Word Clock : 11 étapes (avec photos)

2025 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2025-01-13 06:57

Il y a quelques années, j'ai commencé à faire mon premier Word Clock, inspiré des jolis Instructables disponibles. Maintenant que j'ai fait huit Word Clocks, que j'essaie d'améliorer à chaque fois, je pense qu'il est temps de partager mon expérience !

Un avantage de mon expérience est que la dernière version de mon Word Clock est en fait assez simple: si vous avez tous les composants, vous devriez pouvoir le construire en une journée.

Tout d'abord, l'intérieur de la Word Clock

Ma version actuelle utilise une bande led RGB: il s'agit d'une bande led dans laquelle chaque "ampoule" se compose d'une led rouge, verte et bleue. En combinant les trois couleurs, (presque) toutes les couleurs peuvent être créées. La bande led RVB est contrôlée par une entrée (encore un peu magique pour moi). Ainsi, en connectant un fil, vous pouvez contrôler toutes les leds de la bande !

Derrière chaque lettre sur le visage du Word Clock (veuillez voir plus tard cette étape) se cache une led de la bande led RVB. Ainsi, lorsqu'une LED s'allume, elle doit allumer une lettre. Pour ce faire, j'ai utilisé un cutter laser pour découper une grille de planche de bois. Dans d'autres Instructables, cette grille a été réalisée à l'aide de bandes de mousse qui sont assemblées dans une grille. J'ai aussi essayé cela, mais cela n'a pas fonctionné pour moi. Cependant, dans ma première version, j'ai fait la grille à partir de fines lamelles de bois que j'ai collées ensemble. Cela fonctionne parfaitement bien, mais prend beaucoup de temps à construire !

Le cerveau de la Word Clock est l'Arduino Nano. Ce petit ordinateur est capable de contrôler la bande LED RVB. Vous pouvez trouver une infinité de programmes sur Internet pour jouer avec, assez amusant !

Pour éviter beaucoup de soudure (ce qui prend du temps et est tout un métier), j'utilise un adaptateur de terminal pour l'Arduino Nano. Tout ce qu'un adaptateur de terminal fait est de nous permettre de connecter nos fils à l'Arduino à l'aide de vis.

Bien sûr, le but de toute horloge, en plus d'être jolie, est d'afficher l'heure. Dans mon Word Clock, un module d'horloge en temps réel (RTC) garde une trace de l'heure. L'idée de ce module est qu'une fois que vous avez réglé l'heure, il continue de fonctionner (jusqu'à ce que sa batterie soit à plat). Je travaille avec le DS3231 RTC, qui est assez bon marché et beaucoup de support est disponible sur Internet.

Maintenant que l'intérieur du Word Clock est clair, nous passons à l'extérieur

Par expérience, je sais qu'il est important de démarrer votre projet à partir d'une base pratique. C'est pourquoi je construis presque toutes mes horloges à mots en utilisant le cadre RIBBA d'IKEA. L'avantage de ceci est que vous commencez avec un cadre dont tous les angles sont bien à 90 degrés et la finition de l'extérieur est sans couture. Bien sûr, vous pouvez construire votre propre cadre si vous le souhaitez, mais je m'en tiendrai au cadre RIBBA.

Le visage de la Word Clock est déterminé par les lettres à travers lesquelles la lumière indique l'heure. J'ai trouvé deux façons de créer ce visage:

1. Impression sur film transparent. Vous pouvez imprimer le négatif des lettres sur la feuille. L'encre noire éloigne la lumière. Un inconvénient de cette option est que l'encre doit être suffisamment dense pour ne pas être transparente. Une solution possible consiste à imprimer le visage deux fois et à les empiler les uns sur les autres.
2. Papier découpé au laser. Si vous êtes capable d'utiliser un cutter laser, une option consiste à découper les lettres du papier. Si le papier est suffisamment épais, aucune lumière ne passera. Cependant, vous devez utiliser une police 'stencil'. Ces types de polices n'ont pas de cercles fermés. Ainsi, par exemple, le « o » ne sera pas simplement un trou dans le papier, mais en fait un « o ».

À quoi sert l'horloge de mots ?

Bien sûr, le Word Clock devrait vous indiquer l'heure. De plus, puisque nous utilisons une bande LED RVB, vous pouvez éclairer n'importe quelle lettre dans (presque) n'importe quelle couleur que vous voulez ! Vous pouvez définir la couleur des LED RVB individuelles en programmant l'Arduino Nano. Si vous souhaitez pouvoir changer les couleurs des leds en temps réel, vous pouvez ajouter un bouton qui le fait pour vous. Cependant, puisque je veux rester simple pour l'instant, cela n'est pas inclus dans ce Instructable.

Récemment, j'ai développé un Word Clock qui utilise Bluetooth pour régler les couleurs et l'heure. Si je trouve le temps, je posterai une mise à jour à ce sujet !

Étape 1: Rassembler les matériaux et l'équipement

Les matériaux nécessaires:

- Ruban à leds RVB, 5 volts, 60 leds par mètre, adressable individuellement. Vous avez besoin d'environ 3 mètres de bande led. Par exemple, cela fera: Bande led RVB. Le 'ip' représente le degré de résistance à l'eau. Comme aucun des composants que nous utilisons n'est résistant à l'eau, la version ip30 convient parfaitement. Prix: 4 euros le mètre, donc 12 euros.

- Arduino Nano: Arduino Nano. A noter qu'il est pratique de n'avoir qu'un Arduino dont les broches sont déjà soudées à l'Arduino. Prix: 3 euro.

- Adaptateur de terminal pour Arduino Nano. L'utilisation d'un adaptateur de terminal vous fera gagner beaucoup de temps ! Ils sont assez bon marché: Adaptateur de borne Prix: 1 euro.

- RTC DS3231: RTC DS3231. Vous pouvez utiliser un autre RTC, mais celui-ci s'est avéré parfaitement fonctionner ! Prix: 1 euro.

- Cadre RIBBA: Cadre RIBBA (23x23cm), noir ou blanc. Prix: 6 euro.

- Pour le visage il vous faut soit:

1. Feuille transparente adaptée à l'impression (demandez à votre imprimerie locale !)
2. Carton adapté à la découpe laser (demandez à votre découpeur laser !)

Tarif: 5 euros.

- Cavaliers pour connecter les composants. Je ne sais pas vraiment de combien nous en avons besoin, mais ils sont bon marché et largement disponibles: Fils de connexion. Il est pratique d'avoir des fils mâle-mâle, mâle-femelle et femelle-femelle, cependant, les fils mâle-mâle feront aussi (avec un peu de soudure supplémentaire). Tarif: 3 euros.

- Source de courant. La bande led RVB utilise 5V. Il est important de ne pas dépasser cette tension, car les bandes led RGB s'abîment facilement. Chaque led utilise 20-60mA. Comme nous utilisons 169 leds, l'ampérage nécessaire pour alimenter les leds est assez important. Par conséquent, je recommande d'utiliser au moins une alimentation de 2000mA, telle que celle-ci: Alimentation. Prix: 5 euros.

- Une résistance de 400-500 ohms. Prix: négligeable.

- Un condensateur de 1000 uF. Prix: négligeable.

- Une carte prototype, comme celle-ci: Protoboard. Prix: 1 euro.

- Un morceau de bois (planche) pour former le dos de l'Horloge. Prix: 2 euros.

- Une bande en bois d'environ 3x2cm pour fixer le dos de la Word Clock au cadre. Prix: 1 euro.

- Deux serre-fils (à raccorder aux fois 5 fils), disponibles dans votre magasin de bricolage local. Prix: 2 euros.

Prix total: environ 40 euros.

Le matériel nécessaire:

- Crayon- Station de soudure- Outil de dénudage- Tournevis- Ciseaux- Ruban adhésif double face (pour fixer les composants)- Scie (pour scier la planche pour le dos de la Word Clock)- Un morceau de tissu (pour éviter les rayures sur le RIBBA cadre tout en travaillant dessus)

Étape 2: la vue d'ensemble

Maintenant que nous avons tous les matériaux, il est agréable d'avoir un aperçu de l'idée générale de la Word Clock.

Le cadran de la Word Clock est composé de lettres (soit imprimées sur une feuille transparente, soit découpées au laser dans du carton). Derrière chaque lettre se cache une led de la bande led RGB. Étant donné que le cadre RIBBA mesure 23x23cm et que nous utilisons une bande led RGB composée de 60 leds par mètre (donc 100cm/60leds=1.67cm par led), nous pouvons installer 23cm/1.67=13.8 leds dans une rangée. Étant donné que 0,8 led peut être un peu gênant, nous nous en tenons à 13 leds par rangée. Puisque le cadre RIBBA est carré, nous construirons (plus tard) une 'matrice de leds' de 13x13 leds.

En termes simples, le Word Clock se compose d'une petite horloge (le RTC DS3231) qui, une fois réglée, continue de tourner. Cette petite horloge communique l'heure au petit ordinateur (l'Arduino Nano). Le petit ordinateur sait quelles LED doivent s'allumer pendant une durée spécifique. Ainsi, le petit ordinateur envoie un signal via le fil de données à la bande LED RVB et allume les LED.

Cela semble assez simple, n'est-ce pas ?!:)

Étape 3: Le visage de l'horloge de mots

Nous utiliserons 13 leds dans une rangée et 13 rangées, ce qui fait une matrice de 13x13 leds.

Découpe de la bande led RGB

Coupez 13 bandes de la bande led RGB d'une longueur de 13 leds. Il faut découper la bande led RGB au milieu des trois ovales en cuivre.

Assemblage des 13 bandes led RGB

Nous collons les 13 bandes led sur la planche de bois qui est incluse dans le cadre RIBBA. Il y a un crochet collé à la planche, qui peut être facilement retiré à l'aide d'un tournevis. A l'aide de la grille (de l'étape précédente), vous pouvez facilement marquer la position de chaque led sur le tableau. La plupart des bandes LED RVB ont un dos collant, de sorte que vous pouvez facilement les coller sur la carte. Il est important de noter le sens de la bande led RGB. Les flèches sur la bande led RGB indiquent la direction dans laquelle le courant circule. Puisque nous voulons connecter les 13 bandes LED RVB, nous devons créer un chemin continu pour que le courant circule. Récemment, IKEA a coupé un coin de la planche, de sorte qu'il soit plus facile de sortir la planche du cadre. Il est pratique d'utiliser ce coin coupé pour faire passer les fils d'un côté à l'autre de la carte. En d'autres termes, assurez-vous que la première led est située dans le coin coupé.

Souder les 13 bandes led RGB

Maintenant que les 13 bandes de leds RGB sont collées sur la carte, on peut les connecter à l'aide du fer à souder. Tout d'abord, déposez un peu de soudure sur chaque moitié des ovales de cuivre. Deuxièmement, coupez les fils volants dénudez une extrémité. Encore une fois, déposez un peu de soudure sur l'extrémité dénudée du fil. Maintenant, laissez l'extrémité dénudée du fil toucher l'ovale de cuivre et utilisez le fer à souder pour faire fondre la soudure et les connecter. Connectez le GND d'une bande led RVB au GND de la bande led RVB suivante. Faites de même pour les fils 5V et de données.

Finition de la matrice led

Soudez un cavalier à chacun des trois ovales en cuivre de la première led de la matrice de led RVB. Comme dit, il est pratique de localiser la première led au coin coupé de la carte afin que vous puissiez facilement faire passer les trois fils de l'autre côté de la carte.

Étape 6: Électronique

Maintenant que nous avons terminé notre matrice LED, nous pouvons commencer à connecter les composants.

Nous collerons les composants (Arduino Nano dans l'adaptateur de terminal, RTC DS3231, serre-fils) à l'arrière de la carte sur laquelle nous avons fabriqué notre matrice de leds. Vous pouvez utiliser le ruban adhésif double face pour fixer les composants.

Bande led RVB

Tout d'abord, placez l'Arduino Nano dans l'adaptateur de terminal. Il est pratique de placer l'adaptateur de borne au milieu de la carte, car un certain nombre de fils doivent être connectés à l'adaptateur de borne. Connectez le fil de données de la bande LED RVB (le fil du milieu) à l'un des ports numériques de l'Arduino Nano (généralement j'utilise le port D6). Pour protéger la bande LED RVB des pics de tension, vous pouvez placer une résistance de 400 à 500 ohms entre le fil de données et l'Arduino.

RTC DS3231

Deuxièmement, collez le RTC DS3231 quelque part sur la carte. Ce module a besoin de quatre connexions: une masse, une 5V, une SCL et une SDA. Nous n'utilisons pas les ports SQW et 32K. Vous pouvez utiliser un fil femelle pour vous connecter aux broches du RTC DS3231. Connectez le SCL au cinquième port analogue (A5) de l'Arduino Nano. Connectez le SDA au quatrième port analogue (A4) de l'Arduino Nano.

Étape 7: L'alimentation

Quelle alimentation utiliser ?

Tension Vous pouvez alimenter l'Arduino Nano en utilisant une large gamme de tensions. Le port 'Vin' peut gérer 7-12V, le port 5V peut gérer 5V (quelle surprise) et vous pouvez alimenter l'Arduino Nano à l'aide du mini câble usb. Cependant, la bande LED RVB est plus pointilleuse dans ses exigences. La plupart des fabricants prescrivent une entrée 5V +/- 5% à leurs bandes LED RVB (pour plus d'informations, voir alimenter les Neopixels). Par conséquent, nous utiliserons une alimentation 5V.

Current One RVB contient en fait trois LED distinctes (une rouge, une verte et une bleue) qui forment ensemble la couleur souhaitée. L'une des trois LED utilise environ 20mA. Ainsi, une led RGB qui émet la couleur blanche en mettant simultanément les leds rouge, verte et bleue utilise 3*20mA=60mA. Si vous allumez toutes les 169 leds RVB à la fois dans la couleur blanche, vous avez besoin de 169*60mA=10140mA=10A*. Les alimentations les plus courantes sont d'environ 2000mA. Donc, en d'autres termes, allumer toutes les leds RVB à la fois dans la couleur blanche n'est pas une idée très lumineuse**.

Je recommande d'utiliser une alimentation 5V, 2000mA, car elles sont courantes et assez bon marché.

* Veuillez noter que les courants élevés (supérieurs à 5 mA) sont dangereux ! Alors, soyez très prudent lorsque vous alimentez le Word Clock!

** Il existe quelques astuces pour allumer toutes les leds RVB en même temps, comme connecter l'alimentation aux deux extrémités de la bande led RVB, ou utiliser les leds RVB à une luminosité plus faible.

Branchement de l'alimentation

Nous allons connecter l'alimentation aux composants. Nous allons connecter un condensateur de 1000 uF sur le fil positif et négatif de l'alimentation. Vous pouvez utiliser un protoboard pour sécuriser la connexion (voir photo). Puisque nous avons pas mal de composants qui ont besoin d'alimentation, nous connectons chacun des deux fils de l'alimentation 5V à un écrou de fil: nous les appellerons l'écrou de fil positif (qui est connecté au fil positif de l'alimentation) et négatif écrou de fil (qui est connecté au fil négatif de l'alimentation). Maintenant, connectez les fils 5V de la bande LED RVB et du RTC DS3231 au serre-fil positif. De même, connectez les fils de terre (GND) de la bande LED RVB et du RTC DS3231 au serre-fil négatif. Nous alimenterons l'Arduino Nano via son port 5V et l'un de ses ports de masse. Pour ce faire, connectez le port 5V de l'Arduino au serre-fil positif et l'un des ports GND au serre-fil négatif.

Sécurisation de l'alimentation

Pour éviter de déchirer toute votre électronique bien câblée, il est recommandé de fixer le cordon d'alimentation à l'intérieur du cadre RIBBA. Vous pouvez le faire en faisant simplement un nœud dans le cordon d'alimentation avant qu'il ne passe à l'arrière de la Word Clock. Cependant, une manière plus élégante consiste à fixer le cordon en le fixant à l'intérieur du cadre RIBBA. Vous pouvez facilement le faire en utilisant un petit morceau de bois et en le vissant à l'intérieur du cadre RIBBA à l'aide de deux vis. Serrez le cordon d'alimentation entre le morceau de bois et le cadre RIBBA. Dans ma dernière version du Word Clock, j'ai utilisé une petite charnière (environ 3 cm) pour fixer le cordon d'alimentation. Un avantage de ceci est que vous n'avez pas à couper un petit morceau de bois.

Étape 8: Tout assembler

Maintenant que nous avons imprimé ou découpé le visage du Word Clock, fini la matrice de LED et connecté les composants électroniques, il est temps de rassembler toutes les couches du Word Clock.

1. Placez le cadran de la Word Clock dans le cadre RIBBA.
2. Mettez un papier (semi) opaque (papier d'impression ordinaire ou papier calque) pour bien répartir la lumière le long de la lettre.
3. Placez la grille dans le cadre RIBBA.
4. La carte avec d'un côté la matrice de leds et de l'autre côté les composants électroniques peut être soigneusement placée dans le cadre RIBBA.

Étape 9: Création du dos de l'horloge de mots

Le dos de l'horloge peut simplement être fabriqué à partir de planche de bois. La meilleure façon de le faire est de scier un morceau de planche aux mêmes dimensions (environ 22,5 x 22,5 cm) que la planche fournie dans le cadre RIBBA. Percez deux trous à l'arrière du Word Clock: un pour le fixer au mur (si vous le souhaitez) et un pour le cordon d'alimentation afin de quitter le Word Clock.

Sciez deux morceaux d'une longueur d'environ 20 cm de la bande de bois. Ces deux bandes ont deux fonctions:

1. Tenir la planche de bois avec d'un côté la bande led RGB et de l'autre côté les composants électroniques en place
2. Création d'une surface sur laquelle le dos du Word Clock peut être vissé.

Maintenant, vissez ces bandes contre l'intérieur du cadre RIBBA en veillant à bien les presser contre la planche qui maintient les composants électriques. Ensuite, vous pouvez mettre une planche de bois que vous venez de scier sur les bandes de bois et la fixer à l'aide de vis.

Si vous voulez mettre le Word Clock sur le mur, assurez-vous que l'arrière du Word Clock est solidement fixé.

Étape 10: Programmation de l'Arduino Nano

Si vous débutez dans la programmation d'Arduino, je vous recommande de commencer par faire quelques tutoriels (comme Blink), qui sont très instructifs (et amusants !).

Comme je ne suis qu'un étudiant en génie mécanique, la programmation n'est pas ma partie préférée du projet. Heureusement, mon beau-frère est titulaire d'une maîtrise en informatique, donc programmer l'Arduino était un jeu d'enfant pour lui. Alors, tout le mérite de la programmation lui revient (merci Laurens) !

L'idée de base est que vous indiquez quelles leds font partie de quel mot. Notez que la première led est indiquée comme led numéro 0. Nous avons donc 0-168 leds. Ensuite, vous dites à l'Arduino quels mots doivent s'allumer à un moment précis. Vous réglez l'heure sur le RTC DS3231, afin que l'Arduino sache quelle est l'heure actuelle.

Les couleurs des leds de la bande led RGB sont déterminées par une valeur de 0-255 pour le rouge, le vert et le bleu. Ainsi, une led rouge est notée (rouge, verte, bleue) = (255, 0, 0) et une led violette par (reg, vert, bleu) = (255, 0, 255). Une led qui n'est pas utilisée a la couleur (rouge, vert, bleu) = (0, 0, 0).

Vous pouvez regrouper les mots en fonction de leur objectif:

• Un groupe qui s'illumine toujours ('It', 'est', votre nom, etc.)
• Un groupe de mots qui indiquent les minutes
• Un groupe de mots de couplage ('passé', 'à', 'demi', 'quart', etc.)
• Un groupe de mots qui indiquent les heures
• Un groupe qui couvre toutes les lettres que vous n'utilisez pas à l'heure actuelle

Pour chaque groupe de mots, vous pouvez définir une couleur (c'est plus facile que de définir une couleur pour chaque mot ou même une lettre séparément).

Vous pouvez télécharger votre programme en connectant l'Arduino Nano à votre ordinateur à l'aide d'un mini câble USB.

MISE À JOUR (janvier 2019):

J'ai ajouté le fichier Arduino à l'Instructable. Le fichier est écrit par mon beau-frère, donc tout le mérite lui revient ! Le fichier est basé sur un Word Clock utilisant des boutons pour basculer entre certains modes de couleurs et un mode numérique. Bien sûr, vous pouvez programmer les boutons comme vous le souhaitez

Étape 11: Terminer

Si tout s'est déroulé comme prévu, vous venez de créer votre propre Word Clock !

S'il vous plaît, si vous avez des recommandations, n'hésitez pas à commenter ! J'essaierai d'y répondre, mais comme mon temps est limité, cela peut prendre un certain temps.