基于3D打印+Arduino的LED时钟
2019-07-2210.1万
精华项目
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本项目是一个基于3D打印和Arduino的LED时钟制作教程。主要材料包括Arduino Nano、DS3231时钟模块、WS2812B灯带等。通过详细的步骤指导，从设计思路到组装调试，帮助用户轻松完成一个功能齐全的LED时钟。成品不仅能够显示时间，还具备日期、温度显示等功能。适合零基础的新手尝试，特别适合STEM教育场景。
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成品效果  -----------------------------------------------前言--------------------------------------------------- 最近瞎逛Thingiverse找3D模型时，无意间看到某个外国小哥做的Grid LED时钟。觉得挺好看，想到家里刚好缺个时钟。那就动手整个吧。然后开始研究外国小哥的作品，发现他做了好几个版本，还有加长版（如下图），感觉有点长。   --------------------------------------------设计思路------------------------------------------------ 1、翻看外国小哥的制作说明，一开始想直接用他的模型的，但是他的作品不是太长就是太短。短的显示4位数时间（24小时制）有点紧凑，长的我又不是很喜欢。 2、想要显示4位数时间（24小时制），至少都要17x5点阵。还是自己用solidworks画结构吧。 3、一开始想做锂电池供电式的，后来发现这么多灯珠实在耗电，还是选择做插电式的。 4、用Excel模拟排版，方便灯带安装和编程。  -----------------------------------制作过程---------------------------------- 一、材料准备 主要材料清单如下： 1. Arduino Nano及数据线 x 1； 2.DS3231时钟模块 x 1；（功能很强大的一个时钟模块，精度高，且内置温度测量，但是温度误差±3℃） 3. 电源适配器5V/1A适配器（带DC5.5圆孔插头，有多余的usb充电器可以只买个USB转DC5.5电源线） x 1； 4.DC5.5圆孔插座 x 1； 5.WS2812B灯带2米，规格60灯/米，裸板带背胶；推荐灯带购买网址 6.电路板、排针、插座、导线若干（最好是22#线，因为这么多灯珠，电流还是蛮大的）。 7.3D打印结构，模型stl文件 LED_clock _STL_by lonnie.zip8.3x10mm自攻螺丝，8个。 可选材料： 1.有源蜂鸣器 x 1； 2.18B20温度传感器 x 1和4.7k电阻 x 1 ； 二、结构打印 1.主要结构都可以用0.2mm层厚进行打印，颜色还是建议黑色； 2.面板（白色蒙板）可以用0.1~0.2mm层厚进行打印，因为不同3D打印机切片软件识别度不一样，本来0.4mm厚度，使用0.2mm层厚只会打一层；   三、结构组装 组装部分我没拍到什么照片，因为比较着急做出来。 1.组装比较简单，先把左右前盖用卡扣连接；  2.先说明一点，因为灯带店家坑了我，说灯珠大小是5mm，产品图标明两个灯之间12mm，所以应该两个灯距17mm。等我安装时候才发现灯距是实际上是16.5mm，两个灯之间其实是11.5mm。造成的后果就是：设计的模型灯带固定间隔跟实际灯带灯珠间隔有误差。  3.灯带按17个灯珠为一条剪开，然后用导线连接起来。这里为什么从0号灯珠开始标注？因为灯带在编程控制上，第一个就是第0号。（注意检查，不要搞错方向和正负极，建议这里同步把电子部分制作出来，控制灯带显示一下，是否正常）。  4.然后把灯带背胶撕开，贴到并排的左右后盖上。因为间隔不匹配，所以就让中心的灯珠对齐左右后盖的中间。  5.把网格装上。  6.白色面板装上，可以用热熔胶固定旁边。  7.使用螺丝固定后盖和前盖，以及支架。（这里我没拍照，我就借用外国小哥的吧）  四、电子部分 1.使用数字引脚2，连接控制灯带； 2.蜂鸣器连接数字引脚6； 3.供电就接Arduino Nano的5V口； 4.18B20温度传感器接数字引脚3。（需要加多一个4.7k的上拉电阻）  5.把电路部分塞到电路盒子里面。可以用泡沫胶和热熔胶固定。  五、编程部分 1.使用Excel表格排版模拟，显示什么数字时，哪些灯要亮。然后苦逼地编写了显示字库。（这里写的有点晕） 2.功能设计了时间显示、整点提示、日期显示、温度显示、星期显示，增加呼吸效果及半夜休息模式；具体可以详看程序 LED_clock by lonnie.zip3.需要DS3231时钟库文件； DS3231.zip4.灯带控制库文件； Adafruit_NeoPixel.zipDS3231和灯带库文件在Arduino IDE管理库那里都可以找到。 ---------------------------------------作品其他效果---------------------------------------- 最后因为放桌面有点碍地方，所以把它挂起来了。      |
