Maak een Modern Houten LED Klok met Arduino Nano en DS3231 RTC

Onderdelen en Benodigdheden

Apps en Online Diensten

• Arduino IDE

Over dit Project

In deze tutorial bouw ik een simpele houten LED klok, met moderne elektronica componenten en traditionele hout- en metaalbewerkingstechnieken.

Ik gebruik een 16x9 LED matrix van Adafruit als digitale klokweergave, aangedreven door een Arduino Nano en een DS3231 Real Time Clock (RTC) voor nauwkeurige tijdmeting. Ik laat ook zien hoe de mooie hergebruikte houten en aluminium behuizing gemaakt wordt. Alleen met simpele tools (plus kleine boorbank). Dit is een redelijk simpele elektronica build, ik veronderstel basiskennis van Arduino en het vermogen om wat simpele soldering te doen.

Als je meer geïnteresseerd bent in elektronica dan houtbewerking:

Het is prima mogelijk om de behuizing van MDF te maken, een elektronica projectdoos te gebruiken, laser gesneden, CNC of 3D geprint behuizing en de houtbewerking delen over te slaan.

Als je meer geïnteresseerd bent in houtbewerking dan elektronica:

De elektronica voor dit project is redelijk simpel. Ik raad aan eerst vertrouwd te raken met Arduino via een getting started tutorial. Als je niet geïnteresseerd bent in elektronica kun je een klein analoog klokkit monteren of componenten van een kant-en-klaar digitale klok gebruiken.

Veiligheidsbericht: Dit project betreft hoge snelheid boren, draaibank, metaalbewerking en zeer scherpe tools. Draag altijd veiligheidsbril bij boren of gebruiken van de draaibank. Houd handen weg van de scherpe snijden van beitels, messen en hobels. Snijd altijd van jezelf af. Wees voorzichtig!

Stap 1: Bekijk de Build Video

Ik heb een video gemaakt die het bouwproces laat zien. Geniet ervan en bekijk mijn andere build video's. Overweeg om mijn kanaal te abonneren.

Stap 2: Verzamel Tools en Materialen

Elektronica

• IS31FL3731 LED I2C driver
• Warm white 16x9 charlieplexed LED grid
• DS3231 Real Time Clock
• CR2302 batterij voor de RTC
• Arduino Nano
• Solderloos Breadboard voor prototyping
• Breadboard draden
• Elektronica perf board als boorsjabloon
• Isolatieband
• Solder en solderbout

Hout en Metaalbewerking

• Scherpe beitels en hamer
• Hobel om hout op te schonen
• Kleine zaag
• Handfreeskle
• Afwerkolie
• Schuurpapier
• Boormachine of boorbank met 1mm en 4mm boortjes
• Metaal vijl
• Draaibank met snijschijf en slijpschijven
• Metaalzaag
• Lijmpistool
• 5-minuten epoxy
• Stanleymes

Materialen:

• Blok hout voor de behuizing. Mijn maat: 8.5cm x 6.5cm x 4.5cm.
• 5mm aluminium plaat (optioneel)
• 4 kleine houtschroeven

Stap 3: Bouw de Elektronica en Upload de Arduino Sketch

Solder de LED's IS31FL3731 breakout board aan de LED matrix. Adafruit heeft gedetailleerde instructies hier.

Bouw de schakeling op het breadboard volgens het schema. Het schema is ook hier te bekijken.

Installeer de Arduino Sketch

De Arduino sketch is te downloaden hier. Download, open in Arduino IDE en upload naar de Arduino. Als alles werkt, moet de 16x9 LED de tijd tonen. Als de tijd onjuist is, volg deze tutorial om de RTC correct in te stellen.

Je bent nu klaar om de behuizing te maken.

Stap 4: Het Hout Prepareren

Ik gebruikte een stuk hergebruikt hardhout van 8.5cm x 6.5cm x 4.5cm (inclusief aluminium beugel). Zaag het hout tot de gewenste maat, maak het schoon met een scherpe hobel of schuurpapier. Nu gaat het boren van het gatraster voor de LEDs.

Stap 5: Boren van het Gatraster voor de LEDs

Ik had geluk: een elektronica perf board heeft gaten precies waar de LEDs zitten. Kies een plek op de voorkant voor het raster. Plak de perf board vast en masker een 16x9 gatraster.

Nu met de boorbank en 1mm boor, heel voorzichtig een gatraster boren met de perf board als sjabloon.

Stap 6: Achterplaat Afzagen

Ik zaagde een deel van het originele hout af voor de achterplaat. Dit zorgt ervoor dat de uiteinden van de vezels tussen het hoofdgedeelte en de achterplaat overeenkomen. Mijn achterplaat was 1/4 inch dik. Zaag dit stuk af en maak de zaagsporen schoon met de hobel.

Stap 7: Het Midden van de Doos Uithakken

Met een liniaal en/of merklijst, markeer het deel dat uitgehakt moet worden. Als je geen beitel wilt gebruiken, kan een boorbank met forstner boor of elektrische frees ook.

Hakte voorzichtig het materiaal weg om een holle doos te maken. Ik liet 1/4 inch materiaal aan alle kanten. Maak de bodem van de binnenkant schoon met een handfreeskle.

Notities over haken: Dezelfde techniek als een dato uithakken. Goede tutorial hier.

Over beitel veiligheid: Je kunt scheren met een scherpe beitel, dus veiligheid is belangrijk. Mijn regel: houd handen altijd achter de mes, nooit ervoor.

Stap 8: Maak de Aluminium Beugel (Optioneel)

Als je een aluminium beugel wilt, gebruik 5mm dik aluminium plaat en zaag het op maat met een metaalzaag. Aluminium is zacht en zaagt makkelijk. Boor met de boorbank een binnenste rechthoek. Gebruik de draaibank met snijschijf om de binnenste rechthoek uit te snijden. Maak de snijsporen schoon met een metaalvijl.

Plak de aluminium beugel met 5-minuten epoxy aan de houten doos. Wis eventueel overtollige lijm.

Stap 9: De Doos Afwerken

Boor 4 loodgaten in elk hoekje van de achterkant en boor ondiepe kwelgaten met een groter boortje. Schroef de achterplaat vast met kleine houtschroeven. Een beetje greep is nodig om in het aluminium te schroeven.

Schuur alles glad met P120 en dan P320 schuurpapier. Behandel de doos met een afwerking naar keuze. Ik gebruikte gekookt lijnzaadolie. Wees heel voorzichtig bij het aanbrengen van de afwerking op het gatraster want je wilt ze niet dichten. Ik gebruikte een beetje olie op een doek en dabde de olie over de gaten.

Je bent nu klaar om de elektronica te monteren.

Stap 10: Solder de Draden en Monteer de Elektronica

Gebruik het schema als gids voor de draadconfiguratie. Solder 12 draden in 4 'Y' configuraties. Ik gebruikte female-to-female prototyping draden. Isoleren de blootliggende solderen en draden met isolatieband of krimpkous. Herstel de schakeling zonder breadboard en controleer of het werkt.

Heel voorzichtig het LED raster met lijmpistool aan de bodem van de doos vastlijmen. Dit moet gebeuren terwijl de LED aanstaat zodat je kunt controleren of de LEDs lijnen met de gaten. Ik gebruikte blauw tape om het op zijn plaats te houden tijdens het lijmen. Plaats de rest van de elektronica in de doos. Gebruik de draaibank met een slijpschijf om een kleine uitknipping in het aluminium te maken voor de USB kabel. Boor enkele ventilatiegaten in de achterplaat, schroef hem weer vast en je bent klaar!

Stap 11: Conclusie

Bedankt voor het lezen van deze tutorial! Ik vind het leuk hoe dit project moderne elektronica combineert met traditionele hout- en metaalbewerking. Zeker iets wat ik vaker wil verkennen. Als je deze tutorial leuk vindt, volg me voor toekomstige projecten. En als je mijn video leuk vindt, abonneer op mijn kanaal.

Nogmaals bedankt!

Andrew

Mij:

• Instagram: @andrew_r_jones
• YouTube: @andii1701
• Twitter: @andii1701

Code

Arduino Sketch op GitHub

Download de Arduino sketch van GitHub: https://github.com/andii1701/led-clock

Schema's

Dit diagram toont de wiring van de elektronische componenten.