Industriële fabricage
Industrieel internet der dingen | Industriële materialen | Onderhoud en reparatie van apparatuur | Industriële programmering |
home  MfgRobots >> Industriële fabricage >  >> Manufacturing Technology >> Productieproces

Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden

Onderdelen en benodigdheden

Arduino Nano R3 × 1

Volledige componentenlijst vind je in de bijlagen.

Over dit project

Meer details over deze build op mijn site: Word Clock.

De Arduino woordklok met minuutnauwkeurige tijdweergave in woorden en lineaire secondenweergave.

Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden

Er zijn ook modi voor digitale klok, analoge klok, temperatuur en vochtigheid, plus drie spellen: Game of Life, Simon en Tetris.

De klok kan standalone draaien of als slave van een masterklok. Zonder masterklok wordt de tijd geregeld door de ingebouwde temperatuurgecompenseerde real-time clock.

Er is een optie voor PIR- of Doppler-radarbesturing zodat de klok automatisch uitschakelt wanneer niemand in de kamer is.

Afmetingen: 500×500 mm (19,68"), gewicht 5,5 kg, wandmontage. In elk hoekje een touchpad voor bediening en instellingen.

Stap 1: Over Woordklokken

Woordklokken tonen de tijd met een matrix van woorden of letters. Er zijn verschillende ontwerptypes die de complexiteit bepalen.

Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden

Simpelste type: Woordenblokken voor 5-minutenresolutie (bijv. "VIJF OVER", "TIEN OVER", "KWART VOOR"). Slechts ~20 LED-blokken, simpelst te bouwen. Nadeel: vast formaat.

Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden

Middelmatig: 11×10 LED-matrix + 4 hoek-LEDs. 110 individuele LEDs tonen cijfers en basisafbeeldingen. Nog steeds 5-minutenresolutie in woorden, vaak met "net voorbij 5 over" of "bijna 10 voor" voor iets meer resolutie. De 4 hoek-LEDs vullen de 4 minuten tussen 5-minutenstappen. Redelijk complex, vaak met LED-strips voor eenvoudigere bouw.

Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden

Commerciële versies beschikbaar (450mm wandmodel ~€1000) met uitwisselbare frontpanelen.

Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden

Meest complex: 16×16 LED-matrix (256 LEDs). Volledige 1-minutenresolutie in woorden, plus ochtmiddag/avond/nacht. Temperatuur in woorden (warm, koud, etc.). Enorme displaymogelijkheden. Complex door aantal verbindingen. PCB's met SMD-componenten maken slimme behuizingen mogelijk, maar boven 500mm worden PCB's duur. Handmatig bouwen van de LED-matrix vereist ruimte – 500×500mm is een goed startpunt voor de grote kabelboom. Nog grotere wandvullende klokken zijn mogelijk met handmatige matrix.

Stap 2: Wijzigingen

Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden

Deze klok combineert Wouter Devinck hardware met de "Catalaanse" Pijuana-software. Geen custom PCB's – alleen kant-en-klaar modules en drie kleine veroboards voor voeding.

Hoofdwijzigingen:

  • Geen custom PCB's, alleen goedkope kant-en-klaar modules.
  • Hoofdbehuizing: 2× 14mm MDF-platen ipv 1× 18mm. Achterplaat 10mm kleiner op alle kanten behalve boven – klok lijkt 14mm dik.
  • Wouter Devinck klok: 20mm diep (incl. 2mm glas). Deze klok: 34mm diep (incl. 4mm glas + 2mm stofafdichting). Door inset van achterplaat en glas lijkt het 14mm. Extra diepte laat handgemaakte LED-matrix en kabelboom toe, plus onderhoudsvriendelijke modules zonder SMD IC's op MAX7219-boards.
  • Hoofddisplay direct op LEDs, geen PCB – elke displaygrootte mogelijk.
  • TTP223 Touch-sensormodules ipv Azoteq IQS127D op hoofdbords.
  • MAX7219-displaydriverboards gebruiken gemodificeerde LED-matrixboards (alle componenten al gemonteerd).
  • Arduino Nano voor compacte besturing.
  • PIR-sensormodule voor display-uit bij afwezigheid (uitschakelbaar).
  • Trimweerstand voor automatische helderheidscalibratie, bereikbaar vanonder met platte schroevendraaier.
  • Synchronisatie met masterkloksysteem elke minuut op 30 seconden. Zonder sync-puls vrijlopen op RTC. Sync-pulsen zichtbaar op display.
  • Software gebaseerd op "Catalaanse" Pijuana-versie, vertaald naar Engels. Credits tonen softwareversie, mijn naam, bouwjaar.
  • Temperatuur in woorden verwijderd, lineaire secondenweergave toegevoegd aan onderste rij van Woord-, Digitaal- & Analogeklok.
  • Bij PIR in/uit: "PIR ON" of "PIR OFF" wordt kort getoond.
  • DS3231 AT24C32 I2C Precision RTC-module. Lithium-ion oplaadbare accu verwijderd, niet-opladbare accu gebruikt (weerstand R5 verwijderd van module).
  • 4mm floatglas met gepolijste randen ipv 2mm glas. Glas vastgemaakt met Chicago-bouten ipv lijm – deze fungeren ook als touchpads en glas is demontageerbaar.
  • Twee stofafdichtingen: één op achterplaat, één achter het verwijderbare glas.
  • In klokinstelmodus: rechter-onder knop reset seconden naar 0.
  • Engelse woordwijzigingen voor natuurlijke uitspraak (regionaal verschillend, geen "correct", wel wat het beste klinkt):
    • Temperatuurwoorden verwijderd, vervangen door sync-status, PIR ON/OFF, lineaire seconden.
    • "MINUTES" → "MINUTE" bij 1 minuut over/voor.
    • "A" toegevoegd voor "KWART" over/voor.
    • Ontbrekende "ELF" toegevoegd (per Wouter Devinck's notities).
    • 12:00 → "TWELVE OCLOCK IN THE AFTERNOON".
    • 00:00 → "TWELVE OCLOCK AT NIGHT". Na middernacht altijd "IN THE MORNING".
    • "O'CLOCK" → "OCLOCK" (zonder leesteken).

Stap 3: Behuizingontwerp

Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden

Mijn klok is dieper (34mm) dan Wouter's (21mm) door handgemaakte matrix. Om het minder bulkig te laten lijken:

  • Achterplaat zwart, voorplaat wit – oog focust op smalle witte 14mm rand.
  • Achterplaat 10mm korter aan onderzijde en zijkanten – versterkt illusie.
  • 4mm glas 1-2mm korter dan voorplaat – verbergt glas.
Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden
Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden

Vanuit extreem zijhoek ziet mijn klok bulkier eruit. Maar naar voren toe verdwijnt de achterplaat uit zicht – alleen de smalle 14mm voorplaat zichtbaar. Mijn 34mm klok lijkt nu even slank als Wouter's.

Stap 4: Bediening

Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden

TTP223 touch-modules in de vier hoekjes van het display.

Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden

Knoppen hebben verschillende functies per modus (zie tabel).

Stap 5: Automatische zomer/wintertijd

Niet gebruikt.

Stap 6: Displaymodi - Klokken & Omgeving

Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden
Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden

Animatie 1: 4 modi – woordklok, digitale klok, temperatuur/vochtigheid, analoge klok.

Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden

Animatie 2: Opstartmodus scrollt versienummer, makernaam, kloknaam.

Stap 7: Displaymodi - Spellen

Drie klassieke spellen (code ongewijzigd van Catalaanse klok).

Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden

Conway's Game of Life: Oneindig 2D-rooster van cellen (levend/dood). Elke cel interageert met 8 buren. Regels: onderbevolking (<2 buren) → dood; 2-3 buren → leeft; overbevolking (>3) → dood; exact 3 buren bij dode cel → leven. Generaties lopen synchroon.

Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden

Simon: Geheugenspel – kopieer computerreeks. Dubbel tik op laatste invoer om beëindiging. Score bij falen.

Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden

Tetris: Sovjet puzzelspel (1984). Knoppenbesturing nog verbeteren.

Stap 8: Prototypen

Testen met originele DOT-matrix LEDs op MAX7219-boards.

Let op: deze tijdelijke wijziging is alleen nodig om code te testen op de meegeleverde DOT-matrix displays.

Je kunt software/woordinstellingen in miniatuur testen voordat je de full-size versie bouwt. Bedrading naar DOT-matrix LED moet aangepast worden aan software-aansluitingen.

Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden

Module bedrading voor mod. Buig pins 16, 15, 3, 4, 10, 11 90° (bovenste omhoog, onderste omlaag). Plaats LED-matrix in socket – deze pins zijn nu niet verbonden. Soldeer linkdraden van socket achterkant naar uitstekende matrixpins:

  • LEDA → Pin 16
  • LEDB → Pin 15
  • LEDG → Pin 3
  • LEDF → Pin 4
  • LEDE → Pin 10
  • LEDC → Pin 11
Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden
Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden

Met multimeter uitgebuzzd. Tabel toont waar softwarepinnummers afwijken van LED-pinnummers op displayboard.

Print miniatuur woorddisplay (62×62mm) op wit papier voor test.

Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden
Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden
Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden

Let op oriëntatie van displayboards ten opzichte van softwarelayout. Rotatie behouden als Wouter Devinck klok.

Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden

Kleine drukknop onder temp/vocht-sensor test 30s-synchronisatie. Touch-modules linksonder op breadboard. Weinig draden – meeste bedrading zit in displaymatrices. Ik testte veel woord/klok-ontwerpen op dit bord voordat ik de finale klok bouwde.

Stap 9: Geteste gemodificeerde modules

Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden

Testsketch laat elke LED van linksboven naar rechtsonder oplichten. 5 draden naar Nano en MAX7219, Nano via USB voeden. Sketch laden en laten lopen.

Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden

Elke module apart testen. Testsketch in bijgevoegd zip-bestand.

MAX7219_LED_Test.zip

Stap 10: Tijd-naar-woord mapping

Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden

Geen harde regels – stel woorden in zoals jij de tijd zou zeggen. Mijn wijzigingen ten opzichte van Wouter:

  • "MINUTES" → "MINUTE" bij 1 minuut over/voor
  • "A" voor "KWART" over/voor
  • 12:00 → "TWELVE OCLOCK IN THE AFTERNOON"
  • 00:00 → "TWELVE OCLOCK AT NIGHT"
  • Na middernacht altijd "IN THE MORNING"

Makkelijk in software aan te passen.

Word%2Bto%2BTime%2BTranslations.xlsx

Stap 11: Voeding

Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden

Ik gebruik een gemeenschappelijke 12V-voeding voor diverse circuits in huis. Lokaal per circuit naar 5V met een 5V-module. Mijn voeding heeft 18 apart bezorgde 12V-circuits (2A zekering), 9 batterijgebufferd. Klokboards hebben eigen zekering.

Voor enkel deze circuit: elke geregelde 5V-voeding die de stroom kan leveren.

Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden

Voedingsboard op veroboard met MP1584 miniature voeding (12V→5V).

Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden
Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden

Twee extra voedingsboards op veroboard voor extra voedingspunten. Eén houdt de buzzer.

Stroomverbruik: Laag helderheid 30mA, vol helderheid 250mA (variërt met aantal LEDs). Zonnige dag: helderheid ~10 (2/3 van max). PIR aan → aanzienlijke reductie. Minimaal 500mA voeding aanbevolen. Hangt af van LED-type.

Stap 12: Module-interconnecties

Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden

Meeste modules direct op Arduino Nano. MAX7219-boards alleen via module 01 aan Nano, rest daisy-chained. Elke 8×8 LED-matrix op een MAX7219-module. Meeste bedrading: MAX7219 ↔ LED-matrices. Afstand Nano ↔ 1e MAX7219 en tussen MAX7219's zo kort mogelijk. Voeding aan beide uiteinden van daisy-chain (meeste stroom hier).

Stap 13: Bouwvolgorde

Volgorde na afloop prototypen en softwarewijzigingen.

Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden
  1. Vinyl transfer printen laten
  2. Glas snijden
  3. MDF-platen zagen (voor/achter)
  4. Gaten in voorplaat voor LEDs
  5. MDF schilderen
  6. Sensorgaten in glas
  7. Vinyl transfer op achterkant glas plakken
  8. Sensorgaten in MDF voorplaat
  9. Sensormodule-niches in voorplaat
  10. Achterplaat zagen + 4 toegangsgaten voor sensoren
  11. Melamine randstrips (wit voor, zwart achter)
  12. Achterplaat aan voorplaat schroeven
  13. Veroboards maken (1 voeding, 2 verdeling)
  14. 4× MAX7219 boards modificeren + bedrading naar LEDs (alleen MAX7219-kant voor nu)
  15. Alle modules en veroboards op achterkant voorplaat monteren
  16. 4 LED-matrices op voorplaat bouwen + 256 LEDs solderen
  17. Alle plus/minus voedingsdraden van voedings-veroboard en verdelingsboards
  18. Alle voedingsdraden aan modules
  19. Alle bedrading naar Nano, MAX7219, RTC, tempsensor, touch-sensors, buzzer
  20. Alle kabelbomen van gemodificeerde MAX7219-boards naar LED-matrices per bedradingstabel
  21. PIR-module op afstand aan klok + PIR-aansluiting
  22. 30s-sync aan masterklok (indien nodig)
  23. Glas frontpaneel monteren met Chicago-bouten + touch-sensors tegelijk
  24. Testen

Ongeveerlijke bouwtijden in tabel (variërt per vaardigheid/tools/ruimte). Tel ~40 uur extra voor prototypen/programmeren.

Stap 14: Vinyl-sticker

Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden

Ontworpen in Inkscape (gratis, professionele vectorsoftware, Windows/Mac/Linux, SVG-formaat). Origineel ontwerp van Wouter Devinck van GitHub, aangepast in Inkscape. Veel versies getest op miniatuur-prototype voor finale ontwerp.

Let op: Spiegelbeeld laten printen!

Geleverd door Regal Signs & Graphics: zwarte vinyl, spiegelgesneden, letters uitgeweed, met applicatietape, ~€27 incl. BTW. In veilige kartonnen buis bezorgd. Formaatproblemen opgelost via Illustrator EPS-export.

Mijn Inkscape-bestand: Brett11_print_ready.svg

Letters waren al uitgeweed – bespaart tijd. Sticker heeft plastic film aan voorkant, applicatiepapier achterkant. Normaal: film af, plakken, applicatiepapier af. Ik liet applicatiepapier zitten als diffuser voor LEDs. Overmatig papier afgeknipt voor plakken.

Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden

Plakken: YouTube-tutorials bekijken. Glas met geacitoneerd reinigen, stofvrij. Handschoenen aan. Glas besproeien met zeepwater. Langzaam plastic film aftrekken (scherpe hoek, letters blijven op transferpapier). Op nat glas aanbrengen – water laat schuiven. Creditcard van centrum naar buiten voor luchtbellen. Over Nacht laten drogen. Van achterkant vinyl over 4 montagegaten in glas wegknippen.

Glas

Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden

4mm floatglas, 500×500mm, randen gepolijst. Lokale glashandel €20. 5mm gaten in glas met 5mm glasboor. Aceton reinigen, handschoenen, zeepwater, film langzaam af, plakken, creditcard, drogen, gaten vrijknippen.

Stap 15: Hoofdborden deel 1

Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden

Hoofdbord: 2× 14mm MDF. Achterplaat 10mm kleiner op 3 zijden. Voorplaat witte randen, achterplaat zwart – visueel 14mm dik.

Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden

Origineel: 1× 18mm MDF met uitgefreeste achterkant. 2 platen = sneller, minder stof. Voorplaat 503×503mm (1,5mm overlap rondom glas voor bescherming).

Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden

Achterplaat met jigsaw uitgezaagd – 14mm componentruimte. Diepste PCB (MAX7219) 10mm. Achterplaat aan voorplaat lijmen/schroeven.

Voorplaat constructie

256 LEDs schijnen door 6,5mm gaten met 18mm verteergaten voor letters/cijfers.

Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden

Bord gemarkeerd voor boorposities midden van elk teken. 500mm display: vinyl gemeten, tekens 25mm uit elkaar, beginnend 62,5mm vanaf rand. Lijnen getrokken, snijpunten = boorpunten.

Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden

Bovenrand als datum, elke rij gemarkeerd. Herhaald voor kolommen met linkerrand als datum.

Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden

Snijpunten = middelpunt 6mm LED-gaten en 18mm verteergaten.

Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden
Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden

Automatische centrumpons (of nagel/schroef) op 256 snijpunten. Boor 256 LED-gaten (6mm) met ponsgaten als gids. Daarna 256 18mm verteergaten met 20mm verteerboor.

Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden

Verteerjig van afvalhout: gat voor boorfutje, teststuk MDF voor correcte diameter/diepte. Hoofdbord 256x boren met jig.

Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden
Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden

Bord afstrijken, MDF-primer, wit schilderen (verteergaten reflecteren licht). Zwarte rand om buitenrand (glas 1mm korter). 4× 5mm gaten in hoeken voor Chicago-bouten (houden glas, touch-sensors, touchpads). Bouten 3mm as, rubbertape om as voor glasbescherming.

Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden

Bord omdraaien, voorstnerboor voor niches touch-sensors (verspringend t.o.v. vorige gaten).

Wandbevestiging

Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden

2× metalen lijstophangbeugels, ingevloeid in frame. 2× 2" zinkschroeven met spanning voor stofafdichting.

Stap 16: Touch-sensor montage

Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden

Touch-sensormodules vastgezet met Chicago-bouten (fungeren als touchpads). 5mm gat in sensorpad voor bout. Sensorpad geïsoleerd door MDF + plastic ring.

Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden
Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden
Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden
Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden

Stap 17: Elektronische componenten & modules

Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden

ATmega328 pinout voor prototypen op Arduino Uno. Pin 07 (BST) niet gebruikt. Pin-nummers = Arduino IDE nummers.

Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden

LEDs

Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden

Koop LEDs van betrouwbare bron – branden uren per dag. Ik had LEDs die na weken faalden.

Mijn LED-specs: 5mm wit plat-top, pure consistente kleur, wijdestraal ultrahelder. Kleur: Wit, 256 stuks, ronde plat-top lens, kristalhelder, 13000 mcd, 3,2-3,8V, 20mA (typisch), 30mA (max), 120° kijkhoek.

DHT22 Temperatuur & Vochtigheidssensor

Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden

Goedkope digitale sensor. Capacitatieve vochtigheidssensor + thermistor. Data elke 2 seconden. Aansluiting: pin 1 → 3-5V, pin 2 → data, pin 3 → ground. Boven- en linkervent van DHT22 afgeklebt (geen inwendige temperatuur, geen stof).

Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden

DHT22 met rechter open kant dicht tegen achterdeksel. 2 kleine gaten in onderrand achterplaat voor luchtcirculatie.

Arduino NANO – specificaties (zie bron voor details).

TTP223 Touch-sensormodule

Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden

Module gebout aan voorpaneel via glasmontagebouten. Bout door 5mm gat in sensor. Bout geïsoleerd door plastic rings. 4 modules (elke hoek). LEDs op modules verwijderd (afbreken) voor stroombesparing.

Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden

DS3231 AT24C32 I2C Precision RTC-module

Module geleverd met Li-ion oplaadbare accu. Ik gebruik niet-opladbare accu → weerstand R5 verwijderd.

Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden
Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden
Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden
Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden

MAX7219 Displaymodule

Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden
Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden

MAX7219 LED-stroombepaling

Max stroom via enkele weerstand R1 op module. Waarde uit tabel. Module geleverd met 10kΩ – vervangen door passende weerstand voor je LEDs. Mijn LEDs: 3,2-3,8V @ 20mA (max 30mA). Voor lange levensduur 20mA → 22kΩ (geeft ~20mA bij piekhelderheid). Zie automatische helderheidsinstelling.

Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden

1088AS LED Dot Matrix display – voor prototypen, niet in eindproject.

Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden

LDR

Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden

LDR meet omgevingslicht: ~500Ω (helder) – 10MΩ (donker). Onder klok op achterplaat.

Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden
Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden

Naast LDR: gat voor toegang tot trimweerstand voor helderheidscalibratie.

Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden

Stap 18: Stofafdichtingen

Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden

Twee stofafdichtingen:

  • Achterplaat: 2mm zacht schuimrubber, zelfklevend, 5mm gat tot rand. Onder spanning bij ophangen – afdichting muur.
  • Voorplaat: zelfamalgameerende rubberstrip 5mm van rand. 4 kleine vierkante rubberstukjes rond gaten in glas tegen barsten bij aandraaien Chicago-bouten. Gaten in rubber met leerpons.
Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden
Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden

Stap 19: Schema

Nano-verbindingen (volledig formaat in hardware-tab).

Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden

MAX7219-verbindingen (4 modules + LED-matrices).

Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden
Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden
Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden
Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden
Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden

Let op: LED-displaymatrices zijn 90° tegen de klok in gedraaid t.o.v. elkaar, beginnend bij matrix 01. Matrix 01 input: Arduino CLK, DIN, LOAD. Output → input matrix 02, etc.

Stap 20: Bedrading – LED-matrices bouwen

Module-locaties

Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden

4 sensoren in niches achter achterplaat. Gaten in achterplaat voor toegang Chicago-bouten/sensorpads. 4 MAX7219-modules gesoldeerd, gecentreerd bovenin – korste datalinks. Nano links van MAX7219, RTC rechts. RTC-batterijhouder in voorplaat ingelaten. Veroboard voeding onderaan. 2 verdelingsborden bovenaan. Hoofd 5V 2A naar beide verdelingsborden. MAX7219-voeding via linkerbord, daisy-chain, uitgang 4e bord – 0V en 5V aan beide uiteinden.

Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden

LED-locaties: 4 matrices van 64 LEDs (1-4), corresponderend met MAX7219 1-4 (links naar rechts, achterkant = gespiegeld).

Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden

Elke matrix: 2 typen busbars per module. Kathode-bus 10mm hoog, anode-bus 2mm hoog. 8 kathode + 8 anode busbars per module. 16× 15mm paneelpennen in bord gehammert voor 10mm kathode-bus ondersteuning.

Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden

Pennen 5mm ingehammert (10mm metaalstaaf als maat) → 10mm ondersteuning. Pennen corresponderen met dikke delen bord (niet LED-niches aan voorkant).

Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden

0,9mm koperdraad gesoldeerd aan elk paar pennen = kathode-busbar. Let op rotatie per module en spiegeling (achterkant).

Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden

Anode-busbars (rood) op LED-anodes ~2mm van bord. Geen pennen nodig.

Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden

Stap 21: LEDs bedraden

Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden

Schema: kathode-busbars verticaal, anode-busbars horizontaal. 8mm verticale scheiding.

Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden
Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden

LEDs van achteren aangesloten. Posities gespiegeld en 90° geroteerd t.o.v. volgende module – complex. Tabel toont LED-posities (blauw) en busbar-matrixposities (zwart) zoals vanaf achterzijde zichtbaar.

Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden

LEDs in jig gebogen (constante positie, sneller). 4 buigen per LED (2 per been) = 1024 buigen totaal. Kathodebeen 90° t.o.v. anode.

Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden

Matrixrasters aangesloten op MAX7219-pinnen per lay-outtabel.

Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden

16 draden per module. 50-adrig 0,5mm kabel (laatste 14 kleuren gedupliceerd). Module 4: Sl/Vi aan begin gemist, aan eind toegevoegd.

Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden

Tabel 1: Module LED-matrix bedrading kleurcode.

Stap 22: MAX7219-modules modificeren

Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden

Voordat draden aangesloten kunnen worden, modules modificeren.

Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden

2 sets van 8 90°-pinconnectors solderen aan onderrand bestaande LED-matrixconnector.

Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden

Gemodificeerde module met 90° connectors aan onderkant oude connector. Draden naar LED-matrix op hoofdbord per kleurcodetabel.

Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden

Zijaanzicht: connectors gesoldeerd net boven PCB aan oude connectorpennen. Let op: bij geen SMD-componenten moeten 90° connectors eventueel ingekort worden (R1, C1, C2).

Automatische helderheidsinstelling

Klok past helderheid automatisch aan aan omgevingslicht.

Bij eerste installatie kalibreren op maximum lichtniveaus op locatie.

Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden

Mobiel/laptop via kabel aan mini-USB klok, seriële monitor openen (bijv. Slick USB 2 Serial Terminal op Android via OTG).

Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden

Na herstart: data op scherm. Let op light reading en bright. Schroefdraaier in toegangsgat naast lichtsensor. Draaien tot light reading = 600 (of waarde in brightness.cpp) en bright = 15. Nu max helderheid bij max omgevingslicht. Te ver draaien → light reading >600 maar bright blijft 15. Dimmer over heel bereik → light reading <600 bij max licht. Bij bright=15 max stroom naar LEDs (bepaald door R1/RSET op MAX7219, kies passend voor je LEDs).

Stap 23: Mini-USB poort bedraden

Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden

Mini-USB socket in rechterkant achterplaat voor programmeren/lichtniveau-controle. 25cm 90° rechterhoek mini-USB man-naar-vrouw verlengkabel, isolatie/mantel afgestript voor scherpe hoeken/ruimte.

Stap 24: PIR-gestuurde display-uitschakeling

Optioneel – Doppler-radar kan in plaats daarvan in de klok.

PIR ingeschakeld via woordklok-menu (linksonder PIR On, rechtsonder PIR Out) → display aan bij beweging. Geen beweging → display uit na ingestelde tijd. "PIR ON" / "PIR OFF" wordt getoond. PIR uit = display altijd aan.

PIR-module in gemodificeerde chrome schakelaardoos in gipswand. Doos bevat ook uitschakelaar voor klok. Module klein – kan in tiny behuizing. Werkt niet door glas – gat in glas nodig (grote gatfrees).

Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden
Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden

Lege chrome schakelaarplaat + inbouwdoos voor voedingsschakelaar + PIR. 2 gaten in plaat (schakelaar + PIR-lens). Centrumpons, voorboor, uitboeren, stapsnijder voor PIR-gat (wrijving).

Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden
Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden

12V + op schakelaar, 0V op aardschroef. 12V terug naar klok PSU veroboard via andere schakelaarcontact + aard. 5V van PSU naar PIR. 5V + PIR-signaal naar klok op PCB-header-sockets. Sync-kabel op header-pinnen → masterklok 30s-sync via enkele header-socket.

Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden

PIR heeft 2 trimweerstanden: gevoeligheid en activatieduur.

PIR Aan/Uit: In woordklok-modus: linksonder touch → PIR aan, rechtsonder → PIR uit. PIR uit = display permanent aan. Bij wijziging "PIR ON" of "PIR OFF" 5 seconden getoond. Bij opstart: PIR uit. Direct aanzetten → display gaat uit (PIR initialiseert ~1 minuut).

Stap 25: Doppler-radar optie

Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden

Doppler-radar (optioneel) ipv PIR. Ingeschakeld via zelfde menu. Checkt elke 15 minuten op beweging. Geen beweging → display uit tot herdetectie. "PIR ON"/"PIR OFF" weergave. In tegenstelling tot PIR: ziet door glas/plastic, in klokbehuizing achter glas/PVC-sticker. Bereik ~5m.

Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden
Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden
Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden

Stap 26: PIR/Doppler aan-uit besturing

Zelfde als stap 24: linksonder = aan, rechtsonder = uit. "PIR ON"/"PIR OFF" 5 sec getoond. Opstart = uit. Direct aanzetten → display uit (initialisatie ~1 min).

Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden
Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden

Stap 27: Automatische helderheid instellen

Zie stap 22. Kalibratie bij installatie: seriële monitor, schroevendraaier in toegangsgat, light reading = 600, bright = 15.

Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden
Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden

Stap 28: Klok instellen

In digitale klok-modus: linksonder touch → tijdinstelmodus.

Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden

Uurcijfers knipperen 2x/sec. Functies:

  • Rechtsboven: uur/minuten omhoog
  • Linksboven: uur/minuten omlaag
  • Linksonder 1e druk: instelmodus, uren selecteren
  • Linksonder 2e druk: minuten selecteren
  • Linksonder 3e druk: instelmodus verlaten, tijd zetten
  • Rechtsonder: seconden resetten naar 00

Stap 29: Synchronisatie

Met 30s-masterklok-synckabel: klok springt naar 30 seconden als afwijkend. Zonder masterklok: valt terug op onboard temperatuurgecompenseerde RTC (zeer nauwkeurig kwarts). Seconden ruw instellen (±10s) en wachten op sync buiten instelmodus.

Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden

Animatie: woordklok loopt voor. Elke 30s sync-puls van masterklok (op hele en halve minuut) synchroniseert op 30s. Klok negeert 0s-puls. Sync alleen bij 20s over/voor. Normaal: correctie <1s, "SYNC" zichtbaar zonder zichtbare secondencorrectie.

Stap 30: Software & wijzigingen

Software downloadbaar via software-tab. Modules:

  • Brett_wordclock_v4_3.ino Hoofdprogramma (kortste code, -10% grootte). Thx srdevil voor seconden-display update.
  • brightness.cpp/.h Automatische helderheid
  • character.cpp/.h Tekendefinities
  • credits.cpp/.h Credits
  • display.cpp/.h Display & LED-functies
  • life.cpp/.h Game of Life
  • serial.cpp/.h Seriële poort setup-menu
  • simon.cpp/.h Simon Says
  • temphum.cpp/.h Temperatuur/vochtigheid
  • tetris.cpp/.h Tetris
  • time.cpp/.h Woordklok, digitale klok
  • timeanalog.cpp/.h Analogeklok
  • touchbuttons.cpp/.h Touchknoppen, modusschakeling

Derde-partij bibliotheken:

  • Chronodot.cpp/.h (DS3231)
  • DHT.cpp/.h (DHT22)
  • LedControl.cpp/.h (MAX7219)
  • stc.cpp/.h/platform.h (Simple Tetris Clone)
  • pitches.h (Notenfrequenties Arduino)

Vergelijk mijn code met "Catalaanse code" voor begrip. Mijn wijzigingen gemarkeerd met //Brett.

Code wijzigen: Niet goed in coderen? Experimenteer om te begrijpen. Ik bewaar elke versie bij iedere wijziging – bij fout terug naar vorige versie. Versienummer in credit.h rond regel 47 bijhouden.

Kort handleiding voor woorden/weergave wijzigen:

WOORDEN staan in time.h

Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden

Regel 52: const byte w_the[3] PROGMEM = { 0, 0, 3 };

"THE" wordt gedefinieerd met LED-locaties { 0, 0, 3 } = eerste LED rij 0, 3 LEDs breed. Letters "THE" liggen hier → woord getoond. "TIME" = { 0, 4, 4 } (rij 0, 5e LED, 4 LEDs).

Wanneer woorden branden – in time.cpp

Precisie Woordklok: Minuutnauwkeurige Tijdweergave in Woorden

Regel 695+: regels voor woorden per tijd. Middernacht (00:00) → "THE TIME IS TWELVE OCLOCK AT NIGHT". "THE TIME IS" altijd (regel 687). Minuut=0, uur=0 → woord "TWELVE" + "OCLOCK" + "AT" + "NIGHT". Alle tijdcombinaties gedekt.

Analoge klok code-wijziging – verhoogde tijdresolutie

Srdevil stuurde code-wijziging: bij 18:00 wijzers omhoog/omlaag. Bij 18:59 wijst kleine wijzer nog steeds volledig naar beneden (lijkt 17:59). Aanpassing: na HH:15 beweegt kleine wijzer al naar volgende uur. Resolutie tussen HH:15 verhoogd. Code in reacties of hier.

Code

  • Brett_wordclock_v4_5.zip Arduino – In Arduino IDE laden
Geen preview (alleen download).

GitHub

Custom parts en behuizingen

Vinyl-sticker ontwerp in Inkscape (gratis download) – aanpasbaar.

brett11_print_ready_6bbpMTDyFa.svg

Schema's

Hoofdbord verbindingen + MAX7219 module 01-04 LED-verbindingen (5 afbeeldingen).

Productieproces

  1. Koekeklok: geschiedenis, vakmanschap en moderne evolutie
  2. Analoge Sensoren Meten op de Raspberry Pi met een Enkele GPIO-pin
  3. Bouw een retro Numitron-klok met Arduino: Eenvoudig, betrouwbaar en energiezuinig
  4. DIY Arduino Woordklok – Bouw een Elegant Real-Time Display
  5. Bouw een Arduino Real-Time Clock voor Islamitische Gebedstijden
  6. Arduino Temperatuurbewaking & Realtime Klok met 3.2" TFT-display
  7. Bouw een Italiaanse Woordklok met Arduino Nano, NeoPixel, LCD en RTC
  8. Bouw een betrouwbare wekker met DS1302 RTC en Arduino UNO
  9. Silicone 3D-printen: De Volgende Grens in Additieve Productie
  10. Productiekneppelpunten elimineren: 5 bewezen tools voor productie-efficiëntie
  11. Python timeit() – Uitvoeringstijd meten met praktische voorbeelden