Moderne Holz-LED-Uhr mit Arduino Nano und DS3231 RTC bauen

Komponenten und Zubehör

Komponente	Menge
Adafruit IS31FL3731 LED-Treiber	1
Adafruit Warmweiß 16x9 Charlieplexed LED-Matrix	1
Arduino Nano R3	1
DS3231 Echtzeituhr (RTC)	1
5mm Aluminiumplatte	1
Altholz für das Gehäuse	1
Kleine Holzschrauben	4
Jumper-Kabel (generic)	1

Apps und Online-Dienste

• Arduino IDE

Über dieses Projekt

In diesem Tutorial baue ich eine einfache Holz-LED-Uhr, die moderne Elektronikkomponenten mit traditionellen Holz- und Metallbearbeitungstechniken kombiniert.

Ich verwende eine 16x9 LED-Matrix von Adafruit als digitales Ziffernblatt, betreibe sie mit einem Arduino Nano und nutze eine DS3231 Echtzeituhr (RTC) zur Zeitmessung. Ich zeige auch, wie man das schöne Gehäuse aus Altholz und Aluminium herstellt. Alles mit einfachen Werkzeugen (plus kleiner Tischbohrmaschine). Dies ist ein recht einfacher Elektronikbau, ich setze grundlegende Arduino-Kenntnisse und die Fähigkeit zum einfachen Löten voraus. Ein gutes Arduino-Einsteiger-Tutorial ist hier, und es gibt hervorragende Lötanleitungen.

Wenn Sie mehr an Elektronik als an Holzbearbeitung interessiert sind:

Es ist völlig möglich, das Gehäuse aus MDF zu fertigen, ein Elektronik-Projektgehäuse zu verwenden, lasergeschnitten, CNC-gefräst oder 3D-gedruckt und einfach die Holzbearbeitungsschritte zu überspringen.

Wenn Sie mehr an Holzbearbeitung als an Elektronik interessiert sind:

Die Elektronik für dieses Projekt ist ziemlich einfach. Ich empfehle, sich zunächst mit Arduino durch ein Einsteiger-Tutorial vertraut zu machen. Wenn Sie gar keine Elektronik möchten, könnten Sie ein kleines analoges Uhrwerk einbauen oder Komponenten einer fertigen Digitaluhr verwenden.

Sicherheitshinweis: Dieses Projekt beinhaltet Hochgeschwindigkeitsbohrer, Drehwerkzeuge, Metallbearbeitung und sehr scharfe Werkzeuge. Tragen Sie immer eine Schutzbrille beim Bohren oder bei der Nutzung des Drehwerkzeugs. Halten Sie Hände von den scharfen Kanten von Meißeln, Messern und Hobeln fern. Schneiden Sie immer von sich weg. Seien Sie vorsichtig!

Schritt 1: Bauvideo ansehen

Ich habe ein Video erstellt, das den Bauprozess zeigt. Hoffentlich gefällt es Ihnen. Schauen Sie sich meine anderen Bauvideos an und abonnieren Sie meinen Kanal.

Schritt 2: Werkzeuge und Materialien beschaffen

Elektronik

• IS31FL3731 LED I2C Treiber
• Warmweiß 16x9 Charlieplexed LED-Matrix
• DS3231 Echtzeituhr
• CR2032 Batterie für die RTC
• Arduino Nano
• Steckbrett für Prototyping
• Steckbrett-Drähte
• Lochrasterplatine als Bohrschablone
• Isolierband
• Lötzinn und Lötkolben

Holz- und Metallbearbeitung

• Scharfe Meißel und Hammer
• Handhobel zum Glätten des Holzes
• Kleine Säge
• Handfräse
• Ölfinish
• Schleifpapier
• Bohrer oder Tischbohrmaschine mit 1mm und 4mm Bohrern
• Metallfeile
• Drehwerkzeug mit Trennscheibe und Schleifscheiben
• Metallsäge
• Heißklebepistole
• 5-Minuten-Epoxidharz
• Cuttermesser

Benötigte Materialien:

• Holzblock für das Gehäuse. Meiner maß 8,5cm x 6,5cm x 4,5cm (inkl. Alu-Halterung).
• 5mm Aluminiumplatte (optional)
• 4 kleine Holzschrauben

Schritt 3: Elektronik aufbauen und Arduino Sketch hochladen

Löten Sie das IS31FL3731 Breakout-Board an die LED-Matrix. Adafruit hat sehr detaillierte Anleitungen hier.

Bauen Sie die Schaltung mit dem Steckbrett nach dem obigen Schaltplan auf. Dieser kann auch hier eingesehen werden.

Arduino Sketch installieren

Der Arduino Sketch kann hier heruntergeladen werden. Herunterladen und in der Arduino IDE öffnen, dann auf den Arduino hochladen. Wenn alles funktioniert, sollte die 16x9 LED-Matrix die Zeit anzeigen. Falls die Zeit falsch ist, folgen Sie diesem Tutorial, um die korrekte Zeit auf der RTC einzustellen.

Jetzt sind Sie bereit für den Gehäusebau.

Schritt 4: Holz vorbereiten

Ich verwendete ein Stück Altholz, das am Ende 8,5cm x 6,5cm x 4,5cm maß (inkl. Aluminiumhalterung). Sägen Sie das Holz auf die gewünschte Größe, dann glätten Sie es mit einem scharfen Handhobel oder Schleifpapier. Jetzt bohren wir das Lochraster für die LEDs.

Schritt 5: Lochraster für LEDs bohren

Ich hatte Glück: Eine Lochrasterplatine hat Löcher genau dort, wo die LEDs sitzen. Wählen Sie eine Stelle auf der Vorderseite für das Raster. Kleben Sie die Lochrasterplatine fest und maskieren Sie ein 16x9 Raster.

Bohren Sie nun mit der Tischbohrmaschine und 1mm Bohrer sehr sorgfältig das Lochraster mit der Lochrasterplatine als Schablone.

Schritt 6: Rückplatte absägen

Ich sägte ein Stück des Originalholzes ab, um es als Rückplatte zu verwenden. Dadurch stimmt die Stirnkante zwischen Hauptteil und Rückplatte überein. Meine Rückplatte war 1/4 Zoll dick. Mit einer kleinen Säge absägen und Sägespuren mit dem Handhobel entfernen.

Schritt 7: Innenraum ausmeißeln

Mit Lineal und/oder Anreißlehre den auszumeißelnden Bereich markieren. Wenn Sie keinen Meißel nutzen wollen, geht auch eine Tischbohrmaschine mit Forstner-Bohrer oder eine elektrische Fräse.

Meißeln Sie das Material sorgfältig aus, um einen hohlen Kasten zu formen. Ich ließ 1/4 Zoll Material an allen Seiten stehen. Den Boden des Innenraums mit der Handfräse glätten.

Hinweise zum Meißeln: Das Ausmeißeln verwendet dieselbe Technik wie das Ausstemmen einer Nut. Gutes Tutorial für Nutstemmen.

Meißel-Sicherheit: Mit einem scharfen Meißel könnte man sich rasieren – Sicherheit ist wichtig! Meine Regel: Hände immer hinter der Klinge, nie davor.

Schritt 8: Aluminiumhalterung herstellen (optional)

Für eine Aluminiumhalterung 5mm dicke Aluplatte verwenden und mit Metallsäge zuschneiden. Aluminium ist weich und lässt sich leicht sägen. Mit der Tischbohrmaschine ein internes Rechteck ausbohren. Dann mit dem Drehwerkzeug und Trennscheibe das innere Rechteck aussägen. Schnittkanten mit Metallfeile glätten.

Mit 5-Minuten-Epoxidharz die Aluminiumhalterung an den Holzkasten kleben. Überschüssigen Kleber abwischen.

Schritt 9: Kasten fertigstellen

4 Pilotbohrungen in jede Ecke der Rückseite bohren und Senkbohrungen mit größerem Bohrer setzen. Rückplatte mit kleinen Holzschrauben verschrauben. Etwas Kraft ist nötig, um in das Aluminium zu schrauben.

Alles mit P120 und dann P320 Schleifpapier glatt schleifen. Kasten mit Finish Ihrer Wahl behandeln. Ich verwendete gekochtes Leinöl. Seien Sie sehr vorsichtig beim Auftragen des Finishes auf dem Lochraster, um die Löcher nicht zu verstopfen. Ich verwendete wenig Öl auf einem Tuch und tupfte es über die Löcher.

Jetzt können Sie die Elektronik einbauen.

Schritt 10: Kabel verlöten und Elektronik einbauen

Verwenden Sie den Schaltplan als Leitfaden für die Verkabelung. Löten Sie 12 Drähte in 4 'Y'-Konfigurationen zusammen. Ich verwendete Female-to-Female Prototyping-Kabel. Freiliegende Lötstellen und Drähte mit Isolierband oder Schrumpfschlauch abdecken. Schaltung ohne Steckbrett wieder zusammenbauen und Funktion prüfen.

Kleben Sie das LED-Gitter sehr sorgfältig mit Heißkleber auf den Kastenboden. Dies muss bei eingeschalteten LEDs geschehen, damit Sie die Ausrichtung der LEDs zu den Löchern prüfen können. Ich verwendete blaues Klebeband zur Fixierung während des Klebens. Restliche Elektronik in den Kasten legen. Mit dem Drehwerkzeug und Schleifscheibe eine kleine Kerbe in das Aluminium für das USB-Kabel fräsen.

Einige Belüftungslöcher in die Rückplatte bohren, diese wieder verschrauben und fertig!

Schritt 11: Fazit

Danke fürs Lesen! Ich mag sehr, wie dieses Projekt moderne Elektronik mit traditioneller Holz- und Metallbearbeitung verbindet. Etwas, das ich in Zukunft weiter erforschen möchte. Wenn Ihnen das Tutorial gefällt, folgen Sie mir für zukünftige Projekte. Wenn Ihnen das Video gefällt, abonnieren Sie meinen Kanal.

Nochmals danke!

Andrew

Kontakt:

• Instagram: @andrew_r_jones
• YouTube: @andii1701
• Twitter: @andii1701

Code

Arduino Sketch auf GitHub

Arduino Sketch von GitHub herunterladen: https://github.com/andii1701/led-clock

Schaltplan

Dieses Diagramm zeigt die Verkabelung der elektronischen Komponenten.