Bau einer Wortuhr

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Bilder sagen mehr als 1000 Worte. Hier zeige ich mit Bildern wie ich diese Wortuhr mit integriertem OLED Display gebaut habe. Natürlich gibt es viel mehr Möglichkeiten kreativ zu werden. Wenn du einen 3D Drucker besitzt, kannst du diesen für das Projekt einsetzen. Anstatt eines Bilderrahmens, kannst du deine Wortuhr auch so bauen, dass die Frontplatte über Magnete gehalten wird. Ich zeige dir hier eine von vielen Möglichkeiten auf. Viel Spaß beim Bau deiner Wortuhr!


Kalkulation

Mit welchen Kosten du in etwa für eine eigene Wortuhr rechnen kannst, habe ich hier aufgeführt.


PCB Board
Benötigte Komponenten
Gegenstand Bezeichnung Bezugsquelle Kosten
arduclock Board Systemboard + LDR/TEMP Sensor + Mp3Player + SDCard + Speaker + oled out of stock €74.99
LED Stripe sk6812 LED Ebay.de oder Amazon** €21.61
Rahmen Classic Alu 8, Weiß matt, ohne Glas, 375 x 410, ET 13.5 Halbe Rahmen €48.86
Plexiglas 1mm PLEXIGLAS 99532 ws opal glänzend / strukt. Koenig-Kunststoffe oder Plexiglas-Shop €32.55
Spacer 114x 18650 Li-Ion Batteriehalter Ebay oder Amazon** €9.99
LED Basisplatte LED & Spacer Matrix Formulor €54.11
Frontplatte 1mm Edelstahlblech 1.4301 einseitig gebürstet Prolasertec oder H.P. Kaysser €70.33
Netzteil 18Watt 5Volt USB Netzteil Amazon** €9.99
Sonstiges Kabel, USB Kabel, Lötzinn, Kleber etc. €10.00
Gesamtkosten (Preise 2021) €332.43


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Herzstück

Hier kannst du dir mehr Details zum µC-Systemboard anschauen PCB Board. Als Firmware habe ich die "plus" Firmware gewählt, um auch eine Sprachausgabe zu realisieren. Das heißt, die Uhr sagt zur vollen Stunde die Uhrzeit an. Das "arduclock Board" bietet dir, aufgrund der großen Kondensatoren, Stabilität. Das Board hat einen integrierten RTC-Chip und du kannst Sensoren direkt auf die Lötpads löten. Zudem ist die Firmware darauf zugeschnitten.

PCB Board


LEDs

In diesem Kapitel findest du die Informationen die du brauchst LEDs.

Ich bevorzuge die sk6812 LEDs.

LEDs


Basisplatte & Rahmen

Damit die LEDs richtig ausgerichtet werden können, hilft eine Basisplatte. Diese kann aus Karton, Holz oder Acryl bestehen. Wichtig ist, dass die Abstände zu den LEDs mit der Schrift (Frontplatte) zusammen passen. Hier können auch schon entsprechende Markierungen für das Lichtgitter eingezeichnet werden. Ich habe meine Abstände definiert und diese mit einem Grafikprogramm eingezeichnet und das in 3mm MDF lasern lassen. Die Basisplatte sollte in deinen gewählten Rahmen passen. Auch benötigt der Rahmen eine entsprechende Höhe. Hier empfehle ich einen Distanzrahmen zu verwenden. Link siehe oben in der Tabelle.

Die LEDs sind selbstklebend. Es reicht die Trägerfolie der LED stripes abzuziehen und aufzukleben.

Basisplatte
Basisplatte
Basisplatte


Löten

Mir erleichtert eine längliche Platine das verlöten der zugeschnittenen LEDs stripes. Natürlich kann dies auch über Kabel geschehen. Achte dabei auf die richtige Laufrichtung der LEDs. Meistens befinden sich Pfeile auf den LED stripes. Verbinde und verlöte die Sensoren mit dem µC-Systemboard. Beachte hier auch die Polarität. Auf der Basisplatte sind bereits alle benötigten Aussparungen für die benötigten Sensoren mittels Laser ausgeschnitten.

Basisplatte
Basisplatte
Basisplatte


Tipp: Ich habe ein etwas anderes LED Layout für die Minuten gewählt. Bei mir leuchten die Minuten nicht in den Ecken, sondern unten. Wo du im Programmcode ein anderes Layout definieren kannst, steht hier LEDs#LED_Layout.


Lichtgitter

Mit das Wichtigste für deine Wortuhr ist ein gleichmäßiges Lichtgitter. Hierfür gibt es sehr viele Möglichkeiten wie man ein solches Lichtgitter herstellen kann. Für dieses Beispiel habe ich sogenannte "18650 Li-Ion Batteriehalter" verwendet. Die haben eine Höhe von ca. 10mm und sind somit perfekt geeignet. Zudem sind sie mit ca. 10 Euro eine sehr günstige Lösung. Wenn du einen 3D Drucker oder eine CNC-Fräse hast, kannst du natürlich damit auch ein perfektes Lichtgitter herstellen.

Lichtgitter
Lichtgitter
Lichtgitter


Die Batteriehalter halten sehr gut mit Heißkleber. Der Heißkleber hat auch den Vorteil, dass kleinere Unebenheiten ausgeglichen werden. Wenn man sich auf die Basisplatte zuvor entsprechende Markierungen gesetzt hat, können die Batteriehalter in Position geklebt werden.

Lichtgitter
Lichtgitter
Lichtgitter


Homogene Lichtausbeute

Damit die LEDs homogen die Schrift ausleuchten kann, braucht es ein Material, welches das Licht sehr gut streut. Ich verwende ein 1mm starkes Plexiglas "PLEXIGLAS 99532". Das Material ist bruchfest und vergilbt selbst nach 20Jahren nicht. Es gibt Firmen, die sogar Zuschnitte anbieten (leider meist nur in größeren Mengen). Das Plexiglas kann aber auch sehr gut mit einem Cuttermesser zugeschnitten werden.

Lichtausbeute
Lichtausbeute


Lichtausbeute
Lichtausbeute


OLED

Um das Projekt noch etwas abzubohren und um eine individuellere Wortuhr zu bauen, habe ich ein OLED Display eingebaut. Du siehst, der Kreativität sind keine Grenzen gesetzt.

OLED
OLED
OLED


Frontplatte

Fronten können aus Designschutzgründen nicht näher beschrieben werden. Fronten werden in der Regel aus Acrylglas/Glas mit einer Folie bezogen, als Edelstahlfront, oder ggf. als durchgefärbter Kunststoff hergestellt. Am einfachsten ist es, seine eigene Front aus Edelstahl zu erstellen. In einem CAD Programm oder einem Grafikprogramm lässt sich die erstellte Datei als .DXF Datei abspeichern. Diese kann von einem Metallverabeitungsunternehmen verarbeitet und aus einem Blech gelasert werden.


Tipp: Zu Beginn empfehle ich dir einen Bau mit einem fertigen Rahmen. Die Konstruktion der Wortuhr ist mit einem Rahmen leichter zu erstellen. Eine rahmenlose Uhr erfordert z.B. eingefasste Magnete im Rahmen/Basisplatte und einen magnetischen Edelstahl für die Frontplatte.


Wortuhr



Handgelötet



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