【DIY新作】LED点阵时钟.3种字体.4种动画.自动旋屏.GPS校时【附
时间:2017-06-06 21:40 来源:数码之家 作者:yanzeyuan 点击:次
| 半年来一直在 DIY 辉光管、荧光管的时钟，其实算来，我最早DIY的时钟是LED点阵的。 时隔3年，再次汇集这段时间以来的想法，重新DIY了一款简洁、实用、功能完备的LED电子时钟。 老规矩，先上图。SHOW TIME:       ============================================================================================== 具体的动态效果还要看视频： （由于摄像机同步的问题，拍出来的效果有点闪烁，实物看的时候没有任何闪烁感） http://www.tudou.com/v/DEuK7Y1tK88/&%3brpid=82079050/v.swf ============================================================================================== GPS校时的过程视频： http://www.tudou.com/v/mY0WCAH9ZMY/&%3brpid=82079050/v.swf ============================================================================================== 先简单介绍一下本次DIY的LED点阵时钟功能： ■ 6个5*7方点LED点阵模块显示小时、分钟等信息； ■ 红外线遥控操作，时钟上只有一个按键，整体外表简洁； ■ 3种风格各异的字体可供选择； ■ 4种不同的动画切换特效可供选择； ■ 采用DS3231做RTC，内置温补晶振，超高精度； ■ GPS校时接口功能，可连接GPS接收机快速校准日期和时间； ■ 定时GPS校时功能，每周一早8点钟自动进入GPS校时功能（如果检测到未连接GPS，3秒钟内自动退出）； ■ 自动旋转屏幕，时钟无论正放倒放，均可正常显示（不用为电源线在左边还是右边烦恼）。 ■ 内置备份锂电池（CR1220），断电无需重新对时。 ■ 可使用DC3.5-1.35的标准5V直流电源，并且内置MiniUSB接口，可适用电脑USB供电； ■ 内置锂电池保护电路和锂电池充电管理电路，可脱离电源，用锂电池供电； ■ 8级亮度调节功能，内置光敏电阻，可自动根据环境光线调整亮度，也可以指定亮度； ■ 内置蜂鸣器，可实现操作提示音和闹钟响铃； ■ 日期显示功能； ■ 星期显示功能； ■ 秒显示功能； ■ 室内温度显示功能（内置DS18B20温度传感器）； ■ 两组闹钟功能（可分别设置，并独立打开或关闭某组时钟）； ■ 激光切割亚克力板外壳（进口亚克力板材）； LED点阵的种类很多，常规的都是圆点、正方形，比如常见的8*8、16*16，这种可以用来显示任何图形、汉字、英文和符号。 还有一种常见的就是这次DIY用的类型，方点、长方形，5*7的点阵。 5*7的点阵其实也很常见，大多数电梯里都会用到，用它来显示楼层数字。 上次DIY的LED点阵时钟用的就是5*7的无缝方点点阵，个人认为用它来显示数字和英文字符效果非常好。 SHOW两张08年做的LED时钟的PP（目前一直是家里的最主要的时钟）：   所以，这次专门向LED点阵厂家订做了一款大尺寸的无缝、方点、5*7的红色LED点阵。 方点、无缝、宽40mm、高55mm，台湾芯片的红色LED基板。 拿到LED点阵以后，感觉还不错，与我想象中一致； 但是说是无缝，其实两个点阵拼在一起的时候，边缘点之间的间隔还是大了一些，不像8*8或者16*16点阵一样，拼起来间距完美。 SHOW一下照片，高度跟信用卡高度差不多：   5*7的点阵与8*8、16*16的点阵还有些不同，比如8*8的点阵，会有8个阳极和8个阴极，不用分共阳还是共阴。但是5*7的点阵就要分共阳还是共阴了，因为要么是5个阳极7个阴极，或者5个阴极7个阳极。 在定做LED之前，做了一下大概规划，打算用HC595来做动态扫描，一共6个5*7点阵，组成30点一行，共7行的LED屏。 动态扫描行选用4953 MOS来做，行数据 用4片HC595来做，所以定制的5*7点阵是7个阳极，5个阴极的点阵模块。 电路原理也比较简单，选用STC12C56xxAD做MCU（虽然它只有2个定时器，而且还要完成串口波特率发生、动态扫描等等，但是用好了还是能够胜任的），74HC595做数据、4953做行选，DS3231来做时钟IC（自从放弃DS1302用上DS3231，才知道原来温补不是吹的，实在是准！），一个红外线接收头用来接收无线遥控数据，一个蜂鸣器，一个DS18B20来采集室内温度。 为了能使用锂电池供电，电路设计上还集成了锂电池保护电路、锂电池专用的充电管理电路。 电路图文件在最后，需要的朋友可以自己去下载； SHOW一下PCB板（这次PCB板依然采用了1.6板厚，黑色阻焊，沉金工艺）：     这次回归了SMD，呵呵，几乎所有器件都采用了贴片封装。 而且电路板的高度与LED模块的高度一致，这样做出来的时钟没有臃肿的感觉。 电路比较简单，并不复杂，焊接过程20分钟搞定； 如果不打算安装锂电池的话，锂电池保护电路和充电管理电路不用装：   所有安装在背面的元器件高度都不超过3mm，当然电解电容和插接端子什么的，个子还是很高，所以它们被安排在了正面，LED点阵的两侧； 为了尽量使PCB板与6个LED点阵的尺寸保持一致，PCB在长度上仅仅比6个点阵加起来的长度没边长出了10几个毫米。 也就仅仅放下电源插孔、MiniUSB接口、蜂鸣器、一个电解电容、一个按键开关、光敏电阻、水银开关（回头会提到它是做什么用的）、GPS接口、红外线接收头等等。 SHOW一下： LED揭掉保护膜，效果很不错 ;)        LED点阵的厚度是10mm，其他的插孔、蜂鸣器等等的高度不超过8mm，所以根据这些器件的外形，用CAD绘制了绕开这些器件的图纸，然后用激光切割出完全符合外形的亚克力板材； 一共3片4mm厚度的亚克力板，底下两片激光切割出相应的外形，包裹住插孔、按键等等，顶上一片完全盖住这些器件。 这样，就能够使LED点阵两侧的器件完美的被包裹起来。 先看一下全部的亚克力外壳全家福：   然后是前面两侧各三片4mm厚的亚克力板，外加4颗12mm高的铜柱； SHOW一下效果图：     这样被包裹以后，感觉是一个完美的整体了； 接下来是纠结的面板了： 面板直接决定了时钟的美观程度，纠结了好久，跑了几趟亚克力销售加工的作坊； 原本打算继续用透明的亚克力板做面板，后来试了试，感觉LED点阵前面黑白反差太大，而且两侧的元器件颜色各异，所以如果用透明的面板会显得有点杂乱，所以就开始考虑用带颜色的透明亚克力板材。 但是这种带颜色的透明亚克力板材很少见，很多加工商都没有。曾经询问过，如果要进货的话，一张板是2.44*1.22米，380RMB一张，汗...... 不过最后还是终于拿到了最适合做LED点阵酒红色透明亚克力板材。 上数控激光，切割完美：   接下来是背面....... 之所以被面所有的元器件高度不超过3mm，这样背面只需要一片亚克力板支撑，就可以完美的装上背部面板。 为了把焊点空出来，不影响亚克力安装，依然是使用CAD绘制好图纸，激光切割。 SHOW一下效果图：    这里不得不提的是进口的亚克力板材，相当给力。 原先做辉光钟的时候，用过一批国产亚克力板材，材质较差，激光切割时容易融化边缘，导致变形，还有就是厚度不均，如果这么叠放使用的话，很可能造成厚度不一，无法形成一个平面。还有一个重要的问题就是国产的亚克力板透光度较差，看起来不是那么高档； 还有一点要提，就是这个电镀的内六角螺丝，配合这个面板还是很搭的！       ============================================================================================== 软件设计方面，我做了3种5*7的数字字体，然后用算法实现了任意点阵字模向任意字模转换的动画切换算法，动画切换效果有4种： 1、上下滚动； 2、随机点消隐； 3、单个字符翻页（跟我做得VFD点阵时钟效果相同）； 4、旋转扫描； 还有一个功能也是比较实用的，原来DIY的时钟，总是纠结与电源插孔是放左边还是右边。现在，这款时钟由于外观完全对称，所以我就利用水银开关，做了一个时钟的正反方向的自动旋屏功能。 当然，这还需要软件算法 (责任编辑：admin) |