1. Einleitung
Für eine Liquid-Clock braucht man ein BBRTCAD,
einen NeoPixel-Strip (60 Pixel/Meter; 1 Meter),
einen DCF77-Empfänger, ein Netzteil und ein wenig Kleinkruscht.
Eine genaue Liste der Teile mit Bezugsquellen
findet sich ganz unten auf dieser
Seite (Einkaufsliste).
Als erstes baut man das Bare Bones Real Time Clock Arduino Ding
(BBRTCAD) auf,
wie hier beschrieben: Aufbauanleitung BBRTCAD.
Vorher sollte man darüber nachdenken, wie die Stromversorgung stattfindet und
wie der FTDI-Header liegen soll. Bei einem 5 Volt-Netzeil braucht man den
Spannungsregler nicht.
2. Strip-Positionierung
Für die Positionierung des Strips muß man ein wenig rechnen:
U = 2 * PI * r
→ r = U / (2 * PI)
→ r = 100 cm / (2 * PI)
Der Strip hat 1 Meter = 100 cm. Der Radius des Kreises für den Strip ist
dann 15,92 cm.
Mit einem Lineal und einem Zirkel kann man nun auf der Rückwand die Position einzeichnen.
3. Vorbereitung der NeoPixel-Strips
3.1 Hinweise zu NeoPixel-Strips
Laut Adafruits NeoPixel Überguide
(den es sich wirklich zu lesen lohnt!) sollte für den korrekten Betrieb von
NeoPixel-Strips an jedem Ende ein großer 1000 μF-Elko hängen. Vor DIN (der Einspeisung der Daten) sollte
ein 300-500 Ohm-Widerstand sein, die Stromversorgung sollte man aufteilen: an einem Ende +5 Volt, am
anderen Ende GND.
3.2 Neo-Pixel-Helper
Geübte Tüftler/Löter können das natürlich freifliegend
aufbauen, für alle anderen
gibt es kleine Hilfsplatinen.
Diese Platinen können an die NeoPixel-Strips angelötet werden und stellen die Anschlüsse wieder zur
Verfügung.
3.3 Neo-Pixel-Helper montieren
Die Platinen kann man mit abgezwickten Bauteilbeinen oder kurzen
Käbelchen anlöten. Hier bieten sich kurze Käbelchen an, damit
später, wenn der Kreis geschlossen werden soll, wenig
Elektronik im Weg ist.
4. Das DCF77-Empfänger-Kabel
4.1 Vorbereiten des DCF77-Empfänger-Kabels
Typische DCF77-Empfänger haben vier Anschlüsse:
Vcc, GND, Data und PON (Empfänger schlafen legen/aufwecken).
Um sich keine Störsignale auf den Dateleitung einzufangen,
nimmt man für die Verkabelung am besten ein geschirmtes Kabel.
4.2 Litzen anlöten
Dieses Kabel wird abisoliert, und an die Seele bzw. Schirmung
je ein kurzes Kabel (für DATA/GND) gelötet.
4.3 Lötstellen schrumpfen
Dann werden die blanken Teile eingeschrumpft...
(Schrumpfschläuche bei Reichelt)
4.4 Lötstellen zusammenfassen
... und mit einem größeren Schrumpschlauch wieder
zu einer Einheit eingeschrumpft.
4.5 Kabel (Vcc/PON) zugeben
Dann packt man zwei weitere Kabel (für Vcc/PON) dazu und hat
ein schönes DCF77-Verbindungskabel. Bei mir hier mit:
Schwarz → GND
Gelb → Data
Rot → Vcc
Grau → PON
4.6 Kabelenden vorbereiten
Da ich meine Kabel stecken möchte, kommen jetzt
noch Crimp-Stecker auf die Enden.
(Stecker
/
Zange bei EXP-Tech)
Dazu werden die Kabel kurz abisoliert.
(Abisolierzange bei Reichelt)
4.7 Stecker crimpen
Jetzt werden auf die Enden die Crimp-CV-Stecker gecrimpt.
4.8 Stecker einschrumpfen
Finalemente werden die Stecker eingeschrumpft. Ich habe das
lieber als die zugehörigen Gehäuse, weil man so etwas Bauhöhe spart und flexiebler bleibt.
Fertig ist das perfekte DCF77-Kabel!
5. Restliche Komponenten vorbereiten
An den LDR (lichtabhängigen Widerstand) und die Taster
lötet man auch Kabel, verschrumpft sie, und crimpt Stecker an.
Dann kann man einen Probeaufbau machen.
6. Probeaufbau
Die Komponenten werden folgendermaßen an die Steuerplatine
angeschlossen (siehe auch den Link zum Anschlußplan in der rechten Spalte auf dieser Seite):
Pin |
Anschluß |
D11 |
Mode-Taster, andere Seite zu GND |
D12 |
H+-Taster, andere Seite zu GND |
D13 |
M+-Taster, andere Seite zu GND |
D4 |
DCF-PON (DCF77-Empfänger Aufwecken/Schlafen legen) |
D3 |
DCF-Signal |
D6 |
Neo-Pixel-Data-Pin (Widerstand nicht vergessen!) |
optional (nicht verkabelt, aber in der Software aktiv): |
D9 |
Signal-LED von der Echtzeituhr zur Verfizierung |
D10 |
Signal-LED vom DCF-Empfänger zur Verifizierung |
intern auf der Platine verbunden: |
D2 |
Interrupt von der Echtzeituhr (1 Mal/Sekunde = 1 Hz) |
A0 |
Lichtabhängiger Widerstand (hat eigene Pinheader LDR auf der Platine) |
A4/A5 |
I2C-Bus zur Echtzeituhr |
7. Firmware aufspielen
Jetzt kann die Firmware (Link in der rechten Spalte auf dieser Seite) über die Arduino-IDE und einen
FTDI-Header aufgespielt werden, und die Liquid-Clock
sollte erste Lebenszeichen von sich geben!
Die Firmware benötigt die NeoPixel-Library
von Adafruit!
8. Funktionsweise/Bedienung
Die Liquid-Clock kennt drei Modi, die man mit dem Modus-Taster
durchschalten kann:
Uhrzeit: Hier wird die Uhrzeit gezeigt. Über die beiden Taster M+ und H+ kann die Uhrzeit eingestellt werden.
Colortest: Hier werden alle LEDs farbig angesteuert.
Alle LEDs aus: Hier wird der NeoPixel-Strip ausgeschaltet und der DCF77-Empfänger eingeschaltet, da der NeoPixel-Strip den Empfänger stört.
Nachts zwischen 3:00 Uhr und 4:30 Uhr wechselt die Liquid-Clock selbstständig in diesen Modus, um die Uhrzeit zu aktualisieren.
9. Diffusor
Für den finalen Einbau in ein Gehäuse kann man den NeoPixel-Strip in Schaumstoff einlegen.
Der Schaumstoff arbeitet dann als Diffusor. Meinen Schaumstoff habe ich aus dem
Verpackungsmaterial eines Paketes genommen.
10. Fertig ist die Liquid-Clock!
Damit die Liquid-Clock auch wie eine Uhr aussieht, kann man
bei PlottFlott
Folien für das
Zifferblatt und die Maske
kaufen.
Die Maße sind auf den Bilderrahmen eines bekannten schwedischen Möbelhauses abgestimmt (50x50 cm).
Wie geht es weiter?
Der Uhr fehlt jetzt nur noch ein schönes Gehäuse und eine
ansprechende Frontplatte. Ein Gehäuse kann man sich
selbst bauen, oder man läßt sich eines fräsen.
Hinweise dazu gibt es im Diskussions-Forum.
zum Diskussionsforum gehen
Als Frontplatte eignet sich z.B. Acryglas (Plexiglas). Die Front
(mit Skala und Zier-Elementen) kann man als Folien-Plot entwerfen und
bei einem Folien-Plotter herstellen lassen.
Plott-Flott
Einkaufsliste
Name |
Quelle |
Bare-Bones-Real-Time-Clock-Arduino-Ding |
Elmotex |
Netzteil (5 Volt/1.000 mA) |
Reichelt |
NeoPixel-Strip (60 Pixel/Meter; 1 Meter) |
Exp Tech (4 Meter, alternativ bei eBay/Amazon etc. nach WS2812B Strip suchen) |
DCF77-Empfänger |
Elmotex |
NeoPixel-Helper |
Elmotex |
Kleinteile |
Reichelt |