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[WiFi]【DIY新作】LED点阵时钟.3种字体.4种动画.自动旋屏.GPS校时【附原理图】 [复制链接]

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离线yanzeyuan
 

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只看楼主 倒序阅读 我要置顶 楼主  发表于: 2011-07-13
    半年来一直在 DIY 辉光管荧光管的时钟,其实算来,我最早DIY的时钟是LED点阵的。
    时隔3年,再次汇集这段时间以来的想法,重新DIY了一款简洁、实用、功能完备的LED电子时钟
    老规矩,先上图。SHOW TIME:

【DIY新作】LED点阵时钟.3种字体.4种动画.自动旋屏.GPS校时【附原理图】

【DIY新作】LED点阵时钟.3种字体.4种动画.自动旋屏.GPS校时【附原理图】

【DIY新作】LED点阵时钟.3种字体.4种动画.自动旋屏.GPS校时【附原理图】

【DIY新作】LED点阵时钟.3种字体.4种动画.自动旋屏.GPS校时【附原理图】

【DIY新作】LED点阵时钟.3种字体.4种动画.自动旋屏.GPS校时【附原理图】

【DIY新作】LED点阵时钟.3种字体.4种动画.自动旋屏.GPS校时【附原理图】



    ==============================================================================================
    具体的动态效果还要看视频:
    (由于摄像机同步的问题,拍出来的效果有点闪烁,实物看的时候没有任何闪烁感)

flash: http://www.tudou.com/v/DEuK7Y1tK88/&rpid=82079050/v.swf

    ==============================================================================================
    GPS校时的过程视频:
flash: http://www.tudou.com/v/mY0WCAH9ZMY/&rpid=82079050/v.swf

    ==============================================================================================
    先简单介绍一下本次DIY的LED点阵时钟功能:
    ■ 6个5*7方点LED点阵模块显示小时、分钟等信息;
    ■ 红外线遥控操作,时钟上只有一个按键,整体外表简洁;
    ■ 3种风格各异的字体可供选择;
    ■ 4种不同的动画切换特效可供选择;    ■ 采用DS3231做RTC,内置温补晶振,超高精度
    ■ GPS校时接口功能,可连接GPS接收机快速校准日期和时间;
    ■ 定时GPS校时功能,每周一早8点钟自动进入GPS校时功能(如果检测到未连接GPS,3秒钟内自动退出);
    ■ 自动旋转屏幕,时钟无论正放倒放,均可正常显示(不用为电源线在左边还是右边烦恼)。
    ■ 内置备份锂电池(CR1220),断电无需重新对时。
    ■ 可使用DC3.5-1.35的标准5V直流电源,并且内置MiniUSB接口,可适用电脑USB供电;
    ■ 内置锂电池保护电路和锂电池充电管理电路,可脱离电源,用锂电池供电;
    ■ 8级亮度调节功能,内置光敏电阻,可自动根据环境光线调整亮度,也可以指定亮度;
    ■ 内置蜂鸣器,可实现操作提示音和闹钟响铃;
    ■ 日期显示功能;
    ■ 星期显示功能;
    ■ 秒显示功能;
    ■ 室内温度显示功能(内置DS18B20温度传感器);
    ■ 两组闹钟功能(可分别设置,并独立打开或关闭某组时钟);
    ■ 激光切割亚克力板外壳(进口亚克力板材);  


    LED点阵的种类很多,常规的都是圆点、正方形,比如常见的8*8、16*16,这种可以用来显示任何图形、汉字、英文和符号

    还有一种常见的就是这次DIY用的类型,方点、长方形,5*7的点阵
    5*7的点阵其实也很常见,大多数电梯里都会用到,用它来显示楼层数字。

    上次DIY的LED点阵时钟用的就是5*7的无缝方点点阵,个人认为用它来显示数字和英文字符效果非常好。
    SHOW两张08年做的LED时钟的PP(目前一直是家里的最主要的时钟)

【DIY新作】LED点阵时钟.3种字体.4种动画.自动旋屏.GPS校时【附原理图】

【DIY新作】LED点阵时钟.3种字体.4种动画.自动旋屏.GPS校时【附原理图】


    所以,这次专门向LED点阵厂家订做了一款大尺寸的无缝、方点、5*7的红色LED点阵。  
    方点、无缝、宽40mm、高55mm,台湾芯片的红色LED基板。

    拿到LED点阵以后,感觉还不错,与我想象中一致;
    但是说是无缝,其实两个点阵拼在一起的时候,边缘点之间的间隔还是大了一些,不像8*8或者16*16点阵一样,拼起来间距完美。
    SHOW一下照片,高度跟信用卡高度差不多:

【DIY新作】LED点阵时钟.3种字体.4种动画.自动旋屏.GPS校时【附原理图】

【DIY新作】LED点阵时钟.3种字体.4种动画.自动旋屏.GPS校时【附原理图】

    5*7的点阵与8*8、16*16的点阵还有些不同,比如8*8的点阵,会有8个阳极和8个阴极,不用分共阳还是共阴。但是5*7的点阵就要分共阳还是共阴了,因为要么是5个阳极7个阴极,或者5个阴极7个阳极。
  
    在定做LED之前,做了一下大概规划,打算用HC595来做动态扫描,一共6个5*7点阵,组成30点一行,共7行的LED屏
    动态扫描行选用4953 MOS来做,行数据 用4片HC595来做,所以定制的5*7点阵是7个阳极5个阴极的点阵模块。

    电路原理也比较简单,选用STC12C56xxAD做MCU(虽然它只有2个定时器,而且还要完成串口波特率发生、动态扫描等等,但是用好了还是能够胜任的),74HC595做数据、4953做行选,DS3231来做时钟IC(自从放弃DS1302用上DS3231,才知道原来温补不是吹的,实在是准!),一个红外线接收头用来接收无线遥控数据,一个蜂鸣器一个DS18B20来采集室内温度。
    为了能使用锂电池供电,电路设计上还集成了锂电池保护电路、锂电池专用的充电管理电路。

    电路图文件在最后,需要的朋友可以自己去下载;

    SHOW一下PCB板(这次PCB板依然采用了1.6板厚,黑色阻焊,沉金工艺):

【DIY新作】LED点阵时钟.3种字体.4种动画.自动旋屏.GPS校时【附原理图】

【DIY新作】LED点阵时钟.3种字体.4种动画.自动旋屏.GPS校时【附原理图】

【DIY新作】LED点阵时钟.3种字体.4种动画.自动旋屏.GPS校时【附原理图】

【DIY新作】LED点阵时钟.3种字体.4种动画.自动旋屏.GPS校时【附原理图】

    这次回归了SMD,呵呵,几乎所有器件都采用了贴片封装
    而且电路板的高度与LED模块的高度一致,这样做出来的时钟没有臃肿的感觉。

    电路比较简单,并不复杂,焊接过程20分钟搞定;
    如果不打算安装锂电池的话,锂电池保护电路和充电管理电路不用装

【DIY新作】LED点阵时钟.3种字体.4种动画.自动旋屏.GPS校时【附原理图】

【DIY新作】LED点阵时钟.3种字体.4种动画.自动旋屏.GPS校时【附原理图】


    所有安装在背面的元器件高度都不超过3mm,当然电解电容和插接端子什么的,个子还是很高,所以它们被安排在了正面,LED点阵的两侧;

    为了尽量使PCB板与6个LED点阵的尺寸保持一致,PCB在长度上仅仅比6个点阵加起来的长度没边长出了10几个毫米。
    也就仅仅放下电源插孔、MiniUSB接口、蜂鸣器、一个电解电容、一个按键开关、光敏电阻、水银开关(回头会提到它是做什么用的)、GPS接口、红外线接收头等等。

    SHOW一下
    LED揭掉保护膜,效果很不错 ;)

【DIY新作】LED点阵时钟.3种字体.4种动画.自动旋屏.GPS校时【附原理图】

【DIY新作】LED点阵时钟.3种字体.4种动画.自动旋屏.GPS校时【附原理图】

【DIY新作】LED点阵时钟.3种字体.4种动画.自动旋屏.GPS校时【附原理图】

【DIY新作】LED点阵时钟.3种字体.4种动画.自动旋屏.GPS校时【附原理图】

【DIY新作】LED点阵时钟.3种字体.4种动画.自动旋屏.GPS校时【附原理图】

【DIY新作】LED点阵时钟.3种字体.4种动画.自动旋屏.GPS校时【附原理图】

【DIY新作】LED点阵时钟.3种字体.4种动画.自动旋屏.GPS校时【附原理图】


    LED点阵的厚度是10mm,其他的插孔、蜂鸣器等等的高度不超过8mm,所以根据这些器件的外形,用CAD绘制了绕开这些器件的图纸,然后用激光切割出完全符合外形的亚克力板材;

    一共3片4mm厚度的亚克力板,底下两片激光切割出相应的外形,包裹住插孔、按键等等,顶上一片完全盖住这些器件。
  
    这样,就能够使LED点阵两侧的器件完美的被包裹起来。

    先看一下全部的亚克力外壳全家福:

【DIY新作】LED点阵时钟.3种字体.4种动画.自动旋屏.GPS校时【附原理图】

【DIY新作】LED点阵时钟.3种字体.4种动画.自动旋屏.GPS校时【附原理图】


  
    然后是前面两侧各三片4mm厚的亚克力板,外加4颗12mm高的铜柱;

    SHOW一下效果图:

    【DIY新作】LED点阵时钟.3种字体.4种动画.自动旋屏.GPS校时【附原理图】

【DIY新作】LED点阵时钟.3种字体.4种动画.自动旋屏.GPS校时【附原理图】

【DIY新作】LED点阵时钟.3种字体.4种动画.自动旋屏.GPS校时【附原理图】

【DIY新作】LED点阵时钟.3种字体.4种动画.自动旋屏.GPS校时【附原理图】

    这样被包裹以后,感觉是一个完美的整体了;

    接下来是纠结的面板了:
    面板直接决定了时钟的美观程度,纠结了好久,跑了几趟亚克力销售加工的作坊;
    原本打算继续用透明的亚克力板做面板,后来试了试,感觉LED点阵前面黑白反差太大,而且两侧的元器件颜色各异,所以如果用透明的面板会显得有点杂乱,所以就开始考虑用带颜色的透明亚克力板材。
  
    但是这种带颜色的透明亚克力板材很少见,很多加工商都没有。曾经询问过,如果要进货的话,一张板是2.44*1.22米,380RMB一张,汗......
    不过最后还是终于拿到了最适合做LED点阵酒红色透明亚克力板材。

    上数控激光,切割完美:

【DIY新作】LED点阵时钟.3种字体.4种动画.自动旋屏.GPS校时【附原理图】

【DIY新作】LED点阵时钟.3种字体.4种动画.自动旋屏.GPS校时【附原理图】


    接下来是背面.......

    之所以被面所有的元器件高度不超过3mm,这样背面只需要一片亚克力板支撑,就可以完美的装上背部面板。
    为了把焊点空出来,不影响亚克力安装,依然是使用CAD绘制好图纸,激光切割

    SHOW一下效果图

【DIY新作】LED点阵时钟.3种字体.4种动画.自动旋屏.GPS校时【附原理图】

【DIY新作】LED点阵时钟.3种字体.4种动画.自动旋屏.GPS校时【附原理图】

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【DIY新作】LED点阵时钟.3种字体.4种动画.自动旋屏.GPS校时【附原理图】


  
    这里不得不提的是进口的亚克力板材,相当给力。
    原先做辉光钟的时候,用过一批国产亚克力板材,材质较差,激光切割时容易融化边缘,导致变形,还有就是厚度不均,如果这么叠放使用的话,很可能造成厚度不一,无法形成一个平面。还有一个重要的问题就是国产的亚克力板透光度较差,看起来不是那么高档;
  
    还有一点要提,就是这个电镀的内六角螺丝,配合这个面板还是很搭的!

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