘的(im)可能性有了一些了解。例如,必須最小化層數(shù)和交叉數(shù)。這導(dǎo)致圖中的以下調(diào)整:

0 - 頂部和底部圓圈的大小不必相同。

1 - 略微向左放置。

2

3 - 其他數(shù)字下方的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。

4 - 略微向右放置,水平線從中心略微向下。

5

6 - 上部沒有半圓形,用一條線。

7 -

8 - 上圓可小于下圓。

9 - 下半部分沒有半圓,使用一條線。

時(shí)鐘的完整顯示只需要以下數(shù)字:

最左數(shù):0 1 2

中左數(shù):0 1 2 3 4 5 6 7 8 9中右數(shù):0 1 2 3 4 5

最右數(shù):0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

這允許在00:00到23:59之間的所有有效值。我選擇制作四個(gè)相同的部分,單位可以顯示所有10個(gè)數(shù)字。

第6步:Fusion 360設(shè)計(jì)

所有數(shù)字在構(gòu)建原型之后,在Fusion 360中繪制。線之間的距離為4毫米,EL線的厚度為2.3毫米。

EL線不導(dǎo)電,因此線可能相互接觸。我選擇在頂層獲得盡可能多的數(shù)字部分。其他行有一些中斷,但數(shù)字的主要特征仍然可見。

并非所有數(shù)字都需要相同數(shù)量的EL線。然而,較短的EL線比較長的EL線發(fā)出更多的光。因此EL線的最終(使用)長度不同于所需的最小長度。

測量的所需最小長度為:

0 - 50 cm

1 - 30 cm

2 - 45 cm

3 - 45 cm

4 - 45 cm

5 - 50 cm

6 - 45 cm

7 - 40 cm

8 - 65 cm

9 - 45 cm

第7步:3D打印

圖形設(shè)計(jì)約為5 x 10英寸(13 x 25厘米)。它分為兩部分,因?yàn)樗鼘ξ业拇蛴C(jī)來說太大了。該型號幾乎不需要填充,并且在0.2毫米的層高度上印刷。仍然每個(gè)部件打印大約需要5個(gè)小時(shí)(UP加2個(gè)打印機(jī))。

打印后取下所有支撐材料,并確保EL線穿過孔。使用2.35 mm或2.4 mm鉆頭打開這些孔。最好用小型手鉆完成。在握住鉆頭的同時(shí)緩慢旋轉(zhuǎn)鉆頭。不要使用dremel打開這些洞。

第8步:EL線

此時(shí)鐘需要40根約50至70厘米的EL線。所需的長度取決于數(shù)字,但長度不應(yīng)有太大的差異。否則,數(shù)字1將比數(shù)字8更亮。

很容易縮短EL線。但重復(fù)使用其余部分有點(diǎn)棘手。首先,必須除去外層(橙色)涂層(約1英寸/3厘米)。接下來,取下透明保護(hù)套,不要破壞薄電暈線。加熱保護(hù)套使這更容易。切勿將EL線放入火焰中,否則會(huì)燒壞熒光粉。

從銅芯上刮下一些熒光粉。請記住,這也是電暈線和銅芯之間的隔離器。

現(xiàn)在將一些銅帶纏繞在保護(hù)套上。我用銅帶在娃娃屋上制作電路(來自當(dāng)?shù)氐囊患覑酆蒙痰辏?。但是可以使用任何薄銅帶。

將銅帶纏繞在保護(hù)套周圍兩次。將電暈線放在銅帶上,然后將電纜纏繞在這些電線上。將電暈絲折向EL線的末端,并將其切割成長度。將組件放入夾子中,并將電線焊接到電暈線和銅帶上。用一些熱縮管將這部分絕緣。

將另一根電線焊接到芯上。并用熱縮管隔熱。最后,測試焊接的EL線。

我制作了42根不同長度的電線:

30x--介于55和60 cm之間,8x - 介于60和70 cm之間,4x介于70和80 cm之間

有一篇關(guān)于焊接的文章很棒在Adafruit網(wǎng)站上的EL線。

切割EL線后,細(xì)線偶爾接觸中線。這會(huì)造成短路。大多數(shù)情況下,再次切割會(huì)解決此問題。

步驟9:切換40線

Arduino的I/O端口數(shù)量有限。此時(shí)鐘需要40個(gè)輸出端口。這需要一個(gè)電路來增加I/O端口的數(shù)量

有不同的集成電路可以實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。其中一個(gè)是74HC595N移位寄存器。該IC提供8個(gè)輸出端口,僅有3個(gè)輸入端口。 IC可以鏈接,因?yàn)樗鼈冇赏酱?a target="_blank">通信控制。

此時(shí)鐘需要5個(gè)移位寄存器,用于40個(gè)輸出端口。每個(gè)輸出端口連接一個(gè)電阻和三端雙向可控硅開關(guān)。 74HC595N的所有未使用端口均已連接(gnd或5V),以防止浮動(dòng)輸入端口。因此,不需要額外的上拉或下拉電阻。

我已經(jīng)制作了一個(gè)Tinkercad電路來測試Arduino代碼的第一個(gè)版本。此代碼使用數(shù)組將時(shí)間轉(zhuǎn)換為移位寄存器所需的位。程序的操作最好通過一個(gè)例子來解釋。此示例使用時(shí)間19:30:

1 = most left number (display 4)

9

3

0 = most right number (display 1)

有4個(gè)數(shù)組,每個(gè)數(shù)字一個(gè)。第一步采用屬于該數(shù)字的字節(jié):

1 = {0x00, 0x00, 0x00, 0x80, 0x00}

9 = {0x00, 0x00, 0x00, 0x20, 0x00}

3 = {0x00, 0x20, 0x00, 0x00, 0x00}

0 = {0x01, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00}

添加這些十六進(jìn)制數(shù)(0x80 + 0x20 = 0xA0)給出5個(gè)字節(jié):

0x01, 0x20, 0x00, 0xA0, 0x00

這些被發(fā)送到移位寄存器(從左到右)。這會(huì)將以下數(shù)據(jù)發(fā)送到移位寄存器。每個(gè)位都與一些顯示相關(guān):

byte = 0 0 A 0 0 0 2 0 0 1

bits = 0000 0000 1010 0000 0000 0000 0010 0000 0000 0001

number = 9876 5432 1098 7654 3210 9876 5432 1098 7654 3210

display = 4444 4444 4433 3333 3333 2222 2222 2211 1111 1111

最右邊的位連接到最右邊的顯示屏的0。并且所有使能位都給出‘1930’的值。

步驟10:時(shí)鐘背板

3D打印將部件放在一塊中密度纖維板(75×35cm,29.5×13.7英寸)上。使用PDF文檔鉆40個(gè)孔(2.5 mm)。以100%打印此文件(A4,在Adobe Reader中使用“實(shí)際尺寸”),否則孔位于錯(cuò)誤的位置。我用壁紙覆蓋了背板。這與3D打印部件(銀色)的顏色幾乎相同。

所有電子元件和(多余的)EL線都隱藏在此板的后部。

步驟11:時(shí)鐘匯編

將3D打印部件粘貼到背板上。使用一些小的EL線對齊孔。

將EL線拉過孔并開始形成數(shù)字。始終從最低的開口開始。例如,數(shù)字1屬于所有其他數(shù)字。我從頂部到底部開始并沒有使用任何膠水。

將每個(gè)圖形的末端拉過相應(yīng)的孔。并且不要切斷剩余的EL線。

步驟12:EL線測試

在擰緊和緊固之前測試所有電線。現(xiàn)在可以輕松更換有故障的電線。如果你沒有標(biāo)記EL線:這是標(biāo)記它們的時(shí)刻。這使得組裝更容易。

我已將兩個(gè)鱷魚夾連接到EL線逆變器,以加快測試40線。

步驟13:連接器

《這不是我的第一個(gè)Instructable。我的大多數(shù)Instructable都以可能的改進(jìn)結(jié)束。即使有了這個(gè)Instructable,并不是一切都按預(yù)期進(jìn)行。

我訂購了一些連接器來簡化這個(gè)時(shí)鐘的組裝。這些電線通常用于連接Lipo電池。我想用它們將EL線連接到原型板。但訂購的JST連接器沒有2.5毫米的間距/間距。結(jié)果我不能使用這些連接器/電線。

幸運(yùn)的是,我還買了一些其他的電源連接器。我在右外側(cè)使用了一些剩余的10位數(shù)字連接器。其他導(dǎo)線直接焊接到原型板上。在這里,我拆分了(AC)電線。一根AC線從每根EL線轉(zhuǎn)到原型板。另一根AC線直接連接到AC電源(逆變器)。這節(jié)省了大約40個(gè)焊點(diǎn)。

我的建議是使用(2.5 mm)JST連接器(或杜邦線)連接到(原型)電路板的所有連接。

步驟14:電子設(shè)備

此時(shí)鐘的電子元件可分為多個(gè)部分:

Arduino

EL線路逆變器

EL線

電源

Arduino和移位寄存器由5伏電源供電。我修改了一根USB線為Arduino供電??梢詫㈦娫粗苯舆B接到+5和GND引腳。但USB連接不會(huì)繞過Arduino的電源調(diào)節(jié)器和保護(hù)。

EL線控制器是“Arduino受控EL線”和“Switch 40線”步驟的組合。所有40個(gè)LED均由BT131三端雙向可控硅開關(guān)取代。這些三端雙向可控硅開關(guān)具有以下規(guī)格:

非重復(fù) - 國家電流:13.7 A

額定重復(fù)斷態(tài)電壓VDRM:600 V

關(guān)閉 - 漏電流@ VDRM IDRM:0.1 mA

狀態(tài)電壓:1.5 V

保持電流Ih最大值:10 mA

柵極觸發(fā)電壓 - Vgt:1.5 V

柵極觸發(fā)電流 - Igt:7 mA

安裝方式:通孔封裝/外殼:TO-92-3

兩個(gè)值需要計(jì)算電阻值:柵極觸發(fā)電壓和柵極觸發(fā)電流。這些值與74伏特的74HC595輸出電壓相結(jié)合,為電阻器提供3.5伏(5 - 1.5)電壓。 3.5伏除以7毫安,恢復(fù)500歐姆。

74HC595的推薦電流為每路輸出6mA。這需要一個(gè)(3.5 V/6 mA)583歐姆電阻。由于此時(shí)鐘僅同時(shí)使用(最大)兩個(gè)輸出端口,因此兩個(gè)電流都被保存。

這些是電阻器的最小值。我在原型板上使用了1個(gè)KOhm電阻器。保持這些電阻的值在580和1000歐姆之間。

電阻器連接到三端雙向可控硅開關(guān)的中間引腳(柵極)。其他兩個(gè)三端雙向可控硅開關(guān)引腳中的一個(gè)連接到公共地(GND),另一個(gè)引腳連接到EL線。

我制作了41根EL線。圖中使用了40個(gè)。剩余的EL線用作逆變器的“最小負(fù)載”。這根電線放在視線之外。

用于此Instructable的EL線需要2節(jié)AA電池。逆變器的額定電壓介于3.6和4.5伏之間。 Arduino需要5伏電壓,并且由Ikea Koppla USB充電器或常規(guī)5伏電源供電。

雖然逆變器不是5伏制造的,但我將它直接連接到電源上。如果逆變器斷開,我還剩下6個(gè)。然后是訂購5伏USB逆變器的時(shí)候了。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是EL導(dǎo)線可以提供更多的光。

另一種選擇是使用(低)電阻。這不是最有效的解決方案,但EL線使用的電流很小。

逆變器發(fā)出一聲“嗡嗡”聲(約1000 Hz)。這可以通過封裝逆變器來減少。我都試過膠水和環(huán)氧樹脂。這會(huì)將聲音降低到可接受的水平。

請勿將逆變器直接放在木板上。因?yàn)檫@會(huì)放大聲音。

所有部件都焊接到大型HD638原型板(8.5 x 20cm)上。圖像顯示元件側(cè)!

將Al 40 EL線焊接到原型板上。可以直接在電路板上焊接電線,但使用連接器更方便。

圖像顯示原型板的元件側(cè),此側(cè)不應(yīng)看到銅線。交流電源(EL線逆變器)連接到公共地和紅色AC標(biāo)記附近的兩條線。

最右邊的數(shù)字(數(shù)字1)連接到最右邊的移位寄存器。從數(shù)字0,2,4,6和8開始。最后一根導(dǎo)線(8)連接到與前4根導(dǎo)線不同的移位寄存器。然后焊接數(shù)字1,2,3,5和9.對其他數(shù)字重復(fù)此操作。

焊接EL線號41直接到板(紅色AC和地)。這是逆變器的最小負(fù)載。

在連接Arduino之前,現(xiàn)在是時(shí)候進(jìn)行最終測試了。首先刪除所有移位寄存器。然后連接5伏和交流電源。

對于每個(gè)IC插座:將引腳14(Vcc)連接到引腳7(Qh)。這將觸發(fā)連接的三端雙向可控硅開關(guān),數(shù)字“0”將亮起。對所有其他Q引腳(6,5,4,3,2,1和15)重復(fù)此操作。

這將測試所有40個(gè)三端雙向可控硅和EL線連接。

步驟15:Arduino + 74HC595N +三端雙向可控硅+40 EL線=失?。?/p>

在我開始之前,我已經(jīng)測試了這個(gè)時(shí)鐘的大部分個(gè)別部分。我認(rèn)為這個(gè)設(shè)計(jì)應(yīng)該可行:

EL線可以由Arduino控制。我用多根EL線進(jìn)行了測試。

已經(jīng)使用16個(gè)LED測試了兩個(gè)移位寄存器。我在Tinkercad電路中模擬了40個(gè)LED。

我還通過幾個(gè)步驟測試了組件:

焊接42根EL線(使用40 + 1)。

所有三端雙向可控硅開關(guān),沒有移位寄存器。所有EL線都關(guān)閉了。當(dāng)其中一個(gè)端口連接到5伏電源時(shí),相應(yīng)的EL線會(huì)亮起。

移位寄存器已經(jīng)過Arduino和16個(gè)LED的測試。

但在連接Arduino之后我沒有得到預(yù)期的結(jié)果:我無法控制所有電線。我可以打開它們,但有些沒有關(guān)閉。

首先,我在5伏和地之間放置一個(gè)電容,以降低電壓峰值。但這并沒有解決問題。

因?yàn)槲以O(shè)法用Arduino控制EL線,我首先想到的是增加端口數(shù),沒有移位寄存器。例如使用Arduino Mega 2560。

但是經(jīng)過一些測試后看起來我的簡單原理圖(只有一個(gè)三端雙向可控硅開關(guān))并不總是像它應(yīng)該的那樣工作。我已經(jīng)設(shè)法用Arduino控制多個(gè)El線。但是沒有保證這個(gè)電路適用于許多EL線。它有許多變量的“試驗(yàn)和錯(cuò)誤”。甚至EL線的長度也是變量 。

第16步:中繼

看起來三端雙向可能會(huì)對這個(gè)時(shí)鐘起作用(某種程度上)。唯一的問題是他們不像他們應(yīng)該的那樣100%工作??赡苁撬鼈儍H設(shè)計(jì)用于切換正弦波AC電流。但不是EL線的方形/尖峰AC電流。

這些問題可能是由EL線的電容行為引起的。結(jié)果,電壓和電流不同相:當(dāng)電流為零時(shí),三端雙向可控硅開關(guān)上仍有電壓。這可能是他們不關(guān)閉的原因。并解釋了我懷疑EL線的長度是其中一個(gè)變量。

這就是我切換到“B計(jì)劃”的原因:繼電器。這些可以切換到230伏(AC)。

逆變器可以在沒有任何負(fù)載的情況下產(chǎn)生更高的電壓但連接EL線的實(shí)際電壓約為200伏。并且逆變器不能提供足夠的功率來在更高的電壓下燒毀觸點(diǎn)。

繼電器的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是Arduino和EL線電路的分離。與之前的電路相反:該電路可以切換電源電壓。

當(dāng)我繼續(xù)進(jìn)行繼電器時(shí),我繼續(xù)研究三端雙向可控硅開關(guān)的版本。

步驟17:無焊料EL線

此步驟描述了如何在不焊接的情況下縮短EL線。這種無焊連接可能看起來不那么強(qiáng)大或永久。但是,絞合線和銅帶牢固連接。它提供與焊接連接相同的結(jié)果。

這種EL線連接與繼電器板(以及Arduino Mega板)相結(jié)合,不需要任何焊接。這不是最便宜的解決方案:Arduino巨型板和繼電器比Uno板,移位寄存器和三端雙向可控硅開關(guān)更昂貴。但不是那么貴。對于那些沒有焊接經(jīng)驗(yàn)的人來說,有更大的成功機(jī)會(huì)。

取下外涂層并清除保護(hù)套(加熱幫助)。在保護(hù)套周圍纏繞銅帶2次,并將細(xì)電暈線放在銅帶上。將銅帶纏繞在細(xì)線上一次。在兩根電暈線周圍纏繞一根導(dǎo)線,并將剩余的銅帶纏繞在這些絞合線周圍。別忘了放一些收縮管。

從銅芯上刮掉一些熒光粉。扭轉(zhuǎn)磁芯周圍的第二根導(dǎo)線并使用一些銅帶來改善/保護(hù)連接。用收縮管隔離所有部件。最后添加一些磁帶并測試EL線。

步驟18:“Solderless”名稱標(biāo)志

此名稱標(biāo)志包含5條EL線。它需要一個(gè)Arduino和4個(gè)relais。我使用了8個(gè)繼電器模塊,但只使用了4個(gè)。

每個(gè)繼電器/開關(guān)都有一個(gè)輸入和兩個(gè)輸出:“開”和“關(guān)”。當(dāng)繼電器關(guān)閉時(shí),交流電源(紅線)將傳遞到下一個(gè)繼電器。第四個(gè)繼電器的EL線連接到每個(gè)輸出。

當(dāng)所有繼電器都“關(guān)閉”時(shí),電源被轉(zhuǎn)移到EL線“e”(總是有一根EL線接通)。接通繼電器,為相應(yīng)的字母供電。但這阻止了其他EL線的供電。為了分別控制EL線,每根線必須有自己的繼電器。

當(dāng)端口值為LOW時(shí),這些繼電器接通,當(dāng)端口為HIGH時(shí),這些繼電器斷開。這與三端雙向可控硅開關(guān)相反。

Arduino代碼與名字符號示例幾乎相同。唯一的區(qū)別是HIGH(1)表示開啟,LOW(0)表示關(guān)閉。使用端口0,1,2和3作為輸出端口。保留輸出端口號4未使用。

我制作了一個(gè)帶8個(gè)繼電器的Tinkercad電路。所有燈泡都可以單獨(dú)切換。

步驟19:帶繼電器的EL線時(shí)鐘

切換到繼電器還有另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。這個(gè)時(shí)鐘的電子部分更容易制作(如名稱標(biāo)志)。繼電器通過面包板電線連接到Arduino。繼電器有螺釘連接EL線。

Arduino模塊有8個(gè)和16個(gè)繼電器。這個(gè)時(shí)鐘有40個(gè)EL線用于所有數(shù)字,需要至少29個(gè)繼電器:左邊兩個(gè)數(shù)字(00-23)13個(gè),右邊數(shù)字16個(gè)(00-59):

最左邊的數(shù)字:0 1 2

中左數(shù)字:0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

中右數(shù):0 1 2 3 4 5

最右邊的數(shù)字:0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

每對數(shù)字需要2 x 8接力。左對和右對都可以顯示數(shù)字00到59。

Arduino可用于為繼電器供電。最多只能同時(shí)打開4個(gè)繼電器。

我使用Arduino Mega作為此時(shí)鐘的繼電器版本。也可以將An Arduino Uno與移位寄存器配合使用。通過tinkercad電路中的繼電器更換電阻器和LED:

Tinkercad示例繼電器。

Tinkercad示例移位寄存器和繼電器。

Tinkercad中的時(shí)鐘設(shè)計(jì)(Arduino Uno,4個(gè)移位寄存器和32個(gè)繼電器)。

每個(gè)繼電器都會(huì)切換單根EL線。引腳0切換最右邊0和引腳1切換最右邊1.所有四個(gè)數(shù)字需要32個(gè)引腳。我已經(jīng)跳過未使用的EL線的引腳:未使用引腳16-19。

步驟20:三端雙向可控硅V2

我用Arduino/triac控制的EL線開始了這個(gè)Instructable。這種設(shè)計(jì)(不知何故)對于一些EL導(dǎo)線起作用,但是用40根導(dǎo)線失敗了。我通過使用繼電器解決了這個(gè)“問題”。

EL線有“隨時(shí)可用”的定序器。它們中的大多數(shù)可以控制8根EL線,其中一些甚至包含一個(gè)微控制器。這個(gè)時(shí)鐘需要4個(gè)這些序列發(fā)生器必須相互通信,這使得它們很難用于這個(gè)項(xiàng)目。

SparksFun EL音序器大約35美元。這對于EL線項(xiàng)目來說非常棒,但這個(gè)時(shí)鐘太貴了。所以我沒有給這個(gè)產(chǎn)品太多關(guān)注,直到我切換到繼電器版本。 SparkFun音序器在“創(chuàng)意共享屬性共享許可證”下發(fā)布。所有文檔都可以在他們的網(wǎng)站上找到。包括帶有三端雙向可控硅的電子圖!

我在Farnell訂購了一些三端雙向可控硅開關(guān)驅(qū)動(dòng)器和三端雙向可控硅開關(guān)。并用我的第一個(gè)EL線項(xiàng)目在面包板上測試了SparkFun電路。并且SparksFun計(jì)劃工作正常。

工作計(jì)劃意味著可以使用三端雙向可控硅開關(guān)控制此時(shí)鐘。我沒有為整個(gè)時(shí)鐘訂購足夠的三端雙向可控硅驅(qū)動(dòng)器。但我已設(shè)法用三端雙向可控硅開關(guān)控制兩位數(shù)(13 EL線,00-24)。此時(shí)我的時(shí)鐘正在使用三端雙向可控硅開關(guān)和繼電器。

步驟21:EL線時(shí)鐘

在3D打印框架后,焊接近40根EL線,并連接所有線,這個(gè)時(shí)鐘幾乎完成。最后一步是添加一個(gè)框架來隱藏所有(EL)電線和電子設(shè)備。我在這個(gè)框架上使用了銀色(噴涂)涂漆木材。用非半透明材料覆蓋整個(gè)時(shí)鐘背面。這隱藏了第41條EL線的光線(最小逆變器負(fù)載)。

最終結(jié)果是一個(gè)大型EL線時(shí)鐘,帶有一些“霓虹燈”和“數(shù)碼時(shí)鐘”元素。

此時(shí)鐘可由三端雙向可控硅和/或繼電器制成,帶或不帶移位寄存器。所需材料清單取決于以下選擇:

EL線(7 x 4米或9 x 3米,3.50美元)

銅帶(6美元)

熱縮管(3美元)

電線

電子繼電器版本:

Arduino Mega(funduino) ,$ 14)

5伏電源(8.50美元)

8 Relais模塊(4x,$ 7)

面包板線(2 x 40線,4美元)

帶有移位寄存器的三端雙向可控硅開關(guān)電子設(shè)備:

Arduino Uno(funduino,7美元)

5伏電源(8.50美元)

原型板(HD638,$ 7)

IC插座(6和14引腳)

移位寄存器(5 x 74HC595N)

三端雙向可控硅驅(qū)動(dòng)器(40 x MOC3063-M)

三端雙向可控硅(40 x Z0103MA)

電阻器(40 x 1K,80 x 330.2 x小套件或1x大型分類)

連接器($ 2)

面包板電線

繼電器版本稍貴一些。但它更容易制作。

建議添加RTC時(shí)鐘。讓你的Arduino與實(shí)際時(shí)間保持同步。我的下一步是用三端雙向可控硅開關(guān)替換最后一個(gè)繼電器。并用Wemos D1 Mini(ESP-8266)取代Arduino。這將此時(shí)鐘連接到NTP服務(wù)器。

雖然并非一切都按預(yù)期立即進(jìn)行,但我終于成功創(chuàng)建了這個(gè)時(shí)鐘。不過,我已決定在此Instructable中包含“設(shè)計(jì)錯(cuò)誤”。與此問題的兩種不同解決方案一起使用。

因此,這個(gè)Instructable可能看起來不像普通的Instructable。但它提供了創(chuàng)建此時(shí)鐘的所有信息。更重要的是:它包含了許多想要用EL線制作東西的人的大量信息。

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