用電子學知識打造極簡風LED時鐘

二月 18, 2017
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時鐘──這項流傳數世紀的發明,至今仍持續激發出maker的無限創意。這款時鐘出自奧地利維也納一位電子工程系學生Peter Traunmüller之手(他平時也在電子工程相關領域兼差)。他將 60顆可編程的SK6812 RGB LED燈泡排成一圈,上頭蓋有霧面壓克力玻璃,打造出這款有型的時鐘。
來源
Imgur上,你可以看到詳細的製作過程。本文則是濃縮版。看完後,你也許也會突發奇想,自己用電子學知識設計一款LED時鐘,若你沒有靈感也無妨,在Etsy上也買得到他的作品。
Traunmüller原本想將這款時鐘當做聖誕禮物送給父母。他一開始先用3D電腦輔助設計軟體Solid Edge建模。模型包括時鐘的PCB印刷電路板和LED環,「這個步驟很重要,可避免初版的一些機械失誤。」他表示。
這個時鐘的背面有一個3D列印的X型部件,用來做為前方LED的支架,上方三角區剛好可以放置電子元件。X型支架內較小的環也是3D列印而成的,直接用SMX聚合膠水(類似矽利康)黏在壓克力玻璃上,以支撐整個時鐘。
這款LED時鐘之所以成功,都要歸功於Traunmüller的個人背景,以及他深藏不漏的電子學涵養:
「我花了很多時間與這些東西為伍,而且我平常工作和學習的環境,也總是圍繞著電子專題。我特別偏好小小的的8針腳微控制器,它可以完成一個時鐘應該具備的所有功能。我第一個完成的時鐘原型就是用家裡現成的材料,在一天內就做好了。」
Traunmüller以電子學的方式做過幾次修改,前兩次是洞洞板版本,後來換成印刷電路板。這塊板子搭載了ATtiny85控制晶片和DS3231實時時鐘(RTC),以保持與正確時間的同步性。
時間設定則主要依靠兩個按鍵。若要調整預設亮度,時鐘底部有供螺絲起子調整的地方。上頭也安裝了或光敏電阻,LED亮度會因應周圍環境的亮度自動調整。光感測器和為其提供電力的USB電源連接器則安裝在時鐘底部,以免受到LED的干擾。
套用Traunmüller的話來說:
「前兩個洞洞板版本以手工焊接,是為了要摸熟時鐘運作的原理。當我發現LED亮度太高,讓我不得不在晚上關掉它後,才想到加上光感測器。DS3231實時時鐘也差點沒有空間放入,因為我一開始以為電子振盪器就夠準確了,沒有預留多餘空間。「
 
「後來,我用Eagle數位化將電路圖數位化,讓所有零件塞得進印刷電路板的設置中。」
回顧此次設計,Traunmüller認為他其實可以採用小型GPS模組,而不是按鍵和RTC。由此可見,在創作者眼裡,這類專題隨時都有創意再發揮的空間!
但他其實很滿意這次的設計了:
「這是一個浩大的工程,但最後的成果很成功,我已經接獲了許多時鐘訂單了。」
他還提到了幫他製作CAD模型的朋友兼同事Stephan「CAD技巧簡直出神入化」。當專題勢必要結合電子和機械領域時,有朋友與自己截長補短真好啊!
(譯:謝明珊)
原文
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