Comment construire une horloge de bord d'étagère cachée géante: 27 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:06

Nous avions un grand espace sur une partie du mur de notre salon pour lequel nous ne pouvions jamais trouver la bonne « chose » pour l'accrocher. Après avoir essayé pendant plusieurs années, nous avons décidé de faire quelque chose de notre propre. Cela s'est plutôt bien passé (à notre avis) alors j'en ai fait un projet sur ma chaîne Youtube et un Instructable écrit que vous lisez en ce moment !

C'est une horloge LED numérique géante discrètement cachée dans les bords d'un système d'étagères géométriques. Il comprenait également des plafonniers à LED intégrés pour montrer vos articles préférés sur les étagères.

Comme l'éclairage est à LED (en utilisant WS2821B 'Neopixels'), vous pouvez choisir vos propres couleurs - à la fois pour le cadran de l'horloge et les downlighters. Une photorésistance discrète est cachée dans le coin supérieur droit qui atténue les LED lorsque les niveaux de lumière ambiante baissent - idéal pour une ambiance de soirée dans n'importe quelle pièce.

Fournitures

Vous aurez besoin de quelques fournitures pour en construire un vous-même. Vous trouverez ci-dessous des liens vers où vous pouvez trouver les pièces sur Amazon.

■ Un Arduino Nano (x1):

■ Un rouleau de 5m de LED WS2812B qui a 60 LED par mètre:

■ Un module de résistance photosensible:

■ Un DS3231:

■ Certains fils de raccordement - idéalement trois couleurs différentes:

■ Un couple de résistances de 470 Ohm:

■ Un couple de borniers électriques - chacun de 5 blocs de long:

■ No 8 vis à bois:

■ Une alimentation 5v avec borniers à vis:

■ Certains câbles à double âme plus épais

■ Du filament pour les pièces imprimées en 3D:

■ Filament PLA infusé de bois:

■ Panneau en bois d'au moins 112 x 39 cm celui que j'ai utilisé était de 138 x 60 cm (cela donnera au projet fini une bordure de 10 cm autour de l'extérieur).

Étape 1: Guide vidéo

J'ai créé une vidéo détaillant la construction de ce projet. Le début de la vidéo montre l'horloge cachée en action si vous souhaitez la voir fonctionner. Si vous préférez des instructions écrites décomposées en étapes, vous êtes au bon endroit ! Continuez à lire et je vous expliquerai comment en construire un vous-même.

Étape 2: imprimer les supports de base

Les supports de noyau fournissent le cadre des étagères, gèrent le routage des fils et agissent comme un espaceur pour les LED.

Vous devrez en imprimer 31 en 3D. Le fichier est joint pour que vous puissiez l'utiliser dans votre programme de découpage.

J'ai imprimé le mien avec une hauteur de couche de 0,2 mm dans un mélange d'ABS et de PLA. Comme cela ne sera pas vu dans le projet final, c'est une excellente occasion d'utiliser toutes les couleurs qui doivent être utilisées. J'avais plusieurs rouleaux de filament avec seulement une petite quantité, donc je les ai utilisés en premier avant de finir la plupart d'entre eux dans les tons vert et jaune vif plutôt brillants montrés dans les images ci-dessus.

Étape 3: Montage des supports de noyau

Il existe deux manières différentes d'espacer correctement les supports de base sur votre panneau arrière

Je vais d'abord expliquer comment le faire avec un modèle imprimable en 3D, puis la deuxième option consiste à utiliser une machine CNC si vous en avez accès (ou quelqu'un d'autre qui pourrait le faire).

Si vous utilisez le modèle imprimable en 3D, lisez la suite. Si vous utilisez une machine CNC pour définir les trous, ignorez l'étape suivante….

Étape 4: Montage des supports de noyau: Option 1 - Utilisation du gabarit

Imprimez en 3D le fichier modèle joint à cette étape.

Vous pouvez ensuite visser le premier support de noyau à votre panneau arrière à l'aide de vis à bois M8 (ou similaires). Assurez-vous qu'il est de niveau et parallèle au bord de la planche. Une fois le premier support sécurisé, vous pouvez ensuite abaisser le modèle imprimé en 3D dessus. Cela vous montrera ensuite où percer les trous pilotes pour les trois prochains supports.

Après avoir percé les avant-trous, retirez le gabarit et installez d'autres supports. Assurez-vous que l'encoche sur les supports horizontaux est tournée vers le bas de l'horloge lorsque vous les vissez en place. C'est là que nous collerons nos LED de downlight plus tard dans le projet.

Continuez à installer des supports jusqu'à ce qu'il soit long de six et deux de haut, celui en haut à droite sera laissé de côté pour le moment.

Si vous avez utilisé le modèle 3D comme mentionné dans cette étape et que vous n'utiliserez pas de machine CNC, vous pouvez ignorer l'étape suivante.

Étape 5: Montage des supports de noyau: Option 2 - Utilisation d'une machine CNC

Si vous avez accès à une machine CNC, vous pouvez demander à quelqu'un de pré-percer des trous pilotes pour vous permettre de positionner et d'adapter rapidement et facilement les supports imprimés en 3D. C'est la voie que j'ai empruntée alors que je travaillais pour un fabricant de meubles local.

Vous pouvez trouver un dessin technique montrant le positionnement des trous disponible en téléchargement ici:

diy-machines.selz.com/item/5e6408ec701f5d0…

Une fois les avant-trous percés, vous pouvez procéder à l'installation des supports de carottes.

Assurez-vous que l'encoche sur les supports horizontaux est tournée vers le bas de l'horloge lorsque vous les vissez en place. C'est là que nous collerons nos LED de downlight plus tard dans le projet.

Continuez à installer des supports jusqu'à ce qu'il soit long de six et deux de haut, celui en haut à droite sera laissé de côté pour le moment.

Étape 6: Installation du support principal « Electronics Hub »

Le dernier support de base qui doit aller dans le coin supérieur droit est une version modifiée des autres. Il a été conçu pour accueillir l'électronique (principalement Arduino Nano, horloge temps réel - DS3231 et photorésistance).

Ceci est imprimé en 3D en utilisant les mêmes paramètres que les autres supports de base.

Positionnez-le temporairement dans les trous pilotes et utilisez un stylo ou un crayon pour marquer le trou rectangulaire dans sa base. Vous pouvez ensuite utiliser une perceuse pour créer un trou assez grand pour y faire passer le fil d'alimentation. Nous l'utiliserons pour alimenter l'horloge une fois que nous aurons fini de la construire.

Une fois cela fait, vous pouvez installer le support à l'aide de vis à bois.

Étape 7: Impression et installation des supports de LED

Nous utilisons de petites languettes imprimées en 3D pour fixer les LED à la structure de support. Je les ai imprimés en blanc et je vous suggère de faire de même pour éviter toute dominante de couleur à travers les bords avant des étagères et pour augmenter leur réflectivité.

J'ai imprimé le mien en PLA à une hauteur de couche de 0,3 mm.

Vous devez en imprimer 23. (J'ai imprimé le mien trois à la fois).

Une fois imprimé, utilisez un peu de gue pour les attacher au sommet des supports, comme indiqué dans le schéma ci-joint.

Étape 8: Préparez les LED du cadran de l'horloge

Nous devons préparer 23 longueurs de 9 LED à partir de notre rouleau de LED.

Pour ce faire, utilisez des ciseaux pour couper le centre du premier jeu de tampons en cuivre, retirant ainsi le bouchon. Répétez cette opération après 9 LED pour nous donner notre première bande. Vous devez ensuite répéter cette opération 22 fois de plus.

Une fois cela fait, nous pouvons « étamer » les pastilles des LED. Bien que cela soit facultatif, il est beaucoup plus facile de connecter les fils plus tard. Etamer les pastilles signifie utiliser un fer à souder pour ajouter et laisser une petite quantité de soudure sur chaque pastille.

Étape 9: Préparez les fils du cadran de l'horloge

Préparez quelques longueurs de fil en séries de trois. Un pour les connexions d'alimentation, de données et de terre sur nos bandes LED.

Tu auras besoin de:

• 20 ensembles de 22 cm de long
• 2 ensembles de 37 cm de long
• 1 jeu de 50 cm de long

Comme auparavant, étamer les deux extrémités de chaque fil facilitera leur connexion aux LED.

Étape 10: Installation de la première bande LED

Maintenant que les LED et leurs fils sont préparés, nous pouvons commencer à les assembler sur le devant de notre cadran d'horloge. L'ordre dans lequel les bandes sont connectées, et leur orientation, est très important. Il y a de petites flèches le long des bandes LED qui représentent la direction du flux de données. Faites bien attention à ceux-ci lorsque vous assemblez votre horloge.

Notre première bande LED reposera sur le support LED blanc au-dessus du support unique que nous avons imprimé pour loger l'électronique dans le coin supérieur droit. Fixez deux ensembles séparés de fils de 23 cm de long aux deux extrémités de l'une des 9 longues bandes LED précédentes.

Retirez le support auto-adhésif de l'arrière des LED et appliquez également de la colle sur le dessus du support de LED (pour une meilleure adhérence, car j'ai trouvé parfois que le mien se décollerait sans la colle supplémentaire), vous pouvez ensuite positionner la bande en place en vous assurant que les flèches directionnelles des données pointent vers le haut de l'horloge.

Acheminez maintenant les fils au coin de l'horloge face vers le bas à travers le guide-fil sur le support sur lequel ils se trouvent, à travers et dans le support adjacent et vers le haut. Chaque fois que vous acheminez des fils le long du périmètre extérieur de l'horloge, assurez-vous d'utiliser les trous intérieurs sur les guide-fils. Cela signifie que les fils sont complètement cachés lorsque nous terminons l'horloge en ajoutant les manchons imprimés en 3D aux étagères (que nous n'avons pas encore imprimés, alors ne paniquez pas !).

Étape 11: Installation des bandes LED restantes

Pour la bande suivante, prenez un autre jeu de fils de 23 cm de long et soudez-les sur le côté sortant (l'extrémité vers laquelle les flèches de flux de données pointent) d'une nouvelle bande de neuf LED.

Soudez le côté entrant de la bande LED aux fils qui viennent d'être acheminés autour du coin de la bande précédente. Le support adhésif peut ensuite être retiré sur cette bande, un peu de colle appliquée sur le support LED blanc et la bande montée sur le dessus.

Les fils provenant de celui-ci sont acheminés à travers le support et tournent à 90 degrés vers la gauche dans le support suivant.

Répétez les mêmes étapes quatre fois de plus en suivant le chemin autour de l'horloge comme indiqué dans le diagramme ci-dessus. Lorsque vous arrivez à la septième bande LED, vous devez attacher un jeu de fils de 37 cm sur son côté sortant au lieu des fils habituels de 23 cm.

Maintenant que je vous ai expliqué et montré les premières connexions, vous pouvez suivre le reste en utilisant le schéma que j'ai ajouté ci-dessus (celui sur fond sombre). Il vous montre quelles longueurs de fil utiliser où, la direction des bandes LED et comment tout acheminer. C'est beaucoup plus facile pour vous de suivre cela que pour moi d'expliquer chaque connexion avec des mots. (En plus, ce ne serait pas très amusant à lire non plus).

Une fois que vous avez terminé d'installer les LED du cadran de l'horloge, cela devrait ressembler à l'image finale.

Étape 12: Impression des pochettes d'étagère

Faisons une pause dans l'électronique et revenons à l'impression 3D. Il existe cinq styles différents de pochettes d'étagères à imprimer en fonction de l'endroit où elles vont sur l'horloge.

Pour chaque pochette, j'ai imprimé les premières couches en blanc, puis je suis passé à un filament PLA infusé de bois pour le reste de l'impression. Cette fine face avant blanche est ce qui permet à la lumière diffuse des LED de briller.

Ils ont pris environ sept heures chacun lorsqu'ils ont été imprimés à une hauteur de couche de 0,2 mm. U imprimait généralement trois à la fois pendant la nuit. J'ai également ajouté un bord pour éviter qu'ils ne se décollent du lit d'impression. Ceux-ci sont facilement retirés une fois l'impression terminée.

Vous devez imprimer:

• 9x Sleeve1.stl - Celui-ci a des découpes sur un seul côté.
• 6x Sleeve2.stl - Il a des découpes sur un côté et un trou pour le downlighter à LED.
• 10x Sleeve3.stl - Ceci a des découpes des deux côtés.
• 6x Sleeve4.st - Ceci a des découpes des deux côtés et un trou pour le downlighter LED.
• 1x Sleeve5.stl - Celui-ci est spécialement conçu pour abriter l'électronique et comprend des trous d'aération pour la ventilation et un trou pour la photorésistance.

Étape 13: Montage des manchons d'étagère

Les étagères s'installent en les faisant glisser avec précaution sur les supports et les leds en veillant à ce que les fils passent dans les découpes.

Les neuf Sleeve1 que vous avez imprimés glissent sur les supports le long du bas et du côté de l'horloge (à l'exclusion de l'électronique spéciale contenant le support) comme indiqué sur la photo ci-dessus.

Les six Sleeve2 vont tous le long du haut de l'horloge avec le trou LED vers le bas.

Les dix Sleeve3 vont dans les positions verticales restantes.

Les six manches Sleeve4 remplissent les horizontales qui longent le milieu avec le trou pour la LED orienté à nouveau vers le bas.

Le dernier Sleeve5 passe sur le support restant en haut à droite.

Étape 14: Connexion DS3231 à Arduino

Vous devrez préparer les éléments suivants pour cette étape:

• Une paire de fils de 8cm
• Une paire de fils de 12 cm
• DS3231 - Horloge temps réel (RTC)
• Arduino Nano

Commencez par souder un fil de 8 cm au SCL et un autre fil au SDA sur le RTC. Puis soudez un fil de 12 cm à VCC et un autre à GND (Ground). J'utiliserai désormais des fils rouges pour les connexions positives/VCC et des fils noirs pour les connexions masse/GND afin de faciliter la compréhension de quel fil doit être connecté à quoi.

En prenant l'Arduino, soudez le fil venant de SCL à A5 sur l'Arduino, puis connectez le fil de SDA à A4. Nous connecterons les fils d'alimentation plus tard

Étape 15: connexion de la photorésistance (capteur de lumière) à Arduino

Vous aurez besoin des éléments suivants pour cette étape:

• Module photorésistance
• Un seul fil de 10 cm
• Une paire de fils de 14cm

Soudez le fil de 10 cm à AO sur le module et chacun des fils de 14 cm de long à GND et VCC.

Le fil AO de 10 cm est ensuite connecté à A0 sur la carte Arduino Nano. Encore une fois, nous connecterons les fils d'alimentation plus tard.

Étape 16: préparer le Nano à se connecter à l'alimentation

Pour cette étape préparez:

Deux longueurs de fil de 12 cm

Soudez l'un des fils à l'une des connexions GND sur l'Arduino et l'autre fil à la broche 5V.

Étape 17: Connectez les LED

Tu auras besoin de:

Une résistance de 470 ohms

Raccourcissez légèrement les pattes de la résistance car elles sont beaucoup plus longues que nécessaire. Soudez un côté de la résistance au fil qui est déjà connecté au DIN sur le côté entrant de la première bande LED que nous avons installée. C'est celui sur le support imprimé en 3D conçu pour abriter toute l'électronique.

L'autre extrémité de la résistance est ensuite soudée à D6 sur l'Arduino.

Étape 18: Avertissement d'alimentation…

Un avertissement rapide à partager avec vous. Ne connectez pas l'alimentation secteur en même temps que vous utilisez la connexion USB Arduinos. Vous risquez d'endommager l'appareil connecté à votre Arduino. C'est pourquoi nous n'avons pas encore connecté l'alimentation secteur et ne le ferons pas tant que le projet n'est pas terminé et que nous n'avons plus besoin de nous connecter via USB.

Étape 19: connexion des fils d'alimentation

Pour cette étape, vous aurez besoin de:

• Vos deux barrettes de borniers
• 8 petites longueurs de fil (j'en ai fait quatre en rouge et quatre en noir)

Utilisez chaque courte longueur de fil le long d'un côté du bornier comme câbles de raccordement pour les connecter tous ensemble. Une fois que vous les avez vissés dans les borniers, tirez dessus pour vous assurer qu'ils sont bien maintenus par la vis. Répétez cette opération pour les deux borniers.

Maintenant, nous pouvons prendre tous les fils VCC/5V allant à nos composants et les connecter au même bornier. Faites ensuite de même pour tous les fils GND/Masse avec l'autre bornier.

Vous devriez les trouver provenant de chacun des composants suivants:

• Arduino
• Première bande LED
• DS3231
• Photorésistance

Étape 20: Téléchargement du code

Connectez votre Arduino à votre PC via sa connexion USB et ouvrez le code de ce projet dans l'IDE Arduino. Vous pouvez télécharger le code depuis Github:

Vous devez avoir deux bibliothèques différentes installées dans votre IDE Arduino pour ce projet; « Adafruit Neopixel » et « DS3231 Simple ».

Si vous ne les avez pas déjà, vous devrez les installer.

Pour installer la bibliothèque Adafruit:

Dans l'IDE Arduino, accédez à Sketch > Inclure la bibliothèque > Gérer les bibliothèques, puis dans le gestionnaire de bibliothèque, recherchez la bande Neopixel à l'aide de la barre de recherche. Appuyez sur installer.

Pour la bibliothèque DS3231, rendez-vous sur https://github.com/sleemanj/DS3231_Simple et suivez les instructions simples sur la page.

Nous pouvons d'abord régler l'heure sur l'horloge en exécutant un petit script fourni par l'auteur de la bibliothèque. Nous n'avons qu'à l'exécuter une fois. Pour ce faire, allez dans 'Fichier' >> 'Exemples' >> 'DS3231_Simple' >> 'Z1_TimeAndDate' >> 'SetDateTime' définissez la date et l'heure souhaitées, puis téléchargez-les sur votre Arduino. Cela définira l'heure correcte sur votre RTC qui persistera lorsque l'Arduino perd de l'alimentation aussi longtemps que la pile bouton dure. Cette fenêtre peut maintenant être fermée et le script principal du projet téléchargé à sa place.

Si tout s'est déroulé comme il se doit jusqu'à présent, votre cadran d'horloge devrait prendre vie et illuminer l'heure actuelle.

Étape 21: Ajout des briquets LED Down

Pour les downlighters à LED, vous devrez préparer les éléments suivants:

• 11 jeux de fils de 29 cm de long
• Un ensemble de 48 cm de long
• 12 LED individuelles découpées dans le rouleau que nous utilisions plus tôt
• Une résistance de 470 Ohms

N'oubliez pas que l'étamage des pastilles des LED et des extrémités des fils facilitera grandement leur soudure par la suite.

Les manchons imprimés en 3D pour la moitié supérieure et la rangée centrale de l'horloge devront être retirés afin que nous puissions installer le câblage des downlighters. Pour les retirer, tirez-les délicatement vers le haut.

Le premier downlighter LED sera installé sur le support horizontal en haut à droite du cadran de l'horloge. Soudez un ensemble de fils de 29 cm de long des deux côtés de l'une des LED individuelles, puis collez-le en place dans l'encoche de la colonne de support centrale. Vous devez toujours faire attention à la direction du flux de données, et pour la rangée supérieure de downlighters à LED, elle doit être opposée à l'Arduino, comme indiqué dans l'image.

Vous pouvez ensuite enfiler les fils à travers les guide-fils aux deux extrémités du support. Soudez une résistance de 470 Ohms sur le câble DIN qui se trouve du côté Arduino de la LED. L'autre extrémité de la résistance est ensuite connectée à D5 sur l'Arduino.

La connexion VCC et GND allant à la LED peut ensuite être ajoutée aux borniers appropriés.

Continuez à ajouter les downlighters à LED le long de la rangée supérieure en utilisant les jeux de fils de 29 cm entre chacun. À la fin de la rangée (6e LED), attachez le jeu de fils de 48 cm afin que nous atteignions la rangée suivante, puis continuons à ajouter des LED avec des fils de 29 cm de long entre elles.

J'ai créé un diagramme joint ci-dessus qui indique clairement quels fils utiliser entre les LED, dans quel sens la flèche de données doit faire face et comment acheminer les fils à travers les guide-fils à la base des supports de noyau imprimés en 3D.

Étape 22: Testez les plafonniers

Vous pouvez maintenant remplacer tous les manchons des étagères à l'exception de celui qui recouvrira l'électronique.

Connectez le port USB de l'Arduino à une alimentation USB et vous devriez constater que votre projet fonctionne parfaitement !

Étape 23: Connectez l'alimentation secteur

Déconnectez le câble USB de l'Arduino.

Faites passer le câble d'alimentation principal à travers le trou dans la carte que nous avons fait sous le support imprimé en 3D plus tôt. Vous pouvez ensuite connecter le fil positif à la bande de bloc d'alimentation positive et la terre à la bande de terre.

Vérifiez que tous les fils sont toujours maintenus fermement en tirant dessus doucement.

Étape 24: Positionnez la photorésistance

Appliquez un peu de colle à l'arrière de la photorésistance. Celui-ci est ensuite positionné de manière à ce que le capteur circulaire qui en dépasse vient se nicher dans la découpe en U déjà réalisée dans le support imprimé en 3D. L'avant du capteur doit affleurer l'avant afin qu'il n'obstrue pas le manchon lorsqu'il est abaissé sur ce support.

Étape 25: Rangez l'électronique

À ce stade, nous pouvons chercher à ranger l'électronique afin que tout puisse s'intégrer parfaitement à l'intérieur de cette étagère.

J'ai utilisé de la colle pour maintenir les différentes pièces à l'intérieur de l'étagère en utilisant le grand panneau arrière de la pièce imprimée en 3D pour les attacher. Vous pouvez les installer dans n'importe quel arrangement qui vous convient, mais veillez à ne pas trop solliciter les fils.

Les photos ci-dessus montrent avant et après que j'ai arrangé le mien. Une fois cela fait, vous pouvez glisser le manchon sur le support.

Étape 26: Terminer l'alimentation et le montage

L'autre extrémité du câble d'alimentation peut être montée sur les bornes à vis. Faites attention à quel est le côté positif et négatif des bornes à vis car cela peut différer du mien.

Pour monter mon horloge de bord d'étagère sur le mur, j'ai utilisé des supports d'unité murale de cuisine. Une moitié est fixée au panneau de l'horloge et l'autre moitié au mur. Les deux glissent simplement ensemble.

J'ai également utilisé de la colle forte pour aider à maintenir le câble d'alimentation sortant de l'arrière de la carte en place et pour empêcher son propre poids de tendre les câbles où ils sont connectés aux bandes de borniers.

La dernière chose que j'ai ajoutée avant d'installer les étagères sur le mur était deux petites piles de morceaux d'élastique que j'avais collés ensemble. Cela agit comme un petit tampon qui aide à empêcher le bas de l'étagère de marquer le mur tout en le gardant également « debout » du mur.

Une petite longueur de plastique pour ranger les câbles a été utilisée pour aider à cacher le câble d'alimentation autrement noir. Cela peut ensuite être peint pour correspondre à la couleur du mur.

Étape 27: Projet terminé

Sympa, il est temps de faire une tasse de thé et d'admirer votre travail pratique.:)

J'espère que vous avez aimé faire le vôtre. N'oubliez pas de jeter un œil à mes autres projets.

Abonnez-vous ici sur Instructables et YouTube pour découvrir quel est mon prochain projet. N'hésitez pas à partager ce projet avec tous ceux que vous connaissez qui aimeraient en construire un et si vous en faites un, j'aimerais en voir une photo.

Sinon jusqu'à la prochaine fois chow pour l'instant!

Abonnez-vous à ma chaîne Youtube:

Soutenez-moi sur Patreon:

Facebook:

Lewis

Grand prix du concours d'horloges