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:
============================================================================================== 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):
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:
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):
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:
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 ;)
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: 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: 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: 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:
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!
[ 此帖被yanzeyuan在2011-07-14 00:55重新编辑 ]