Уличные часы на адресной светодиодной ленте

Владимир Макаров

Аннотация:
В прошлой статье я описывал комнатные электронные часы на адресной светодиодной ленте.
В этой статье представлен вариант построения уличных электронных часов с использованием адресной светодиодной ленты.
Часы отображают время суток, температуру и атмосферное давление.

Введение

Часы, которые представлены в данной статье построены на платформе Arduino Nano. Для получения данных о времени суток и температуре используется датчик часов реального времени DS3231RTC. Для получения данных об атмосферном давлении используется датчик атмосферного давления ВМР280.

Внешний вид уличных часов показан на рисунке.

Рисунок 1. Внешний вид часов

Демонстрация работы часов показана здесь:

Схема электрическая принципиальная

Схема электрическая принципиальная приведена на рисунке. В качестве центрального процессингового устройства используется платформа Arduino Nano v3.

Рисунок 2. Схема электрическая принципиальная

Устройство управляет адресной светодиодной лентой, выдавая по входу ленты DIN последовательность данных, содержащих информацию о цвете, насыщенности и яркости каждого элемента светодиодной ленты. В устройстве используется адресная светодиодная лента типа WS2812, 5 метров, 30 элементов/метр, класс защищенности IP67, питание 5 Вольт. В процессе работы защитная прозрачная оболочка была снята и защищенность ленты от капель влаги была обеспечена корпусом часов.

Сведения о времени суток и температуре окружающей среды устройство получает от Датчика реального времени и температуры DS3231RTC, подключенного к шине IC (контакты SCL и SDA).

Для установки значений часов и минут в Датчике реального времени используются три кнопки Пульта управления: «Выбор режима» (установка часов или минут), «Увеличение», «Уменьшение» (соответственно увеличение или уменьшение значений часов или минут).

Сведения об атмосферном давлении устройство получает от Датчика атмосферного давления ВМР280.

Для контроля освещенности места установки часов используется датчик на основе фоторезистора типа GL5516.

Питание устройства осуществляется от блока питания 5 Вольт 2 Ампера.

Конструкция устройства

Печатная плата

Устройство управления смонтировано на печатной плате, размером 60х60 мм.

Рисунок 3. Печатная плата со стороны дорожек

Рисунок 4. Печатная плата со стороны деталей

Расположение элементов устройства в корпусе показано на рисунке.

Рисунок 5. Расположение элементов устройства в корпусе

Светодиодная матрица

Адресная светодиодная лента нарезана на сегменты по 7 светодиодов в сегменте. Каждый сегмент наклеен на ДСП-матрицу, как показано на Плане матрицы. Концы сегментов соединены проводниками для восстановления целостности ленты.

Рисунок 6. План матрицы. Лицевая сторона

Для матрицы использована влагостойкая ламинированная доска ДСП размером 300х800мм. В матрице просверлены отверстия диаметром 25мм под каждый светодиодный элемент. Всего: 7х21=147 отверстий. Наклейка сегментов ленты выполнена клеем Момент. К началу ленты припаяны три проводника в общей ПВХ оболочке. Для подключения к устройству используется трех-контактный разъем. Обратная сторона матрицы полностью закрывается фанерой 3..5мм.

Рисунок 7. Матрица. Обратная сторона

С лицевой стороны матрица выглядит так, как показано на рисунке. Лицевая сторона в дальнейшем накрыта акриловым прозрачным стеклом, одна из сторон которого сделана матовой с помощь наждачной бумаги. Стекло устанавливается матовой стороной к матрице.

Рисунок 8. Матрица. Лицевая сторона

Защиту торцов матрицы от капель обеспечивает полоска прямоугольного профиля Knauf ПН 3000x28x27x0.6.

Устройство управления крепится на тыльной стороне матрицы.

Рисунок 9. Матрица. Тыльная сторона

Настройка устройства

Загрузка программы

Соединить USB-кабелем компьютер и плату Arduino. В среде IDE загрузить прилагаемый к настоящей статье скетч Address_Led_Clock_7x21.ino в устройство.

Установка времени суток

Нажмите кнопку «Выбор режима». Знакоместо часов будет подчеркнуто красной линией светодиодов. Кнопками «Увеличение» и «Уменьшение» установить текущее значение часа.

Нажать кнопку «Выбор режима» еще раз. Красной линией светодиодов будет подчеркнуто знакоместо минут. Кнопками «Увеличение» и «Уменьшение» установить текущее значение минут.

Нажать кнопку «Установка». Часы вернутся в режим отображения времени, температуры и атмосферного давления.

Приложение:

Address_Led_Clock_7x21.ino             Скетч для загрузки в Arduino.

Address_LED_Clock_7x21.dch           Схема электрическая принципиальная (DipTrace).

Address_Led_Clock_7x21.dip             Печатная плата (DipTrace).

Скачать архив